JP2004108920A - 電子部品の製造方法およびバーンイン装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】あらゆる電子部品に対して、自己発熱温度を一定に保ちながら、所定の負荷量を電子部品にかけることができる方法を提供する。
【解決手段】バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行う電子部品の製造方法であって、電子部品をバーンイン温度より低い所定の温度下に置いて、電子部品の温度を前記所定の温度とする第１ステップと、電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を前記所定の温度から前記バーンイン温度に上昇制御する第２ステップと、バーンイン温度において電子部品に印加されている実印加電圧を前記バーンイン電圧と比較し、その比較からバーンイン時間を補正して補正バーンイン時間を求め、該補正バーンイン時間に基づき電子部品に定電力を印加する第３ステップとを含む。
【選択図】 図１
【解決手段】バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行う電子部品の製造方法であって、電子部品をバーンイン温度より低い所定の温度下に置いて、電子部品の温度を前記所定の温度とする第１ステップと、電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を前記所定の温度から前記バーンイン温度に上昇制御する第２ステップと、バーンイン温度において電子部品に印加されている実印加電圧を前記バーンイン電圧と比較し、その比較からバーンイン時間を補正して補正バーンイン時間を求め、該補正バーンイン時間に基づき電子部品に定電力を印加する第３ステップとを含む。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高誘電率セラミックを用いた積層セラミックコンデンサやその他の電子部品の製造方法およびバーンイン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電子部品では、製品として出荷される前に各種の試験が行われる。その試験の中にバーンイン試験がある。このバーンイン試験は、周知のように、定格以上の一定温度（バーンイン温度）下において定格以上の一定電圧（バーンイン電圧）を所定の短時間（バーンイン時間）によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行った後、その内部の絶縁抵抗を測定し、その絶縁抵抗が所定以下に低下した電子部品を他の電子部品から除外するものである。
【０００３】
このようにバーンイン温度環境下に電子部品を置いた状態で電子部品にバーンイン電圧を印加する場合、電子部品それ自体が負荷電流により自己発熱するために、実際は、恒温槽で設定されたバーンイン温度にならなくなる。また、この自己発熱温度も電子部品毎にばらつきがある。
【０００４】
電子部品の自己発熱温度を一定に保ち、正確なバーンインを行うために、従来行われていたバーンイン試験としては、定電力を印加する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１０２３１２号（第４頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方法のバーンイン試験は、外部制御信号によりその消費電力を正確に調整することができるような電子部品に対して適用できるが、コンデンサのように外部制御信号だけでは消費電力の調整ができないような電子部品には適用できなかった。
【０００７】
したがって、本発明は、あらゆる電子部品に対して、自己発熱温度を一定に保ちながら、所定の負荷量を電子部品にかけることができる方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の電子部品の製造方法は、バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行う電子部品の製造方法であって、電子部品をバーンイン温度より低い所定の温度下に置いて、前記電子部品の温度を前記所定の温度とする第１ステップと、電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を前記所定の温度から前記バーンイン温度に上昇制御する第２ステップと、前記バーンイン温度において電子部品に印加されている実印加電圧を前記バーンイン電圧と比較し、その比較から前記バーンイン時間を補正して補正バーンイン時間を求め、該補正バーンイン時間に基づき電子部品に定電力を印加する第３ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によると、第１ステップでは加熱などして電子部品を所定温度にする。この場合、電子部品には定電力は印加されていないから、電子部品は、その定電力を印加して電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで上昇させる。したがって、電子部品は、第２ステップでは定電力の印加により自己発熱するが、その温度は、バーンイン温度に制御されるから、正確にバーンイン温度に設定される。そして、この場合、第３ステップで、そのときの実印加電圧とバーンイン電圧とからバーンイン時間を補正制御するから、負荷総量が所望のバーンイン条件に対応して制御されるから、結局、どの電子部品に対しても同等のバーンイン条件でバーンインを実施できることになり、電子部品に対して正確なバーンイン試験を実施可能となる。
【００１０】
本発明は、好ましくは、第３ステップにおいて、〔（前記バーンイン電圧）Ａ／（前記実印加電圧）Ａ〕×前記バーンイン時間（ただし、Ａは定数）の演算式で補正演算を行い、この補正演算により導かれる時間を前記補正バーンイン時間とする。こうした場合、電子部品に対してより正確に負荷を印加できるので、バーンイン試験をより正確に行うことができる。Ａは電子部品に与えられる負荷が電圧によってどれだけ大きくなるかを示す加速係数であり、寿命試験等によって求めることができる。
【００１１】
本発明は、好ましくは、前記第２ステップにおいて、既知の熱抵抗を有するプロービング機構を介して電子部品に対して定電力を印加するとき、前記バーンイン温度と前記所定の温度との温度差が、前記熱抵抗と定電力との積に一致する値となるような定電力を電子部品に印加する。
【００１２】
（２）本発明のバーンイン装置は、バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行うバーンイン装置であって、
電子部品に定電力を印加する定電力印加部と、前記定電力印加部の動作を制御するバーンイン制御部とを有し、前記バーンイン制御部は、少なくとも、定電力印加部を駆動して定電力を電子部品に印加することにより電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで昇温度させる第１制御ステップと、前記バーンイン温度において電子部品に印加される実印加電圧と前記バーンイン電圧とを比較し、その比較に基づいてバーンイン時間の補正演算を行い、その補正バーンイン時間に従い電子部品に対して前記バーンイン温度においてバーンインを行う第２制御ステップとを実行するものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明によると、バーンイン制御部がその第１制御ステップで電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで上昇させる。したがって、電子部品は、バーンイン温度に制御されるから、正確にバーンイン温度に設定される。そして、この場合、第２制御ステップで、そのときの実印加電圧とバーンイン電圧とからバーンイン時間を補正制御するから、負荷総量が所望のバーンイン条件に対応して制御され、結局、どの電子部品に対しても同等のバーンイン条件でバーンインを実施できることになり、電子部品に対して正確なバーンイン試験を実施可能となる。
【００１４】
本発明は、好ましくは、さらに、既知の熱抵抗を有するプロービング機構を有し、前記バーンイン制御部は、前記プロービング機構を介して電子部品に対して定電力を印加するものであって、前記バーンイン温度と前記所定の温度との温度差が、前記熱抵抗と定電力との積に一致する値の定電力を電子部品に印加する。
【００１５】
本発明は、好ましくは、前記バーンイン制御部は、第２制御ステップにおいて、 〔（前記バーンイン電圧）Ａ／（前記実印加電圧）Ａ〕×前記バーンイン時間（ただし、Ａは定数）の演算式で補正演算を行い、この補正演算により導かれる補正バーンイン時間に従いバーンインを行う。Ａは電子部品に与えられる負荷が電圧によってどれだけ大きくなるかを示す加速係数であり、寿命試験等によって求めることができる。
【００１６】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図８を参照して本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を説明する。図１は、前記製造方法の実施に用いるバーンイン装置の概略構成図、図２は、バーンイン装置の動作説明に供するフローチャート、図３は、電子部品の温度変化を示す図、図４は、図１の定電力印加部の回路図、図５は、図４の電流検出部の回路図、図６は、図４の電圧検出部の回路図、図７は、図４の電力算出部の回路図、図８は、図４の電力増幅部の回路図である。
【００１８】
図例のバーンイン装置１０は、加熱恒温部１２と、定電力印加部１４と、プロービング機構１６と、バーンイン制御部１８と、バーンイン条件設定部２０とを有する。
【００１９】
加熱恒温部１２は、電子部品２２を所定のバーンイン位置に収納配置する内部空間を有し加熱恒温に適したケーシング構造を有しかつ内部に配置されている電子部品２２に対する加熱恒温機構例えば熱風吹き付け機構や熱板などが内蔵されている。
【００２０】
定電力印加部１４は、電子部品２２に定電力を印加するものであり、この実施形態では０．１（Ｗ）を印加するように設定される。また、その定電力のすべては、電子部品２２の昇温に用いる熱に変換される。
【００２１】
プロービング機構１６は、バーンイン位置に配置されている電子部品２２を定電力印加部１４に接続するもので既知の熱抵抗として実施形態では２００（℃／Ｗ）を有する。
【００２２】
バーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２および定電力印加部１４の動作を制御するなど、各部の動作を制御する。具体的には、バーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２を駆動制御して、電子部品２２を所定の温度例えば９５℃まで加熱し、この加熱の終了後に、定電力印加部１４を駆動して定電力を電子部品２２に印加することにより電子部品２２の温度を所定の温度９５℃からバーンイン温度１１５℃にまで昇温させる第１制御ステップと、バーンイン温度において電子部品２２に印加されている印加電圧（実印加電圧）を測定するとともに、その測定した実印加電圧と規定のバーンイン電圧１００Ｖとを比較し、その比較に基づいて規定のバーンイン時間に対する補正演算を〔（実印加電圧）Ａ／（バーンイン電圧）Ａ〕×規定バーンイン時間の演算式に従い行うことで補正バーンイン時間を得、その補正バーンイン時間に従い電子部品２２に対して前記バーンイン温度１１５℃においてバーンインを行う第２制御ステップとを実行するものである。Ａは電子部品に与えられる負荷が電圧によってどれだけ大きくなるかを示す加速係数であり、寿命試験等によって求めることができる。なお、本実施形態においては、Ａ＝２として補正演算を行った。
【００２３】
ここで、数値を適用すると、実印加電圧が１４０Ｖ、バーンイン電圧は１００Ｖ、バーンイン時間は１０分間（６００秒）であるから、補正バーンイン時間は、およそ３０６秒となる。これは、規定バーンイン時間６００秒のおよそ半分である。
【００２４】
図２および図３を参照して動作を説明する。
【００２５】
まず、ステップｎ１でバーンイン条件設定部２０からバーンイン制御部１８に対して、電子部品２２に対するバーンイン条件が設定入力される。本実施の形態では、説明の都合で、規定のバーンイン温度を１１５℃、バーンイン電圧を１００Ｖ、バーンイン時間を１０分間（６００秒）、さらに電子部品に与えられる負荷量の電圧に対する加速係数であるＡを２と仮に決める。
【００２６】
ステップｎ２で電子部品２２を加熱恒温部１２の所定のバーンイン位置に配置する。
【００２７】
ステップｎ３で、バーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２を制御して、前記バーンイン条件に対して電子部品２２をバーンイン温度以下の所定の温度例えば９５℃に向けて昇温制御する。
【００２８】
ステップｎ４で、バーンイン制御部１８は、電子部品２２の周囲温度が所定温度９５℃になったか否かを判定するとともに、ステップｎ４でＹＥＳと判定すると、ステップｎ５に移行する。
【００２９】
ステップｎ５でバーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２に対してその加熱動作を停止させるとともに恒温動作に移行制御する。
【００３０】
ステップｎ６で、バーンイン制御部１８は、定電力印加部１４を駆動して電子部品２２に対して定電力０．１（Ｗ）を印加させる。この定電力印加で電子部品２２は発熱し、電子部品２２の温度は、プロービング機構１６の熱抵抗２００（℃／Ｗ）と定電力０．１（Ｗ）とで２０℃上層する。この電子部品２２の温度上昇は、図３に示されている。図３で横軸は時間、縦軸は温度を示し、期間Ｔｒは、電子部品２２が９５℃から２０℃上昇する時間を示している。そして、期間Ｔｍは、後述する補正バーンイン時間を示している。図３で示されているように、電子部品２２に定電力を印加して自己発熱させると、電子部品２２の温度は、一定の温度つまりバーンイン温度１１５℃に安定してくる。
【００３１】
その結果、電子部品２２は、加熱恒温部１２による温度上昇９５℃に定電力印加による温度上昇２０℃が加わり、自己発熱を含めたバーンイン温度下に正確に置かれることになる。
【００３２】
この場合、ステップｎ７でバーンイン制御部１８は、温度が１１５℃になったと判定すると、ステップｎ８以降でバーンイン条件である電圧および時間の設定のステップに移行する。
【００３３】
すなわち、ステップｎ８でバーンイン制御部１８は、定電力印加部１４から、あるいは直接、電子部品２２に対する印加電圧（実印加電圧）を測定する。この場合、バーンイン制御部１８は、ステップｎ９で負荷が電圧の２乗に比例することから、この測定された実印加電圧Ｖｍを規定バーンイン電圧Ｖｂと比較し、その比較に基づいて前記規定バーンイン時間Ｔｂに対して次の演算式（１）に従い、バーンイン時間を補正演算する。
【００３４】
Ｔｍ＝（Ｖｍ２／Ｖｂ２）×Ｔｂ…（１）
ここで、Ｔｍは、補正バーンイン時間、Ｖｍは実印加電圧、Ｖｂは、規定バーンイン電圧、Ｔｂは、規定バーンイン時間である。
【００３５】
そして、ステップｎ１０では、補正バーンイン時間Ｔｍの計時を開始し、ステップｎ１１でこの時間Ｔｍの計時が終了するまで、定電力の印加を行う。そして、補正バーンイン時間Ｔｍの計時が終了すると、ステップｎ１２で定電力の印加を停止してバーンインを終了する。
【００３６】
以上の実施形態によるバーンインでは、電子部品２２に対するバーンイン温度条件を正確に設定できるとともに、電子部品２２に対する負荷の総量を制御できるから、すべての電子部品２２に対して正確なバーンイン試験を実施できる。
【００３７】
図４ないし図６を参照して定電力印加部１４の具体構成を説明する。この定電力印加部１４は、バーンイン条件設定部２０からの定電力Ｐ（Ｗ）設定信号の入力に応答して定電力Ｐ（Ｗ）に対応した設定電力信号を出力する電力設定部１４１と、電子部品２２における使用電力を算出する電力算出部１４２と、前記電力設定部１４１からの設定電力信号と、電力算出部１４２からの算出電力信号との誤差分を増幅する誤差増幅部１４３と、誤差増幅部１４３よりの出力電力を増幅する電力増幅部１４５と、電子部品２２に流れる電流を検出する電流検出部１４６と、電子部品２２に印加されている電圧を検出する電圧検出部１４７とを有する。電力算出部１４２は、電流検出部１４６と電圧検出部１４７それぞれよりの検出電流および検出電圧から電子部品２２における電力を算出し、その算出値を前記算出電力信号として出力する。
【００３８】
なお、電流検出部１４６は、詳細説明は省略するが、図５で示すように、電子部品２２を流れた電流Ｉを抵抗によって検出し、電流値に比例した電圧Ｖｉを出力する。電圧検出部１４７は、同じく詳細説明は省略するが、図６で示すように、電子部品２２にかかっている電圧Ｖを抵抗で分圧し、電圧値に比例した電圧Ｖｖを出力する。
【００３９】
電力算出部１４２は、図７に示される。電力算出部１４２は、電圧検出部１４７からの電圧Ｖｖをｌｏｇ（Ｖｖ）に対数変換する第１対数変換部１４２ａと、電流検出部からの電圧Ｖｉをｌｏｇ（Ｖｉ）に対数変換する第２対数変換部１４２ｂと、電圧５Ｖをｌｏｇ（５）に対数変換する第３対数変換部１４２ｃと、前記各対数変換部１４２ａ〜１４２ｃの出力を加減算つまり〔ｌｏｇ（Ｖｖ）＋ｌｏｇ（Ｖｉ）−ｌｏｇ（５）〕の計算をする加減算部１４２ｄと、加減算部１４２ｄの出力を〔Ｖｖ×Ｖｉ／５〕に逆対数変換する逆対数変換部１４２ｅとを有する。
【００４０】
電力算出部１４２は、要するに、トランジスタのベースエミッタ間の電圧とコレクタ電流との間に対数関係があることを利用したアナログ計算機であり、入力電圧Ｖｉ，Ｖｖに対して、電圧Ｖｏｕｔ（＝Ｖｖ×Ｖｉ／５）が出力されるものである。
【００４１】
電力増幅部１４５は、図８に示される。電力増幅部１４５は、バーンイン制御部１８から設定電力に対応した制御電圧が印加されるバッファ１４５ａと、電圧増幅部１４５ｂと、電流増幅部１４５ｃと、定電力判定部１４５ｄとを有する。電流増幅部１４５ｃは電流制限部１４５ｅを含む。電力増幅部１４５は、誤差増幅部１４３の出力を増幅して電子部品２２に大電流高電圧を印加できるようにするもので、誤差増幅部１４３などを構成する回路では大電流高電圧を使用できないためである。具体的には、誤差増幅部１４３の出力電圧をトランジスタにより電圧増幅し、得られた電圧を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によるソースフォロアにより大電流が取り出せるようにしている。なお、電子部品２２の短絡時などに過大電流が流れることによる回路の焼損を防止するため一定以上の電流が流れるのを制限する電流制限部１４５ｅを含む。
【００４２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
（１）上述の実施形態の場合、加熱恒温部１２を有しているが、電子部品２２を常温の環境下で行うような場合、加熱恒温部１２を必ずしも必要としない。この場合は、例えば、プロービング機構１６の熱抵抗２００（℃／Ｗ）、常温２５℃とし、バーンイン温度１１５℃とすると、定電力印加部１４では、１１５℃−２５℃＝９０℃に対応する定電力Ｐ（Ｗ）として、０．４５（Ｗ）を電子部品２２に印加するとよい。この場合の定電力印加部１４による電子部品２２の温度上昇を図９に示す。
（３）上述の実施形態では、バーンイン制御部１８をマイクロコンピュータにより構成することで、ソフトウェア処理で実行することができる。ソフトウェア処理の場合、図２で示されるフローチャートを実行するプログラムがマイクロコンピュータに組み込まれる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、どの電子部品に対しても同等のバーンイン条件でバーンインを実施できることになり、電子部品に対して正確なバーンイン試験を実施可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法の実施に用いるバーンイン装置の概略構成図
【図２】図１のバーンイン装置の動作説明に供するフローチャート
【図３】図１のバーンイン装置による電子部品の温度変化を示す図
【図４】図１の定電力印加部の回路図
【図５】図４の電流検出部の回路図
【図６】図４の電圧検出部の回路図
【図７】図４の電力算出部の回路図
【図８】図４の電力増幅部の回路図
【図９】本発明の他の実施形態に係る電子部品の製造方法における電子部品の温度変化を示す図
【符号の説明】
１０ バーンイン装置
１２ 加熱恒温部
１４ 定電力印加部
１６ プロービング機構
１８ バーンイン制御部
２０ バーンイン条件設定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、高誘電率セラミックを用いた積層セラミックコンデンサやその他の電子部品の製造方法およびバーンイン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電子部品では、製品として出荷される前に各種の試験が行われる。その試験の中にバーンイン試験がある。このバーンイン試験は、周知のように、定格以上の一定温度（バーンイン温度）下において定格以上の一定電圧（バーンイン電圧）を所定の短時間（バーンイン時間）によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行った後、その内部の絶縁抵抗を測定し、その絶縁抵抗が所定以下に低下した電子部品を他の電子部品から除外するものである。
【０００３】
このようにバーンイン温度環境下に電子部品を置いた状態で電子部品にバーンイン電圧を印加する場合、電子部品それ自体が負荷電流により自己発熱するために、実際は、恒温槽で設定されたバーンイン温度にならなくなる。また、この自己発熱温度も電子部品毎にばらつきがある。
【０００４】
電子部品の自己発熱温度を一定に保ち、正確なバーンインを行うために、従来行われていたバーンイン試験としては、定電力を印加する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１０２３１２号（第４頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方法のバーンイン試験は、外部制御信号によりその消費電力を正確に調整することができるような電子部品に対して適用できるが、コンデンサのように外部制御信号だけでは消費電力の調整ができないような電子部品には適用できなかった。
【０００７】
したがって、本発明は、あらゆる電子部品に対して、自己発熱温度を一定に保ちながら、所定の負荷量を電子部品にかけることができる方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の電子部品の製造方法は、バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行う電子部品の製造方法であって、電子部品をバーンイン温度より低い所定の温度下に置いて、前記電子部品の温度を前記所定の温度とする第１ステップと、電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を前記所定の温度から前記バーンイン温度に上昇制御する第２ステップと、前記バーンイン温度において電子部品に印加されている実印加電圧を前記バーンイン電圧と比較し、その比較から前記バーンイン時間を補正して補正バーンイン時間を求め、該補正バーンイン時間に基づき電子部品に定電力を印加する第３ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によると、第１ステップでは加熱などして電子部品を所定温度にする。この場合、電子部品には定電力は印加されていないから、電子部品は、その定電力を印加して電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで上昇させる。したがって、電子部品は、第２ステップでは定電力の印加により自己発熱するが、その温度は、バーンイン温度に制御されるから、正確にバーンイン温度に設定される。そして、この場合、第３ステップで、そのときの実印加電圧とバーンイン電圧とからバーンイン時間を補正制御するから、負荷総量が所望のバーンイン条件に対応して制御されるから、結局、どの電子部品に対しても同等のバーンイン条件でバーンインを実施できることになり、電子部品に対して正確なバーンイン試験を実施可能となる。
【００１０】
本発明は、好ましくは、第３ステップにおいて、〔（前記バーンイン電圧）Ａ／（前記実印加電圧）Ａ〕×前記バーンイン時間（ただし、Ａは定数）の演算式で補正演算を行い、この補正演算により導かれる時間を前記補正バーンイン時間とする。こうした場合、電子部品に対してより正確に負荷を印加できるので、バーンイン試験をより正確に行うことができる。Ａは電子部品に与えられる負荷が電圧によってどれだけ大きくなるかを示す加速係数であり、寿命試験等によって求めることができる。
【００１１】
本発明は、好ましくは、前記第２ステップにおいて、既知の熱抵抗を有するプロービング機構を介して電子部品に対して定電力を印加するとき、前記バーンイン温度と前記所定の温度との温度差が、前記熱抵抗と定電力との積に一致する値となるような定電力を電子部品に印加する。
【００１２】
（２）本発明のバーンイン装置は、バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行うバーンイン装置であって、
電子部品に定電力を印加する定電力印加部と、前記定電力印加部の動作を制御するバーンイン制御部とを有し、前記バーンイン制御部は、少なくとも、定電力印加部を駆動して定電力を電子部品に印加することにより電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで昇温度させる第１制御ステップと、前記バーンイン温度において電子部品に印加される実印加電圧と前記バーンイン電圧とを比較し、その比較に基づいてバーンイン時間の補正演算を行い、その補正バーンイン時間に従い電子部品に対して前記バーンイン温度においてバーンインを行う第２制御ステップとを実行するものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明によると、バーンイン制御部がその第１制御ステップで電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで上昇させる。したがって、電子部品は、バーンイン温度に制御されるから、正確にバーンイン温度に設定される。そして、この場合、第２制御ステップで、そのときの実印加電圧とバーンイン電圧とからバーンイン時間を補正制御するから、負荷総量が所望のバーンイン条件に対応して制御され、結局、どの電子部品に対しても同等のバーンイン条件でバーンインを実施できることになり、電子部品に対して正確なバーンイン試験を実施可能となる。
【００１４】
本発明は、好ましくは、さらに、既知の熱抵抗を有するプロービング機構を有し、前記バーンイン制御部は、前記プロービング機構を介して電子部品に対して定電力を印加するものであって、前記バーンイン温度と前記所定の温度との温度差が、前記熱抵抗と定電力との積に一致する値の定電力を電子部品に印加する。
【００１５】
本発明は、好ましくは、前記バーンイン制御部は、第２制御ステップにおいて、 〔（前記バーンイン電圧）Ａ／（前記実印加電圧）Ａ〕×前記バーンイン時間（ただし、Ａは定数）の演算式で補正演算を行い、この補正演算により導かれる補正バーンイン時間に従いバーンインを行う。Ａは電子部品に与えられる負荷が電圧によってどれだけ大きくなるかを示す加速係数であり、寿命試験等によって求めることができる。
【００１６】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図８を参照して本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を説明する。図１は、前記製造方法の実施に用いるバーンイン装置の概略構成図、図２は、バーンイン装置の動作説明に供するフローチャート、図３は、電子部品の温度変化を示す図、図４は、図１の定電力印加部の回路図、図５は、図４の電流検出部の回路図、図６は、図４の電圧検出部の回路図、図７は、図４の電力算出部の回路図、図８は、図４の電力増幅部の回路図である。
【００１８】
図例のバーンイン装置１０は、加熱恒温部１２と、定電力印加部１４と、プロービング機構１６と、バーンイン制御部１８と、バーンイン条件設定部２０とを有する。
【００１９】
加熱恒温部１２は、電子部品２２を所定のバーンイン位置に収納配置する内部空間を有し加熱恒温に適したケーシング構造を有しかつ内部に配置されている電子部品２２に対する加熱恒温機構例えば熱風吹き付け機構や熱板などが内蔵されている。
【００２０】
定電力印加部１４は、電子部品２２に定電力を印加するものであり、この実施形態では０．１（Ｗ）を印加するように設定される。また、その定電力のすべては、電子部品２２の昇温に用いる熱に変換される。
【００２１】
プロービング機構１６は、バーンイン位置に配置されている電子部品２２を定電力印加部１４に接続するもので既知の熱抵抗として実施形態では２００（℃／Ｗ）を有する。
【００２２】
バーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２および定電力印加部１４の動作を制御するなど、各部の動作を制御する。具体的には、バーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２を駆動制御して、電子部品２２を所定の温度例えば９５℃まで加熱し、この加熱の終了後に、定電力印加部１４を駆動して定電力を電子部品２２に印加することにより電子部品２２の温度を所定の温度９５℃からバーンイン温度１１５℃にまで昇温させる第１制御ステップと、バーンイン温度において電子部品２２に印加されている印加電圧（実印加電圧）を測定するとともに、その測定した実印加電圧と規定のバーンイン電圧１００Ｖとを比較し、その比較に基づいて規定のバーンイン時間に対する補正演算を〔（実印加電圧）Ａ／（バーンイン電圧）Ａ〕×規定バーンイン時間の演算式に従い行うことで補正バーンイン時間を得、その補正バーンイン時間に従い電子部品２２に対して前記バーンイン温度１１５℃においてバーンインを行う第２制御ステップとを実行するものである。Ａは電子部品に与えられる負荷が電圧によってどれだけ大きくなるかを示す加速係数であり、寿命試験等によって求めることができる。なお、本実施形態においては、Ａ＝２として補正演算を行った。
【００２３】
ここで、数値を適用すると、実印加電圧が１４０Ｖ、バーンイン電圧は１００Ｖ、バーンイン時間は１０分間（６００秒）であるから、補正バーンイン時間は、およそ３０６秒となる。これは、規定バーンイン時間６００秒のおよそ半分である。
【００２４】
図２および図３を参照して動作を説明する。
【００２５】
まず、ステップｎ１でバーンイン条件設定部２０からバーンイン制御部１８に対して、電子部品２２に対するバーンイン条件が設定入力される。本実施の形態では、説明の都合で、規定のバーンイン温度を１１５℃、バーンイン電圧を１００Ｖ、バーンイン時間を１０分間（６００秒）、さらに電子部品に与えられる負荷量の電圧に対する加速係数であるＡを２と仮に決める。
【００２６】
ステップｎ２で電子部品２２を加熱恒温部１２の所定のバーンイン位置に配置する。
【００２７】
ステップｎ３で、バーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２を制御して、前記バーンイン条件に対して電子部品２２をバーンイン温度以下の所定の温度例えば９５℃に向けて昇温制御する。
【００２８】
ステップｎ４で、バーンイン制御部１８は、電子部品２２の周囲温度が所定温度９５℃になったか否かを判定するとともに、ステップｎ４でＹＥＳと判定すると、ステップｎ５に移行する。
【００２９】
ステップｎ５でバーンイン制御部１８は、加熱恒温部１２に対してその加熱動作を停止させるとともに恒温動作に移行制御する。
【００３０】
ステップｎ６で、バーンイン制御部１８は、定電力印加部１４を駆動して電子部品２２に対して定電力０．１（Ｗ）を印加させる。この定電力印加で電子部品２２は発熱し、電子部品２２の温度は、プロービング機構１６の熱抵抗２００（℃／Ｗ）と定電力０．１（Ｗ）とで２０℃上層する。この電子部品２２の温度上昇は、図３に示されている。図３で横軸は時間、縦軸は温度を示し、期間Ｔｒは、電子部品２２が９５℃から２０℃上昇する時間を示している。そして、期間Ｔｍは、後述する補正バーンイン時間を示している。図３で示されているように、電子部品２２に定電力を印加して自己発熱させると、電子部品２２の温度は、一定の温度つまりバーンイン温度１１５℃に安定してくる。
【００３１】
その結果、電子部品２２は、加熱恒温部１２による温度上昇９５℃に定電力印加による温度上昇２０℃が加わり、自己発熱を含めたバーンイン温度下に正確に置かれることになる。
【００３２】
この場合、ステップｎ７でバーンイン制御部１８は、温度が１１５℃になったと判定すると、ステップｎ８以降でバーンイン条件である電圧および時間の設定のステップに移行する。
【００３３】
すなわち、ステップｎ８でバーンイン制御部１８は、定電力印加部１４から、あるいは直接、電子部品２２に対する印加電圧（実印加電圧）を測定する。この場合、バーンイン制御部１８は、ステップｎ９で負荷が電圧の２乗に比例することから、この測定された実印加電圧Ｖｍを規定バーンイン電圧Ｖｂと比較し、その比較に基づいて前記規定バーンイン時間Ｔｂに対して次の演算式（１）に従い、バーンイン時間を補正演算する。
【００３４】
Ｔｍ＝（Ｖｍ２／Ｖｂ２）×Ｔｂ…（１）
ここで、Ｔｍは、補正バーンイン時間、Ｖｍは実印加電圧、Ｖｂは、規定バーンイン電圧、Ｔｂは、規定バーンイン時間である。
【００３５】
そして、ステップｎ１０では、補正バーンイン時間Ｔｍの計時を開始し、ステップｎ１１でこの時間Ｔｍの計時が終了するまで、定電力の印加を行う。そして、補正バーンイン時間Ｔｍの計時が終了すると、ステップｎ１２で定電力の印加を停止してバーンインを終了する。
【００３６】
以上の実施形態によるバーンインでは、電子部品２２に対するバーンイン温度条件を正確に設定できるとともに、電子部品２２に対する負荷の総量を制御できるから、すべての電子部品２２に対して正確なバーンイン試験を実施できる。
【００３７】
図４ないし図６を参照して定電力印加部１４の具体構成を説明する。この定電力印加部１４は、バーンイン条件設定部２０からの定電力Ｐ（Ｗ）設定信号の入力に応答して定電力Ｐ（Ｗ）に対応した設定電力信号を出力する電力設定部１４１と、電子部品２２における使用電力を算出する電力算出部１４２と、前記電力設定部１４１からの設定電力信号と、電力算出部１４２からの算出電力信号との誤差分を増幅する誤差増幅部１４３と、誤差増幅部１４３よりの出力電力を増幅する電力増幅部１４５と、電子部品２２に流れる電流を検出する電流検出部１４６と、電子部品２２に印加されている電圧を検出する電圧検出部１４７とを有する。電力算出部１４２は、電流検出部１４６と電圧検出部１４７それぞれよりの検出電流および検出電圧から電子部品２２における電力を算出し、その算出値を前記算出電力信号として出力する。
【００３８】
なお、電流検出部１４６は、詳細説明は省略するが、図５で示すように、電子部品２２を流れた電流Ｉを抵抗によって検出し、電流値に比例した電圧Ｖｉを出力する。電圧検出部１４７は、同じく詳細説明は省略するが、図６で示すように、電子部品２２にかかっている電圧Ｖを抵抗で分圧し、電圧値に比例した電圧Ｖｖを出力する。
【００３９】
電力算出部１４２は、図７に示される。電力算出部１４２は、電圧検出部１４７からの電圧Ｖｖをｌｏｇ（Ｖｖ）に対数変換する第１対数変換部１４２ａと、電流検出部からの電圧Ｖｉをｌｏｇ（Ｖｉ）に対数変換する第２対数変換部１４２ｂと、電圧５Ｖをｌｏｇ（５）に対数変換する第３対数変換部１４２ｃと、前記各対数変換部１４２ａ〜１４２ｃの出力を加減算つまり〔ｌｏｇ（Ｖｖ）＋ｌｏｇ（Ｖｉ）−ｌｏｇ（５）〕の計算をする加減算部１４２ｄと、加減算部１４２ｄの出力を〔Ｖｖ×Ｖｉ／５〕に逆対数変換する逆対数変換部１４２ｅとを有する。
【００４０】
電力算出部１４２は、要するに、トランジスタのベースエミッタ間の電圧とコレクタ電流との間に対数関係があることを利用したアナログ計算機であり、入力電圧Ｖｉ，Ｖｖに対して、電圧Ｖｏｕｔ（＝Ｖｖ×Ｖｉ／５）が出力されるものである。
【００４１】
電力増幅部１４５は、図８に示される。電力増幅部１４５は、バーンイン制御部１８から設定電力に対応した制御電圧が印加されるバッファ１４５ａと、電圧増幅部１４５ｂと、電流増幅部１４５ｃと、定電力判定部１４５ｄとを有する。電流増幅部１４５ｃは電流制限部１４５ｅを含む。電力増幅部１４５は、誤差増幅部１４３の出力を増幅して電子部品２２に大電流高電圧を印加できるようにするもので、誤差増幅部１４３などを構成する回路では大電流高電圧を使用できないためである。具体的には、誤差増幅部１４３の出力電圧をトランジスタにより電圧増幅し、得られた電圧を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によるソースフォロアにより大電流が取り出せるようにしている。なお、電子部品２２の短絡時などに過大電流が流れることによる回路の焼損を防止するため一定以上の電流が流れるのを制限する電流制限部１４５ｅを含む。
【００４２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
（１）上述の実施形態の場合、加熱恒温部１２を有しているが、電子部品２２を常温の環境下で行うような場合、加熱恒温部１２を必ずしも必要としない。この場合は、例えば、プロービング機構１６の熱抵抗２００（℃／Ｗ）、常温２５℃とし、バーンイン温度１１５℃とすると、定電力印加部１４では、１１５℃−２５℃＝９０℃に対応する定電力Ｐ（Ｗ）として、０．４５（Ｗ）を電子部品２２に印加するとよい。この場合の定電力印加部１４による電子部品２２の温度上昇を図９に示す。
（３）上述の実施形態では、バーンイン制御部１８をマイクロコンピュータにより構成することで、ソフトウェア処理で実行することができる。ソフトウェア処理の場合、図２で示されるフローチャートを実行するプログラムがマイクロコンピュータに組み込まれる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、どの電子部品に対しても同等のバーンイン条件でバーンインを実施できることになり、電子部品に対して正確なバーンイン試験を実施可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法の実施に用いるバーンイン装置の概略構成図
【図２】図１のバーンイン装置の動作説明に供するフローチャート
【図３】図１のバーンイン装置による電子部品の温度変化を示す図
【図４】図１の定電力印加部の回路図
【図５】図４の電流検出部の回路図
【図６】図４の電圧検出部の回路図
【図７】図４の電力算出部の回路図
【図８】図４の電力増幅部の回路図
【図９】本発明の他の実施形態に係る電子部品の製造方法における電子部品の温度変化を示す図
【符号の説明】
１０ バーンイン装置
１２ 加熱恒温部
１４ 定電力印加部
１６ プロービング機構
１８ バーンイン制御部
２０ バーンイン条件設定部
Claims (7)
- バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行う電子部品の製造方法であって、
電子部品をバーンイン温度より低い所定の温度下に置いて、前記電子部品の温度を前記所定の温度とする第１ステップと、
電子部品に定電力を印加して電子部品の温度を前記所定の温度から前記バーンイン温度に上昇制御する第２ステップと、
前記バーンイン温度において電子部品に印加されている実印加電圧を前記バーンイン電圧と比較し、その比較から前記バーンイン時間を補正して補正バーンイン時間を求め、該補正バーンイン時間に基づき電子部品に定電力を印加する第３ステップと、
を含む、ことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 請求項１に記載の電子部品の製造方法において、
第３ステップにおいて、
〔（前記バーンイン電圧）Ａ／（前記実印加電圧）Ａ〕×前記バーンイン時間
（ただし、Ａは定数）
の演算式で補正演算を行い、この補正演算により導かれる時間を前記補正バーンイン時間とする、ことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 請求項１または２に記載の電子部品の製造方法において、
前記第１ステップにおいて、前記所定の温度が常温より高い温度であり、かつ、電子部品を前記所定の温度下に置いて当該所定の温度に加熱した状態で維持する、ことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 請求項１から３のいずれかに記載の電子部品の製造方法において、
前記第２ステップにおいて、既知の熱抵抗を有するプロービング機構を介して電子部品に対して定電力を印加するとき、前記バーンイン温度と前記所定の温度との温度差が、前記熱抵抗と定電力との積に一致する値となるような定電力を電子部品に印加する、ことを特徴とする電子部品の製造方法。 - バーンイン温度、バーンイン電圧およびバーンイン時間によって決定される所定の負荷量を設定し、前記負荷量と同量の負荷をかけるように電子部品に対してバーンインを行うバーンイン装置であって、
電子部品に定電力を印加する定電力印加部と、
前記定電力印加部の動作を制御するバーンイン制御部と、
を有し、
前記バーンイン制御部は、少なくとも、定電力印加部を駆動して定電力を電子部品に印加することにより電子部品の温度を所定の温度からバーンイン温度にまで昇温度させる第１制御ステップと、前記バーンイン温度において電子部品に印加される実印加電圧と前記バーンイン電圧とを比較し、その比較に基づいてバーンイン時間の補正演算を行い、その補正バーンイン時間に従い電子部品に対して前記バーンイン温度においてバーンインを行う第２制御ステップとを実行するものである、ことを特徴とするバーンイン装置。 - 請求項５に記載のバーンイン装置において、
さらに、既知の熱抵抗を有するプロービング機構を有し、
前記バーンイン制御部は、前記プロービング機構を介して電子部品に対して定電力を印加するものであって、前記バーンイン温度と前記所定の温度との温度差が、前記熱抵抗と定電力との積に一致する値の定電力を電子部品に印加する、ことを特徴とするバーンイン装置。 - 請求項５または６に記載のバーンイン装置において、
前記バーンイン制御部は、第２制御ステップにおいて、
〔（前記バーンイン電圧）Ａ／（前記実印加電圧）Ａ〕×前記バーンイン時間
（ただし、Ａは定数）
の演算式で補正演算を行い、この補正演算により導かれる補正バーンイン時間に従いバーンインを行う、ことを特徴とするバーンイン装置。
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