JP2004286499A

JP2004286499A - バーンイン装置

Info

Publication number: JP2004286499A
Application number: JP2003076963A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Oda; 一隆織田
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】高温保管炉の内部でＢＴボードを一括して給電電極に電気的接続するようにしたバーンイン装置は、前記電気的接続の際に過大な力がＢＴボードにかかり破損する虞があった。
【解決手段】ラック部２４内に中間コネクタ２８を配置し、ＢＴボード２をこの中間コネクタ２８に電気接続し、中間コネクタ２８と接続した外部接続用電極３０と高温保管炉２１内の外部の給電電極３５とを電気的に接続する
。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置などの電子部品を通電状態で高温保管し良品と不良品にスクリーニングするバーンイン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品は一般的に、複数本一組のリード群を複数組、プレスやエッチングにより一枚の金属平板上に形成したリードフレームや、連結条により一体化したチェーンリードを用いて製造される。リードフレームを用いた電子部品の場合、リードフレーム上のアイランドに電子部品本体をマウントするマウント工程、電子部品本体上の電極とリードとを電気的に接続するボンディング工程、電子部品本体を含むリードフレーム上の要部を樹脂被覆して外装する樹脂モールド工程、外装樹脂から露呈したリードフレームの不要部分を切断除去して個々の電子部品に分離する切断工程を経て製造される。さらに個々に分離された電子部品を通電状態で高温保管し、電気的特性が不安定な電子部品を積極的に不良化して除去することにより信頼性が高められた電子部品をリード成形工程や電気的特性検査に送り最終的に良品判定された電子部品を出荷している。上記通電加熱工程では、配線基板上に多数のソケットを配列したバイアス温度試験用ボード（ＢＴボード）が用いられる。このＢＴボードに多数の電子部品を装着し、高温保管炉に収納して、ＢＴボード上の各電子部品に通電した状態で加熱し、通電加熱工程に耐えられない低信頼性の電子部品を積極的に不良にし、後工程の電気的特性検査で不良品を除去することにより高信頼性の電子部品を得ることができる。
【０００３】
この通電加熱工程で用いられるＢＴボードを図５に、高温保管炉を図６にそれぞれ示す。図において、１はトランジスタなどの電子部品、２はバイアス温度試験用ボード（ＢＴボード）で、配線基板３上に電子部品１を装着するソケット４を多数整列状態で配列し、各ソケット４に電気的に接続された多数の配線パターン（図示せず）の一部を配線基板３の一端側周縁部に引き回して受電コネクタ５を形成している。６は高温保管炉で、断熱材により内外が熱的に遮断されたブース７の開口部を開閉扉８によって開閉自在とし、密閉されたブース７内は加熱源（図示せず）から供給され循環される熱により高温雰囲気に保たれる。このブース７内にはＢＴボード２を図示例では水平にして一定間隔で支持する一対のガイドレール９が対向配置され、ブース７内部にはガイドレール９によってガイドされて挿入されたＢＴボード２の受電コネクタ５と接続されて電子部品１に給電するための給電コネクタ（図示せず）が配置されている。図示例ではＢＴボード２は上下に一列だけ収容されているが、必要に応じて多列配置され、多数枚のＢＴボード２を一括して収納可能としている。またＢＴボード２に電子部品１のリードを変形させることなく自動的に実装するものとして例えば特許文献１や特許文献２に開示されたハンドラが知られている。
【０００４】
一方、電子部品１が装着されたＢＴボード２は一時保管と工程間移動のため図７に示すＢＴボード収納ラック１０に多数枚、一括して収納される。この収納ラック１０は矩形筒体１１の側壁１１ａ、１１ｂの対向する内壁にＢＴボード２の両側部分を支持するガイド溝１１ｃが所定の間隔で多数形成され、一端側開口部から挿入したＢＴボード２が他端側から抜けないように受電コネクタの両側部分に当接するストッパ（図示せず）を形成している。１２はＢＴボード収納ラック１０の下面に直接固定され、工程間の移動を容易にするキャスタを示すが、ＢＴボード収納ラック１０を載せ替えできる台車を用いる場合には不要である。
【０００５】
多数の電子部品１を装着したＢＴボード２は、図７に示すＢＴボード収納ラック１０に収納され、保管され、高温保管炉６への供給が可能となると、高温保管炉６の近傍に移動され、開閉扉８を開いて、ガイドレール９のガイド溝にＢＴボード２の両側部分を挿入して、炉内に収容する。そして、受電コネクタが炉内の給電コネクタと接触すると、ＢＴボード２を加圧してコネクタ接続を完了する。上記収納作業を繰返し、ＢＴボード２の供給作業が完了すると開閉扉８を閉じ、給電コネクタを通じて各ＢＴボード２上の電子部品１を通電した状態で、炉内に熱風を循環させ、高温状態を保つ。
【０００６】
そして所定時間経過後、通電と熱風の循環を停止し、ＢＴボード２が所定温度まで冷却すると、開閉扉８を開いて、供給作業とは逆に、高温保管炉６からＢＴボード２を抜き取り、ＢＴボード収納ラック１０に挿入する作業を繰返し、この作業が完了すると、ＢＴボード収納ラック１０を、ＢＴボード２上から電子部品１を抜き取る工程に移動する。
【０００７】
ここで、高温保管の所要時間は電子部品１の機種により適宜設定されているが、数時間に及ぶものでは、高温保管作業によって製造作業の速度が制限されるため、一枚のＢＴボード２に多数の電子部品１を載置し、さらに高温保管炉６内に多数枚のＢＴボード２を収納させることにより、製造作業をスムーズにしている。
【０００８】
また、ＢＴボード２上のソケット４は配線基板３上で複数個一組として受電コネクタ５の端子に接続されるが、ＢＴボード２上に装着する電子部品１の数が多数になると、受電コネクタ５の端子数が多数となり、高温保管炉６側の給電コネクタとの着脱に大きな力を要するようになる。
【０００９】
そのため、ＢＴボード２の高温保管炉６への着脱作業は労力と時間を要するという問題があった。このような問題を解決するものとして、特許文献３には高温保管炉の開閉扉にＢＴボードを装着するＢＴボード収納ラックを固定したものが知られている。これによれば、ＢＴボードを収納ラックに着脱する際に、楽な姿勢での作業が可能となり、労力の軽減が図れる。また特許文献４にはＢＴボードを収納するラック部を高温保管炉本体のチャンバに対して着脱自在とし、多数枚のＢＴボードを収納したラック部をチャンバ内に収納して、多数枚のＢＴボードを一括してチャンバ内と電気的に接続可能としたバーンイン装置が開示されている。
【００１０】
この概略を図８から説明する。図において、１３は高温保管炉で、断熱ブース１４のチャンバ１５内に図９に示すラック部１６を挿入可能としている。このラック部１６は図７に示すＢＴボード収納ラック１０と同様に矩形筒体１７の上下の対向内面にＢＴボード２をガイドするガイド溝１７ａ、１７ｂを形成し、両側壁に断面Ｌ字状のガイドレール１８が固定されている。またこのラック部１６には挿入したＢＴボード２を係止するストッパ、ＢＴボード２を押し込み、引き出すレバーなどが付設されているが図示省略する。チャンバ１５内には、ラック部１６のガイドレール１８を支持するガイドレール１９が固定され、多数枚のＢＴボード２を収納したラック部１６を支持してガイドし、チャンバ１５内に収納可能としている。２０はチャンバ１５を開閉する開閉扉を示す。またチャンバ１５内に収納されたラック部１６の背面位置には、ＢＴボードの受電コネクタと対向する位置に給電コネクタ（図示せず）が配置されて、ラック部１６をチャンバ１５内で固定するための手段が配置されている。
【００１１】
この高温保管炉１３による高温保管作業を以下に説明する。まず、電子部品を装着したＢＴボード２を多数枚、ラック部１６に挿入する。次にこのラック部１６を高温保管炉１３のガイドレール１９上に載置してチャンバ１５内に収納し位置決め固定する。この状態でＢＴボード２の受電コネクタは給電コネクタと対向するため、ラック部１６のレバーを操作して、ＢＴボード２を給電コネクタ側に押し込み給電コネクタと受電コネクタを電気的に接続する。そして開閉扉２０を閉じ、電子部品に通電した状態で、チャンバ１５内に熱風を循環させ高温状態を保つ。そして所定時間経過後、通電と熱風の循環を停止し、ＢＴボード２が所定温度まで冷却すると、開閉扉２０を開いて、供給作業とは逆に、レバーを操作して、ＢＴボード２の受電コネクタを給電コネクタから引き抜き、ラック部１６を高温保管炉１３から取り出し、このラック部１６をＢＴボード２上から電子部品を抜き取る工程に移動させる。
【００１２】
この装置は、ラックに収納されたＢＴボード２をチャンバ内で移し替える必要がないため、特許文献３に開示された装置と比較しても作業性を大幅に向上させることができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭６０−２５７５３６号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−１７４１１６号公報（第４頁〜第５頁、図１）
【特許文献３】
実開昭６１−４２４７８号公報（第１頁、第２図）
【特許文献４】
実開昭６２−９１８１号公報（第４頁〜第５頁、第１図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示す特許文献４に開示された装置は、ラック部１６内で、ＢＴボードで位置ずれし、特にＢＴボード２を立てて収納するものでは、ほとんどのＢＴボードが垂直面に対して傾くため、多数枚のＢＴボードを一括して給電コネクタに押し込もうとしても、うまく挿入できないことがあった。また挿入するために大きな力を要するという問題があった。
【００１５】
そのため、ラック部１６に収納されたＢＴボードの受電コネクタ位置と高温保管炉１３のチャンバ１５内に配置した給電コネクタの相互の位置精度を高めるためラック部１６に形成するガイド溝とＢＴボードの間の隙間を小さくすると、ＢＴボードの着脱性が悪化するという問題があった。
【００１６】
またラック部１６内の全てのＢＴボードを同時に押圧してコネクタ接続するには大きな力を要するため押し込み用レバーが必要であるが、これを用いることにより力を拡大して挿入作業を容易にできる一方で、コネクタが位置ずれすると接続がうまくいかないだけでなく、このコネクタに過大な力が集中しＢＴボード２を破損する虞があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、多数の電子部品を装着したバイアス温度試験用ボードを収納して、各電子部品に通電した状態で加熱し、良品と不良品とをスクリーニングする高温保管炉を備えたバーンイン装置において、上記バイアス温度試験用ボードを多数枚収納するとともに各バイアス温度試験用ボードと電気的接続される外部接続用電極を備えたボード収納マガジンと、ボード収納マガジンをガイドして収納し収納位置で前記外部接続用電極と電気的に接続して給電する給電用電極を備え、ボード収納マガジン内の電子部品を通電状態で加熱する高温保管炉とを備えたことを特徴とするバーンイン装置を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明によるバーンイン装置は、バイアス温度試験用ボードを多数枚収納するボード収納マガジンに、収納した各バイアス温度試験用ボードと電気的接続される外部接続用電極を設け、高温保管炉に、このボード収納マガジンをガイドして収納するガイド面を形成し、ボード収納マガジンの収納位置で前記外部接続用電極と電気的に接続して給電する給電用電極を配置し、ボード収納マガジン内の電子部品を通電状態で加熱するようにしたもので、ボード収納マガジンのガイド面にローラを配置することにより、ボード収納マガジンの高温保管炉内での収納作業が容易となり、さらにはボード収納マガジンのガイド面を、内方に向かって下方に傾斜させることにより、ボード収納マガジンの自重で定位置に収納させることができ、キャスタ付きボード収納マガジンを用いることもできる。またボード収納マガジンの外部接続用電極と給電用電極を互いに対向させ弾性接触させることにより、電気的接続を簡単確実にできる。またボード収納マガジンの周壁の少なくとも一部に、バイアス温度試験用ボード間に熱風の循環路を形成する窓を形成することにより、ボード収納マガジンによって囲まれた電子部品を短時間で所定温度まで温度上昇させることができ、ボード収納マガジンの周壁に形成した窓に、熱風供給部又は熱風排出部を近接配置することにより、さらに短時間で所定温度に設定することができる。さらにはボード収納マガジンの周壁に形成した窓と、バイアス温度試験用ボード挿入開口端に、熱風供給部又は熱風排出部を近接配置することにより、ボード挿入開口端も熱風循環路として利用できる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明によるバーンイン装置の実施例を図１から説明する。図において、２１は高温保管炉で、断熱ブース２２のチャンバ２３内にラック部２４を挿入可能としている。２５は断熱ブース２２を開閉する開閉扉を示す。ラック部２４は図２に示すように矩形筒体２６の左右の対向内面に図５に示すＢＴボード２をガイドするガイド溝２６ａを形成し、ＢＴボード２が出入する挿通口２６ｂと対向する開口端は絶縁基板上に導電パターンを形成した配線基板２７が固定され、この配線基板２７にはガイド溝２６ａ位置に中間コネクタ２８が固定され、この中間コネクタ２８にＢＴボード２の一端側の受電コネクタが挿入され、中間コネクタ２８とＢＴボード２に装着された電子部品１の電気的接続を可能にするとともにＢＴボード２をラック部２４内に保持している。２９は絶縁基板上に多数の平面電極（外部接続用電極）３０を形成した端子板、３１は端子板２９を固定した端子板支持部材で、配線基板２７の外側で矩形筒体２６に固定されている。３２はラック部２４を支持し移動、保管する台車で、キャスタ３３によって容易に移動できる。
【００２０】
図１に示す高温保管炉２１は、ラック部２４を支持してガイドするガイド底面３４と、ガイド底面３４上に支持したラック部２４の平面電極３０と対向する位置で弾性力が付与されて突出し、押圧により退入する可動接点（給電用電極）３５が配置されている。また高温保管炉２１は加熱源や熱風を循環させるファンやダクト、ラック部２４を所定位置で停止させるストッパなどが付設されているが図示省略する。
【００２１】
この高温保管炉２１とラック部２４を備えたバーンイン装置の動作を以下に説明する。先ず、空のラック部２４に電子部品１を装着したＢＴボード２を挿入し、その受電コネクタを中間コネクタ２８に装着する。これによりＢＴボード２はラック部２４に保持される。このようにして多数枚のＢＴボード２を装着したラック部２４を台車３２により高温保管炉２１前に運び、開閉扉２５を開いて、ラック部２４をガイド底面３４上に載せ、奥に押し込む。これにより、ラック部２４の平面電極３０は可動接点３５と弾性接触し、図外の電源や測定器と電気的に接続され、通電可能となる。このようにして、チャンバ２３内にラック部２４の供給が完了すると、開閉扉２５を閉じて、ＢＴボード２上の電子部品１に通電し、加熱源を作動させて所定時間、高温状態を保つ。この間に特性が不安定な電子部品の状態を変化させ最終的に不良とする。所定時間経過すると、通電と加熱を停止して、ラック部２４やＢＴボード２を冷却し、取扱可能な温度になった時点で、開閉扉２５を開いて、ラック部２４を取り出し、次のＢＴボード取り外し工程、電気的特性検査工程に順次送り、良否判定して良品のみをさらに後工程へ送る。
【００２２】
このバーンイン装置は、ラック部２４にＢＴボード２を挿入し、ＢＴボード２と中間コネクタ２８を接続する際に、順次一枚ずつ供給することができ、ＢＴボード２の受電コネクタと中間コネクタとを小さな力で確実に接続することができ、ＢＴボード２を破損することもない。そのため、ＢＴボード押し込み用レバーが不要で、ラック部２４の構造を簡単にできる。またガイド底面３４上にラック部２４を供給して内部に押し込むだけで、平面電極３０と可動接点３５の接続を確実にできる。ガイド底面３４を図３に示すように傾斜させることによりラック部２４の供給を一層容易にできる。可動接点３５と接続されるラック部２４の外部電極は図２に示すように平面電極３０を用いるだけでなくＢＴボード２の受電コネクタと同様に絶縁基板上に導電パターンを形成した端子板を用いることができる。
【００２３】
例えば図４に示すように、金属製の端子板支持部材３６に開口窓３６ａを形成し、この開口窓３６ａ内に切起し片３６ｂを内方に折り曲げ、この切起し片３６ｂに端子板３７を固定したものを用いてもよく、この場合には、図１に示す可動接点３５の代わりに中間コネクタ様の接点が用いられる。図４実施例では端子板３７は縦方向に配置したが、端子の上下方向の位置はラック部２４の底面からの距離で決定され、ばらつきを抑えることができるため、多電極で端子間隔を狭く設定する必要がある場合に好適で、コネクタの電気的接続を確実にするためのラック部２４の位置決め機構が不要ですある。
【００２４】
上記実施例ではガイド底面３４とラック部２４は面接触させたが、カイド面に沿ってローラコンベアを配置することにより、ラック部２４の高温保管炉２１への供給、取出しが容易となり、摺動による異物の発生を防止でき、さらにガイド面を内方に向かって下方に傾斜させることにより供給、取出しが一層容易となる。またガイド面上にキャスタ付きラック部を供給し、チャンバ２３内でラック部を自走させることもできる。さらには、ラック部２４内に挿入されるＢＴボード２の姿勢により、矩形筒体２６の周面の要部に、ＢＴボード間に熱風を循環させる窓を形成することができる。この場合、前記窓に近接して熱風供給部又は熱風排出部を配置することにより、短時間でＢＴボード２を加熱できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高温保管炉内へのラック部の供給、排出が容易となるだけでなく、ラック部内のＢＴボードとチャンバ内の給電用電極の接続を小さな力で確実、容易にでき、過大な力によりＢＴボードを破損することも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバーンイン装置の側断面図
【図２】図１装置に用いられるラック部の側断面図
【図３】図１装置の変形例を示す側断面図
【図４】ラック部の外部接続用電極の変形例を示す一部断面斜視図
【図５】ＢＴボードの一例を示す斜視図
【図６】図５に示すＢＴボードを用いたバーンイン装置の従来例を示す斜視図
【図７】図５に示すＢＴボードを収容するＢＴボード収納ラックの一例を示す斜視図
【図８】図６装置の課題を解決したバーンイン装置の斜視図
【図９】図８装置に用いられるラック部を示す斜視図
【符号の説明】
１電子部品
２ボード
２０開閉扉
２１高温保管炉
２２断熱ブース
２３チャンバ
２４ラック部
２５開閉扉
２６矩形筒体
２６ａガイド溝
２６ｂ挿通口
２７配線基板
２８中間コネクタ
２９端子板
３０平面電極（外部接続用電極）
３２台車
３３キャスタ
３４ガイド底面
３５可動接点（給電電極）

Claims

多数の電子部品を装着したバイアス温度試験用ボードを収納して、各電子部品に通電した状態で加熱し、良品と不良品とをスクリーニングする高温保管炉を備えたバーンイン装置において、
上記バイアス温度試験用ボードを多数枚収納するとともに各バイアス温度試験用ボードと電気的接続される外部接続用電極を備えたボード収納マガジンと、ボード収納マガジンをガイドして収納し収納位置で前記外部接続用電極と電気的に接続して給電する給電用電極を備え、ボード収納マガジン内の電子部品を通電状態で加熱する高温保管炉とを備えたことを特徴とするバーンイン装置。
ボード収納マガジンのガイド面にローラを配置したことを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
ボード収納マガジンのガイド面を、内方に向かって下方に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
キャスタ付きボード収納マガジンをガイドして収納することを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
ボード収納マガジンの外部接続用電極と給電用電極を互いに対向させ弾性接触させることを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
ボード収納マガジンの周壁の少なくとも一部に、バイアス温度試験用ボード間に熱風の循環路を形成する窓を形成したことを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
ボード収納マガジンの周壁に形成した窓に、熱風供給部又は熱風排出部を近接配置したことを特徴とする請求項６に記載のバーンイン装置。
ボード収納マガジンの周壁に形成した窓と、バイアス温度試験用ボード挿入開口端に、熱風供給部又は熱風排出部を近接配置したことを特徴とする請求項６に記載のバーンイン装置。