JP2004317432A - 半導体デバイスの温度調節装置及び半導体デバイスの検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルを有する半導体デバイスを効率よく均一に温度調節することができる温度調節装置を提供する。
【解決手段】半導体デバイスの温度調節装置１０は、デバイス本体１２及び該デバイス本体１２に接続されたケーブル１４を有してなる半導体デバイス１６をデバイス本体１２の周辺部分に限定して外部から遮蔽するためのデバイス本体遮蔽手段１８と、所定の温度の温調ガスをデバイス本体遮蔽手段１８内に供給するための温調ガス供給手段２０と、を備える構成とした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルを有する半導体デバイスの各種特性の検査のための温度調節装置及び半導体デバイスの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスは、その特性が環境温度の影響を受けやすいため、各種特性の検査は温度調節して行われることが多く、従来、半導体デバイスの検査方法としては、密閉された恒温槽内に複数の半導体デバイスを収容し、一様に加熱又は冷却して各種特性を測定するという手法が広く採用されていた。
【０００３】
一方、恒温槽における温度調節には長い時間を要するという事情がある。一例を示すと、容積が数ｍ^３の恒温槽で半導体デバイスを所望の検査温度に調節するためには数時間を要することが多い。
【０００４】
そこで、一台の恒温槽に多数の半導体デバイスを収容して同時に温度調節しつつ各種特性を検査し、検査効率を高めるようにしていた。一度に収容できる半導体デバイスの個数が多ければそれだけ検査効率が高くなるため、大型の恒温槽が選択・設置されることが多かった。
【０００５】
又、半導体デバイスは種類により生産量に若干ばらつきがあり、半導体デバイスの種類により被検査体の個数もばらつくことがあるが、生産量が多い種類の半導体デバイスの検査に適した大型の恒温槽であれば、生産量が若干少ない種類の半導体デバイスの検査にも対応でき、汎用性が高いため、この点でも大型の恒温槽が選択・設置されることが多かった。
【０００６】
尚、恒温槽は一般的に大型であるほど温度調節のために長い時間を要するが、恒温槽に収容する半導体デバイスの個数が多ければ、半導体デバイス１個あたりの検査時間を短縮することが可能である。
【０００７】
しかしながら、ケーブルを有する半導体デバイスは一般的に多品種少量生産であり、検査温度を各半導体デバイスの種類毎に様々に設定しなければならないことが多い。従って、ケーブルを有する半導体デバイスの各種特性を検査する場合、温度調節に長い時間を要する大型の恒温槽を用いて少数の半導体デバイスを検査することが多く、検査効率が悪かった。
【０００８】
更に、ケーブルを有する半導体デバイスは、仮に生産量が多い場合であっても、デバイス本体だけでなく、ケーブルの部分についても恒温槽内の容積を占有することになるため、それだけ恒温槽内に収容することができる個数が少なく、この点でも検査効率が悪かった。
【０００９】
このように、ケーブルを有する半導体デバイスは、ケーブルを有しない半導体デバイスに対し、同じ種類の生産量が著しく少ないという特殊な事情を有するため、検査効率が悪く、検査効率の改善が強く要望されていた。
【００１０】
ここで、ケーブルを有する半導体デバイスはケーブルが撓むために自動搬送による検査の自動化が困難であるという問題もあったが、本出願と同一の出願人は、ケーブルを有する半導体デバイスをトレイに保持して順次搬送し、自動的な検査を実現した半導体デバイスの自動検査装置を既に開発している（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
この半導体デバイスの自動検査装置は、温度調節手段に半導体デバイスを順次搬送し、デバイス本体の周辺部分をカバーで覆って冷却、加熱するようにしている。
【００１２】
尚、ケーブルが接続されたデバイス本体の周辺部分をカバーで覆うと、ケーブルがカバーを挿通することになり、恒温槽のようにカバー内に温調ガスを封止することが困難であるため、温調ガスを用いた温度調節手法は採用せず、デバイス本体の載置部近傍にペルチェ素子を配設し、ペルチェ素子の伝熱でデバイス本体を冷却、加熱する温度調節手法を採用している。
【００１３】
このように、半導体デバイスを１個ずつ温度調節することにより、生産量が少ない半導体デバイスの検査に適切に対応でき、又、デバイス本体の周辺部分をカバーで覆うようにすれば、ケーブルを含む半導体デバイス全体を覆うよりも温度調節の対象となる容積が小さくなるので、それだけ温度調節に要する時間を短縮することができ、検査効率を向上することができると考えられていた。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２―２７７５１０号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ペルチェ素子は発熱及び吸熱効果が小さいため、温度調節の対象となる容積が小さくても、半導体デバイス１個の温度調節のために数分を要することがあった。即ち、上記半導体デバイスの自動検査装置により、一定の検査効率の改善を達成することができたものの、一層の検査効率の改善が要望されていた。
【００１６】
尚、大型のペルチェ素子を使用すればそれだけ発熱量、吸熱量が増加するが、これに連動してカバーの容積も大きくなるため、ペルチェ素子を大型化した効果が減殺されると共に、コストが増加するという問題がある。
【００１７】
又、ペルチェ素子の伝熱でデバイス本体を冷却、加熱すると、デバイス本体の温度分布が不均一となりやすく、デバイス本体の検査における温度分布と、実際の使用環境における温度分布と、の差が大きくなり、検査の信頼性が低いという問題もあった。
【００１８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、ケーブルを有する半導体デバイスを効率よく均一に温度調節することができる、検査効率が良く、信頼性が高い半導体デバイスの温度調節装置及び検査装置を提供することをその課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デバイス本体の周辺部分に限定して半導体デバイスを外部から遮蔽し、デバイス本体の周辺に温調ガスを供給してデバイス本体の温度を調節するようにし、上記課題を解決したものである。
【００２０】
更に詳細に説明すると、従来は、温調ガスを用いる場合、外部から完全に密閉された領域に半導体デバイスを収容し、温調ガスを封止して、温調ガスの漏れを防止していたのに対し、本発明は、温調ガスの漏れを少量に制限しつつ、温度調節の対象となる領域の容積を小さくすることで、温度調節に要する時間を大幅に短縮し、検査効率を著しく改善したものであり、従来の技術とは全く異なる発想に基づいてなされたものである。
【００２１】
即ち、以下の発明により上記課題を解決したものである。
【００２２】
デバイス本体及び該デバイス本体に接続されたケーブルを有してなる半導体デバイスを前記デバイス本体周辺部分に限定して外部から遮蔽するためのデバイス本体遮蔽手段と、所定の温度の温調ガスを前記デバイス本体遮蔽手段内に供給するための温調ガス供給手段と、を備えることを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
【００２３】
尚、前記デバイス本体遮蔽手段は、上方に開口する略箱状体の下カバーと、下方に開口する略箱状体の上カバーと、を入子構造で組合され、前記温調ガスの外部への漏れが少量に制限されるように構成するとよい。
【００２４】
又、前記下カバー及び上カバーの一方の少なくとも一方側にシール部材を配設し、前記下カバーと、上カバーと、が前記シール部材において当接して組合わされるように構成してもよい。
【００２５】
又、前記デバイス本体遮蔽手段は、前記下カバーが前記上カバーを収容するように構成し、且つ、前記温調ガスとして空気よりも比重が重いガスを用いるようにしてもよい。
【００２６】
更に、この場合、前記上カバーを第１の上カバーとして、該第１の上カバーと前記下カバーとの間の隙間を上方から覆うための第２の上カバーを備えてもよい。
【００２７】
又、前記デバイス本体遮蔽手段は、前記上カバーが前記下カバーを収容するように構成し、且つ、前記温調ガスとして空気よりも比重が軽いガスを用いるようにしてもよい。
【００２８】
又、前記下カバーに測定用プローブを設け、前記上カバーに前記デバイス本体の端子部を前記測定用プローブに加圧するための加圧部材を設けてもよい。
【００２９】
更に、前記上カバーに前記デバイス本体の温度を測定するための温度センサを設けてもよい。
【００３０】
又、前記下カバーの底面近傍にペルチェ素子を配設してもよい。
【００３１】
又、前記デバイス本体遮蔽手段は、前記デバイス本体を収容するためのデバイス本体収容部と、前記温調ガス供給手段に連通する温調ガス受容部と、を有する構成とし、該温調ガス受容部を介して前記デバイス本体収容部内に前記温調ガスを供給するとよい。
【００３２】
更に、この場合、前記温調ガス受容部における前記温調ガスの導入部の近傍に、複数の通気孔が形成されて前記温調ガスを該温調ガス受容部内に拡散して供給するための拡散部材を配設するとよい。
【００３３】
更に又、前記温調ガス受容部は、断面積が前記デバイス本体収容部の方向に縮小する形状とするとよい。
【００３４】
尚、前記温調ガスとして炭酸ガス、窒素ガス及びドライエアーのいずれかのガスを用いることが好ましい。
【００３５】
又、本発明は上記のいずれかの半導体デバイスの温度調節装置を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査装置により、前記課題を解決したものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図１は本実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置の構造の概要を示す一部配管図を含む側断面図である。
【００３８】
半導体デバイスの温度調節装置１０は、デバイス本体１２及び該デバイス本体１２に接続されたケーブル１４を有してなる半導体デバイス１６をデバイス本体１２の周辺部分に限定して外部から遮蔽するためのデバイス本体遮蔽手段１８と、所定の温度の温調ガスをデバイス本体遮蔽手段１８内に供給するための温調ガス供給手段２０と、を備えている。
【００３９】
半導体デバイス１６は、略長方形板状体のデバイス本体１２の後面中央近傍にケーブル１４が接続され、デバイス本体１２の両側の側面から複数の端子部１２Ａが側方に突出した構成とされている。半導体デバイス１６は、ケーブル１４の先端部（図示省略）及び端子部１２Ａの一方から入力された信号を所定の態様で変換して他方から出力するものである。
【００４０】
デバイス本体遮蔽手段１８は、上方に開口する略箱状体の下カバー２２と、下方に開口する略箱状体の上カバー２４と、が入子構造で組合され、温調ガスの外部への漏れが少量に制限されるように構成されている。具体的には、デバイス本体遮蔽手段１８は、下カバー２２が上カバー２４を僅かな隙間を有して収容するように構成されている。
【００４１】
図２は、上カバー２４が下カバー２２から上方に離間した状態を示す側断面図、図３は同後面図（図２における左側から見た図）、図４は下カバー２２を上方から見た平面図である。
【００４２】
下カバー２２は、デバイス本体１２を完全に収容できるように、内側がデバイス本体１２の厚さよりも深い形状とされている。
【００４３】
下カバー２２の後面側の側壁２２Ａの中央近傍には、ケーブル１４と遊嵌するための、上方に開口したＵ字形切欠き状のケーブル遊嵌部２２Ｂが形成されている。
【００４４】
又、下カバー２２には、デバイス本体１２の端子部１２Ａに接触し、端子部１２Ａからの出力信号を受信するための一対の測定用プローブ２６が設けられている。尚、測定用プローブ２６から端子部１２Ａに信号を入力することも可能である。
【００４５】
又、下カバー２２の前面側の側壁２２Ｃには、温調ガス供給手段２０のノズル２８が挿入・装着されている。
【００４６】
一方、上カバー２４は、その後面側の側壁２４Ａの中央近傍に、ケーブル１４と遊嵌するための、下方に開口したＵ字形切欠き状のケーブル遊嵌部２４Ｂが形成されている。
【００４７】
又、上カバー２４は、その側方両側の側壁２４Ｃに、下方に開口したコ字形切欠き状のプローブ遊嵌部２４Ｄが形成されている。
【００４８】
更に、上カバー２４は、その前面側の側壁２４Ｅの中央近傍に、温調ガス供給手段２０のノズル２８と遊嵌するための、下方に開口したＵ字形切欠き状のノズル遊嵌部２４Ｆが形成されている。
【００４９】
図１に戻って、温調ガス供給手段２０は、冷却系３０と、加熱系３２と、から構成されている。
【００５０】
冷却系３０は、温調ガスとして空気よりも比重が重い炭酸ガスをデバイス本体遮蔽手段１８内に供給するように構成されている。具体的には、冷却系３０は、一端がノズル２８に連通し、他端が液化炭酸ガスを貯留するためのボンベ３６に連通した主配管３４に、ボンベ３６側から、手動開閉弁３８と、流量制御弁４０と、電磁開閉弁４２と、がこの順で設置された構成とされている。又、主配管３４におけるボンベ３６と、手動開閉弁３８と、の間からは副配管４４が分岐しており、該副配管４４には解放弁４６が設置されている。
【００５１】
一方、加熱系３２は、温調ガスとして窒素ガスをデバイス本体遮蔽手段１８内に供給するように構成されている。具体的には、加熱系３２は、一端がノズル２８に連通し、他端が窒素ガスを貯留するためのボンベ４８に連通した主配管５０に、該ボンベ４８側から、手動開閉弁５２と、流量制御弁５４と、電磁開閉弁５６と、ヒータ５８と、がこの順で設置された構成とされている。又、主配管５０におけるボンベ４８と、手動開閉弁５２と、の間からは副配管６０が分岐しており、該副配管６０には解放弁６２が設置されている。
【００５２】
次に、半導体デバイスの温度調節装置１０の作用について説明する。
【００５３】
まず、端子部１２Ａが測定用プローブ２６の所定の位置に接触するように、半導体デバイス１６のデバイス本体１２をデバイス本体遮蔽手段１８の下カバー２２内に載置する。尚この際、ケーブル１４は、下カバー２２のケーブル遊嵌部２２Ｂに挿通させ、デバイス本体１２との接続部近傍を除いてケーブル１４は下カバー２２内に収容しない。
【００５４】
次に、デバイス本体１２の上方から上カバー２４を下降させて、上カバー２４と下カバー２２とを組合わせ、上カバー２４及び下カバー２２内にデバイス本体１２を収容する。この際、上カバー２４のケーブル遊嵌部２４Ｂ、プローブ遊嵌部２４Ｄ、ノズル遊嵌部２４Ｆを、それぞれケーブル１４、測定用プローブ２６、ノズル２８に遊嵌させる。これにより、半導体デバイス１６は、デバイス本体１２の周辺に限定して外部から遮蔽される。尚、上カバー２４と下カバー２２とは、僅かな隙間を有して組合わされており、その内部は外部から完全には密閉されていない。
【００５５】
次に、温調ガス供給手段２０からデバイス本体遮蔽手段１８内に温調ガスを供給し、デバイス本体１２の温度を調節する。
【００５６】
まず、デバイス本体１２を冷却する場合について説明する。尚、予め冷却系３０の手動開閉弁３８は開状態とし、流量調整弁４０は適度な絞り量に調節しておく。この状態で電磁開閉弁４２を励磁して開状態とすると、ボンベ３６内の液化炭酸ガスが順次気化してノズル２８からデバイス本体遮蔽手段１８内に導入される。炭酸ガスはデバイス本体遮蔽手段１８内で急激に膨張し、温度が低下する。導入された炭酸ガスは、デバイス本体遮蔽手段１８内の空気を上カバー２４と、下カバー２２と、の間の隙間から外部に押し出し、炭酸ガスがデバイス本体遮蔽手段１８内に充満する。即ち、デバイス本体１２の周囲に低温の炭酸ガスが充満し、これによりデバイス本体１２が均一に冷却される。
【００５７】
次に、デバイス本体１２を加熱する場合について説明する。上記冷却の場合と同様に、加熱系３２の手動開閉弁５２は開状態とし、流量調整弁５４は適度な絞り量に調節しておく。この状態で電磁開閉弁５６を励磁して開状態とすると、ボンベ４８内の窒素ガスがヒータ５８で加熱されて、ノズル２８からデバイス本体遮蔽手段１８内に供給される。窒素ガスはデバイス本体遮蔽手段１８内の空気を上カバー２４と、下カバー２２と、の間の隙間から外部に押し出し、窒素ガスがデバイス本体遮蔽手段１８内に充満する。これによりデバイス本体１２が均一に加熱される。
【００５８】
デバイス本体１２を所定の温度に冷却又は加熱した後、一定時間経過してから、ケーブル１４の先端部から信号を入力し、端子部１２Ａの出力信号を測定用プローブ２６で測定して、半導体デバイス１６の各種特性を検査する。尚、測定用プローブ２６から信号を入力し、ケーブル１４の先端部から出力される信号に基づいて半導体デバイス１６の各種特性を検査することも可能である。
【００５９】
このように、ペルチェ素子等よりも冷却、加熱効果が大きい温調ガスを用いることでデバイス本体を迅速に冷却、加熱することができる。
【００６０】
特に、上カバー２４と、下カバー２２と、がデバイス本体１２周辺に限定して半導体デバイス１６を収容しているので、冷却、加熱の対象となる領域の容積が小さく、それだけデバイス本体１２の冷却、加熱に要する時間が短縮されている。
【００６１】
尚、上カバー２４と、下カバー２２と、の間の隙間からは空気だけでなく温調ガスも外部に漏れるが、微小な隙間から漏れる温調ガスは少量に制限される。
【００６２】
特に、冷却系３０は、温調ガスとして空気よりも比重が重い炭酸ガスを用いるため、隙間から漏れた炭酸ガスは自重で下カバー２２内に残留しようとする。このため、炭酸ガス自体が言わば上カバー２４と、下カバー２２と、の間の隙間において炭酸ガスの漏れを制限するシールのような役割を果たし、これにより炭酸ガスの漏れが更に制限される。
【００６３】
このように、温調ガスの漏れを少量に制限しつつ、ペルチェ素子等よりも冷却、加熱効果が大きい温調ガスをデバイス本体１２の周囲の小さな領域に限定して供給することにより、たとえ少量のガスが外部に漏れてもデバイス本体１２を所望の温度に迅速に調節することができ、これにより半導体デバイスの検査効率を大幅に向上させることができる。
【００６４】
更に、デバイス本体１２の周囲に温調ガスを充満させてデバイス本体１２を全体的に冷却、加熱するので、ペルチェ素子の伝熱によりデバイス本体１２を部分的に冷却、加熱する構成の温度調節装置よりも、実際の使用環境に近い均一な温度分布にデバイス本体１２の温度を調節することができ、半導体デバイスの温度調節装置１０は、信頼性が高い。
【００６５】
更に又、ケーブル１４はデバイス本体１２との接続部の近傍を除いて、温調ガスで冷却、加熱されないので、熱負荷によるケーブル１４の劣化を防止することができ、この点でも半導体デバイスの温度調節装置１０は、信頼性が高い。
【００６６】
又、炭酸ガス、窒素ガスがデバイス本体遮蔽手段１８内の空気を外部に押し出し、デバイス本体遮蔽手段１８内に炭酸ガス、窒素ガスが充満するため、空気中の水分によるデバイス本体１２の結露・凍結を防止することができる。
【００６７】
又、上カバー２４と、下カバー２２と、がデバイス本体１２の周辺部分に限定して半導体デバイス１６を収容する構成であるので、ケーブルを含む半導体デバイス全体を収容する構成に対し、半導体デバイスの温度調節装置１０はコンパクトで低コストである。
【００６８】
更に、上カバー２４と、下カバー２２と、がデバイス本体１２を外部から完全に密閉する構造ではなく、温調ガスの漏れを少量に制限する構造、言い換えれば少量の温調ガスの漏れを許容する簡単な構造であるので、この点でも半導体デバイスの温度調節装置１０は低コストである。
【００６９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００７０】
図５は、本第２実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置７０の全体構造の概要を示す斜視図、図６は同側断面図である。
【００７１】
半導体デバイスの温度調節装置７０は、デバイス本体遮蔽手段７２が、デバイス本体１２を収容するためのデバイス本体収容部７４と、温調ガス供給手段２０に連通する温調ガス受容部７６と、を有して構成され、該温調ガス受容部７６を介してデバイス本体収容部７４内に温調ガスを供給するようにしたことを特徴としている。
【００７２】
他の構成については、前記第１実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置１０と多くの点において共通であるので、説明を適宜省略することとする。
【００７３】
図７は、上カバー８２が下カバー７８から上方に離間した状態を示す側面図、図８は同後面図、図９は下カバー７８を上方から見た平面図、図１０は上カバー８２を上方から見た平面図である。
【００７４】
デバイス本体収容部７４は、デバイス本体遮蔽手段７２の中央近傍から後面側の領域に設けられ、温調ガス受容部７６は、デバイス本体遮蔽手段７２の中央近傍から前面側の領域に設けられている。
【００７５】
下カバー７８におけるデバイス本体収容部７４の（前後方向と垂直な方向の）両側には、一対の測定用プローブ２６が配設されている。又、デバイス本体収容部７４と、温調ガス受容部７６と、の境界近傍には前記一対の測定用プローブ２６の前面に沿うように一対の下側仕切壁８４が配設されている。尚、これら下側仕切壁８４は、前後方向と垂直な方向に相互に離間して、デバイス本体収容部７４及び温調ガス受容部７６の外側に配設されている。
【００７６】
又、下カバー７８の前面側の側壁７８Ａの中央近傍にはノズル２８が挿入・装着されている。更に、下カバー７８の内側、且つ、ノズル２８の近傍には、温調ガスを温調ガス受容部７６内に拡散して供給するための拡散部材８６が配設されている。拡散部材８６は、球面を４等分したような形状で複数の通気孔が形成されている。
【００７７】
又、下カバー７８における上カバー８２の開口端が当接する位置には材質がスポンジ、ゴム等のシール部材８８が配設されている。
【００７８】
尚、下カバー７８における後面側の側壁７８ＢにはＵ字切欠状のケーブル遊嵌部７８Ｃが形成されている。
【００７９】
一方、上カバー８２は、デバイス本体収容部７４と、温調ガス受容部７６と、の境界近傍に一対の第１の上側仕切壁９０が、下カバー７８の下側仕切壁８４の前面側に近接するように配設されている。
【００８０】
又、これら第１の上側仕切壁９０の中央側の端部から後面側（図１０における左側）には前記デバイス本体収容部７４を構成する一対の第２の上側仕切壁９２が延在されている。これら一対の第２の上側仕切壁９２はデバイス本体１２の幅よりも若干大きな間隔を有して略平行に対面するように配設されている。又、第２の上側仕切壁９２は、測定用プローブ２６と遊嵌するための、下方に開口するコ字切欠状のプローブ遊嵌部９２Ａが形成されている。
【００８１】
更に、第１の上側仕切壁９０の中央側の端部から前面側（図１０における右側）には前記温調ガス受容部７６を構成する一対の第３の上側仕切壁９４が延在されている。これら一対の第３の上側仕切壁９４はデバイス本体収容部７４の方向に狭幅する略ハ字形状をなすように配設されている。即ち、温調ガス受容部７６は、断面積がデバイス本体収容部７４の方向に縮小する形状とされている。
【００８２】
又、上カバー８２における前面側の側壁８２Ａには下カバー７８の拡散部材８６に遊嵌するための略半円切欠状の拡散部材遊嵌部８２Ｂが形成されている。更に、上カバー８２における後面側の側壁８２ＣにはＵ字切欠状のケーブル遊嵌部８２Ｄが形成されている。
【００８３】
又、図１１に拡大して示されるように、上カバー８２にはデバイス本体１２の端子部１２Ａを測定用プローブ２６に加圧するためのパッド（加圧部材）９６が圧縮コイルばね９８を介して取付けられている。パッド９６は、圧縮コイルばね９８の付勢力に抗して上側に引き込み自在とされ、常態で下限に保持されている。
【００８４】
尚、図１２に示されるように、パッド９６は、基部９７と共に上カバー８２に着脱自在とされており、半導体デバイスの種類に応じて交換可能とされている。
【００８５】
更に、基部９７の上側壁中央近傍にはデバイス本体１２の温度を測定するための温度センサ１００が圧縮コイルばね１０２を介して取付けられている。温度センサ１００も、圧縮コイルばね１０２の付勢力に抗して上側に引込み自在とされ、常態で下限に保持されている。
【００８６】
又、上カバー８２には、該上カバー８２と下カバー７８との間の隙間を上方から覆うための可撓性カバー（第２の上カバー）１０４が装着されている（図５参照、図６〜図１２では図示省略）。可撓性カバー１０４は、具体的にはゴムシート、ビニールシート、布等で、上カバー８２の外周に沿って取付けられ、自重により周縁部が下方に垂れ下がり、下カバー７８の開口端を覆うように構成されている。
【００８７】
次に、半導体デバイスの温度調節装置７０の作用について説明する。
【００８８】
まず、デバイス本体１２を下カバー７８に載置し、上方から上カバー８２をその開口端が下カバー７８のシール部材８８に当接するように下降させて、上カバー８２及び下カバー７８内にデバイス本体１２を収容する。尚、この際、上カバー８２のケーブル遊嵌部８２Ｄ、プローブ遊嵌部９２Ａ、拡散部材遊嵌部８２Ｂを、それぞれケーブル１４、測定用プローブ２６、拡散部材８６に遊嵌させる。これにより、半導体デバイス１６は、デバイス本体１２の周辺部分に限定して外部から遮蔽される。
【００８９】
又、この際、パッド９６がデバイス本体１２の端子部１２Ａに当接して圧縮コイルばね９８の付勢力に抗して若干引き込み、端子部１２Ａを測定用プローブ２６に加圧する。
【００９０】
更に、この際、温度センサ１００がデバイス本体１２に当接して圧縮コイルばね１０２の付勢力に抗して若干引き込み、加圧状態でデバイス本体１２に密着する。
【００９１】
次に、温調ガス供給手段２０からデバイス本体遮蔽手段７２内に温調ガスを供給し、デバイス本体１２の温度を調節する。尚、デバイス本体１２を冷却する場合の作用と加熱する場合の作用は同様であるため、ここでは、デバイス本体１２を冷却する場合の作用について説明することとし、加熱する場合の作用については説明を省略する。
【００９２】
まず、冷却系３０のボンベ３６内の液化炭酸ガスをノズル２８からデバイス本体遮蔽手段７２内に供給すると、炭酸ガスは急激に膨張しつつ拡散部材８６の複数の通気孔を通って拡散され、温調ガス受容部７６内に均一に放出される。更に、温調ガス受容部７６内に放出された炭酸ガスは、上カバー８２の第３の仕切壁９４に案内されて、デバイス本体収容部７４内に供給される。
【００９３】
このように、炭酸ガスを温調ガス受容部７６内に一旦拡散させてから、更に、デバイス本体収容部７４側に狭幅する第３の上側仕切壁９４で案内してデバイス本体収容部７４内に供給することにより、炭酸ガスをデバイス本体１２の周囲に効率良く、均一に供給することができる。
【００９４】
これにより、実際の使用環境に近い温度分布となるようにデバイス本体１２の温度を均一、且つ、迅速に調節することができ、半導体デバイスの温度調節装置７０は、信頼性が高く、且つ、検査効率がよい。
【００９５】
又、温調ガスの圧力が多少変動しても、デバイス本体１２の周辺に温調ガスを均一に供給することができ、温調ガス供給手段の構造の簡略化、低コスト化に寄与する。
【００９６】
尚、温調ガス受容部７６内の炭酸ガスは、第３の上側仕切壁９４の下端と、下カバー７８との間から温調ガス受容部７６の外側に少量漏れ出すが、上カバー８２の第１の上側仕切壁９０及び下カバー７８の下側仕切壁８４により、測定用プローブ２６への炭酸ガスの漏れは制限される。
【００９７】
特に、炭酸ガスは、空気よりも比重が重いため、炭酸ガスが下側仕切壁８４の下端から第１の上側仕切壁９０に漏れても、下側仕切壁８４と、第１の上側仕切壁９０との隙間に残留しようとするため、炭酸ガス自体が言わば下側仕切壁８４と、第１の上側仕切壁９０と、の間の隙間からの炭酸ガスの漏れを制限するシールのような役割を果たし、これにより、測定用プローブ２６への炭酸ガスの漏れを低減する効果が高められている。
【００９８】
従って、測定用プローブ２６が過度に冷却されることを防止することができ、検査精度が良い。
【００９９】
又、下カバー７８の側壁と、上カバー８２の側壁と、の間においても前記第１実施形態と同様に、炭酸ガス自体がシールのような役割を果たし、下カバー７８及び上カバー８２から外側に漏れる炭酸ガスの量が低減されているのに加え、下カバー７８と、上カバー８２と、がシール部材８８において当接するように組合わされているので、それだけ下カバー７８及び上カバー８２から外側に漏れる炭酸ガスの量が少なく、温調ガスの使用効率が良い。
【０１００】
又、デバイス本体遮蔽手段７２内に温調ガスを断続的に供給すると、温調ガスの一部が外部に断続的に漏れ出し、温調ガスの供給が断状態のときに周囲の空気が反動でデバイス本体遮蔽手段７２内に逆流しようとすることがあるが、可撓カバー１０４が、このような空気の逆流を制限し、空気中の水分によるデバイス本体１２の結露・凍結を確実に防止することができる。
【０１０１】
又、半導体デバイスの温度調節装置７０はパッド９６を備えているので、デバイス本体１２の端子部１２Ａを測定用プローブ２６の所定の位置に確実に接触させることができ、この点でも検査精度が良い。
【０１０２】
又、半導体デバイスの温度調節装置７０は温度センサ１００を備えているので、デバイス本体１２の温度を実測しつつ、温調ガスの供給量、温度等を制御してデバイス本体１２を所望の温度に確実に調節することができる。例えば、電磁開閉弁４２を断続的に開閉し、開時間と閉時間との比率を適宜調節することにより、温調ガスの供給量を自動的に調節することができる。
【０１０３】
尚、本第２実施形態では、デバイス本体１２を冷却する場合について温度調節装置７０の作用を説明したが、前述のようにデバイス本体１２を加熱する場合についても同様の効果が得られる。
【０１０４】
又、前記第１及び第２実施形態において、冷却用の温調ガスとして炭酸ガスを使用し、加熱用の温調ガスとして窒素ガスを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却用の温調ガスとして窒素ガスを使用し、加熱用の温調ガスとして炭酸ガスを使用してもよい。又、冷却、加熱双方に共通の温調ガスを使用してもよい。例えば、前記第１実施形態、第２実施形態において冷却系と同様に加熱系でも空気より比重が重い炭酸ガスを用いるようにすれば、加熱系でも温調ガス自体によるシール効果が得られる。尚、デバイス本体の凍結を防止するためには、温調ガスは、炭酸ガス、窒素ガス、ドライエアーを使用することが好ましい。
【０１０５】
更に、冷却、加熱双方に共通の温調ガスを使用する場合、例えば、図１３に示される温調ガス供給手段１０６のように、冷却系、加熱系のボンベを共通としてもよい。尚、図１３における符号１０８は、温調ガスを冷却するための液体窒素を貯留するデュワー瓶である。他の構成については前記温調ガス供給手段２０と同様であるので図１と同一符号を付することとして説明を省略する。このように冷却系、加熱系のボンベを共通とすることにより、一層のコンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【０１０６】
又、前記第１及び第２実施形態において、温調ガスだけを用いてデバイス本体１２を冷却、加熱しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下カバーの底面近傍にペルチェ素子を配設し、温調ガスとペルチェ素子と、を併用してデバイス本体１２を冷却、加熱してもよい。このようにすることで、デバイス本体を一層迅速に温度調節することができ、検査効率を更に高めることができる。
【０１０７】
又、前記第１及び第２実施形態において、デバイス本体遮蔽手段１８（７２）は、上カバー２４（８２）が下カバー２２（７８）の内側に収容される構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、下カバーが上カバーの内側に収容される構成としてもよい。尚、この場合、温調ガス自体によるシール効果を得るため、温調ガスとして空気よりも比重が軽いガスを使用することが好ましい。
【０１０８】
又、前記第１実施形態において、デバイス本体遮蔽手段１８は、上カバー２４及び下カバー２２の２つのカバーを有して構成され、前記第２実施形態において、デバイス本体遮蔽手段７２は、上カバー８２、下カバー７８及び可撓性カバー１０４の３つのカバーを有して構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、４つ以上のカバーでデバイス本体遮蔽手段を構成してもよい。
【０１０９】
又、前記第１及び第２実施形態において、デバイス本体１２は端子部１２Ａが側方両側に突出した構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、端子部が上下方向に突出した構成の半導体デバイス、端子部がデバイス本体の表面に沿って設けられた半導体デバイス等、様々な形状のケーブルを有する半導体デバイスの検査に対しても、本発明は適用可能である。
【０１１０】
更に、半導体デバイスの入出力信号についても特に限定されず、入出力信号が共に電気信号である半導体デバイス、入出力信号が共に光信号である半導体デバイス、入力信号及び光信号の一方が電気信号で他方が光信号である半導体デバイス等、様々なタイプのケーブルを有する半導体デバイスの検査に対しても、本発明は適用可能である。
【０１１１】
又、前記第１及び第２実施形態において、半導体デバイスの温度調節装置１０（７０）は、独立した温度調節装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記特許文献１、特許文献２に示されるようなケーブルを有する半導体デバイスの自動搬送手段を有する自動検査装置に半導体デバイスの温度調節装置１０（７０）を備えることにより、ケーブルを有する半導体デバイスの検査効率を一層高めることができる。
【０１１２】
（実施例）
前記第２実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置を用いて、デバイス本体を室温から−４０℃まで冷却した。冷却に要した時間は約２０秒だった。
【０１１３】
（比較例）
前記第２実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置と同等の上カバー及び下カバー内にデバイス本体を収容し、下カバーの底面近傍に備えたペルチェ素子を用いて、デバイス本体を室温から−４０℃まで冷却した。冷却に要した時間は約６分だった。
【０１１４】
即ち、実施例は比較例に対し、デバイス本体の温度調節時間が大幅に短縮されていることがわかる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明によればケーブルを有する半導体デバイスを効率よく温度調節することが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置の構造の概要を示す一部配管図を含む側断面図
【図２】同温度調節装置の上カバーと下カバーとが離間した状態を示す側断面図
【図３】同後面図
【図４】同下カバーを上方から見た平面図
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体デバイスの温度調節装置の全体構造の概要を示す斜視図
【図６】同側断面図
【図７】同温度調節装置の上カバーと下カバーとが離間した状態を示す側面図
【図８】同後面図
【図９】同下カバーを上方から見た平面図
【図１０】同上カバーを上方から見た平面図
【図１１】同上カバーにおけるパッド周辺部の構造を拡大して示す斜視図
【図１２】同パッド周辺部の着脱構造を示す斜視図
【図１３】本発明の実施形態に係る温調ガス供給手段の他の構成例を示す配管図
【符号の説明】
１０、７０…半導体デバイスの温度調節装置
１２…デバイス本体
１２Ａ…端子部
１４…ケーブル
１６…半導体デバイス
１８、７２…デバイス本体遮蔽手段
２０…温調ガス供給手段
２２、７８…下カバー
２４、８２…上カバー
２６…測定用プローブ
２８…ノズル
７４…デバイス本体収容部
７６…温調ガス受容部
８６…拡散部材
８８…シール部材
９６…パッド（加圧部材）
１００…温度センサ
１０４…可撓性カバー（第２の上カバー）

Claims (14)

1. デバイス本体及び該デバイス本体に接続されたケーブルを有してなる半導体デバイスを前記デバイス本体周辺部分に限定して外部から遮蔽するためのデバイス本体遮蔽手段と、所定の温度の温調ガスを前記デバイス本体遮蔽手段内に供給するための温調ガス供給手段と、を備えることを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
2. 請求項１において、
   前記デバイス本体遮蔽手段は、上方に開口する略箱状体の下カバーと、下方に開口する略箱状体の上カバーと、が入子構造で組合され、前記温調ガスの外部への漏れを少量に制限するように構成されたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
3. 請求項２において、
   前記下カバー及び上カバーの一方の少なくとも一方側にシール部材が配設され、前記下カバーと、上カバーと、が前記シール部材において当接して組合わされるように構成されたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記デバイス本体遮蔽手段は、前記下カバーが前記上カバーを収容するように構成され、且つ、前記温調ガスとして空気よりも比重が重いガスを用いるようにしたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
5. 請求項４において、
   前記上カバーを第１の上カバーとして、該第１の上カバーと前記下カバーとの間の隙間を上方から覆うための第２の上カバーが備えらえたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
6. 請求項２又は３において、
   前記デバイス本体遮蔽手段は、前記上カバーが前記下カバーを収容するように構成され、且つ、前記温調ガスとして空気よりも比重が軽いガスを用いるようにしたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
7. 請求項２乃至６のいずれかにおいて、
   前記下カバーに測定用プローブが設けられ、前記上カバーに前記デバイス本体の端子部を前記測定用プローブに加圧するための加圧部材が設けられたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
8. 請求項２乃至７のいずれかにおいて、
   前記上カバーに前記デバイス本体の温度を測定するための温度センサが設けられたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
9. 請求項２乃至８のいずれかにおいて、
   前記下カバーの底面近傍にペルチェ素子が配設されたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記デバイス本体遮蔽手段は、前記デバイス本体を収容するためのデバイス本体収容部と、前記温調ガス供給手段に連通する温調ガス受容部と、を有して構成され、該温調ガス受容部を介して前記デバイス本体収容部内に前記温調ガスが供給されるように構成されたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
11. 請求項１０において、
    前記温調ガス受容部における前記温調ガスの導入部の近傍に、複数の通気孔が形成されて前記温調ガスを該温調ガス受容部内に拡散して供給するための拡散部材が配設されたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
12. 請求項１０又は１１において、
    前記温調ガス受容部は、断面積が前記デバイス本体収容部の方向に縮小する形状とされたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
    前記温調ガスとして炭酸ガス、窒素ガス及びドライエアのいずれかのガスを用いるようにしたことを特徴とする半導体デバイスの温度調節装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の半導体デバイスの温度調節装置を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査装置。

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