CN1087100C - 用于半导体试验装置的处理机的恒温槽 - Google Patents

Abstract

一种恒温槽，设在IC试验装置所用的处理机内，可在短时间内将半导体元件均匀地预加热到设定温度。它包括：回转台、加热器、轴流风扇、圆筒状整流体。上述整流体对轴流风扇产生的气流进行整流，不会发生紊流，形成以下循环流路，即从轴流风扇通过回转台后，在该回转台的下表面与恒温槽的底面绝热壁之间向外侧流动，并螺旋状地上升，然后通过加热器并返回到轴流风扇。

Description

用于半导体试验装置的处理机的恒温槽

本发明涉及半导体元件输送处理装置[一般称为处理机(handler)]，该半导体元件输送处理装置用于为对半导体元件进行试验，将其输送到试验部，在试验部试验终了后，将试验终了的半导体元件从试验部运出，并依据试验结果，对试验终了的半导体元件进行分类。具体讲，本发明涉及这样一种半导体元件输送处理装置中的恒温槽结构，该恒温槽用于将需测定(试验)的半导体元件预热到规定的设定温度。

在半导体元件试验装置[该半导体元件试验装置用于在所需试验的半导体元件(被试验元件)上加上规定图形的试验信号，并测定其电气特性]中大多整体地安装上述半导体元件输送处理装置(以下称为处理机)。半导体元件、例如其代表性例子半导体集成电路(以下简称IC)的电气特性的测定项目之一是温度特性。为了测定该温度特性，必须在设定为规定温度的处理机的恒温槽内部设置提高温度用的预加热台，用于加热被试验元件。在这种情况下，为了缩短试验时间，必须对被送入并放置在该预加热台上的多个被测定元件进行加热，以使它们在短时间内均匀地达到需测定的规定温度特性时的温度。以下，为了使说明简单起见，以半导体元件的代表性例子IC为例进行说明。

图1和图2表示现有技术的处理机的恒温槽结构，该处理机设有预加热台，该预加热台用于将热量供给IC，使其达到规定的设定温度，以测定作为被测定对象的IC的温度特性。如图所示，恒温槽11是由大致为600mm×600mm大小的绝热壁4围起来构成的，其内部设有进行预加热用的回转台(一般称为转台)5。在该回转台5上装有环形的交换部件(change kit，该交换部件是根据被测定半导体元件的种类、形状等进行更换的部件)12。将被测定的IC10运入并放置在该交换部件12上，并进行加热，使其温度上升到规定的温度。

也就是说，图1和图2所示的是现有技术的具有预加热用的回转台5的恒温槽11的结构。安装在回转台5中心的旋转轴9由配置在恒温槽11上部的驱动源(该驱动源图中未表示)进行旋转驱动，使旋转轴9以规定的速度进行旋转。恒温槽11的底部外侧设有风扇电动机1，通过该风扇电动机1的旋转，使配置在恒温槽11内侧底部的轴流风扇2旋转，从而将配置在该轴流风扇上部的螺旋状加热器3的热量向上部的回转台5的方向传送。回转台5的中央部位由多孔板6构成，该多孔板6在回转台5的旋转轴9的方向(在图1中为上下方向)上形成有多个通孔。在该多孔板6外侧的交换部件12上放置被试验IC(一般称为DUT)10。因此，通过轴流风扇2的旋转，加热器3的热量通过多孔板6而流向回转台5的周边上的被试验IC10的方向，然后通过回转台5的周缘部返回到轴流风机2处，即产生如图1箭头所示的气体循环流路7。这样，使放在回转台5上的被试验IC10升温到规定的设定温度。

被试验IC10达到规定的设定温度时，则从回转台5上取出这些被试验IC，并将它们运送到进行试验(测定)的恒温槽11内的试验部，进行所需的试验。

但是，采用上述现有技术的恒温槽结构，由于在内部设有回转台5的恒温槽11中，还产生如图1中箭头所示那样的从轴流风扇2向横向流动的气流，因此其缺点是：放置在回转台5周边上的被试验IC10的温度上升不均匀，即被试验IC因其放置在回转台5上的位置不同而温度上升不均匀，所以，可以说不能使全部被试验IC均匀地升温。因而，这种结构的恒温槽存在的问题是，为使全部被试验IC升温到规定的设定温度，并稳定在该设定温度，需花相当长的时间。

测定被试验IC的温度特性时，在测定温度特性之前，为了进行预加热，必须将被试验IC运入并放置在回转台的周边上，进行均匀的加热，使被试验IC均匀地升温，并且，如上所述，为了缩短试验时间，必须在短时间内使放置在回转台上的全部被试验IC均匀而稳定地达到规定的设定温度。因此，为了将加热器放出的热量传送给被试验IC，必须采用这样一种结构的恒温槽，即该恒温槽能充分发挥轴流风扇的特性。

本发明的目的在于提供一种IC试验装置用处理机的的恒温槽，即该恒温槽可以使被试验IC在短时间内，并且均匀地升温到规定的设定温度。

本发明提供一种用于半导体试验装置的处理机的恒温槽，该恒温槽设有回转台、轴流风扇、圆筒状整流体及热源，其中：回转台以可回转的方式安装在用绝热壁围起来的恒温槽的内侧底部，它用于放置需测定的半导体元件，可在基本水平的面上进行回转；轴流风扇设置在上述回转台的设有气体通过孔的中央部分的上部，通过驱动源的回转驱动，使上述恒温槽内部产生气体的循环流路；圆筒状整流体设在靠近上述轴流风扇的周围，以将该轴流风扇的周围围住；热源设置在上述轴流风扇的上部，并将被测定半导体元件的温度加热到设定温度；通过所述轴流风扇的旋转，将气体吹向恒温槽的底部方向，形成以下这样的整流气体的循环流路，即气体从轴流风扇通过回转台的中央部位后，通过该回转台的下面与恒温槽的底面绝热壁之间返回到轴流风扇。

本发明的恒温槽是这样构成的即为了充分利用轴流风扇所具有的特性，在接近轴流风扇的外周边设置筒状通道(duct)，该筒状通道可以使恒温槽内的气体、例如空气形成有效的循环流路。另外，将回转台沿轴流风扇的下侧轴流前进的方向，设置在恒温槽内侧的底部，并且在轴流风扇气体流动方向的相反部位.(轴流风扇的上部)上设置加热器，由该加热器放出的热形成热风，利用轴流风扇将热风从上方吹向下方回转台侧。这种结构的恒温槽可形成这样的气体循环流路，即通过吹热风，使流向回转台下侧的热风进入回转台下表面与恒温槽的底部壁之间，并向外侧流动，然后在绝热壁的内侧呈螺旋状地上升，并返回到轴流风扇的吸入侧。

采用本发明的恒温槽，可以形成引导气体循环流(该气体循环流是通过轴流风扇形成的)的回路，因此不会产生气体流动的紊流现象，循环流被有效地整流后进行流动。其结果，由绝热壁围成的恒温槽内的气体被适度搅拌，使被作为热源的加热器加热的气体温度均匀。这样，运入并放置在回转台上的被试验IC可受到同样的加热，在短时间内可使全部被试验IC均匀地达到规定的设定温度。

附图的简要说明：

图1是表示现有的IC试验装置用处理机的恒温槽的一种结构的概略断面图；

图2是从上面往下看的图1的俯视图；

图3是表示本发明的IC试验装置用处理机的恒温槽一实施例的结构的概略断面图；

图4是将图3的加热器以上部分去除后，从上面往下看的俯视图；

图5是为表示在本发明一实施例的恒温槽的交换部件上所配置的9个被试验IC位置的、与图4一样的俯视图。

下面，参照附图对本发明的实施例加以详细说明。

图3所示为本发明的IC试验装置用处理机的恒温槽一实施例的结构。图4是表示去除图3的加热器以上部分后的内部结构，该图是图3的俯视图。如图3所示，在该实施例中，将风扇电动机1配置在恒温槽11的上部外侧，在轴流风扇2(该轴流风扇安装在风扇电动机1的旋转轴上)与恒温槽11的上部绝热壁之间设置有环状加热器3，在恒温槽11底部设置有回转台5。并且，在轴流风扇2的周围，相隔很小的间距配置有圆筒状的通道(duct)8。在回转台5的上部装有环状的交换部件12，被试验IC运入并放置在该交换部件12上。在本实施例中，回转台5的中心部和周边部是用6个构架(图中未表示)结合构成的，因此，气流实际上可沿上下方向自由地通过该构架部分。当然，也可以像现有技术那样，将回转台5的中央部分作成多孔板.另外，在恒温槽11的外侧，安装在旋转轴9上的皮带轮15，是用适当的驱动源(该驱动源图中未表示)进行皮带驱动的。这样，回转台5便以规定的速度进行旋转。

在上述的结构中，当由于风扇电动机1的驱动力而使轴流风扇2旋转时，如图3中箭头所示，可看到形成这样的气体循环流路7，即气流由轴流风扇2通过回转5的中央部位而流到回转台5的下方，从这里通过回转台5的周缘部流向上方，再通过加热器3的内侧，返回到轴流风扇2。可以确认，通过轴流风扇2吹到下方的气体，由于通道8(该通过道8设在轴流风扇2的周边附近，与轴流风扇2相隔很小的间距)而不引起紊流，经该通道整流后流向回转台5的下方部位。流向该回转台5下方部位的气体，通过恒槽11底面的绝热壁4与回转台5的下表面之间而向外周边方向流动，进而在绝热壁4的内侧呈螺旋状上升，经过设有加热器3的空间后，返回到轴流风扇2的吸入侧，形成整流的气体循环流路。

也就是说，本发明与现有技术不同，本发明的恒温槽结构是，在恒温槽11内的底部设置回转台5，在该回转台5的上部设置轴流风扇2，在该轴流风扇2的上方部位设置作为热源的环状加热器3，通过该轴流风扇2将热风吹向回转台5的中央部位。并且，在靠近轴流风扇2的周围，设有圆筒状的通道8，这样可防止在轴流风扇2的周围附近产生紊流，同时通过风扇2可强劲地将热风吹向恒温槽的底部。

因此，本发明的恒温槽的结构与现有技术的恒温槽的结构完全不同，而且设有通道8。采用本发明，由于在轴流风扇2的周围附近不产生紊流，并且强劲地吹热风，所以可以形成以下这样的整流的气体循环流7的流路，即回转台5的中央部位→回转台5与绝热壁4之间的空间部→绝热壁4与通道8上部之间的空间→加热器3→返回到轴流风扇2的吸入侧。

根据如上所述的本发明的结构，由于可有效而均匀地搅拌恒温槽11内的气体，而且由于回转台5进行回转，因此，可以判断，运入并放置在回转台5周边部上的交换部件12上的被试验IC，在回转台5经过规定的短时间回转后，在短时间内全部可均匀地达到设定温度，而不会产生温度不均(相对于设定温度而言)和到达设定温度的时间不一致等问题。

本发明人使用上述结构的恒温槽(该恒温槽的结构在上面已参照图3及图4进行了说明)11，加热了9个被试验IC，这些被试验IC按图5中黑点所示的位置P1-P9而放置在交换部件12上。在这种状态下将被试验IC依次加热到50℃、75℃、100℃、及125℃四个温度。其结果如表1所示。

                             表1

测定位置	50℃	75℃	100℃	125℃
					P1	49.97	74.78	99.21	123.93
P2	50.07	75.21	100.02	125.18
					P3	50.09	75.26	100.10	125.20
P4	50.24	75.63	100.76	126.27
					P5	50.22	75.62	100.74	126.29
P6	50.21	75.43	100.44	125.89
					P7	50.19	75.41	100.40	125.79
P8	50.29	75.61	100.61	125.86
					P9	50.25	75.57	100.56	125.83

由表1可知，采用本发明的恒温槽11，在交换部件12上的任意位置上被试验IC都可得到均匀加热。将这些被试验IC从室温加热到50℃所需时间为5分钟，加热到75℃所需时间为10分钟，加热到100℃所需时间为15分钟，加热到125℃所需时间为25分钟。由此可知，采用本发明的恒温槽11，将被试验IC配置在交换部件12上的任意位置上都可以在短时间内得到均匀加热的效果。

另外，在上述实施例中，使用圆筒状的通道8作为对气体(该气体是被轴流风扇所吹的气体)进行整流的部件。当然也可以使用其它适当的整流部件。并且，根据需要，轴流风扇2、加热器3、回转台5等的形状和结构，或回转台5的驱动手段等，可以任意地变更。在以上说明中，是以IC为例作为半导体元件进行说明的，但本发明也可适用于对IC以外的其它半导体元件进行加热的恒温槽，当然也可得到同样的效果。

由以上说明可知，本发明的恒温槽是这样构成的，即在轴流风扇的周围附近设置圆筒状整流体，在恒温槽内的底部设置回转台，在该回转台的上部设置轴流风扇，在该轴流风扇的上部设置作为热源的加热器，利用轴流风扇向下方的回转台中央部位吹热风。因此，气体流动时不产生紊流，可形成经过整流的循环流回路。这样，也可使放在回转台周边上的任意位置上的被测定半导体元件在短时间内上升到均匀的温度。

由于处理机的恒温槽是采用上述的结构，所以恒温槽内的气体(上述实施例中是空气)可有效地被搅拌，经加热器加热过的空气不会停滞。因此，不会产生气体温度不均现象，完全可在短时间内将半导体元件均匀地升温到规定的设定温度。

另外，为使恒温槽内的气体整流形成循环的回路，仅简单地设置了圆筒状的整流体，此外，仅改变了恒温槽构成部件的配置，因此，不需花费太多费用，以极低的成本就可实现具有上述优异效果的恒温槽。

Claims (2)

1、一种用于半导体试验装置的处理机的恒温槽，其特征在于，该恒温槽设有回转台、轴流风扇、圆筒状整流体及热源，其中：回转台以可回转的方式安装在用绝热壁围起来的恒温槽的内侧底部，它用于放置需测定的半导体元件，可在基本水平的面上进行回转；轴流风扇设置在上述回转台的设有气体通过孔的中央部分的上部，通过驱动源的回转驱动，使上述恒温槽内部产生气体的循环流路；圆筒状整流体设在靠近上述轴流风扇的周围，以将该轴流风扇的周围围住；热源设置在上述轴流风扇的上部，并将被测定半导体元件的温度加热到设定温度；通过所述轴流风扇的旋转，将气体吹向恒温槽的底部方向，形成以下这样的整流气体的循环流路，即气体从轴流风扇通过回转台的中央部位后，通过该回转台的下面与恒温槽的底面绝热壁之间返回到轴流风扇。

2、如权利要求1所述的用于半导体试验装置的处理机的恒温槽，其特征在于，所述圆筒状整流体是圆筒状的通道。

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