專利名稱：用于檢測機臺的溫度調控系統的制作方法
技術領域：
本發明關于一種用于檢測機臺的溫度調控系統，尤其是一種用于電子元件進行檢測作業時，能夠有效地控制待測元件溫度于一定范圍內的溫度調控系統。
背景技術：
集成電路元件將大量電路元件集成化、微型化，還不斷提升運算速度與產品效能， 以往必需由許多大型電子電路結合才能完成的運算處理工作已完全由集成電路元件所取代，由于集成電路元件的妥善率直接影響該類電子裝置的效能、壽命與可靠性，因此對于集成電路制造、封裝測試業者而言，為了確保產品品質，各階段制程后都會進行電性或實境檢測作業，以檢測集成電路于制作過程中，是否符合使用者規格要求，目前可通過自動化檢測機臺檢測出不良品并進一步分類。種種產品最終都將面臨散熱問題，一旦伴隨電子運算或發光所產生的熱無法被順利攜出排除，電子裝置運轉所產生的高溫無法被有效降溫，輕則減損產品壽命、降低產品效能，或對其它周邊相關零件造成不良影響；重則會直接產生熱逸散(Thermal run away)、甚至導致立即危險，因此散熱問題絲毫不可以被輕忽。為此，目前常見利用散熱鰭片、風扇、甚至致冷芯片、或上述各裝置的組合而攜走發熱元件附近熱能、降低發熱元件附近的溫度。然而，無論是在發熱元件與散熱片接觸面間、由接觸面至金屬鰭片、或空氣與金屬鰭片間的熱傳導，都會受限于接觸面積或傳導截面大小。亦即，如果在一個狹窄空間中，無法設置較大尺寸的散熱片或散熱鰭片，散熱效率將隨之大打折扣。但相對地，電子裝置需不斷順應潮流趨勢而逐漸輕薄短小，如何在空間大幅縮減狀態下確保散熱效率，也使得規劃電子裝置內部空間與電路布局的工程師相當困擾。目前習知技術，一般通過單獨致冷裝置或搭配散熱鰭片等機構件執行檢測作業所產生的自熱進行冷熱交換，使集成電路元件于檢測過程維持在應有的溫度范圍內；但隨著集成電路元件技術的發展，檢測作業溫控精準度及效率需要提升，然而前述致冷裝置并無法即時有效隨著將檢測進行控制溫度，遂有業者提出解決方案，可參考中國臺灣專利公告第13似958號中說明書及圖式可知該致冷溫控裝置1內于一下壓桿的下壓治具組內裝設有致冷芯片15，并于該下壓治具組的端部凸設一可伸縮接觸電子元件的感溫器11(如圖1 所示)，該感溫器11可感測電子元件的溫度，并將該溫度信號經由信號轉換器12傳輸至控制單元13，該控制單元13于接收該溫度信號后即與資料庫進行運算比對，并將所需電流量的信號傳輸至電源供應器14，以啟閉控制電源供應器14輸出至致冷芯片15的電流；因此， 當下壓桿下壓電子元件進行檢測時，可利用致冷芯片15與電子元件執行檢測作業所產生的自熱進行冷熱交換，以使檢測作業即時精準控制于較小的檢測溫度范圍內。上述方法雖然能夠將檢測溫度范圍控制于較小的范圍內，但不斷的藉由調整輸出功率來控制致冷芯片，則必須重復多次的啟動與關閉該致冷芯片，如此將會因為持續輸出功率不穩定的情況下，而導致該致冷芯片的使用壽命縮短，因此對于需要持續不斷進行檢測作業的半導體廠商而言，如此將會是一個非常不穩定的因素，而致冷芯片不預期的毀損狀況也將對廠商造成嚴重的成本損失。
因此，若能夠使用一線性控制信號來調控該致冷裝置，并不需要使用0N/0FF的控制方式來控制該致冷裝置，將能夠延長該致冷裝置的使用壽命，如此應為一最佳解決方案。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種用于檢測機臺的溫度調控系統，能夠于一加壓裝置對一待測元件迫緊時，能夠偵測待測元件的表面溫度，并產生一線性控制信號，藉由致冷芯片的吸熱與放熱將該待測元件溫度控制于一設定范圍內。本發明的再一目的在于，通過該線性控制信號對致冷芯片進行溫度調控時，將使得致冷芯片對于待測元件表面溫度控制具有更佳的表現，避免致冷芯片受到習知啟動/關閉的控制而易于損毀。可達成上述發明目的的用于檢測機臺的環境溫度調控系統，包括一測試座、一具有熱交換器及致冷芯片的加壓裝置、一具有溫度感測器的測試頭，該測試頭配置在加壓裝置前端，于至少一待測元件置放于該測試座時，通過加壓裝置下壓，使測試頭對該待測元件之一迫緊，以使該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度得到一溫度信號，并再將該溫度信號回饋至一控制處理單元進行運算處理以產生一線性控制信號，使輸入致冷芯片的電流在該線性控制信號之下，由致冷芯片的吸熱與放熱將該待測元件溫度控制于一設定范圍內。更具體的說，所述控制處理單元至少包括一控制器以及一放大器所組成，其中該控制器接收所回饋的溫度信號，并由該放大器產生一線性控制信號。更具體的說，所述線性控制信號為一組脈寬調制信號。更具體的說，所述控制處理單元更具有一比例積分微分控制器，使通過該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度得到一溫度信號能夠與該設定范圍進行比對；另外該設定范圍由一控制裝置設定，該控制裝置亦用于接收該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度所得到一溫度信號。本發明所提供的一種用于檢測機臺的溫度調控系統，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點1.本發明于每個測試單位上都具有獨立的閉回路溫度控制系統，因此僅需設定一目標溫度范圍，即可依據溫度感測器所回饋的系統實際溫度與目標溫度差異進行比例積分微分控制，以使本發明能夠快速且穩定的維持于目標溫度范圍內。2.本發明的控制處理單元能夠提供一穩定的線性控制信號輸出，以減少致冷芯片不斷開關所產生的沖擊，以延長該致冷芯片的使用壽命。有關于本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
圖1為習用致冷溫控裝置的溫控架構圖；以及圖2為本發明用于檢測機臺的溫度調控系統的架構圖。
具體實施例方式請參閱圖2，為本發明一種用于檢測機臺的環境溫度調控系統的架構圖，由圖中可知，該用于檢測機臺的環境溫度調控系統2，主要包括一測試座21、一具有熱交換器221及致冷芯片222的加壓裝置22、一具有溫度感測器2230的測試頭223，該測試頭223配置于該加壓裝置22前端，故當至少一待測元件置放于該測試座21時，可通過加壓裝置22下壓， 使測試頭223對該待測元件之一迫緊，以使該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度，以取得一溫度信號Ts，并再將該溫度信號Ts回饋至一控制處理單元23進行運算處理。由于待測元件通過自動化搬移的方式被放置在測試座21上，此時并未與測試座 21緊密接合，需要通過加壓裝置22的迫緊力道以及測試頭223對準，始使待測元件開始進行測試；而放置在測試頭223前端的溫度感測器2230同時間將會接觸到待測元件的表面， 以即時偵測該待測區域溫度。而溫度感測器2230的形式接觸感應反饋，直接固定于測試頭或利用彈性元件設置為彈針式(Probe Pin)均為不限。其中，該控制處理單元23中包括一控制器231、一放大器232以及一比例積分微分控制器233所組成，該控制器231能夠接收溫度感測器2230所回饋的溫度信號Ts，并再通過該比例積分微分控制器233將溫度信號Ts與該一控制裝置(圖未示)所設定的溫度范圍進行比對后，即可配合提供該放大器232輸出一穩定的線性控制信號Tp (如脈寬調制信號)，而輸入至該致冷芯片222的電流經過放大器232以及該線性控制信號Tp的控制下，使輸入致冷芯片222的電流I得以調整，能藉調整致冷芯片222的吸熱與放熱將該待測元件受測時溫度控制于一設定范圍內。前述的溫度控制于設定范圍，指欲輸入致冷芯片的電流 I能夠在該回饋的溫度信號Ts比對后，調整該電流值大小、正負等。另外，該控制裝置除了能夠設定溫度范圍之外，亦能夠用于接收該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度所得到一溫度信號。另外，當該測試頭223的溫度感測器迫緊于待測元件上時，能夠持續傳送該待測元件的表面溫度的溫度信號至該控制處理單元23中，并經由處理運算之后，能夠經由輸出線性控制信號，以即時控制該致冷芯片222的工作溫度，因此本發明能夠對應該待測元件的表面溫度，來即時微調該致冷芯片222的工作狀態。藉由以上較佳具體實施例的詳述，系希望能更加清楚描述本發明的特征與精神， 而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發明所欲申請的專利范圍的范疇內。
權利要求
1.一種用于檢測機臺的溫度調控系統，包括一測試座、一具有熱交換器及致冷芯片的加壓裝置、一具有溫度感測器的測試頭，該測試頭配置在加壓裝置前端，至少一待測元件置放于該測試座時，通過該加壓裝置下壓，使測試頭對該待測元件之一迫緊；其特征在于于該測試頭對該待測元件之一迫緊時，通過該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度得到一溫度信號，將該溫度信號回饋至一控制處理單元進行運算處理以產生一線性控制信號，使輸入致冷芯片的電流在該線性控制信號之下，由致冷芯片的吸熱與放熱將該待測元件溫度控制于一設定范圍內。
2.如權利要求1所述一種用于檢測機臺的溫度調控系統，其特征在于，該控制處理單元至少包括一控制器以及一放大器所組成，由該控制器接收所回饋的溫度信號，并由該放大器產生一線性控制信號。
3.如權利要求1或2所述一種用于檢測機臺的溫度調控系統，其特征在于，該線性控制信號為一組脈寬調制信號。
4.如權利要求1所述一種用于檢測機臺的溫度調控系統，其特征在于，該控制處理單元更具有一比例積分微分控制器，使通過該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度得到一溫度信號能夠與該設定范圍進行比對。
5.如權利要求4所述一種用于檢測機臺的溫度調控系統，其特征在于，該設定范圍由一控制裝置設定，該控制裝置亦用于接收該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度所得到一溫度信號。
全文摘要
一種用于檢測機臺的溫度調控系統，包括一測試座、一具有熱交換器及致冷芯片的加壓裝置、一具有溫度感測器的測試頭，該測試頭配置在加壓裝置前端，于至少一待測元件置放于該測試座時，通過加壓裝置下壓，使測試頭對該待測元件之一迫緊，以使該溫度感測器偵測待測元件的表面溫度得到一溫度信號，并再將該溫度信號回饋至一控制處理單元進行運算處理以產生一線性控制信號，使輸入致冷芯片的電流在該線性控制信號之下，由致冷芯片的吸熱與放熱將該待測元件溫度控制于一設定范圍內。本發明可依據回饋的系統實際溫度與目標溫度差異進行控制，快速且穩定的維持于目標溫度范圍內。可提供穩定的線性控制信號輸出，減少致冷芯片不斷開關所產生的沖擊。
文檔編號G05D23/19GK102520742SQ201110353110
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者呂孟恭, 吳信毅, 周睿哲, 歐陽勤一 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司