JP2000097990A - 半導体デバイスのバーンイン試験装置 - Google Patents
半導体デバイスのバーンイン試験装置Info
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
- G01R31/2872—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation
- G01R31/2874—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation related to temperature
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バーンイン試験が行われる複数の被試験デバ
イスの半導体チップ自体の平均温度を精度よく測定す
る。 【解決手段】 試験の対象となる複数の半導体チップに
それぞれ温度測定用配線部を設け、バーンイン試験中に
おける温度測定用配線部の熱による電気抵抗の変化にも
とづいて半導体チップの温度を推定し、温度調節ユニッ
トを制御して各半導体チップの温度を均一にする。
イスの半導体チップ自体の平均温度を精度よく測定す
る。 【解決手段】 試験の対象となる複数の半導体チップに
それぞれ温度測定用配線部を設け、バーンイン試験中に
おける温度測定用配線部の熱による電気抵抗の変化にも
とづいて半導体チップの温度を推定し、温度調節ユニッ
トを制御して各半導体チップの温度を均一にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体デバイス
のバーンイン試験装置、特に、被試験デバイスである半
導体デバイスに温度負荷と電気負荷とを与えるバーンイ
ン（高温連続動作）試験装置に関するものである。
のバーンイン試験装置、特に、被試験デバイスである半
導体デバイスに温度負荷と電気負荷とを与えるバーンイ
ン（高温連続動作）試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスのバーンイン試験は、半
導体デバイスのスクリーニング工程における初期故障の
検出などに不可欠のものである。図５は、バーンイン試
験に用いられるバーンインボード１を示す平面図であ
る。バーンインボード１は、耐熱性の樹脂等から形成さ
れたボード２と、その上に適宜の間隔で複数個（図では
９個）設けられ、被試験デバイスである半導体デバイス
がそれぞれセットされるソケット３と、ボード２の一端
に設けられ、外部と電気導通をとるための外部端子４
と、ボード２上に設けられ、各ソケット３の端子（図示
せず）と外部端子４とを接続する配線４１（一部のみ図
示）とから構成されている。
導体デバイスのスクリーニング工程における初期故障の
検出などに不可欠のものである。図５は、バーンイン試
験に用いられるバーンインボード１を示す平面図であ
る。バーンインボード１は、耐熱性の樹脂等から形成さ
れたボード２と、その上に適宜の間隔で複数個（図では
９個）設けられ、被試験デバイスである半導体デバイス
がそれぞれセットされるソケット３と、ボード２の一端
に設けられ、外部と電気導通をとるための外部端子４
と、ボード２上に設けられ、各ソケット３の端子（図示
せず）と外部端子４とを接続する配線４１（一部のみ図
示）とから構成されている。
【０００３】このように構成されたバーンインボード１
を図４に示すバーンイン試験容器６にセットする。バー
ンイン試験容器６は、本体を形成する筐体６１と、筐体
６１の一面に開閉可能に設けられた蓋体６３と、筐体６
１の内部で他の一面に設けられたボードコネクタ６２
と、筐体６１の内部上方に装着され、詳細構成を後述す
る温度調節装置７とから構成されている。上述のバーン
インボード１は、図４に示すように、蓋体６３を開いて
筐体６１内に挿入され、バーンインボード１の外部端子
４がボードコネクタ６２に差し込まれる。
を図４に示すバーンイン試験容器６にセットする。バー
ンイン試験容器６は、本体を形成する筐体６１と、筐体
６１の一面に開閉可能に設けられた蓋体６３と、筐体６
１の内部で他の一面に設けられたボードコネクタ６２
と、筐体６１の内部上方に装着され、詳細構成を後述す
る温度調節装置７とから構成されている。上述のバーン
インボード１は、図４に示すように、蓋体６３を開いて
筐体６１内に挿入され、バーンインボード１の外部端子
４がボードコネクタ６２に差し込まれる。
【０００４】これによって、バーンインボード１の外部
端子４とボードコネクタ６２の各端子とがそれぞれ接続
され、ボードコネクタ６２に接続された通電装置（図示
せず）から半導体デバイスに通電される。なお、バーン
イン試験容器６には、温度調節装置７が付設されてお
り、バーンイン試験容器６の内部を高温に保持するよう
にされている。
端子４とボードコネクタ６２の各端子とがそれぞれ接続
され、ボードコネクタ６２に接続された通電装置（図示
せず）から半導体デバイスに通電される。なお、バーン
イン試験容器６には、温度調節装置７が付設されてお
り、バーンイン試験容器６の内部を高温に保持するよう
にされている。
【０００５】また、バーンイン試験容器６の内部温度、
即ち被試験デバイスである半導体デバイスの環境温度Ｔ
ａは、筐体６１の内壁近傍などに設けた温度センサ（図
示せず）により測定され、これをモニタして温度調節装
置７をコントロールすることにより、所定の温度に保持
してバーンイン試験が行われる。しかし、環境温度と被
試験デバイスである半導体チップの表面温度とは異な
り、バーンイン試験では半導体チップの表面温度あるい
は半導体チップ自体の温度が重要であるため、これを検
知するための方策として、半導体チップの空きスペース
のある部分にダイオードを形成し、そのダイオードの電
気的特性の変化から半導体チップのジャンクション温度
を推定することが行われていた。
即ち被試験デバイスである半導体デバイスの環境温度Ｔ
ａは、筐体６１の内壁近傍などに設けた温度センサ（図
示せず）により測定され、これをモニタして温度調節装
置７をコントロールすることにより、所定の温度に保持
してバーンイン試験が行われる。しかし、環境温度と被
試験デバイスである半導体チップの表面温度とは異な
り、バーンイン試験では半導体チップの表面温度あるい
は半導体チップ自体の温度が重要であるため、これを検
知するための方策として、半導体チップの空きスペース
のある部分にダイオードを形成し、そのダイオードの電
気的特性の変化から半導体チップのジャンクション温度
を推定することが行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、下記の理由でバーンイン試験を良好に行
うことができなかった。即ち、半導体チップ上にダイオ
ードを形成した場合、温度を測定できるのはダイオード
を形成した部分のみであり、半導体チップの面積が大き
い場合には、そのチップ上で温度のバラツキが生じるた
め、チップ上での平均的な温度を求めることができなか
った。
従来技術では、下記の理由でバーンイン試験を良好に行
うことができなかった。即ち、半導体チップ上にダイオ
ードを形成した場合、温度を測定できるのはダイオード
を形成した部分のみであり、半導体チップの面積が大き
い場合には、そのチップ上で温度のバラツキが生じるた
め、チップ上での平均的な温度を求めることができなか
った。
【０００７】また、バーンイン試験中に半導体チップが
故障して電源電流が増加したとき、半導体デバイスに供
給するバーンイン試験装置の通電装置における電源能力
が不足する場合には、供給される電圧が低下し、故障し
た半導体チップ以外の他の半導体チップにおける電源電
圧も低下するため、バーンイン試験中の故障していない
半導体チップが正常に動作せず、スクリーニングの効果
がなくなることもある。更に、故障した半導体チップが
発熱し、そのために半導体デバイスを装着しているソケ
ットの破損やバーンインボード自体が破損することもあ
る。
故障して電源電流が増加したとき、半導体デバイスに供
給するバーンイン試験装置の通電装置における電源能力
が不足する場合には、供給される電圧が低下し、故障し
た半導体チップ以外の他の半導体チップにおける電源電
圧も低下するため、バーンイン試験中の故障していない
半導体チップが正常に動作せず、スクリーニングの効果
がなくなることもある。更に、故障した半導体チップが
発熱し、そのために半導体デバイスを装着しているソケ
ットの破損やバーンインボード自体が破損することもあ
る。
【０００８】この発明は、上述のような事態に対処する
ためになされたもので、バーンイン試験が同時に施され
る複数の被試験デバイスの中の半導体チップ自体の平均
温度を精度よく測定し、コントロールできるバーンイン
試験装置を提供することを目的とする。また、複数の被
試験デバイスの中で、試験中に半導体デバイス自体が破
壊することにより、設定温度範囲を大きく逸脱した半導
体チップについては、通電を停止し、バーンイン試験を
停止できるようにしたバーンイン試験装置を提供するこ
とを目的とする。
ためになされたもので、バーンイン試験が同時に施され
る複数の被試験デバイスの中の半導体チップ自体の平均
温度を精度よく測定し、コントロールできるバーンイン
試験装置を提供することを目的とする。また、複数の被
試験デバイスの中で、試験中に半導体デバイス自体が破
壊することにより、設定温度範囲を大きく逸脱した半導
体チップについては、通電を停止し、バーンイン試験を
停止できるようにしたバーンイン試験装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明のバーンイン試
験装置は、集積回路部と、温度測定用配線部とを有する
半導体チップを含む複数個の半導体デバイスを複数個の
ソケットにそれぞれ装着し、所定温度の環境下におくと
共に、上記各ソケットを通じて上記各半導体チップに通
電し、バーンイン試験を行うようにしたバーンイン試験
装置において、上記温度測定用配線部を、アルミニウ
ム、タングステン、銅、多結晶シリコン、及び上記半導
体チップを構成する半導体基板と同材料のうちの一つま
たは複数の組み合わせによって構成すると共に、上記各
ソケットに対応して設けられる温度調節ユニットと、バ
ーンイン試験中における上記温度測定用配線部の熱によ
る電気抵抗の変化にもとづいて上記各半導体チップの温
度をそれぞれ測定する温度測定手段と、この温度測定手
段の測定結果にもとづいて上記温度調節ユニットの一部
または全部を制御することにより、上記各半導体デバイ
スの温度が同一になるように制御する制御手段とを備え
たものである。
験装置は、集積回路部と、温度測定用配線部とを有する
半導体チップを含む複数個の半導体デバイスを複数個の
ソケットにそれぞれ装着し、所定温度の環境下におくと
共に、上記各ソケットを通じて上記各半導体チップに通
電し、バーンイン試験を行うようにしたバーンイン試験
装置において、上記温度測定用配線部を、アルミニウ
ム、タングステン、銅、多結晶シリコン、及び上記半導
体チップを構成する半導体基板と同材料のうちの一つま
たは複数の組み合わせによって構成すると共に、上記各
ソケットに対応して設けられる温度調節ユニットと、バ
ーンイン試験中における上記温度測定用配線部の熱によ
る電気抵抗の変化にもとづいて上記各半導体チップの温
度をそれぞれ測定する温度測定手段と、この温度測定手
段の測定結果にもとづいて上記温度調節ユニットの一部
または全部を制御することにより、上記各半導体デバイ
スの温度が同一になるように制御する制御手段とを備え
たものである。
【００１０】この発明のバーンイン試験装置は、また、
温度測定用配線部を、半導体チップの集積回路部の配線
形成と同一工程で形成するものである。
温度測定用配線部を、半導体チップの集積回路部の配線
形成と同一工程で形成するものである。
【００１１】この発明のバーンイン試験装置は、更に、
温度測定用配線部は、半導体チップの集積回路部の配線
形成と同一工程で複数層に形成されたものを相互に接続
して構成したものである。
温度測定用配線部は、半導体チップの集積回路部の配線
形成と同一工程で複数層に形成されたものを相互に接続
して構成したものである。
【００１２】この発明のバーンイン試験装置は、更にま
た、集積回路部と、温度測定用配線部とを有する半導体
チップを含む複数個の半導体デバイスを複数個のソケッ
トにそれぞれ装着し、所定温度の環境下におくと共に、
上記各ソケットを通じて上記各半導体チップに通電し、
バーンイン試験を行うようにしたバーンイン試験装置に
おいて、バーンイン試験中に各半導体チップに印加され
る電圧と電流とにもとづいて各半導体チップの温度を演
算する演算手段と、上記各ソケットに対応して設けられ
た温度調節ユニットと、上記演算手段の演算結果にもと
づいて上記温度調節ユニットの一部または全部を制御す
ることにより、上記各半導体デバイスの温度が同一にな
るように制御する制御手段とを備えたものである。
た、集積回路部と、温度測定用配線部とを有する半導体
チップを含む複数個の半導体デバイスを複数個のソケッ
トにそれぞれ装着し、所定温度の環境下におくと共に、
上記各ソケットを通じて上記各半導体チップに通電し、
バーンイン試験を行うようにしたバーンイン試験装置に
おいて、バーンイン試験中に各半導体チップに印加され
る電圧と電流とにもとづいて各半導体チップの温度を演
算する演算手段と、上記各ソケットに対応して設けられ
た温度調節ユニットと、上記演算手段の演算結果にもと
づいて上記温度調節ユニットの一部または全部を制御す
ることにより、上記各半導体デバイスの温度が同一にな
るように制御する制御手段とを備えたものである。
【００１３】この発明のバーンイン試験装置は、また、
温度調節ユニットは、温度を調整し得るようにされたヒ
ータと、送風量を調整し得るようにされた送風ファンと
から構成され、各ソケットに装着された半導体デバイス
に個別に対応し得るように設けられているものである。
温度調節ユニットは、温度を調整し得るようにされたヒ
ータと、送風量を調整し得るようにされた送風ファンと
から構成され、各ソケットに装着された半導体デバイス
に個別に対応し得るように設けられているものである。
【００１４】この発明のバーンイン試験装置は、また、
温度測定手段または演算手段によって得られた各半導体
デバイスの温度を各半導体デバイス毎に所定の温度範囲
と照合し、上記所定の温度範囲を越えた半導体デバイス
への通電を停止してバーンイン試験を停止すると共に、
通電を停止した半導体デバイス及び通電停止時間を記憶
するようにしたものである。
温度測定手段または演算手段によって得られた各半導体
デバイスの温度を各半導体デバイス毎に所定の温度範囲
と照合し、上記所定の温度範囲を越えた半導体デバイス
への通電を停止してバーンイン試験を停止すると共に、
通電を停止した半導体デバイス及び通電停止時間を記憶
するようにしたものである。
【００１５】この発明のバーンイン試験装置は、複数の
ソケットにそれぞれセットされた半導体デバイスの半導
体チップ自体の温度を、半導体チップに設けた温度測定
用配線部の電気抵抗を測定することにより、あるいは、
半導体チップの電源電圧と電流を測定することにより、
各デバイス毎にモニタすることができるため、その結果
に応じてバーンイン試験装置の各半導体デバイスに対応
して設けられている温度調節ユニットの一部または全部
を制御し、複数の半導体チップのそれぞれの温度を精度
よく均一にコントロールすることができる。
ソケットにそれぞれセットされた半導体デバイスの半導
体チップ自体の温度を、半導体チップに設けた温度測定
用配線部の電気抵抗を測定することにより、あるいは、
半導体チップの電源電圧と電流を測定することにより、
各デバイス毎にモニタすることができるため、その結果
に応じてバーンイン試験装置の各半導体デバイスに対応
して設けられている温度調節ユニットの一部または全部
を制御し、複数の半導体チップのそれぞれの温度を精度
よく均一にコントロールすることができる。
【００１６】また、この発明のバーンイン試験装置は、
温度測定手段または演算手段によって得られた各半導体
デバイスの温度を所定の温度範囲と照合し、その温度範
囲を越えた半導体デバイスへの通電を停止してバーンイ
ン試験を停止すると共に、通電を停止した半導体デバイ
ス及び通電停止時間を記憶するようにしているため、通
電停止時間と通電開始時間とから通電時間を求め、半導
体チップの寿命を推定することができる。
温度測定手段または演算手段によって得られた各半導体
デバイスの温度を所定の温度範囲と照合し、その温度範
囲を越えた半導体デバイスへの通電を停止してバーンイ
ン試験を停止すると共に、通電を停止した半導体デバイ
ス及び通電停止時間を記憶するようにしているため、通
電停止時間と通電開始時間とから通電時間を求め、半導
体チップの寿命を推定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１によるバーンイン試験装置の概略図であ
る。この図において、６はバーンイン試験容器で、図４
に示すボードコネクタ６２が複数個、水平方向に所定間
隔で配置され、各ボードコネクタにそれぞれ、バーンイ
ンボード１の外部端子４を差し込む形で、複数のバーン
インボード１を装着する。図ではバーンインボード１の
図示を省略し、そのソケット２個にセットされた半導体
デバイスの半導体チップ５を拡大して示している。
の実施の形態１によるバーンイン試験装置の概略図であ
る。この図において、６はバーンイン試験容器で、図４
に示すボードコネクタ６２が複数個、水平方向に所定間
隔で配置され、各ボードコネクタにそれぞれ、バーンイ
ンボード１の外部端子４を差し込む形で、複数のバーン
インボード１を装着する。図ではバーンインボード１の
図示を省略し、そのソケット２個にセットされた半導体
デバイスの半導体チップ５を拡大して示している。
【００１８】半導体チップ５は、図２にその平面図を示
すように、集積回路部５１と、温度測定用配線部５２
と、集積回路部５１に接続された通電用パッド５３と、
温度測定用配線部５２に接続された接続パッド５４とを
有し、周知のＤＩＰやＳＯＪ、フラットパッケージなど
の所定のパッケージに封止されて半導体デバイスとして
構成されるものである。
すように、集積回路部５１と、温度測定用配線部５２
と、集積回路部５１に接続された通電用パッド５３と、
温度測定用配線部５２に接続された接続パッド５４とを
有し、周知のＤＩＰやＳＯＪ、フラットパッケージなど
の所定のパッケージに封止されて半導体デバイスとして
構成されるものである。
【００１９】なお、温度測定用配線部５２は、集積回路
部５１の配線形成と同一工程で所定の個所に形成される
ものである。従って、集積回路部５１の配線と同材料で
同時に形成され、集積回路部５１の配線が絶縁層を介し
て複数層に形成される場合は、温度測定用配線部５２も
複数層に形成される。
部５１の配線形成と同一工程で所定の個所に形成される
ものである。従って、集積回路部５１の配線と同材料で
同時に形成され、集積回路部５１の配線が絶縁層を介し
て複数層に形成される場合は、温度測定用配線部５２も
複数層に形成される。
【００２０】集積回路部５１の各層の配線材料は、各層
で要求される機能に応じてアルミニウム、タングステ
ン、銅、多結晶シリコンあるいは半導体基板と同材料な
どが選択的に使用され、各層毎に異なった材料で構成さ
れることもある。この場合、各層の温度測定用配線部５
２は、材料が同じ場合も異なる場合も、各層間の絶縁層
に形成されるスルーホール等を介して相互に接続され、
半導体チップ内に立体的に配置された温度測定用配線部
５２を構成する。上述のように、異なった材料を接続す
る形で温度測定用配線部を構成するようにすれば、総合
的な電気抵抗を温度の測定し易い値にすることが可能と
なる。また、各層に配置された配線材料を相互に接続す
ることにより、温度測定用配線部が半導体チップ全体を
巡ることになるため、半導体チップ全体の温度、あるい
は発熱する個所により近い個所の温度を的確に検知する
ことが可能となる。更に、温度測定用配線部を立体的に
配置することになるため、半導体チップを小さく作るこ
とにも寄与し得る。
で要求される機能に応じてアルミニウム、タングステ
ン、銅、多結晶シリコンあるいは半導体基板と同材料な
どが選択的に使用され、各層毎に異なった材料で構成さ
れることもある。この場合、各層の温度測定用配線部５
２は、材料が同じ場合も異なる場合も、各層間の絶縁層
に形成されるスルーホール等を介して相互に接続され、
半導体チップ内に立体的に配置された温度測定用配線部
５２を構成する。上述のように、異なった材料を接続す
る形で温度測定用配線部を構成するようにすれば、総合
的な電気抵抗を温度の測定し易い値にすることが可能と
なる。また、各層に配置された配線材料を相互に接続す
ることにより、温度測定用配線部が半導体チップ全体を
巡ることになるため、半導体チップ全体の温度、あるい
は発熱する個所により近い個所の温度を的確に検知する
ことが可能となる。更に、温度測定用配線部を立体的に
配置することになるため、半導体チップを小さく作るこ
とにも寄与し得る。
【００２１】７はバーンイン試験容器６の上方に設けら
れた温度調節装置で、加熱用のヒータ７２と、ヒータ近
傍に設けられて温風を供給する送風ファン７１とからな
る温度調節ユニット７０が各ソケット３あるいは各半導
体チップ５に対応して、ソケット３あるいは半導体チッ
プ５と同数設けられている。また、８１はバーンイン試
験容器６のボードコネクタ６２に接続され、これを介し
て各半導体チップ５の集積回路部51に個別に通電する通
電装置、８２は半導体チップ５の温度測定用配線部５２
の電気抵抗の変化を個別にモニタし、半導体チップの温
度Ｔｃを半導体デバイス毎に測定する電圧電流測定器、
８３は電圧電流測定器８２によって測定された結果にも
とづいて温度調節装置７の温度調節ユニット７０の温風
量を個別に制御し、個々の半導体チップ５の温度を制御
する制御装置である。
れた温度調節装置で、加熱用のヒータ７２と、ヒータ近
傍に設けられて温風を供給する送風ファン７１とからな
る温度調節ユニット７０が各ソケット３あるいは各半導
体チップ５に対応して、ソケット３あるいは半導体チッ
プ５と同数設けられている。また、８１はバーンイン試
験容器６のボードコネクタ６２に接続され、これを介し
て各半導体チップ５の集積回路部51に個別に通電する通
電装置、８２は半導体チップ５の温度測定用配線部５２
の電気抵抗の変化を個別にモニタし、半導体チップの温
度Ｔｃを半導体デバイス毎に測定する電圧電流測定器、
８３は電圧電流測定器８２によって測定された結果にも
とづいて温度調節装置７の温度調節ユニット７０の温風
量を個別に制御し、個々の半導体チップ５の温度を制御
する制御装置である。
【００２２】次に実施の形態１の動作について説明す
る。バーンイン試験は、通電装置８１から各半導体チッ
プ５の集積回路部５１に個別に電気負荷を与えると共
に、温度調節装置７から温風を供給することで行われ
る。各半導体チップ５の温度を電圧電流測定器８２によ
ってモニタし、そのモニタ結果にもとづいて制御装置８
３が、個々の温度調節ユニット７０の送風量をコントロ
ールする。制御装置８３には、バーンイン試験における
半導体チップ温度Ｔｃの許容範囲があらかじめ記憶され
ており、モニタ結果と比較しながら温度調節ユニット７
０をコントロールするようプログラムされている。
る。バーンイン試験は、通電装置８１から各半導体チッ
プ５の集積回路部５１に個別に電気負荷を与えると共
に、温度調節装置７から温風を供給することで行われ
る。各半導体チップ５の温度を電圧電流測定器８２によ
ってモニタし、そのモニタ結果にもとづいて制御装置８
３が、個々の温度調節ユニット７０の送風量をコントロ
ールする。制御装置８３には、バーンイン試験における
半導体チップ温度Ｔｃの許容範囲があらかじめ記憶され
ており、モニタ結果と比較しながら温度調節ユニット７
０をコントロールするようプログラムされている。
【００２３】また、半導体チップ５の温度モニタは、電
圧電流測定器８２によって温度測定用配線部５２の電気
抵抗を測定することにより行われる。即ち、温度測定用
配線部５２の電気抵抗は、図３に示すように、温度上昇
に対してリニアに変化するため、電気抵抗の変化を検出
することにより、半導体チップの温度Ｔｃを正確に求め
ることができるものである。
圧電流測定器８２によって温度測定用配線部５２の電気
抵抗を測定することにより行われる。即ち、温度測定用
配線部５２の電気抵抗は、図３に示すように、温度上昇
に対してリニアに変化するため、電気抵抗の変化を検出
することにより、半導体チップの温度Ｔｃを正確に求め
ることができるものである。
【００２４】半導体チップ５自体の温度は、通常、試験
装置内部の位置によって異なる環境温度に依存するだけ
でなく、集積回路部５１における発熱と外部への放熱に
も依存し、しかも、この発熱量および放熱量は装着状態
等によるバラツキが極めて大きいため、精度よく測定す
ることは容易ではないが、この実施の形態１によれば、
上述のように、半導体チップ５に設けた温度測定用配線
部５２によって半導体チップ温度Ｔｃを個別にモニタし
ているので、全ての半導体チップ５の温度の直接測定が
精度よくできるものである。
装置内部の位置によって異なる環境温度に依存するだけ
でなく、集積回路部５１における発熱と外部への放熱に
も依存し、しかも、この発熱量および放熱量は装着状態
等によるバラツキが極めて大きいため、精度よく測定す
ることは容易ではないが、この実施の形態１によれば、
上述のように、半導体チップ５に設けた温度測定用配線
部５２によって半導体チップ温度Ｔｃを個別にモニタし
ているので、全ての半導体チップ５の温度の直接測定が
精度よくできるものである。
【００２５】このモニタ結果を用いることにより、バー
ンイン試験装置の発熱量や風量を個々の半導体チップ毎
にコントロールでき、全体の複数の半導体チップ５の表
面温度Ｔｃも精度よく均一にコントロールすることがで
きる。即ち、温度の高いデバイスでは温度調節ユニット
７０のヒータ７２の温度を下げ、また、温度の低いデバ
イスではヒータ７２の温度を上げるなど発熱量を個々の
半導体デバイスで異ならせることにより、温度の均一化
を図ることができ、スクリーニングの正確化と、歩留り
の向上を同時に実現できる。
ンイン試験装置の発熱量や風量を個々の半導体チップ毎
にコントロールでき、全体の複数の半導体チップ５の表
面温度Ｔｃも精度よく均一にコントロールすることがで
きる。即ち、温度の高いデバイスでは温度調節ユニット
７０のヒータ７２の温度を下げ、また、温度の低いデバ
イスではヒータ７２の温度を上げるなど発熱量を個々の
半導体デバイスで異ならせることにより、温度の均一化
を図ることができ、スクリーニングの正確化と、歩留り
の向上を同時に実現できる。
【００２６】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２によるバーンイン試験装置の概略図である。この
図において、図１に示す装置と同一または相当部分には
同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態は、
実施の形態１とおおむね同一の構成であるが、半導体チ
ップ５に温度測定用配線部５２が設けられていない点で
相違する。従って、半導体チップ５は、その平面図を図
７に示すように、集積回路部５１とそれに接続された通
電用パッド５３とから構成され、封止は従来と同様の構
成でなされる。バーンイン試験時には、電圧電流測定器
８２が半導体チップ５の動作中における電源電圧および
電源電流を個別にモニタすると共に、それぞれの値にも
とづいて半導体チップの温度Ｔｃを演算し、その演算値
をもって各デバイス毎の温度を推定するようにしてい
る。
形態２によるバーンイン試験装置の概略図である。この
図において、図１に示す装置と同一または相当部分には
同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態は、
実施の形態１とおおむね同一の構成であるが、半導体チ
ップ５に温度測定用配線部５２が設けられていない点で
相違する。従って、半導体チップ５は、その平面図を図
７に示すように、集積回路部５１とそれに接続された通
電用パッド５３とから構成され、封止は従来と同様の構
成でなされる。バーンイン試験時には、電圧電流測定器
８２が半導体チップ５の動作中における電源電圧および
電源電流を個別にモニタすると共に、それぞれの値にも
とづいて半導体チップの温度Ｔｃを演算し、その演算値
をもって各デバイス毎の温度を推定するようにしてい
る。
【００２７】即ち、半導体チップの動作中における電源
電圧および電源電流と半導体チップ温度との関係は、図
８に示すようになっているため、半導体チップ５の温度
は、電源電圧一定の場合、その電源電流によって決まる
ことから、半導体チップ温度Ｔｃを演算によって正確に
求めることができる。
電圧および電源電流と半導体チップ温度との関係は、図
８に示すようになっているため、半導体チップ５の温度
は、電源電圧一定の場合、その電源電流によって決まる
ことから、半導体チップ温度Ｔｃを演算によって正確に
求めることができる。
【００２８】半導体チップ５自体の温度は、上述したよ
うに、通常は、試験装置内部の位置によって異なる環境
温度Ｔａに依存するだけでなく、集積回路部５１におけ
る発熱と外部への放熱にも依存し、しかもこの発熱量お
よび放熱量は装着状態等によるバラツキが極めて大きい
ため、精度よく測定することは容易ではないが、この実
施の形態２によれば、半導体チップ５の電源電圧および
電源電流を個別に測定することで半導体チップ温度Ｔｃ
を個別に演算することができ、全ての半導体チップ５の
温度を正確に求めることができる。
うに、通常は、試験装置内部の位置によって異なる環境
温度Ｔａに依存するだけでなく、集積回路部５１におけ
る発熱と外部への放熱にも依存し、しかもこの発熱量お
よび放熱量は装着状態等によるバラツキが極めて大きい
ため、精度よく測定することは容易ではないが、この実
施の形態２によれば、半導体チップ５の電源電圧および
電源電流を個別に測定することで半導体チップ温度Ｔｃ
を個別に演算することができ、全ての半導体チップ５の
温度を正確に求めることができる。
【００２９】このモニタ結果にもとづいて、バーンイン
試験装置の発熱量や風量を個々の半導体チップ毎にコン
トロールできる点については、実施の形態１と同様であ
り、各デバイスについて温度の均一化を図ることがで
き、スクリーニングの正確化と歩留りの向上を同時に実
現できる。
試験装置の発熱量や風量を個々の半導体チップ毎にコン
トロールできる点については、実施の形態１と同様であ
り、各デバイスについて温度の均一化を図ることがで
き、スクリーニングの正確化と歩留りの向上を同時に実
現できる。
【００３０】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３について説明する。バーンイン試験中に半導体チッ
プ５自体が故障して半導体チップに異常発熱が発生した
り、また、半導体チップ自体が動作しなくなって発熱も
しなくなる場合がある。更に、高温でのバーンイン試験
時に、電源電圧や電源電流にノイズが含まれると、半導
体チップが異常動作をおこし発熱する場合がある。この
ようなケースは、いずれも実施の形態１および２による
半導体チップの温度測定で検知することができるが、こ
の実施の形態では、検知された温度を所定の温度範囲と
照合し、正常温度範囲を逸脱している場合には、半導体
チップへの通電を停止し、その異常半導体チップのみバ
ーンイン試験を停止するようにしたものである。その
際、その停止時間を記憶し、全てのデバイスの試験が終
了した後に正常半導体デバイスと異常半導体デバイスの
認識と共に、正常デバイスについては全通電時間を、ま
た異常デバイスについては試験開始時間と停止時間とか
ら通電時間をそれぞれ求めてこれを記憶し、半導体チッ
プの寿命の推定に利用するものである。
態３について説明する。バーンイン試験中に半導体チッ
プ５自体が故障して半導体チップに異常発熱が発生した
り、また、半導体チップ自体が動作しなくなって発熱も
しなくなる場合がある。更に、高温でのバーンイン試験
時に、電源電圧や電源電流にノイズが含まれると、半導
体チップが異常動作をおこし発熱する場合がある。この
ようなケースは、いずれも実施の形態１および２による
半導体チップの温度測定で検知することができるが、こ
の実施の形態では、検知された温度を所定の温度範囲と
照合し、正常温度範囲を逸脱している場合には、半導体
チップへの通電を停止し、その異常半導体チップのみバ
ーンイン試験を停止するようにしたものである。その
際、その停止時間を記憶し、全てのデバイスの試験が終
了した後に正常半導体デバイスと異常半導体デバイスの
認識と共に、正常デバイスについては全通電時間を、ま
た異常デバイスについては試験開始時間と停止時間とか
ら通電時間をそれぞれ求めてこれを記憶し、半導体チッ
プの寿命の推定に利用するものである。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明のバーンイン試
験装置によれば、半導体デバイス内部の半導体チップ自
体に、アルミニウム、タングステン、銅、多結晶シリコ
ン、及び上記半導体チップを構成する半導体基板と同材
料のうちの一つまたは複数の組み合わせによって構成し
た温度測定用配線部を設けて、その電気抵抗を測定し、
また、半導体チップの電圧および電流を測定して半導体
チップ温度を演算する形でモニタし、これによってバー
ンイン試験装置の各半導体チップに対応している温度調
節ユニットの送風温度や送風量を個別にコントロールし
ているため、個々の半導体チップの温度を精度よく均一
にコントロールすることができる。
験装置によれば、半導体デバイス内部の半導体チップ自
体に、アルミニウム、タングステン、銅、多結晶シリコ
ン、及び上記半導体チップを構成する半導体基板と同材
料のうちの一つまたは複数の組み合わせによって構成し
た温度測定用配線部を設けて、その電気抵抗を測定し、
また、半導体チップの電圧および電流を測定して半導体
チップ温度を演算する形でモニタし、これによってバー
ンイン試験装置の各半導体チップに対応している温度調
節ユニットの送風温度や送風量を個別にコントロールし
ているため、個々の半導体チップの温度を精度よく均一
にコントロールすることができる。
【００３２】また、温度測定用配線部は、半導体チップ
の集積回路部の配線形成と同一工程で形成されるもので
あるため、半導体チップ形成後に新たに温度測定用配線
部を形成するような手間を必要としない。更に、温度測
定用配線部は、半導体チップの集積回路部の配線形成と
同一工程で複数層に形成されたものを相互に接続するよ
うにしているため、温度測定用配線部が半導体チップ全
体を巡ることになり、従って、半導体チップ全体の温
度、あるいは発熱する個所により近い個所の温度を的確
に検知することが可能となる。
の集積回路部の配線形成と同一工程で形成されるもので
あるため、半導体チップ形成後に新たに温度測定用配線
部を形成するような手間を必要としない。更に、温度測
定用配線部は、半導体チップの集積回路部の配線形成と
同一工程で複数層に形成されたものを相互に接続するよ
うにしているため、温度測定用配線部が半導体チップ全
体を巡ることになり、従って、半導体チップ全体の温
度、あるいは発熱する個所により近い個所の温度を的確
に検知することが可能となる。
【００３３】また、温度測定用配線部が半導体チップ内
で立体的に配置されることになるため、半導体チップを
小さく作ることにも寄与し得る。また、この半導体チッ
プの温度モニタから故障あるいは異常動作によって所定
の温度範囲を逸脱した半導体チップの試験を停止するよ
うにしたため、高歩留りであって、簡単かつ精度のよい
バーンイン試験を行うことが可能になる。更に、半導体
チップの試験を停止する際、停止する半導体チップと、
停止時間とを記憶するようにしているため、全てのデバ
イスの試験が終了した後に正常半導体デバイスと異常半
導体デバイスの認識と共に、正常デバイスについては全
通電時間を、また異常デバイスについては試験開始時間
と停止時間とから通電時間をそれぞれ求めてこれを記憶
することにより、バーンイン試験を実施した各半導体チ
ップの寿命を推定することが可能となる。
で立体的に配置されることになるため、半導体チップを
小さく作ることにも寄与し得る。また、この半導体チッ
プの温度モニタから故障あるいは異常動作によって所定
の温度範囲を逸脱した半導体チップの試験を停止するよ
うにしたため、高歩留りであって、簡単かつ精度のよい
バーンイン試験を行うことが可能になる。更に、半導体
チップの試験を停止する際、停止する半導体チップと、
停止時間とを記憶するようにしているため、全てのデバ
イスの試験が終了した後に正常半導体デバイスと異常半
導体デバイスの認識と共に、正常デバイスについては全
通電時間を、また異常デバイスについては試験開始時間
と停止時間とから通電時間をそれぞれ求めてこれを記憶
することにより、バーンイン試験を実施した各半導体チ
ップの寿命を推定することが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１によるバーンイン試
験装置を示す概略図である。
験装置を示す概略図である。
【図２】 実施の形態１における半導体チップの構成を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】 実施の形態１において半導体チップに設けら
れた温度測定用配線部の温度と電気抵抗との関係を示す
特性図である。
れた温度測定用配線部の温度と電気抵抗との関係を示す
特性図である。
【図４】 バーンイン試験容器の概略構成を示す斜視図
である。
である。
【図５】 バーンインボードの構成を示す概略図であ
る。
る。
【図６】 この発明の実施の形態２によるバーンイン試
験装置を示す概略図である。
験装置を示す概略図である。
【図７】 実施の形態２における半導体チップの構成を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図８】 実施の形態２における半導体チップの電圧、
電流と温度との関係を示す特性図である。
電流と温度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】 １ バーンインボード、 ２ ボード、 ３ ソケッ
ト、４ バーンインボードの外部端子、 ４１ 配線、
５ 半導体チップ、５１ 集積回路部、 ５２ 温度
測定用配線部、 ５３ 通電用パッド、５４ 接続パッ
ド、 ６ バーンイン試験容器、 ６１ 筐体、６２
ボードコネクタ、 ６３ 蓋体、 ７ 温度調節装置、
７０ 温度調節ユニット、 ７１ 送風ファン、 ７２
ヒータ ８１ 通電装置、 ８２ 電圧電流測定器、 ８３ 制
御装置。
ト、４ バーンインボードの外部端子、 ４１ 配線、
５ 半導体チップ、５１ 集積回路部、 ５２ 温度
測定用配線部、 ５３ 通電用パッド、５４ 接続パッ
ド、 ６ バーンイン試験容器、 ６１ 筐体、６２
ボードコネクタ、 ６３ 蓋体、 ７ 温度調節装置、
７０ 温度調節ユニット、 ７１ 送風ファン、 ７２
ヒータ ８１ 通電装置、 ８２ 電圧電流測定器、 ８３ 制
御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AB06 AB16 AC01 AD02 AG01 AH05 AH07 4M106 AA04 AA08 AB12 AB16 AC02 BA14 CA10 CA56 DH01 DH46
Claims (6)
- 【請求項１】 集積回路部と、温度測定用配線部とを有
する半導体チップを含む複数個の半導体デバイスを複数
個のソケットにそれぞれ装着し、所定温度の環境下にお
くと共に、上記各ソケットを通じて上記各半導体チップ
に通電し、バーンイン試験を行うようにしたバーンイン
試験装置において、上記温度測定用配線部を、アルミニ
ウム、タングステン、銅、多結晶シリコン、及び上記半
導体チップを構成する半導体基板と同材料のうちの一つ
または複数の組み合わせによって構成すると共に、上記
各ソケットに対応して設けられる温度調節ユニットと、
バーンイン試験中における上記温度測定用配線部の熱に
よる電気抵抗の変化にもとづいて上記各半導体チップの
温度をそれぞれ測定する温度測定手段と、この温度測定
手段の測定結果にもとづいて上記温度調節ユニットの一
部または全部を制御することにより、上記各半導体デバ
イスの温度が同一になるように制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする半導体デバイスのバーンイン試験
装置。 - 【請求項２】 温度測定用配線部は、半導体チップの集
積回路部の配線形成と同一工程で形成されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイスのバー
ンイン試験装置。 - 【請求項３】 温度測定用配線部は、半導体チップの集
積回路部の配線形成と同一工程で複数層に形成されたも
のを相互に接続して構成したものであることを特徴とす
る請求項１記載の半導体デバイスのバーンイン試験装
置。 - 【請求項４】 集積回路部と、温度測定用配線部とを有
する半導体チップを含む複数個の半導体デバイスを複数
個のソケットにそれぞれ装着し、所定温度の環境下にお
くと共に、上記各ソケットを通じて上記各半導体チップ
に通電し、バーンイン試験を行うようにしたバーンイン
試験装置において、バーンイン試験中に各半導体チップ
に印加される電圧と電流とにもとづいて各半導体チップ
の温度を演算する演算手段と、上記各ソケットに対応し
て設けられた温度調節ユニットと、上記演算手段の演算
結果にもとづいて上記温度調節ユニットの一部または全
部を制御することにより、上記各半導体デバイスの温度
が同一になるように制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする半導体デバイスのバーンイン試験装置。 - 【請求項５】 温度調節ユニットは、温度を調整し得る
ようにされたヒータと、送風量を調整し得るようにされ
た送風ファンとから構成され、各ソケットに装着された
半導体デバイスに個別に対応し得るように設けられてい
ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記
載の半導体デバイスのバーンイン試験装置。 - 【請求項６】 請求項１における温度測定手段または請
求項４における演算手段によって得られた各半導体デバ
イスの温度を各半導体デバイス毎に所定の温度範囲と照
合し、上記所定の温度範囲を越えた半導体デバイスへの
通電を停止してバーンイン試験を停止すると共に、通電
を停止した半導体デバイス及び通電停止時間を記憶する
ようにしたことを特徴とする半導体デバイスのバーンイ
ン試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269164A JP2000097990A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 半導体デバイスのバーンイン試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269164A JP2000097990A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 半導体デバイスのバーンイン試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097990A true JP2000097990A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17468578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10269164A Withdrawn JP2000097990A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 半導体デバイスのバーンイン試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097990A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005530178A (ja) * | 2002-06-19 | 2005-10-06 | フォームファクター，インコーポレイテッド | 品質保証ダイを得るためのテスト方法 |
| US7023229B2 (en) | 2001-12-19 | 2006-04-04 | Fujitsu Limited | Dynamic burn-in equipment |
| KR100613170B1 (ko) * | 2004-10-12 | 2006-08-17 | 삼성전자주식회사 | 매트릭스 스위치를 이용한 온도 측정 장치, 반도체 패키지및 냉각 시스템 |
| US7449904B2 (en) | 2001-07-02 | 2008-11-11 | Intel Corporation | Integrated circuit burn-in methods and apparatus |
| US7498830B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-03-03 | Espec Corp. | Burn-in apparatus |
| US7558064B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-07-07 | Espec Corp. | Cooling apparatus |
-
1998
- 1998-09-24 JP JP10269164A patent/JP2000097990A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7449904B2 (en) | 2001-07-02 | 2008-11-11 | Intel Corporation | Integrated circuit burn-in methods and apparatus |
| US7023229B2 (en) | 2001-12-19 | 2006-04-04 | Fujitsu Limited | Dynamic burn-in equipment |
| JP2005530178A (ja) * | 2002-06-19 | 2005-10-06 | フォームファクター，インコーポレイテッド | 品質保証ダイを得るためのテスト方法 |
| US7694246B2 (en) | 2002-06-19 | 2010-04-06 | Formfactor, Inc. | Test method for yielding a known good die |
| KR101176858B1 (ko) * | 2002-06-19 | 2012-08-23 | 폼팩터, 인크. | 인지된 양호한 다이를 산출하기 위한 테스트 방법 |
| US7498830B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-03-03 | Espec Corp. | Burn-in apparatus |
| US7558064B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-07-07 | Espec Corp. | Cooling apparatus |
| KR100613170B1 (ko) * | 2004-10-12 | 2006-08-17 | 삼성전자주식회사 | 매트릭스 스위치를 이용한 온도 측정 장치, 반도체 패키지및 냉각 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |