JP2008134137A - バーンイン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に分離して移動可能なバーンイン装置を提供する。
【解決手段】バーンイン装置は、被試験デバイスが挿入されたバーンインボードが収納される、測定ユニットと、前記測定ユニットに分離可能に連結される温度調整ユニットであって、冷媒を循環させるための冷却コンプレッサと、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間を循環する空気と前記冷媒との間で熱交換をしてこの空気を冷却するための熱交換器と、前記熱交換器と前記冷却コンプレッサとの間で冷媒を循環させるためのパイプとを有する、温度調整ユニットと、を備えて構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、バーンイン装置に関し、特に、移動の容易化を図ったバーンイン装置に関する。

電子部品等の半導体装置の初期不良を顕在化し、初期故障品の除去を行うためのスクリーニング試験の一種であるバーンイン（Burn-In）試験を行う装置として、バーンイン装置が知られている。このバーンイン装置は半導体テスト装置の一種であり、被試験デバイス（Device Under Test）である半導体装置を複数装着したバーンインボードをバーンイン装置内に収納し、被試験デバイスに、電圧を印加して電気的ストレスを与えるとともに、恒温槽内部の空気を加熱して所定の温度の熱ストレスを与えることにより、初期不良を顕在化させる。また、このバーンイン試験においては、被試験デイバスに動作用の電源や信号を供給して、被試験デバイスの動作テストを行い、被試験デイバスが正常に動作しているかどうかを試す試験を行う。

このようなバーンイン装置では、数時間から数十時間に亘る長時間のバーンイン試験が行われることから、試験効率を向上させるために、複数の被試験デバイスを１枚のバーンインボードに挿入するとともに、このバーンインボードを複数毎、バーンイン装置に収納して、バーンイン試験を行うのが一般的である（例えば、特許文献１：特開２００５−２６５６６５号公報参照）。

このように恒温槽の内部に複数のバーンインボードを収納するため、バーンイン装置が全体的に大きくなる傾向があり、大きなバーンイン装置の移動が困難な場合が生じている。例えば、バーンイン装置をエレベータに乗せようとする場合、エレベータの高さ、幅、奥行きには限りがあり、エレベータにバーンイン装置が乗せられないことも生じている。また、バーンイン装置を設置する室内の入り口の高さ、幅にも限りがあり、バーンイン装置をこの入り口から室内に搬入できないことも生じている。このような場合には、バーンイン装置をいくつかのパーツに分離して、エレベータに乗せたり、室内に搬入したりする必要がある。

しかしながら、バーンイン装置は基本的に分解して分離されることを前提として作成されていないため、分離作業と組み立て作業が非常に煩雑である。特に、冷却システムを備えているバーンイン装置においては、冷却コンプレッサと熱交換器との間で冷媒を循環させる必要があるが、バーンイン装置を分解する際に、この冷媒も抜けてしまう。冷却コンプレッサにおける冷媒のバルブと、熱交換器における冷媒のバルブを閉めれば、冷却コンプレッサや熱交換器からの冷媒の飛散は防ぐことができるが、冷却コンプレッサと熱交換器との間のパイプ内に存在する冷媒は、それでも飛散してしまう。このため、バーンイン装置の移動が完了して、組み立てが完了した後に、再び、冷媒を補充しなければならないという問題も生じている。
特開２００５−２６５６６５号公報

そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、容易に分離して移動可能なバーンイン装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るバーンイン装置は、
被試験デバイスが挿入されたバーンインボードが収納される、測定ユニットと、
前記測定ユニットに分離可能に連結される温度調整ユニットであって、冷媒を循環させるための冷却コンプレッサと、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間を循環する空気と前記冷媒との間で熱交換をしてこの空気を冷却するための熱交換器と、前記熱交換器と前記冷却コンプレッサとの間で冷媒を循環させるためのパイプとを有する、温度調整ユニットと、
を備えることを特徴とする。

この場合、前記温度調整ユニットは、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間を循環する空気を加熱するためのヒーターを、さらに備えるようにしてもよい。

また、前記温度調整ユニットは、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間で、空気を循環させるためのファンを、さらに備えるようにしてもよい。

また、前記測定ユニットは、バーンインボードが収納される領域に設けられた予備ヒーターを備えるようにしてもよい。

また、前記温度調整ユニットから前記測定ユニットに空気が送り出される第１ダクト開口に対応する位置に、前記温度調整ユニットから前記測定ユニットに空気が流れ込む第２ダクト開口が位置しており、前記第１ダクト開口と前記第２ダクトが連結されることにより、前記温度調整ユニットから前記測定ユニットに空気を流すためのダクトが形成され、
前記測定ユニットから前記温度調整ユニットに空気が送り出される試験領域開口に対応する位置に、前記測定ユニットから前記温度調整ユニットに空気が流れ込む調整領域開口が位置しており、前記試験領域開口と前記調整領域開口とが連結されることにより、前記測定ユニットから前記温度調整ユニットに空気が流れるようにしてもよい。

また、前記温度調整ユニット又は前記測定ユニットに分離可能に連結されて、前記冷却コンプレッサの駆動制御を行う制御ユニットをさらに備えるようにしてもよい。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るバーンイン装置１０の全体的な斜視図であり、図２は、図１のバーンイン装置１０の全体的な正面図である。図３は、バーンイン装置１０の内部構成を説明するための正面レイアウト図であり、バーンインボードＢＩＢが収納された状態を示している。図４は、バーンイン装置１０のコネクタ５０にバーンインボードＢＩＢのエッジコネクタを挿入した状態を示す部分的な斜視図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係るバーンイン装置１０は、温度調整ユニット１００と、測定ユニット２００と、制御ユニット３００とにより、構成されている。温度調整ユニット１００と測定ユニット２００の内部には、断熱壁３０で区画された空間により、恒温槽４０が形成されている。この恒温槽４０における測定ユニット２００の内部には、１又は複数のバーンインボードＢＩＢが収納される。

この図に示すバーンイン装置１０の例では、バーンインボードＢＩＢを挿入するためのコネクタ５０が、１５段×４組の配置で固定的に取り付けられており、合計６０枚のバーンインボードを、これらのコネクタ５０に挿入することが可能である。但し、この恒温槽４０内に設けるコネクタ５０の数や配置は任意に変更可能である。すなわち、恒温槽４０内に収納されるバーンインボードＢＩＢの数や配置は、任意に変更可能である。

また、このバーンイン装置１０には、２枚のドア２０が設けられており、ドア２０を開状態にすることにより、バーンインボードを恒温槽４０から出し入れできるようになる。また、このドア２０にも断熱材が組み込まれており、ドア２０を閉状態にすることにより、周囲から熱的に遮断された空間である恒温槽４０が構成される。

また、本実施形態においては、キャリアラックＣＲごと、バーンインボードＢＩＢが恒温槽４０に収納される。すなわち、１５枚のバーンインボードＢＩＢを格納したキャリアラックＣＲを、恒温槽４０に収納することにより、１５枚のバーンインボードＢＩＢが恒温槽４０に収納される。したがって、本実施形態に係るバーンイン装置１０には、４台のキャリアラックＣＲを収納することができることになる。

さらに、本実施形態に係るバーンイン装置１０においては、この恒温槽４０の左側、上側、右側と延びる空気循環ダクトＤＴが設けられている。空気循環ダクトＤＴの左上側には、ファン７０が設けられている。このファン７０が駆動すると、空気循環ダクトＤＴの左側から、バーンインボードＢＩＢのある試験領域の空気が吸引され、空気循環ダクトＤＴの上側及び右側を通って、再び、バーンインボードＢＩＢのある試験領域に送出される。つまり、ファン７０により、恒温槽４０内の空気の循環が形成され、恒温槽４０の内部の空気が攪拌されて、恒温槽４０の内部温度が場所によらずに均一になる。これにより、バーンインボードに装着された被試験デバイスＤＵＴである半導体装置の周囲の温度を、所望の温度にすることができるようになる。

また、バーンイン装置１０の左側には、上述した温度調整ユニット１００が設けられている。この温度調整ユニット１００内には、冷却コンプレッサ１０２と熱交換器１０４とが収納されている。本実施形態においては、この冷却ユニット１００は、冷媒として冷却水を用いた冷却方式を採用している。このため、冷却コンプレッサ１０２は、冷却水を循環するためのコンプレッサであり、冷却コンプレッサ１０２から送出された冷却水は、パイプ１０６を通って熱交換器１０４に到達し、熱交換器１０４において、冷却水の冷熱が恒温槽４０の内部の空気と熱交換される。熱交換器１０４で熱交換された冷却水は、再びパイプ１０６を通って冷却コンプレッサ１０２に戻る。

熱交換器１０４は、恒温槽４０内に設けられている。このため、冷却ユニット１００が稼働している状態で、ファン７０により恒温槽内部の空気が循環すると、循環された空気が熱交換器１０４で冷却され、恒温槽４０の内部の温度を下げることができる。

また、熱交換器１０４の左側には、ヒーター１２０が設けられている。このヒーター１２０は、例えば電熱ヒーターにより構成されており、ヒーター１２０に電源が供給されると発熱するように構成されている。ヒーター１２０が発熱している状態で、恒温槽４０内の空気を循環させることにより、恒温槽４０内の空気の温度を上げることができる。

さらに、測定ユニット２００における中央部分に、予備ヒーター１３０が設けられている。すなわち、右側の列のコネクタ５０と、左側の列のコネクタ５０との間に、予備のヒーターである予備ヒーター１３０が設けられている。この予備ヒーター１３０も、例えば電熱ヒーターにより構成されており、予備ヒーター１３０に電源が供給されると発熱するように構成されている。予備ヒーター１３０が発熱している状態で、恒温槽４０内の空気を循環させることにより、恒温槽４０内の空気の温度を上げることができる。

また、本実施形態においては、予備ヒーター１３０は、個別に電源の供給を制御することができ、このため、個別にオン／オフ制御することができる。これにより、循環する空気の下流側に位置する図中左側のバーンインボードＢＩＢが収納される領域の温度を、高い精度で制御することが可能となり、温度分布の均一化を図ることができる。

本実施形態においては、バーンイン装置１０の全体的な制御を、制御ユニット３００が行う。すなわち、ヒーター１２０や予備ヒーター１３０の制御や、冷却コンプレッサ１０２の制御は、制御ユニット３００が行う。

図５は、本実施形態に係るバーンイン装置１０を、温度調整ユニット１００と、測定ユニット２００と、制御ユニット３００とに、分離した状態を説明するブロック図であり、図６は、これら温度調整ユニット１００と、測定ユニット２００と、制御ユニット３００とを組み立てて、１つのバーンイン装置１０を構成した状態を説明するブロック図である。これら図５及び図６は、上述した図３のバーンイン装置１０を模式化して示している。

これら図５及び図６に示すように、本実施形態に係るバーンイン装置１０では、温度調整ユニット１００と、測定ユニット２００と、制御ユニット３００とに分離して、３つのパーツに分解することができる。

上述したように、温度調整ユニット１００には、冷却コンプレッサ１０２と、熱交換器１０４とが組み込まれており、これら冷却コンプレッサ１０２と熱交換器１０４との間は冷媒を循環させるパイプ１０６で接続されている。しかし、本実施形態の温度調整ユニット１００では、この冷却コンプレッサ１０２と熱交換器１０４は、温度調整ユニット１００内に収納されているので、冷媒を循環させるパイプ１０６も温度調整ユニット１００内に収納されている。このため、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００とを分離したとしても、パイプ１０６内の冷媒が飛散することはない。また、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００とを分離する際に、パイプ１０６の冷媒の飛散を極力抑えるために、パイプ１０６を閉止するためのバルブを閉めたり、冷却コンプレッサ１０２や熱交換器１０４のバルブを閉じたりする必要はない。

さらに、本実施形態に係るバーンイン装置１０では、温度調整ユニット１００内に、ヒーター１２０とファン７０も収納されている。すなわち、冷却コンプレッサ１０２や熱交換器１０４を含め、このバーンイン装置１０の冷却システム全体が、温度調整ユニット１００内に収納されている。このため、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との分離作業を極めて容易に行うことができる。

温度調整ユニット１００と測定ユニット２００とを連結して、バーンイン装置１０を組み立てる際には、バーンインボードＢＩＢが収納される試験領域の上を空気が流れるためのダクト４００とダクト４１０とを連結する。具体的には、ダクト４００のダクト開口４０２と、ダクト４１０のダクト開口４１２との位置あわせをして連結することにより、温度調整ユニット１００から測定ユニット２００に空気を送り出すダクト開口４０２と、温度調整ユニット１００から測定ユニット２００に空気が流れ込むダクト開口４１２とが連結されて、温度調整ユニット１００から測定ユニット２００に空気が流れるための空気循環ダクトＤＴが形成される。

また、バーンインボードＢＩＢが収納されている試験領域の空気が、図中右側の熱交換器１０４に向けて流れるようにするために、バーンインボードＢＩＢが収納されている試験領域の開口４２０と、熱交換器１０４が収納されている収納領域の開口４２２との位置あわせをして連結する。これにより、測定ユニット２００の試験領域の空気が、温度調整ユニット１００に流れるようになる。そして、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との間の電気的な接続をするだけで、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との連結作業が終了する。

さらに、本実施形態に係るバーンイン装置１０では、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間も分離することができる。測定ユニット２００と制御ユニット３００との間を分離する場合には、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間の電気的接続を切り離せばよい。そして、再度、測定ユニット２００と制御ユニット３００とを連結する場合には、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間の電気的接続をするだけでよい。

図７は、温度調整ユニット１００と、測定ユニット２００と、制御ユニット３００とを結合して、バーンイン装置１０を組み立てる場合における、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との間を固定する手法の一例を説明する図であり、バーンイン装置１０を正面から見た状態を示している。図８は、温度調整ユニット１００と、測定ユニット２００と、制御ユニット３００とを結合して、バーンイン装置１０を組み立てる場合における、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００と制御ユニット３００との間を固定する手法の一例を説明する図であり、バーンイン装置１０を背面から見た状態を示している。

図７に示すように、バーンイン装置１０の正面側においては、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との間は、上下に設けられた連結装置５００によりそれぞれ連結される。

より具体的には、温度調整ユニット１００の右下の角部には、Ｌ字状の第１連結部５０２が設けられており、この第１連結部５０２はネジ５０４により、温度調整ユニット１００に取り付けられている。また、測定ユニット２００の左下の角部には、逆Ｌ字状の第２連結部５０６が設けられており、この第２連結部はネジ５０８により、測定ユニット２００に取り付けられている。

第１連結部５０２におけるバーンイン装置１０から張り出した張り出し部５１０には、貫通孔５１２が形成されている。これに対応して、第２連結部５０６におけるバーンイン装置１０から張り出した張り出し部５２０には、貫通孔５２２が形成されている。これら２つの貫通孔５１２、５２２との間の位置を合わせて、ネジ５３０を貫通孔５１２、５２２に貫通させて張り出し部５１０と張り出し部５２０とを共締めすることにより、第１連結部５１０と第２連結部５０６とが連結される。温度調整ユニット１００の右上の角部と測定ユニット２００の左上の角部との間に設けられている連結装置５００も、これと同様の構成である。

なお、図１にも示したように、制御ユニット３００の奥行きは、測定ユニット２００の奥行きより短くなっていることから、バーンイン装置１０の正面側においては、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間は、段差が形成されている。このため、本実施形態においては、バーンイン装置１０の正面側では、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間は連結装置で連結されていない。但し、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間の連結をより強固なものにするために、バーンイン装置１０の正面側でも、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間を連結装置で連結するようにしてもよい。

図８に示すように、バーンイン装置１０の背面側においては、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との間は、上下に設けられた連結装置６００によりそれぞれ連結されており、また、測定ユニット２００と制御ユニット３００との間も、上下に設けられた連結装置６００によりそれぞれ連結されている。

より具体的には、温度調整ユニット１００の左下の角部には、バーンイン装置１０から張り出した第１張出連結部６１０が固定的に設けられており、この第１張出連結部６１０には、貫通孔６１２が形成されている。また、測定ユニット２００の右下の角部には、バーンイン装置１０から張り出した第２張出連結部６２０が固定的に設けられており、この第２張出連結部６２０には、貫通孔６２２が形成されている。

これら２つの貫通孔６１２、６２２との間の位置を合わせて、ネジ６３０を貫通孔６１２、６２２に貫通させて第１張出連結部６１０と第２張出連結部６２０とを共締めすることにより、第１連張出部６１０と第２張出部６２０とが連結される。

温度調整ユニット１００の左上の角部と測定ユニット２００の右上の角部との間に設けられている連結装置６００も、これと同様の構成であり、測定ユニット２００の左下の角部と制御ユニット３００の右下の角部との間に設けられている連結装置６００も、これと同様の構成であり、測定ユニット２００の左上の角部と制御ユニット３００の右上の角部との間に設けられている連結装置６００も、これと同様の構成である。

以上のように、本実施形態に係るバーンイン装置１０によれば、バーンイン装置１０の温度調整ユニット１００と測定ユニット２００との間を容易に分離することができ、また、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００とを容易に連結することができるので、バーンイン装置１０を分解して容易に移動することができる。特に、冷却コンプレッサ１０２と熱交換器１０４とこれらの間で冷媒を循環させるパイプ１０６とが、いずれも温度調整ユニット１００に収納されているので、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００とを分離する際に、冷却コンプレッサ１０２と熱交換器１０４との間のパイプ１０６から、冷媒が飛散することを回避することができる。

また、空気循環ダクトＤＴ内の空気を循環させるためのファン７０も、温度調整ユニット１００内に設けるようにしたので、測定ユニット２００にファンを設ける場合と比べて、測定ユニット２００の高さはその分、低くすることができ、ひいては、バーンイン装置１０全体の高さも低くすることができる。すなわち、ファン７０を温度調整ユニット１００に設けることにより、ファン７０の設置位置の自由度が増し、バーンイン装置１０全体の高さを低く抑えることができる。

また、温度調整ユニット１００と測定ユニット２００を分離可能に構成しつつも、空気循環ダクトＤＴにおける空気の流路の断面積は、必要十分な大きさを確保することができるので、空気を循環させるための圧力損失を少なくでき、ファン７０の出力も小さくて済むようになる。

さらに、予備ヒーター１３０を、バーンインボードＢＩＢが収納される試験領域の中央部分に設けたので、バーンインボードＢＩＢが収納されている試験領域内の温度の均一化を図ることができる。すなわち、予備ヒーター１３０を個別にオン／オフ制御することにより、恒温槽４０内を循環する空気の下流側にある、図中左側のバーンインボードＢＩＢが格納される領域の温度を安定化させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず種々に変形可能である。例えば、上述した実施形態では、制御ユニット３００を測定ユニット２００に分離可能に連結することとしたが、制御ユニット３００は、温度調整ユニット１００に分離可能に連結するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、制御ユニット３００もバーンイン装置１０から分離可能に構成したが、制御ユニット３００は、必ずしも分離可能に構成する必要はない。例えば、制御ユニット３００の制御機能を、温度調整ユニット１００に組み込んでバーンイン装置１０を構成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態のバーンイン装置１０では、キャリアラックＣＲごと、恒温槽４０にバーンイン装置１０を収納するとしたが、キャリアラックＣＲは恒温槽４０に収納せずに、バーンインボードＢＩＢだけを恒温槽４０に収納するようにしてもよい。

図１は、本実施形態に係るバーンイン装置の全体構成の一例を説明する斜視図である。 図２は、図１に示したバーンイン装置の正面図である。 図３は、図１に示したバーンイン装置の内部レイアウトの一例を説明するための正面図である。 図４は、本実施形態に係るバーンイン装置におけるコネクタと、このコネクタに挿入されているバーンインボードとを示す部分的な斜視図である。 図５は、図１に示したバーンイン装置の温度調整ユニットと測定ユニットと制御ユニットとを分離した状態を説明するためのブロック図である。 図５に示した温度調整ユニットと測定ユニットと制御ユニットとを連結して、バーンイン装置を組み立てた状態を説明するためのブロック図である。 図７は、本実施形態に係る温度調整ユニットと測定ユニットとの間を連結する連結装置の構成の一例を説明するための正面図である。 図８は、本実施形態に係る温度調整ユニットと測定ユニットと制御ユニットの間を連結する連結装置の構成の一例を説明するための背面図である。

符号の説明

１０ バーンイン装置
２０ ドア
３０ 断熱壁
４０ 恒温槽
５０ コネクタ
７０ ファン
１００ 温度調整ユニット
２００ 測定ユニット
３００ 制御ユニット
ＢＩＢ バーンインボード
ＣＲ キャリアラック

Claims (6)

1. 被試験デバイスが挿入されたバーンインボードが収納される、測定ユニットと、
   前記測定ユニットに分離可能に連結される温度調整ユニットであって、冷媒を循環させるための冷却コンプレッサと、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間を循環する空気と前記冷媒との間で熱交換をしてこの空気を冷却するための熱交換器と、前記熱交換器と前記冷却コンプレッサとの間で冷媒を循環させるためのパイプとを有する、温度調整ユニットと、
   を備えることを特徴とするバーンイン装置。
2. 前記温度調整ユニットは、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間を循環する空気を加熱するためのヒーターを、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
3. 前記温度調整ユニットは、前記測定ユニットと当該温度調整ユニットとの間で、空気を循環させるためのファンを、さらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバーンイン装置。
4. 前記測定ユニットは、バーンインボードが収納される領域に設けられた予備ヒーターを備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のバーンイン装置。
5. 前記温度調整ユニットから前記測定ユニットに空気が送り出される第１ダクト開口に対応する位置に、前記温度調整ユニットから前記測定ユニットに空気が流れ込む第２ダクト開口が位置しており、前記第１ダクト開口と前記第２ダクトが連結されることにより、前記温度調整ユニットから前記測定ユニットに空気を流すためのダクトが形成され、
   前記測定ユニットから前記温度調整ユニットに空気が送り出される試験領域開口に対応する位置に、前記測定ユニットから前記温度調整ユニットに空気が流れ込む調整領域開口が位置しており、前記試験領域開口と前記調整領域開口とが連結されることにより、前記測定ユニットから前記温度調整ユニットに空気が流れるようになる、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のバーンイン装置。
6. 前記温度調整ユニット又は前記測定ユニットに分離可能に連結されて、前記冷却コンプレッサの駆動制御を行う制御ユニットをさらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のバーンイン装置。

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