JP2001525923A

JP2001525923A - モジュラー半導体信頼性試験システム

Info

Publication number: JP2001525923A
Application number: JP51764098A
Authority: JP
Inventors: ターラパティ，ヴェニュー; ハリー，ブレント; マクミューレン，ティモシー; ベンジャミン，リチャード
Original assignee: エトリウム・インコーポレイテッド
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2001-12-11
Also published as: EP0929820A1; KR100505193B1; IL129321A; IL129321A0; AU4607597A; KR20000048926A; US6097200A; WO1998015843A1; CN1232546A

Abstract

(57)【要約】開放軸方向端を有し、ボード（１２）を摺動自在に受け入れる炉（３６）を含む半導体信頼性試験システム（１０）が開示されている。ボード（１２）は炉部分（１６）を有する。この炉部分（１６）は、炉（３６）に着脱自在に受け入れられ、また、炉（３６）の軸方向外側にある外部領域（１８）と接続領域（１４）の間に位置する。温度センサ（３０）を炉部分（１６）に位置させ、温度センサ（３０）のキャリブレーション装置（３２）を外部領域（１８）に設置する。接続領域（１４）の軸方向自由縁（エッジ）上の接点（３４）は、電気コネクタ（７２）に摺動自在に受け入れられる。ボード（１２）は熱伝性の低い材料から成るため、接続領域（１４）、外部領域（１８）、及び電気コネクタ（７２）が炉（３６）により熱くなることはない。また、ボード（１２）は外部領域（１８）の軸方向自由縁上にハンドル（２２）を具備する。炉（３６）の熱伝導要素（３８）は大きな熱質量を有し、ボード（１２）上に装着されたＤＵＴ（２８）に対して一様に接近している。

Description

【発明の詳細な説明】モジュラー半導体信頼性試験システム発明の背景本発明は、電子装置を試験するためのシステムに関し、特に、電子装置を試験するための半導体信頼性試験システムに関し、具体的には、ボード上の複数の電子装置を同時に（同期的に）試験するための半導体信頼性試験システムに関する。従来の焼き込み炉（burn-in oven）においては、複数の電子装置が、単一のキャビティ内の複数のボードで一緒に同時に試験された。ＤＵＴ及びボードは熱源からの距離が異なるため、キャビティの内部でファンによって空気が動かされ、熱を均一に分布した。ＤＵＴへの熱伝達は主に対流によって行われた。この結果、いくつかの問題が発生した。第１に、動く空気がキャビティ内に高圧帯（ゾーン）を発生させる（これは加熱された空気をキャビティから出す傾向がある）と共に、キャビティ内に低圧帯を発生させた（これは外部の周囲空気をキャビティ内に引き込む傾向があり、よって、加熱された空気が逸出して外部空気と入れ替わる）。結果として不均一な熱伝達率となり、操作効率を減少させる。更に、時が経つと、破損及び摩耗によってファンの動作が変化した。このようにして、従来の炉は、工場を出るときには最適動作のために設計され調節されたにかかわらず、現場では炉の寿命の間に最適動作が連続して無制限に維持されることはなかった。更に、空気が連続して流入することにより、外部の周囲空気の湿度が操作を困難にした。湿度による問題が生ずると、従来の炉では、内部を乾性窒素ガスで満たし、内部の空気を交換した。従って、運転費が上昇する。また、複数のボードが同一のキャビティ内にあると、キャビティ内のボードの１つを交換または修正したい場合、キャビティへのドアを開けて、加熱された空気を逸出し周囲空気をキャビティ内に入れた。この空気の交換はキャビティ内部の状態に明らかに影響を与え、具体的には依然として試験中である残りのボードに影響を与えた。この影響は、ドアをすばやく開閉すれば最小にはなるが、ゼロになることがないのは明らかであった。また、そのような空気の交換の結果として、運転費が高くなった。更に、一般にボード全体が他のボードとともにキャビティ内に置かれ、これらボードへの電気接続はキャビティ内部で行われた。ＤＵＴに加えて、ボードへの電気接続（部、線等）もまた、試験が行われるたびに加熱されたと考えられる。ボードへの電気接続を加熱することは、電気接続を熱応力下に置き、結果として寿命を短くし、ボードの故障・破損の主たる原因となった。これによってまた運転費が高くなる。更に、ボードの１つをキャビティから取り除く必要があるときには、高温用挟み具をキャビティ内部に挿入してキャビティ内部に位置するボードを把持しなければならないことが多かった。更に、従来の炉は、キャビティ内部に温度センサを有し、温度キャリブレーション装置をキャビティ外部に有していた。温度センサ及び温度キャリブレーション装置は一緒に較正された（目盛り定めされた）。温度センサは通常、ＤＵＴに隣接するのではなく、キャビティの中心に位置して、ＤＵＴに隣接する空気だけではなく、キャビティ内部の多大な量の動く空気の温度を測定した。このようにして、不正確な温度測定が起こり、これは試験結果に影響を与えた。また、温度測定の不正確さにより、同一の温度試験設定を有する２つの炉が必ずしも同一の実際温度を有さないため、試験結果を比較するために同一の条件下で異なる炉で同一のＤＵＴを試験することは困難であった。また、温度センサ及び／または温度キャリブレーション装置が故障・破損するかまたは他の理由で較正（目盛り）が狂った場合、故障・破損した部品を交換するかまたは現場で再較正することは不可能であり、再較正のために炉を工場等へ返す必要があった。このように、先行技術の焼き込み型半導体信頼性試験システムの不利点及び欠点を克服する、ボード上の複数の電子装置を同時に試験するためのシステムの必要性が存在する。発明の開示本発明は、最も好適な形態において、ボード上の装置（部材）に取り外し可能に装着されるＤＵＴを有するボードを取り外し可能に受ける（収容する）ためのキャビティを有する炉を提供することによって、半導体信頼性試験システム及び方法の分野のこの必要性及び他の問題を解決する。この最も好適な形態において、炉は、大熱塊（大きな熱質量）を有し且つボードがキャビティ内に収容されると上記装置の領域に対応する領域を有する熱伝達要素を備え、熱伝達要素はボードがキャビティ内に収容されると上記装置から均一の間隔を有し且つボードに装着されたＤＵＴ全体に近接する。本発明の別の態様において、ボードは、熱伝達率が低い材料から形成され、炉領域と外部領域とを有する。炉領域のみがＤＵＴを受ける（装着する）ための装置（部材）を含み、炉のキャビティ内に収容される。外部領域は炉の外部に位置するため、炉によって加熱されない。好適な実施形態において、システムの温度センサは炉領域内のボード上に位置し、温度キャリブレーション装置は外部領域内のボード上に位置する。本発明の更に別の態様において、ボードは熱伝達率が低い材料から形成され、炉領域と、電気コネクタに電気接続するための接点を含む接続領域とを有する。炉領域のみがＤＵＴを受ける（装着する）ための装置を含み、炉の外部に位置して炉によって加熱されない接点と電気コネクタとの間に電気接続がなされると炉のキャビティ内に収容される。本発明の最も好適な態様において、ボードは、外部領域と接続領域との間に炉領域を含み、ボードは炉キャビティ内へ摺動され（スライド収容され）、接続領域は炉領域が炉キャビティ内に収容されると炉キャビティ内にスライド挿入されこれを通過する。従って、本発明の目的は、新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、熱を均一に分布するのに動く空気を使用しない上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、すべてのＤＵＴが熱源から均一の間隔を有する上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、すべてのＤＵＴが熱源に近接する上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、各ボードが自己のキャビティ内に位置する上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、ボードへの取り外し可能な電気接続が加熱されない上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、ボードが冷外部を有して炉キャビティ外部からの取り外し及び取扱を容易にすることができる上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、温度センサがＤＵＴに近接する上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、温度センサ及びキャリブレーション装置が同一の部品に物理的に接続され炉から取り外すことができる上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の更なる目的は、温度センサ及びキャリブレーション装置がＤＵＴ用のボード上に位置する上記のような新規な半導体信頼性試験システム及び方法を提供することである。本発明の上記及びその他の目的及び利点は、図面に関連して説明された本発明の例示的実施形態に関する下記の詳細な説明を読めばより明らかになるであろう。図面の簡単な説明例示的実施形態は、添付図面を参照することによって最良に説明される。図１は、本発明の好適な教示によるモジュラー半導体信頼性試験システムの概略分解斜視図であり、構造詳細を示すために一部を破断し仮想図で示す。図２は、図１の半導体信頼性試験システムの炉の部分分解斜視図であり、構造詳細を示すために一部を仮想図で示す。図３は、図１の半導体信頼性試験システムの炉の部分拡大断面図である。すべての図面は、本発明の基本的な教示を説明するのを容易にするためだけのものである。好適な実施形態を形成する部品の数、位置、関係及び寸法に関連する図面の拡張は、後に説明されるか、または、下記説明を読んで理解すれば当業者の通常の知識の範囲内のものとなる。更に、特定の力、重量、強度及び同様の要件に合致するための特定な寸法及び寸法比率は、下記説明を読んで理解すれば当業者の通常の知識の範囲内のものとなる。異なる図面においても、同一の参照符号が同一または類似の部品に付されている。また、「頂」、「底」、「第１の」、「第２の」、「前」、「上」、「下」、「幅」、「長さ」、「端」、「側」等の用語が本明細書に使用されるときは、図面を見る者にとって図示された構成がそのように呼ばれるであろうと考えてこれらの用語を用いているだけであり、例示的実施形態の説明を容易にするためのみに使用されている。実施形態の説明本発明の好適な教示によるモジュラー半導体信頼性試験システムが図面に示され、全体として符号１０が付されている。最も好適な形態において、複数のシステム１０がマーケティング目的のために単一のモジュールとして一緒に製造され、４つのシステム１０が図１に示されるような最も好適な形態で単一のモジュール内に一緒に製造される。最も好適な形態において、モジュールは、隣接して及び／または互いの頂部に積み重ねられるように設計される。各システム１０は略矩形で平板状のＤＵＴボード１２を含む。ボード１２は、冷接続領域１４と、炉領域１６と、冷外部領域１８とを含み、炉領域１６は冷接続領域１４と冷外部領域１８との間に位置する。カラー２０が領域１６と１８との間の相互接続部で適切な手段によってボード１２に適切に固定される。ハンドル２２は領域１８の自由端に適切に固定される。環状ヒートシール２４は、ハンドル２２とは反対側でカラー２０に当接するようにボード１２に摺動可能に受けられる。試験下の複数の電子装置（ＤＵＴ）２８を取り外し可能に受ける（装着する）ための複数の装置（部材）２６のアレイが、ボード１２の第１の面の領域内に、特に領域１６内のみに位置する。好適な形態において、装置２６のアレイは４つの行と４つの列とを含むため、領域１６は１６個までのＤＵＴ２８を装着することができる。装置２６に装着されるＤＵＴ２８は、ボード１２の第１の面から同一の程度まで延在する。最も好適な形態において、ＤＵＴ２８はボード１２の第１の面のみに取り外し可能に装着され、具体的には、第１の面とは反対側にあるボード１２の第２の面には装着されない。領域１６は、装置２６のアレイのほぼ中央に位置する温度センサ３０を更に含み、この温度センサ３０は好適な形態では抵抗温度装置（ＲＴＤ）である。温度キャリブレーション装置３２は領域１８内で、特にカラー２０とハンドル２２との間で、ボード１２に固定される。この温度キャリブレーション装置３２は、好適な形態では電気的に消去可能なプログラム可能なリードオンリーメモリー（ＥＥＰＲＯＭ）である。温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２は、好適な形態では同一の部品すなわちボード１２に物理的に接続される。領域１４の自由端は複数の接続接点３４を含む。適切な電気接続は、装置２６の各ピン位置と、温度センサ３０と、温度キャリブレーション装置３２とから領域１４の対応する接点３４へなされる。各システム１０は単一のボード１２を摺動的に受ける（スライド収容する）ための炉３６を含む。炉３６は略矩形構成で、軸方向長さがボード１２の長さよりも短く、領域１６の長さにほぼ等しい。炉３６は一般に、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料から形成されて比較的大きな熱塊（熱質量）を有する熱伝達要素３８を含む。好適な形態における要素３８は一般に、その対向する側縁から垂直に延在する平行な第１及び第２の側部４２を有する平らなプレート４０を含む。互いに平行な第１及び第２の平面状のリブ４４が、ボード１２の装置２６の行の各々に対応して各行を挟むようにプレート４０から一体的に延在し、好適な形態では４対のリブ４４が設けられる。リブ４４及び側部４２はプレート４０から同一且つ均一に延びている。炉３６は、プレート４０に平行に延在し、第１及び第２のスペーサー４８を側部４２の自由端に対して挟む平面状の閉鎖プレート４６を更に含む。スペーサー４８は、プレート４０に平行で、プレート４０に平行な側部４２の寸法より大きな寸法を有する。スペーサー４８は各々、側部４２に当接する面に形成されてその内縁から延在する溝５０を含む。溝５０は、ボード１２の厚さにほぼ等しい深さを有する。第１及び第２の開方された軸方向端を有する炉キャビティが、熱伝達要素３８とスペーサー４８とプレート４６とによって区画形成される。ボード１２は炉３６のキャビティに取り外し可能に収容され（最も好適な形態において、炉３６のキャビティに摺動可能に収容され）、この場合、ボードの第２の面（プレート４６に隣接する面）の上縁及び下縁は、スペーサー４８の溝５０に近接し、ボードの第１の面（要素３８に隣接する面）は装置２６の行の中間でリブ４４の自由縁に近接する。具体的には、リブ４４の自由縁及び溝５０の内側のスペーサー４８の面は、ボード１２の上記面に隣接するかまたは当接する。電気ヒーター５２等の適切な装置が設けられて、熱を熱伝達要素３８に伝達する。最も好適な形態において、ヒーター５２はプレート５４によってプレート４０の外面に対して挟まれる。適切な絶縁体５６が、プレート４６及び５４、側部４２及びスペーサー４８の周りに設けられる。また、炉３６の内側軸方向端を覆うために適切な絶縁体５８が設けられる。この絶縁体５８は、ボード１２（特に領域１４）に対応する高さと幅とを有するスロットであって、ボード１２（特に領域１４）を比較的しっかりとした嵌合で摺動可能に収容するためのスロットを備える。炉３６の外側軸方向端を覆うために適切な絶縁体６０も設けられる。この絶縁体６０は、ボード１２を摺動的に収容すると共に、ボード１２（特に領域１４、１６）に固定されたＤＵＴ２８を摺動的に収容するためのスロットを備える。適切な絶縁体５６、５８、６０は、炉３６内部の熱を保持するのに十分でなければならない。使用される特定の絶縁体５６、５８、６０は、システム１０の全体的サイズ及び底面積を減少するために最小の厚さを有することが最も望ましい。各システム１０は、接続領域６４及びハードウェア領域６６を含むアプリケーションドライバボード６２を更に含む。ハンドル２２と同一の審美的外観を有するハンドル６８が、領域６４とは反対側のボード６２の端に接続される。炉３６内のボード１２にあるＤＵＴ２８に所望の信頼性試験（例えば、ＤＵＴ２８に応力をかけること及び、すべての試験測定を行うこと）を実行するために、適切なハードウェアが領域６６内に設けられる。更に、そのようなハードウェアは、温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２に連通する炉制御装置を含んでもよい。ボード６２はシステム１０に摺動的に収容され、異なる信頼性試験のためのハードウェアを有する複数のボード６２を設けることができる。最も好適な形態において、複数のアプリケーションドライバボード６２が設けられ、各々が、１つのタイプの信頼性試験を実行するハードウェアを含む（つまり、すべてのタイプの信頼性試験を実行するのではない）ため、ハードウェアは信頼性試験の各々に最適化することができる。このようにして、１つのタイプのハードウェアを有するボード６２を備えたシステム１０を使用して１つのタイプの信頼性試験を実行することができ、次に、単にボード６２を別のタイプの信頼性試験を実行するのに必要なハードウェアを有する他のボード６２と交換することによって別のタイプの信頼性試験を実行することができる。各システム１０は背面７０を更に含む。背面７０は、ボード１２の接点３４に取り外し可能に電気接続するために、各システム１０に第１のセットの雌コネクタ７２を含む。コネクタ７２は、絶縁体５８によって覆われる炉３６の軸方向端からボード１２の摺動方向に位置する。背面７０は、ボード６２の接点に取り外し可能に電気接続するために、各システム１０に第２のセットの雌コネクタ７４を更に含む。コネクタ７２、７４は適切に電気的に接続され、それによって、ボード１２上のＤＵＴ２８、温度センサ２０、温度キャリブレーション装置３２をボード６２上のハードウェアに電気的に接続する。背面７０は、ボード６２の接点に取り外し可能に電気接続するために、各システム１０に第３のセットの雌コネクタ７６を更に含む。コネクタ７６は、好適な形態においてはＷｉｎｄｏｗｓＮＴ系ペンティアム等のユーザインターフェースＰＣ制御器、及び内臓されたＤＯＳ系ペンティアム等の試験制御ユニット（図示せず）に適切に電気的に接続され、それによってボード６２のハードウェアをユーザインターフェースＰＣ及び試験制御ユニットに電気的に接続する。試験制御ユニットの機能は、試験を監督しデータを格納することである。熱伝達要素３８は温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２によって制御される。具体的には、温度センサ３０がＤＵＴ２８に近接する炉３６の内部の温度をモニターするので、ボード６２のハードウェアが温度センサ３０の温度を読み取り、温度キャリブレーション装置３２のキャリブレーションデータを相関させて、炉３６の内部温度を設定温度の１℃以内に正確に調節する。本発明の好適な教示によるシステム１０の基礎構造を説明したので、システム１０の操作を説明し、得られる利点のいくつかを説明する。説明のために、所望の信頼性試験を実行するハードウェアを含むボード６２がシステム１０内にあり、コネクタ７４、７６に電気接続されていると仮定する。更に、ボード１２はシステム１０から取り外され、信頼性試験を受けることが望まれるＤＵＴ２８は装置２６に固定されると仮定する。ボード１２上のＤＵＴ２８の数は、１から、ボード１２上の装置２６の総数、すなわち好適な形態では１６、までの範囲である。そのときに、ボード１２の領域１４の自由縁は、炉３６の絶縁体６０のスロットと整列することができる。一旦このように整列すると、ボード１２は装置２６のアレイの行に平行で且つ熱伝達要素３８のリブ４４に平行な摺動方向に摺動して炉３６に入ることができるため、領域１４の自由縁がスペーサー４８の溝５０の面とリブ４４の自由縁との間にある絶縁体６０のスロットを通り、絶縁体５８のスロットを通ってコネクタ７２に入る。領域１４の自由縁がコネクタ７２にあるときには、電気接続は接点３４とコネクタ７２との間でなされ、ボード１２はその試験位置にある。領域１４の自由縁がコネクタ７２に受けられること、及び、ヒートシール２４を絶縁体６０に対して挟むことにより、ボード１２が炉３６内で更に摺動することを防止でき、具体的には領域１８が炉３６のキャビティ内に摺動することを防止できる。ボード１２が炉３６のキャビティに収容されると、リブ４４は装置２６のアレイの行に対して平行でありその列の中間に延在し、ボード１２に装着されたＤＵＴ２８のピン縁に近接する。ボード１２がその試験位置にあるときには、シール２４はカラー２０と絶縁体６０との間にきつく挟まれなければならない。ボード１２を引いて試験位置に保持するために、ハンドル２２に設けられシステム１０のフレームにねじ込まれるねじ等の適切な装置を設けることができる。更に、試験位置において、絶縁体５８はボード１２に近接触すべきである。従って、領域１６は、炉３６のしっかりと絶縁された内部キャビティ内になければならない。ボード１２が試験位置にあるときに、炉３６の内部キャビティは所望の温度まで加熱することができ、ＤＵＴ２８は所望の時間保持され、ボード６２のハードウェアの制御下で所望の信頼性試験を実行することができる。ボード１２は熱伝達率が極めて低い材料から形成される。従って、領域１６は炉３６内に位置し極高温に晒されるが、領域１４、１８は炉３６の外部に位置して周囲温度であり、絶縁体５６、５８、６０により炉３６からの熱は受けない。更に、ボード１２の熱伝達率が低いため、ボード１２の領域１６を加熱してもその結果としてボード１２の領域１４、１８の温度は大幅には上がらない。これは多くの利点をもたらす。第１に、接点３４及びコネクタ７２は周囲温度の所に位置し、具体的には炉３６の内部には位置せず熱を受けない。従来のボード１２で電気接続を加熱することは、従来のボード１２が故障・破損する主たる原因であった。更に、電気接続は熱応力下にないため、測定の精度が改良される。第２に、領域１８は炉３６の外部に位置し、炉３６によって加熱されず、温度が大幅に上昇しないため、ボード１２には、冷たいままのハンドル２２を設けることができる。このようにして、ハンドル２２を把持することができ、炉３６が操作中で領域１６が加熱されているときに、ボード１２をたやすく安全に取り外すことができる。また、領域１８の温度は大幅に上昇しないため、高温に晒されることが望ましくない温度キャリブレーション装置３２を、炉３６の一部としてではなく温度センサ３０とともにボード１２上に位置することができる。温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２のキャリブレーション（較正）は一般に現場では行うことができないため、温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２の一方または他方が故障・破損したりまたは他の理由でキャリブレーションが失われた場合に、炉３６を工場等へ返す必要はない。更に、ボード１２は周期的な交換が必要であるため、ボード１２を取り替えるときには必ず温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２も取り替えられ、老化によって故障・破損する傾向はない。温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２の各対は他の対とは異なるため、異なるボード１２の温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２の対が同一に較正されても、炉３６はわずかな温度変動を有することがあるであろう。実験室試験等のわずかな温度変動が重要な場合、同一のボード１２を異なる時間に及び／または異なる炉３６で使用することができ、ボード１２が同一の温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２を有するようにして、炉３６の温度を試験ごとに同一にすることができる。温度センサ３０及び温度キャリブレーション装置３２の同一の対でＤＵＴ２８の試験を行うことができるように、従来の炉を異なる物理的位置へ動かすことは現実的ではない。ボード１２、６２が同一の背面７０に接続されることにより、ボード１２のＤＵＴ２８からボード６２のハードウェアへの距離は非常に短く、これは試験の精度を更に改良している。本発明の好適な教示による炉３６は、単一のボード１２のみを取り外し可能に且つ摺動可能に収容しけて、これを加熱するように使用される。複数のボードを収容して加熱する従来の炉とは対照的である。複数のシステム１０が１つのモジュールとして構成される好適な形態において、システム１０の数に対応するいくつかのボード１２を同時に試験することができ、この際、ボード１２は同一のまたは異なる試験を受けることができる。次いで、１つのボード１２はその対応する炉３６から取り外して、残っているボード１２及びこれらの炉３６に全く影響を与えることなく、変更及び／または交換することができる。同様に、試験されることが望まれるボード１２の数に対応する炉３６のみを操作すればよく、同じモジュール内に設けられた残りの炉は操作する必要がない。このようにして、本発明の教示によるシステム１０は多大な柔軟性及び合理性（余分なことをしない）を提供する。更に、単一のボード１２のみが各炉３６で加熱されるため、ＤＵＴ２８と熱源（好適な形態では、熱源は領域１６の装置２６の区域に対応する区域を有する熱伝達要素３８）との間の距離は、ボード１２上のすべてのＤＵＴ２８で均一である。熱伝達要素３８は熱伝導率が高く比較的大きな熱塊（熱質量）であるため、熱伝達率は、すべてのＤＵＴ２８で、ボード１２上の位置とは無関係に均一である。更に、熱伝達要素３８はＤＵＴ２８に近接しており、好適な形態ではＤＵＴ２８の３側部でおよそ１／１０インチ（約２．５mm）であるため、最も好適な形態ではＤＵＴ２８ほぼ放射線状に加熱される。これに関連して、プレート４０がＤＵＴ２８の頂面に近接することによって、ＤＵＴ２８への熱伝達を確実にし、リブ４４がＤＵＴ２８のピン縁に近接することによって、炉３６のチャネル内の熱を維持し、炉３６の内部の熱の流れを減少する。本発明の教示によるシステム１０は、熱伝達要素３８として工業標準サイズのものを有しながら（具体的にはリブ４８は工業標準サイズによる標準設計品であってよい）、ＤＵＴ２８とともに使用する特別の用途を有する（例えば、特別の試験パッケージ）。また、本発明の好適な教示による炉３６は、熱をＤＵＴ２８に均一に分布するのに動く空気に依存していない。従って、空気の動きを作るために、ファンまたは同様の動く部品は必要ない。また、空気は通常、炉３６のキャビティ内部で静的であるため、炉３６のキャビティ内に高圧帯または低圧帯はできず、そのため、空気が炉３６内外に漏れる傾向はない。事実、熱伝達要素３８がＤＵＴ２８及びボード１２へ均一に近接するため、比較的少量の空気のみが炉３６のキャビティ内部に存在し、熱伝達に最小の影響を与えるだけである。事実、炉３６のキャビティから空気を除去し、熱伝達が輻射及び伝導のみによってなされることは有利であると考えられる。このようにして、本発明の好適な教示による炉３６は、ファンも電子部品も動く部品もその製造には必要ではないため、比較的単純な構造・設計である。従来のマルチボードキャビティ型の炉に対して、本発明の炉３６によって明らからコスト的な利点が得られる。従って、本発明の教示による炉３６を使用するシステム１０は、より大きな柔軟性、合理性及び削減した運転費を提供するにもかかわらず、従来の焼き込み型炉に対してコスト競争できるものである。本発明の基本的教示を説明したので、当業者にとっては多くの拡張例及び変形例を作ることが自明であろう。例えば、最も好適な形態におけるシステム１０はいくつかの独特の特徴を含み、相乗的な結果を生成すると思われるが、半導体信頼試験システム１０はこれらの特徴を個別に使用してまたは他と組み合わせて本発明の教示に従って製造することができる。例として、本発明の教示に従って、または従来の手法に従って、炉３６のキャビティの外部に位置する冷接続領域１４を含むボード１２は、本発明の教示に従って製造することができる。このようにして、本明細書に開示された本発明は、発明の精神または一般的特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化することができ、その形態のいくつかは示されているため、本明細書に記載の実施形態はすべて例示的なものであり制限的な意図・意味はない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の請求の範囲に示されるものであり、請求の範囲の等価物の意味及び範囲内に入るすべての変更は本発明に受け入れられるものであると意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者マクミューレン，ティモシーアメリカ合衆国ミネソタ州ライノレイクスポストロード 491 (72)発明者ベンジャミン，リチャードアメリカ合衆国ミネソタ州ホワイトベアーレイクイーストカウンティーロードエフ 2577

Claims

【特許請求の範囲】１．複数のＤＵＴを試験するための半導体信頼性試験システムであって、略平面構成のボードと、ＤＵＴを装着したボードを取り外し可能に収容するためのキャビティを有する炉とからなり、上記ボードは第１の面を有すると共に、ＤＵＴを取り外し可能に装着する複数の装置を有し、上記ＤＵＴは上記第１の面を越えてある程度まで延在し、上記装置は上記ボードの上記第１の面上の所定領域内に位置し、上記炉は、大きな熱質量を有し且つ上記ボードが上記キャビティ内に収容されると上記装置の上記領域に対応する領域を有する熱伝達要素を含み、上記熱伝達要素は上記ボードが上記キャビティ内に収容されると上記装置から均一の間隔を有し且つ上記ボードに装着された上記ＤＵＴの範囲で均一に近接することを特徴とする半導体信頼性試験システム。２．前記装置は、行と列を有するアレイに配列され、前記熱伝達要素は、前記ボードが前記キャビティ内に収容されると上記装置の上記行に平行に延在し且つ上記行の間にあるリブを含み、上記ボードが上記キャビティ内に収容されると上記ボードに装着されたＤＵＴに均一に近接し、上記リブは上記ボードの前記第１の面に隣接する自由縁を有する請求項１記載の半導体信頼性試験システム。３．前記キャビティは、前記装置の前記行に平行な摺動方向に前記ボードを摺動可能に収容する請求項２記載の半導体信頼性試験システム。４．前記キャビティは、単一のボードのみを摺動可能に収容する請求項３記載の半導体信頼性試験システム。５．前記ボードは前記第１の面の反対側に第２の面を有し、前記ＤＵＴは上記第１の面のみに取り外し可能に装着される請求項４記載の半導体信頼性試験システム。６．前記炉は、ＤＵＴを装着した前記ボードを摺動可能に収容するためのスロットを含む第１の軸方向端を含み、上記ボードは炉領域と外部領域とを含み、前記装置は上記炉領域のみに位置し、上記炉領域のみが前記キャビティ内に収容され、上記ボードの上記外部領域は上記キャビティ内に摺動不能とされ、上記ボードは熱伝達率が低い材料から形成されるため上記外部領域は上記炉によって加熱されない請求項３記載の半導体信頼性試験システム。７．前記ボードの炉領域に位置する温度センサと、前記ボードの外部領域に位置する上記温度センサ用温度キャリブレーション装置とを更に具備し、前記熱伝達要素は、上記温度センサ及び上記温度キャリブレーション装置によって制御される請求項６記載の半導体信頼性試験システム。８．前記炉は前記ボードを摺動可能に収容するためのスロットを含む第２の軸方向端を含み、上記ボードは接続領域を更に含み、前記炉領域は前記外部領域と上記接続領域との間に位置し、焼き込みシステムは、前記温度センサ及び前記温度キャリブレーション装置、並びに上記ボードに装着された前記ＤＵＴに電気接続される上記接続領域に形成された接点と、上記炉の外部に位置すると共に上記第２の軸方向端から前記摺動方向に位置する電気コネクタであって、上記炉領域が前記キャビティ内に収容されるとき上記ボードの上記接続領域を摺動可能に受け入れると共に、上記接点に対して取り外し可能な電気接続部となる電気コネクタとを更に具備し、上記接続領域及び上記電気コネクタは、上記炉領域が上記キャビティに収容されると、上記炉によって加熱されない請求項７記載の半導体信頼性試験システム。９．複数のＤＵＴを試験するための半導体信頼性試験システムであって、略平面構成で、炉領域と外部領域とを含むボードであって、上記炉領域はＤＵＴを取り外し可能に装着するための複数の装置を有し、上記装置は上記炉領域のみに位置するボードと、ＤＵＴを装着した上記ボードの上記炉領域を取り外し可能に収容するためのキャビティを有する炉であって、上記ボードの上記外部領域は上記キャビティの外部に位置し、上記ボードは熱伝達率が低い材料から形成されるため上記外部領域は上記炉によっては加熱されない炉と、を具備する半導体信頼性試験システム。１０．前記キャビティは前記ボードを摺動方向に摺動可能に収容し、前記炉はＤＵＴを装着した前記ボードを摺動可能に収容するためのスロットを含む第１の軸方向端を含み、上記ボードの前記外部領域は上記キャビティ内に摺動不能とされる請求項９記載の半導体信頼性試験システム。１１．前記ボードの炉領域に位置する温度センサと、前記ボードの外部領域に位置する上記温度センサ用温度キャリブレーション装置とを更に具備し、前記熱伝達要素は、上記温度センサ及び上記温度キャリブレーション装置によって制御される請求項１０記載の半導体信頼性試験システム。１２．前記炉は前記ボードを摺動可能に収容するためのスロットを含む第２の軸方向端を含み、上記ボードは接続領域を更に含み、前記炉領域は前記外部領域と上記接続領域との間に位置し、前記半導体信頼性試験システムは、前記温度センサ及び前記温度キャリブレーション装置、並びに上記ボードに装着された前記ＤＵＴに電気接続された上記接続領域に形成される接点と、上記炉の外部に位置すると共に上記第２の軸方向端から前記摺動方向に位置する電気コネクタであって、上記炉領域が前記キャビティ内に収容されると上記ボードの上記接続領域を摺動可能に受け入れ、且つ上記接点に対して取り外し可能な電気接続部となる電気コネクタと、を更に具備し、上記接続領域及び電気コネクタは、上記炉領域が上記キャビティに収容されると、上記炉によって加熱されない請求項１１記載の半導体信頼性試験システム。１３．複数のＤＵＴを試験するための半導体信頼性試験システムであって、略平面構成で、炉領域と接続領域とを含むボードであって、上記炉領域はＤＵＴを取り外し可能に装着するための複数の装置を有し、上記装置は上記炉領域のみに位置するボードと、ＤＵＴを装着した上記ボードの上記炉領域を取り外し可能に収容するためのキャビティを有する炉であって、上記ボードの上記接続領域は上記キャビティの外部に位置する炉と、上記ボードに装着された上記ＤＵＴに電気接続された上記接続領域に形成される接点と、上記炉領域が上記キャビティ内に収容されると上記接点に対して取り外し可能な電気接続部となる、上記炉の外部に位置された電気コネクタとを具備し、上記ボードは熱伝達率が低い材料から形成されるため、上記接続領域及び上記電気コネクタは、上記炉領域が上記キャビティに収容されると、上記炉によっては加熱されない半導体信頼性試験システム。１４．前記キャビティは前記ボードを摺動方向に摺動可能に収容し、前記炉は前記ボードを摺動可能に収容するためのスロットを含む第１の軸方向端を含み、前記電気コネクタは、前記炉領域が上記キャビティに収容されると、上記ボードの前記接続領域を摺動可能に収容するために、上記軸方向端から上記摺動方向に位置する請求項１３記載の半導体信頼性試験システム。