具有局部加熱的測(cè)試系統(tǒng)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及測(cè)試系統(tǒng)，更特別地涉及用于測(cè)試系統(tǒng)的局部加熱的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路和集成電路系統(tǒng)可在大量的電子器件中被發(fā)現(xiàn)，例如智能手機(jī)，數(shù)字照相機(jī)，定位裝置，攜帶式音樂播放器，打印機(jī)，計(jì)算機(jī)等。在生產(chǎn)這些集成電路中由集成電路行業(yè)面臨的許多挑戰(zhàn)中的一些包括設(shè)計(jì)更快速，更可靠，以及較低的成本但較高密度的電路。
[0003]在操作期間，這些集成電路可被暴露到極端溫度環(huán)境和/或產(chǎn)生它們自己的不希望的熱分布(heat profile)，其可妨礙裝置本身和/或緊挨著定位的集成電路的操作。令人遺憾地，由于現(xiàn)代的消費(fèi)者電子設(shè)備不斷縮小并且以不斷增加的頻率操作，因此由這些裝置產(chǎn)生的熱也繼續(xù)增加。
[0004]典型地，在集成電路到達(dá)消費(fèi)者之前，集成電路制造商進(jìn)行一系列測(cè)試以檢驗(yàn)所述集成電路根據(jù)一些說明操作。因此，電子工業(yè)已經(jīng)研發(fā)了操作測(cè)試程序以評(píng)估這些電路的結(jié)構(gòu)完整性和耐熱性。通常，為了在集成電路中進(jìn)行操作測(cè)試，被測(cè)器件(DUT)可經(jīng)過一定范圍的溫度測(cè)試。溫度范圍越大，測(cè)試會(huì)變得越有用。對(duì)于閃躍型(flash type)集成電路，較高溫度(>85°C )加速了裝置測(cè)試時(shí)間和磨損以證明耐久性和保持算法。對(duì)于特定用途的集成電路，較高的溫度可測(cè)試一裝置以確定是否它可在高于指定的溫度(即，用于工業(yè)和/或國(guó)防應(yīng)用的)的溫度下操作或者確定該裝置的操作裕度。
[0005]令人遺憾地，問題發(fā)生在當(dāng)使所述裝置測(cè)試器通過這些極端溫度分布(例如，大于80°C的環(huán)境)時(shí)，因?yàn)閷?duì)測(cè)試器本身的永久性損壞會(huì)發(fā)生。典型的測(cè)試系統(tǒng)可包括環(huán)境室，其罩住整個(gè)的測(cè)試器材，具有定做的罩的壓縮空氣系統(tǒng)，或者具有專門的烘箱和加熱器材的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)。
[0006]環(huán)境室是昂貴的選擇，其耗費(fèi)大量的臺(tái)座(bench)空間和電力。環(huán)境室還遭受在在PID(比例-積分-微分)回路熱電偶和被測(cè)器件外殼溫度之間的顯著的溫度變化。另夕卜，該系統(tǒng)的最大溫度被限于測(cè)試器部件的最大操作溫度(典型地70°C到85°C )。此外，環(huán)境室的緩變率通常被限于避免損壞焊接。
[0007]強(qiáng)迫空氣系統(tǒng)具有與環(huán)境室相似的問題同時(shí)還具有更大費(fèi)用、復(fù)雜的罩以及由于清潔的干空氣要求而產(chǎn)生的顯著的操作成本的附加的負(fù)擔(dān)。此外，典型的強(qiáng)迫空氣裝備通常根據(jù)空氣供給僅管理四個(gè)(4)裝置。
[0008]雖然，ATE系統(tǒng)可被用于高溫測(cè)試，但是ATE系統(tǒng)是非常昂貴的且通常每次僅適于(accommodate)在一個(gè)(I)到四個(gè)(4)裝置之間并且不用于延長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間測(cè)試。
[0009]由此，仍存在對(duì)可靠的測(cè)試系統(tǒng)和制作方法的需要，其中所述測(cè)試系統(tǒng)為電子裝置提供了成本有效的高溫測(cè)試程序。鑒于不斷增加的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力，以及增長(zhǎng)的耗費(fèi)預(yù)期和對(duì)于市場(chǎng)中的有意義的產(chǎn)品差異的減少的機(jī)會(huì)，找到針對(duì)這些問題的答案是關(guān)鍵的。另夕卜，對(duì)降低成本、改善效率和特性以及滿足競(jìng)爭(zhēng)壓力的需要給針對(duì)找到這些問題的答案的關(guān)鍵必要性增加了甚至更大的迫切性。
[0010]針對(duì)這些問題的解決方案已經(jīng)是長(zhǎng)的探尋但是在先的發(fā)展還沒有教導(dǎo)或建議任何解決方案，由此，針對(duì)這些問題的解決方案已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間難倒本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種測(cè)試系統(tǒng)的制造方法，包括:提供包括散熱器的熱管理頭部；將散熱器放置成與電子器件直接接觸；以及通過改變電流在散熱器和電子器件之間傳遞能量。
[0012]本發(fā)明提供了一種測(cè)試系統(tǒng)，包括:包括散熱器的熱管理頭部；與散熱器直接接觸的電子器件；以及用于在散熱器和電子器件之間傳遞能量的電流。
【附圖說明】
[0013]除了以上提到的那些之外或作為對(duì)它們的替代，本發(fā)明的某些實(shí)施例具有其他的步驟或元件。這些步驟或元件對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言從閱讀了以下當(dāng)參照附圖獲得的詳細(xì)描述將變得顯而易見。
[0014]圖1A是本發(fā)明的實(shí)施例中的測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)方框圖；
[0015]圖1B是所述測(cè)試系統(tǒng)的前面板的示例性的視圖；
[0016]圖1C是所述測(cè)試系統(tǒng)的后面板的示例性的視圖；
[0017]圖2是所述測(cè)試系統(tǒng)的示例性的頂視圖；
[0018]圖3是所述測(cè)試系統(tǒng)的示例性的端視圖；
[0019]圖4是在所述測(cè)試系統(tǒng)中的熱管理頭部的示例性的分解視圖；
[0020]圖5是在制造階段中所述測(cè)試系統(tǒng)的示例性的頂視圖；
[0021]圖6是在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中的測(cè)試系統(tǒng)的制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面的實(shí)施例被足夠詳細(xì)地描述以能使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員獲得和利用本發(fā)明。要理解到，其他的實(shí)施例基于本公開內(nèi)容將是顯而易見的，以及系統(tǒng)，工藝或機(jī)械改變可進(jìn)行而沒有背離本發(fā)明的范圍。
[0023]在下面的描述中，許多具體細(xì)節(jié)被給出以提供對(duì)本發(fā)明的徹底的了解。然而，顯而易見的是，本發(fā)明可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下得以實(shí)施。為了避免使本發(fā)明模糊不清，一些眾所周知的電路，系統(tǒng)構(gòu)造以及工藝步驟沒有被詳細(xì)地公開。
[0024]示出所述系統(tǒng)的實(shí)施例的附圖是半示意性的且不是按比例的，特別地，一些尺度是為了介紹清楚并且在附圖中被夸大示出。相似地，雖然為了易于描述在附圖中的視圖通常示出相似的取向，但是在這些附圖中的該描述在很大程度上是任意的。通常，本發(fā)明可在任何取向上操作。
[0025]其中多個(gè)實(shí)施例被公開和描述為具有共同的一些特征，為了它的示出、描述和理解的清楚和容易，彼此相似和相同的特征通常用相似的附圖標(biāo)記進(jìn)行描述。這些實(shí)施例已經(jīng)被編號(hào)為第一實(shí)施例，第二實(shí)施例等，作為描述方便的主題并且不用來具有任何其他的意義或者提供對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]為了解釋的目的，如在此使用的術(shù)語“水平的”被限定為平行于其上放置所述測(cè)試系統(tǒng)的媒介的平面或表面的平面，不管該媒介的取向如何。術(shù)語“豎直的”指的是垂直于如剛限定的“水平的”的方向。術(shù)語，例如“上方(above) ”，“下方(below)，，,底部(bottom)，，，“頂部(top) ”，“側(cè)部(side) ” (如在“側(cè)壁”中)，“更高(higher) ”，“下部(lower) ”，“上部(upper) ”，“之上(over) ”和“之下(under) ”，都是相對(duì)于所述水平面被限定的，如在附圖中示出的。
[0027]術(shù)語“在...之上(on) ”表示在元件之間存在直接接觸。
[0028]如在此使用的術(shù)語“處理(processing) ”包括如在形成一描述結(jié)構(gòu)中所需要的材料或光致抗蝕劑的沉積，形成圖案，暴露，顯影，蝕刻，清理，和/或所述材料或光致抗蝕劑的移除。
[0029]術(shù)語“例子”或“示例性的”在此用來表示充當(dāng)一實(shí)例或例證。在此被描述為“例子”或?yàn)椤笆纠缘摹睂?shí)施例的任何方面不需要被看作是比其他方面或設(shè)計(jì)優(yōu)選的或有利的。
[0030]如在此使用的術(shù)語“第一”和“第二”是僅為了元件和/或?qū)嵤├g的差異的目的并且不要被看作限制本發(fā)明的范圍。
[0031]如在此描述的對(duì)象彼此“相鄰”可以是彼此非常接近，例如僅分開由現(xiàn)代技術(shù)節(jié)點(diǎn)所需要的最小距離，或者在彼此相同的共同領(lǐng)域中或區(qū)域中，視該措辭使用的上下文而定。
[0032]通常，在此描述的測(cè)試系統(tǒng)和它的構(gòu)成元件可一起操作以提供引起熱疲勞的電子結(jié)構(gòu)的局部加熱和冷卻。在此情況下，在此描述的測(cè)試系統(tǒng)可通過提供點(diǎn)加熱/冷卻到集成電路、電路板或電氣系統(tǒng)的各個(gè)部分來替代傳統(tǒng)的烘箱，因此所述電氣部件和系統(tǒng)的測(cè)試可被加速，例如十年壽命的使用可被壓縮成一百個(gè)小時(shí)的測(cè)試，因?yàn)樗鲅b置或它的各個(gè)部分被加熱到它們的操作范圍的極限以獲得這些裝置的使用期限。
[0033]在至少一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)試系統(tǒng)和它的組成部件通過傳導(dǎo)加熱驅(qū)動(dòng)器。通常地，SSD(固態(tài)驅(qū)動(dòng)器)在當(dāng)被加熱超過給定溫度時(shí)停止工作，因此在高溫測(cè)試中加熱整個(gè)驅(qū)動(dòng)器是不適當(dāng)?shù)摹Ｌ娲?，本?shí)施例加熱散熱器，該散熱器可被定做以夾緊在PCB(印刷電路板)兩側(cè)上的電子結(jié)構(gòu)上。同樣地，其他驅(qū)動(dòng)電平部件沒有經(jīng)歷高溫從而保護(hù)它們免于故障。熱敏元件，在PID控制器之下，通過熱和機(jī)械接口被緊固到散熱器以使所有驅(qū)動(dòng)器的定目標(biāo)的電子器件獲得適當(dāng)?shù)臏囟?。冷卻孔也可被設(shè)計(jì)到散熱器中用于強(qiáng)迫空氣冷卻，在比例-積分-微分控制下，或通過對(duì)流。另外，珀耳帖冷卻器可被熱連接到所述測(cè)試系統(tǒng)以在比例-積分-微分控制下實(shí)現(xiàn)加熱和/或冷卻。
[0034]在至少一個(gè)實(shí)施例中，在此描述的所述測(cè)試系統(tǒng)可通過附連單個(gè)熱管理頭部以提供在大約0-125°C范圍內(nèi)的加熱速率超過每分鐘7°C的點(diǎn)加熱和冷卻而在被測(cè)器件和印刷電路板之間產(chǎn)生差不多50°C的溫差。