(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の技術では、一枚のピンエレクトロニクスカードを2枚のウォータジャケットでサンドイッチ状に挟んでおり、テストヘッド内には、こうしたピンエレクトロニクスカードが複数収容されているので、テストヘッドの大型化を招来するという問題がある。
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、電子部品試験装置の小型化を図ることが可能な基板組立体、
及び、電子部品試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
[1]本発明に係る基板組立体は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板の間に挟まれた一つの中央ウォータジャケットと、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に介装されているスペーサと、を備えており、前記中央ウォータジャケットは、前記第1の基板において前記第2の基板に対向する第1の内側主面に密着していると共に、前記第2の基板において前記第1の基板に対向する第2の内側主面に密着して
おり、前記第1の基板は、前記第1の内側主面に実装された第1のコネクタを有し、前記第2の基板は、前記第2の内側主面に実装された第2のコネクタを有しており、前記スペーサは、前記第1及び前記第2のコネクタの嵌合方向に向かって突出するガイドピンを有することを特徴とする。
【0008】
[2]また、本発明に係る基板組立体によれば、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板の間に挟まれた中央ウォータジャケットと、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に介装されているスペーサと、を備え、前記第1の基板は、前記第1の基板において前記第2の基板に対向する第1の内側主面に実装された第1の電子部品を少なくとも一つ有し、前記第2の基板は、前記第2の基板において前記第1の基板に対向する第2の内側主面に実装された第2の電子部品を少なくとも一つ有しており、前記中央ウォータジャケットは、冷媒が流通可能であると共に前記第1の内側主面に向かって開口する第1の通路と、冷媒が流通可能であると共に前記第2の内側主面に向かって開口する第2の通路と、を有しており、前記第1の電子部品は、前記第1の通路内に収容され、前記第2の電子部品は、前記第2の通路内に収容されて
おり、前記第1の基板は、前記第1の内側主面に実装された第1のコネクタを有し、前記第2の基板は、前記第2の内側主面に実装された第2のコネクタを有しており、前記スペーサは、前記第1及び前記第2のコネクタの嵌合方向に向かって突出するガイドピンを有することを特徴とする。
【0009】
[3]上記発明において、前記第1の通路と前記第2の通路とは同一の通路であってもよい。
【0010】
[4]上記発明において、前記第1の通路と前記第2の通路とは相互に独立していてもよい。
【0012】
[
5]上記発明において、平面視において前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとは相互にずれるように配置されていてもよい。
【0014】
[
6]上記発明において、前記第1の基板において前記第1の内側主面に対して反対側の第1の外側主面に装着された第1の外側ウォータジャケットと、前記第2の基板において前記第2の内側主面に対して反対側の第2の外側主面に装着された第2の外側ウォータジャケットと、を備えており、前記第1の外側ウォータ
ジャケットと前記第1の基板とは、第1のボルトによって前記中央ウォータジャケットに固定されていると共に、前記第2の外側ウォータジャケットと前記第2の基板とは、第2のボルトによって前記中央ウォータジャケットに固定されていてもよい。
【0015】
[
7]上記発明において、平面視において前記第1のボルトと前記第2のボルトとは相互にずれるように配置されていてもよい。
【0016】
[
8]また、本発明に係る電子部品試験装置は、上記の基板組立体が内部に収容されたテストヘッドを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明では、第1の基板と第2の基板との間に一つのウォータジャケットを挟むことで、2枚の基板で一つのウォータジャケットを共用することができるので、電子部品試験装置の小型化を図ることができる。
【0021】
また、本発明では、ウォータジャケットの両面に通路が開口しているので、2枚の基板で一つのウォータジャケットを共用することができ、電子部品試験装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
図1は本実施形態における電子部品試験装置を示す断面図、
図2は
図1のII-II線に沿ったテストヘッドの断面図、
図3は
図2のIII-III線に沿ったテストヘッドの断面図である。
【0025】
本実施形態における電子部品試験装置1は、
図1に示すように、被試験電子部品(DUT:Device Under Test)と電気的に接続されるテストヘッド10と、ケーブル31を介してテストヘッド10に接続された制御装置30と、を備えている。
【0026】
テストヘッド10は、ハンドラ50の下部に形成された空間51に交換可能に配置されている。このテストヘッド10の上部には、テスト時にDUTが電気的に接続されるソケット101が設けられている。このソケット101は、ハンドラ50に形成された開口52を介して、ハンドラ50の内部に入り込んでいる。ハンドラ50は、テストヘッド10上にDUTを順次搬送し、当該DUTをソケット101に押し付け、電子部品試験装置1はこの状態でDUTの試験を実行する。因みに、試験後のDUTはハンドラ50によって試験結果に従って分類される。
【0027】
ハンドラ50は、DUTに高温又は低温の熱ストレスを印加することが可能となっており、電子部品試験装置1は、DUTに熱ストレスが印加された状態(或いは常温の状態)で、当該DUTの試験を実行する。ハンドラ50としては、例えば、ヒートプレートタイプやチャンバタイプ等の公知のハンドラを用いることができる。なお、本実施形態では、テストヘッド10が下方からハンドラ50に装着されているが、テストヘッドをハンドラに装着する方向は特に限定されない。例えば、テストヘッドを側方からハンドラに装着してもよいし、テストヘッドを上方からハンドラに装着してもよい。
【0028】
ソケット101は、DUTの端子に電気的に接触するコンタクトピン(不図示)を多数有しており、
図2及び
図3に示すように、ソケットボード102に実装されている。そして、このソケットボード102は、ケーブル103等を介してマザーボード104に電気的に接続されている。本実施形態では、例えば4個のソケット101がテストヘッド10上に2行2列に配置されているが、ソケットの数や配置は特に限定されない。
【0029】
テストヘッド10の内部には、DUTを試験する試験モジュール20が収容されている。この試験モジュール20は、コネクタ217,105(227,106)を介して、上述のマザーボード104に電気的に接続されている。この試験モジュール20は、ソケット101やマザーボード104を介して、DUTとの間で試験信号を授受することで、DUTを試験する。
【0030】
また、この試験モジュール20は、下側コネクタ219を介して、テストヘッド10の底部に設けられたバックボード108に電気的に接続されており、このバックボード108は、ケーブル31を介して制御装置30に接続されている。
【0031】
制御装置30は、例えば、プログラムを実行するコンピュータであって、電子部品試験装置1の全体を制御する。この制御装置30は、プログラムに応じてテストヘッド10内のそれぞれの試験モジュール20と通信して、それぞれの試験モジュール20を制御する。
【0032】
以下に、試験モジュール20の構成について
図4〜
図13を参照しながら詳細に説明する。
【0033】
図4は本実施形態における試験モジュールを示す平面図、
図5はその試験モジュールの上部の側面図、
図6は
図4のVI-VI線に沿った断面図、
図7は本実施形態における中間ウォータジャケットの斜視図、
図8は他の実施形態における試験モジュールの断面図、
図9は本実施形態における第1のピンエレクトロニクスカードの上部を示す斜視図、
図10及び
図11は本実施形態における第1及び第2のピンエレクトロニクスカードとスペーサの分解図、
図12は本実施形態におけるピンエレクトロニクスカードの上部を示す斜視図、
図13は
図4のXIII-XIII線に沿った断面図である。
【0034】
本実施形態における試験モジュール20は、
図2〜
図6に示すように、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22と、3枚のウォータジャケット23〜25と、を備えている。
【0035】
この試験モジュール20では、いわゆる浸漬液冷方式が採用されており、ウォータジャケット23〜25内に冷媒を流通させ、ピンエレクトロニクスカード21,22に実装された試験用デバイスを冷媒に直接浸漬することで、当該試験用デバイスを冷却する。
【0036】
なお、本実施形態では、
図3に示すように、こうした試験モジュール20が3組収容されているが、テストヘッド10内に収容される試験モジュール20の数は特に限定されない。
【0037】
第1のピンエレクトロニクスカード21は、
図6に示すように、DUTの試験に用いられる第1の試験用デバイス213,214と、当該第1の試験用デバイス213,214が両面に実装された第1の基材215と、を備えている。
【0038】
第1の試験用デバイス213,214の具体例としては、例えば、テスト信号を取り扱うためのLSI等が組み込まれた高周波回路や、試験用の電力をDUTに供給するためのスイッチングレギュレータ等が組み込まれた電源回路等を例示することができる。
【0039】
図6に示すように、第1の試験用デバイス213は、第1のピンエレクトロニクスカード21の外側主面(第1の外側主面211)に実装されているのに対し、第1の試験用デバイス214は、第1のピンエレクトロニクスカード21の内側の主面(第1の内側主面212)に実装されている。なお、第1の外側主面211に実装される第1の試験用デバイス213の数や配置は特に限定されない。同様に、第1の内側主面212に実装される第1の試験用デバイス214の数や配置も特に限定されない。
【0040】
第1の基材215の具体例としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ガラス、セラミックス等から構成され、電気絶縁性を有する基板を例示することができる。
【0041】
第2のピンエレクトロニクスカード22も、第1のピンエレクトロニクスカード21と同様に、
図6に示すように、DUTの試験に用いられる第2の試験用デバイス223,224と、当該第2の試験用デバイス223,224が両面に実装された第2の基材225と、を備えている。
【0042】
第2の試験用デバイス223,224の具体例としては、上述の第1の試験用デバイス213,214と同様に、高周波回路や電源回路等を例示することができる。
【0043】
第2の試験用デバイス223は、第2のピンエレクトロニクスカード22の外側の主面(第2の外側主面221)に実装されているのに対し、第2の試験用デバイス224は、第2のピンエレクトロニクスカード22の内側の主面(第2の内側主面222)に実装されている。なお、第2の外側主面221に実装される第2の試験用デバイス223の数や配置は特に限定されない。同様に、第2の内側主面222に実装される第2の試験用デバイス224の数や配置も特に限定されない。
【0044】
第2の基材225の具体例としては、第1の基材215と同様に、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ガラス、セラミックス等から構成され、電気絶縁性を有する基板を例示することができる。
【0045】
図3、
図5、及び
図6に示すように、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22の間には、中央ウォータジャケット23が挟まれている。この中央ウォータジャケット23は、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の内側主面212に装着されていると共に、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の内側主面222に装着されている。
【0046】
一方、第1のピンエレクトロニクスカードの第1の外側主面211には、第1の外側ウォータジャケット24が装着され、第2のピンエレクトロニクスカードの第2の外側主面221には、第2の外側ウォータジャケット25が装着されている。
【0047】
中央ウォータジャケット23は、
図6に示すように、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の内側主面212に密着していると共に、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の内側主面222に密着しており、第1の内側主面212と第2の内側主面222との間に冷媒を流通させるための通路231を有している。
【0048】
この通路231は、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の内側主面212に向かって開口していると共に、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の内側主面222に向かって開口している。そして、第1の内側主面212に実装された第1の試験用デバイス214が、通路231内に収容されていると共に、第2の内側主面222に実装された第2の試験用デバイス224も同一の通路内231内に収容されている。
【0049】
図7に中央ウォータジャケット23の全体構成の一例を示す。同図に示すように、中央ウォータジャケット23において通路231の開口の周囲には凹部234が形成されている。この凹部234には、
図6に示すように、シール部材235が挿入されている。このシール部材235によって、中央ウォータジャケット23と第1及び第2の内側主面212,222との間が密閉されており、通路231内を流通する冷媒の漏洩が防止されている。シール部材235の具体例としては、例えば、ゴム等の弾性を有すると共に密閉性に優れた材料から構成され、円形状或いはX形状の断面を有するガスケット等を例示することができる。
【0050】
なお、
図7に示す中央ウォータジャケット23における流路231の形状や配置は一例に過ぎない。ウォータジャケット23〜25における流路231の形状や配置は、第1及び第2のピンエレクトロニクスカード21,22に実装された試験用デバイス213,214,223,224の位置、配置、自己発熱量等に応じて設定される。
【0051】
なお、
図8に示すように、中央ウォータジャケット23Bに、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の試験用デバイス214を収容する第1の通路236と、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の試験用デバイス224を収容する第2の通路237とを、相互に独立して形成してもよい。
【0052】
一方、第1の外側ウォータジャケット24は、
図6に示すように、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の外側主面211に密着しており、第1の外側主面211に沿って冷媒を流通させるための通路241を有している。
【0053】
この通路241は、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の外側主面211に向かって開口しており、第1の外側主面211の第1の試験用デバイス213が、この通路241内に収容されている。
【0054】
図6に示すように、第1の外側ウォータジャケット24の通路241の開口の周囲に形成された凹部には、シール部材245が挿入されている。このシール部材245によって、第1のウォータジャケット24と第1の外側主面211との間が密閉されており、通路241内を流通する冷媒の漏洩が防止されている。シール部材245の具体例としては、上述のシール部材235と同様のガスケット等を例示することができる。
【0055】
同様に、第2の外側ウォータジャケット25も、
図6に示すように、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の外側主面221に密着しており、第2の外側主面221に沿って冷媒を流通させるための通路251を有している。
【0056】
この通路251は、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の外側主面221に向かって開口しており、第2の外側主面221の第2の試験用デバイス223が、この通路251内に収容されている。
【0057】
図6に示すように、第2の外側ウォータジャケット25の通路251の開口の周囲に形成された凹部には、シール部材255が挿入されている。このシール部材255によって、第2のウォータジャケット25と第2の外側主面221との間が密閉されており、通路251内を流通する冷媒の漏洩が防止されている。シール部材255の具体例としては、上述のシール部材235と同様のガスケット等を例示することができる。
【0058】
図6に示すように、第1のピンエレクトロニクスカード21及び第1の外側ウォータジャケット24には、貫通孔216,246が同軸上に形成されている。また、中央ウォータジャケット40の上面には、当該貫通孔216,246に対応するように、雌ネジ部238が形成されている。第1のピンエレクトロニクスカード21と第1の外側ウォータジャケット24は、貫通孔216,246に挿入された第1のボルト247が雌ネジ部238に螺合することで、中央ウォータジャケット23に固定されている。
【0059】
同様に、第2のピンエレクトロニクスカード22と第2の外側ウォータジャケット25には、貫通孔226,256が同軸上に形成されている。また、中央ウォータジャケット23の下面には、当該貫通孔226,256に対応するように雌ネジ部239が形成されている。第2のピンエレクトロニクスカード22と第2の外側ウォータジャケット25は、貫通孔226,256に挿入された第2のボルト257が雌ネジ部239に螺合することで、中央ウォータジャケット23に固定されている。
【0060】
このように、本実施形態では、ウォータジャケット23〜25をピンエレクトロニクスカード21,22にボルト247,257で両側から固定することで、シール部材245,255を十分に潰すことができ、十分な密閉性を確保することができる。
【0061】
これに対し、3つのウォータジャケットと2枚のピンエレクトロニクスカードとを、一本のボルトでまとめて固定する場合には、ボルトの径を大きくしたり嵌合長さを長くしなければ、シール部材を十分に潰すことができない。
【0062】
また、本実施形態では、
図6及び
図7に示すように、平面視(
図6及び
図7においてA方向矢視)においてボルト247,257は相互にオフセットしている(ずれている)。このため、本実施形態では、ボルト247,257と中央ウォータジャケット23との嵌合長さを十分に確保することができる。
【0063】
図2及び
図3に示すように、第1の外側ウォータジャケット24には、チラー40に接続された入口側導管248が接続されている。同様に、第2の外側ウォータジャケット25には、チラー40に接続された出口側導管258が接続されている。チラー40は、例えば、冷媒を冷却するための熱交換器や、冷媒を循環させるためのポンプを有している。また、特に図示しないが、第1及び第2のピンエレクトロニクスカード21,22の基材215,225には、冷媒を通過させてウォータジャケット23〜25間で移動させるための連通孔が形成されている。
【0064】
例えば、本実施形態では、チラー40から供給された冷媒は、先ず、入口側導管248を介して第1の外側ウォータジャケット24の通路241内に進入して、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の外側主面211上の第1の試験用デバイス213を冷却する。
【0065】
次いで、冷媒は、第1の基材215の連通孔を介して、中央ウォータジャケット23の通路231内に進入して、ピンエレクトロニクスカード21,22の内側主面211,221上の試験用デバイス214,224を冷却する。
【0066】
次いで、冷媒は、第2の基材225の連通孔を介して、第2の外側ウォータジャケット25の通路251内に進入して、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の外側主面221上の第2の試験用デバイス223を冷却する。
【0067】
そして、全てのデバイスを通過した冷媒は、出口側導管258を介してチラー40に回収され、再び冷却された後に入口側導管248に供給される。
【0068】
ウォータジャケット23〜25内を流通する冷媒としては、フッ素系不活性液体(例えば、スリーエム社製フロリナート(Fluorinert)(登録商標))等の電気的絶縁性に優れた液体を例示することができる。なお、ウォータジャケット23〜25における冷媒の順路は上記に特に限定されない。
【0069】
また、
図9及び
図10に示すように、第1のピンエレクトロニクスカード20の上部には、第1のコネクタ217が実質的に等間隔に実装されている。この第1のコネクタ217は、第1のピンエレクトロニクスカード21の第1の内側主面212に固定されているのに対し、マザーボード104側のコネクタ105(
図4参照)との嵌合部218は、第1のピンエレクトロニクスカード21の平面方向に向いている。
【0070】
同様に、
図10〜
図12に示すように、第2のピンエレクトロカード22の上部には、第2のコネクタ227が実質的に等間隔に実装されている。この第2のコネクタ227は、第2のピンエレクトロニクスカード22の第2の内側主面222に固定されているのに対し、マザーボード104側のコネクタ106(
図4参照)との嵌合部228は、第2のピンエレクトロニクスカード22の平面方向に向いている。
【0071】
このように、本実施形態では、コネクタ217,227をピンエレクトロニクスカード21,22の内側の主面212,222に実装することで、コネクタ217,227の嵌合に対する基材215,225の厚さバラツキの影響をなくすことができる。
【0072】
なお、中央ウォータジャケット23を介して2つのピンエレクトロニクスカード21,22を重ねた際に、コネクタ217,227同士が干渉しないように、
図10及び
図12に示すように、平面視において第1のコネクタ217と第2のコネクタ227とは、相互にオフセットするように(ずれるように)配置されている。
【0073】
また、本実施形態では、
図4、
図10〜
図13に示すように、第1のピンエレクトロニクスカード21と第2のピンエレクトロニクスカード22との間に、スペーサ26が介装されている。このスペーサ26は、ピンエレクトロニクスカード21,22の上部に配置されており、ボルト261によってピンエレクトロニクスカード21,22に固定されている。
【0074】
このスペーサ26の両端には、第1及び第2のコネクタ217,227の嵌合方向に向かって突出するガイドピン262が設けられている。このガイドピン262は、マザーボード104側に設けられたガイド孔107(
図4参照)に挿入可能となっている。ガイドピン262がガイド孔107に挿入されることで、ピンエレクトロニクスカード21,22の第1及び第2のコネクタ217,227が、マザーボード104のコネクタ105,106に対して位置決めされるようになっている。
【0075】
ここで、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22にガイドピンをそれぞれ独立して設けると、厚さ方向(
図13におけるZ方向)におけるガイドピンの位置のバラツキが、コネクタ217,227の嵌合に反映されてしまう場合がある。
【0076】
これに対し、本実施形態では、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22で一つのガイドピン262を共用することで、コネクタ217,227の嵌合に対するガイドピン262の位置のバラツキの影響が抑制されている。
【0077】
また、
図13に示すように、このスペーサ262と、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22とを、単一のガイドシャフト263が貫通しており、このガイドシャフト263によって2枚のピンエレクトロニクスカード21,22が平面方向(
図13におけるXY方向)において相互に位置決めされている。このため、本実施形態では、コネクタ217,227の嵌合に対するピンエレクトロニクスカード21,22間の平面方向における位置ズレの影響が抑制されている。
【0078】
以上のように、本実施形態では、第1のピンエレクトロニクスカード21と第2のピンエレクトロニクスカード22との間に一つのウォータジャケット23を挟むことで、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22で一つのウォータジャケット23を共用する。このため、試験モジュール20が薄くなり、テストヘッド10が試験モジュール20の厚さ方向に小さくなるので、電子部品試験装置1の小型化を図ることができる。また、同一のサイズのテストヘッドにおいては、テストヘッド内における試験モジュール20の密度向上を図ることができる。
【0079】
また、本実施形態では、中央ウォータジャケット23の両面に通路231が開口しているので、2枚のピンエレクトロニクスカード21,22で一つのウォータジャケット23を共用することができる。
【0080】
本実施形態における試験モジュール20が本発明における基板組立体の一例に相当し、本実施形態における第1のピンエレクトロニクスカード21は本発明における第1の基板の一例に相当し、本実施形態における第2のピンエレクトロニクスカード22は本発明における第2の基板の一例に相当し、本実施形態における第1の試験用デバイス214が本発明における第1の電子部品の一例に相当し、本実施形態における第2の試験用デバイス224が本発明における第2の電子部品の一例に相当し、本実施形態における通路231が本発明における第1の通路及び第2の通路の一例に相当する。
【0081】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。