JP2008170224A - 温度試験装置及び温度試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の被試験体の温度試験を自動で行いつつ、装置全体のサイズを変えることなく、被試験体の個々の詳細な加熱試験及び冷却試験を行うことができる温度試験装置及び温度試験方法を得ることを目的とするものである。
【解決手段】テーブル１の上面には、断熱性を有する複数の断熱板５が各テーブル開口部１ａをそれぞれ塞ぐように設けられている。上側フレームには、テーブル１の上面から間隔をおいて、断熱性を有する断熱ボックス１１が断熱板５の回転経路の一部に面するように設けられている。断熱ボックス１１の下面は、開放されている。断熱ボックス１１は、断熱板５と接合・分離可能となっている。断熱ボックス１１及び断熱板５は、互いに接合することによって、基板１００を収容しつつ、その基板１００を外気から隔てる断熱容器２００を形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば製品開発時や製品評価時等において、電子部品及び基板等の温度試験を行うための温度試験装置及び温度試験方法に関するものである。

従来の温度試験装置では、被試験体である複数のＩＣがテストボード上に載置され、そのテストボードがロボットによって低高温チャンバ内を通過するように搬送されることにより、ＩＣの温度試験が行われる。より具体的には、加熱試験を行う場合、低高温チャンバ内の予備部で被試験体の予備加熱が行われた後、その被試験体がテスト部に搬送されて加熱される。一方、冷却試験を行う場合には、低高温チャンバ内の予備部で被試験体の予備冷却が行われた後、その被試験体がテスト部に搬送されて冷却される（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の他の温度試験装置では、断熱容器によって基板上の電子部品（被試験体）が覆われて、その断熱容器内で電子部品の加熱試験及び冷却試験が行われる（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−９６６５９号公報 実開平５−８４８４６号公報

上記特許文献１に示すような従来の温度試験装置では、大量の被試験体の温度試験を対象としているため、被試験体の個々の詳細な温度試験を行うことができなかった。また、加熱試験と冷却試験とを同一の作業ラインで行おうとすると、低高温チャンバを増設する必要があるため、作業ラインが長尺化してしまい、試験装置のサイズが大型化してしまう。
さらに、上記特許文献２に示すような従来の温度試験装置では、単体の被試験体を対象とした温度試験が行われるが、複数の被試験体の温度試験を自動で行うものではなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の被試験体の温度試験を自動で行いつつ、装置全体のサイズを変えることなく、被試験体の個々の詳細な加熱試験及び冷却試験を行うことができる温度試験装置及び温度試験方法を得ることを目的とする。

この発明に係る温度試験装置は、互いに間隔をおいて並べられ、上面に被試験体が載置される複数の断熱板、複数の断熱板のうちの１つに面するように断熱板の上方に設けられ、かつ下面が開放され、断熱板と互いに重なり合うように係合・分離可能であり、断熱板と係合することによって、被試験体を収容する断熱容器を形成する断熱ボックス、複数の断熱板の配置を入れ替えるとともに、断熱ボックスから臨む位置である容器位置に、複数の断熱板のうちの１つを択一的に配置する入替駆動部、容器位置に配置された断熱板及び断熱ボックスのいずれか一方を他方へ向けて変位させて互いに係合させるとともに、互いに係合している断熱板及び断熱ボックスを互いに分離させる容器形成駆動部、被試験体を加熱するとともに冷却するための冷熱風を発生し、発生した冷熱風を断熱容器内に送り込む温度発生部、及び入替駆動部の駆動と、容器形成駆動部の駆動と、温度発生部の冷熱風の出力とをそれぞれ制御するとともに、回転駆動部及び容器形成駆動部を駆動させ、断熱容器の断熱板を組み替えて、温度発生部の冷熱風を断熱容器内に送り込むことにより、断熱板毎に被試験体の温度を変化させる試験制御部を備えたものである。

この発明の温度試験装置では、入替駆動部と容器形成駆動部との駆動によって断熱容器の断熱板が組み替えられるとともに、温度発生部の冷熱風が断熱容器内に送り込まれて、断熱板毎の被試験体の温度が変化されるので、複数の被試験体の温度試験を自動で行いつつ、装置全体のサイズを変えることなく、被試験体の個々の詳細な加熱試験及び冷却試験を行うことができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による温度試験装置を示す斜視図である。図２は、図１のテーブル及び断熱ボックス１１を拡大して示す断面図である。図３は、図１の断熱ボックス１１の上部を拡大して示す斜視図である。図４は、図１の断熱ボックス１１の上面を示す斜視図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。なお、図２では、断熱ボックス１１の上部の一部を省略して示す。
図において、円盤状のテーブル１の中心部は、連結棒２によって、入替駆動部としてのテーブル回転駆動モータ３の回転軸に連結されている。また、テーブル１は、テーブル回転駆動モータ３の駆動力によって周方向に回転される。さらに、テーブル１には、周方向に互いに間隔をおいて複数のテーブル開口部１ａが設けられている。さらにまた、テーブル１の各テーブル開口部１ａの周縁部には、複数の断熱板保持ピン４が立設されている。

また、テーブル１の上面には、断熱性を有する複数（６枚）の断熱板５が各テーブル開口部１ａをそれぞれ塞ぐように設けられている。断熱板５の四隅には、それぞれ保持孔５ａが設けられている。保持孔５ａと断熱板保持ピン４とは、互いに嵌合しており、断熱板５がテーブル１の上面に保持されている。また、断熱板５の上面には、被試験体としての基板１００を保持するための複数の基板保持ピン６が立設されている。即ち、断熱板５の上面には、基板保持ピン６を介して、基板１００が載置される。基板保持ピン６には、振動発生部としての振動発生器７が取り付けられている。振動発生器７は、例えば携帯電話等に用いられる振動モータである。振動発生器７は、基板保持ピン６に保持されている基板１００を加振する。

テーブル１の各テーブル開口部１ａ同士の間には、それぞれＶブロック８が取り付けられている。Ｖブロック８の個数は、断熱板５の枚数と同数となっている。また、Ｖブロック８には、テーブル１の径方向中心へ向けて先細りなＶ字状の切り欠き溝８ａが設けられている。また、テーブル１の外部には、テーブル１から径方向に間隔をおいて、伸縮駆動可能な可動ロッド９ａを有する制動シリンダ９が設けられている。可動ロッド９ａの先端部には、制動片１０が取り付けられている。制動片１０は、テーブル１の径方向中心へ向けて突出するＶ字突出部１０ａが設けられている。Ｖ字突出部１０ａの形状は、テーブル１の径方向中心へ向けて先細りなＶ字状となっている。Ｖ字突出部１０ａは、制動シリンダ９による伸縮駆動によって、切り欠き溝８ａに挿入される。また、Ｖ字突出部１０ａが切り欠き溝８ａに挿入されることによって、テーブル１の回転が制動される。

テーブル１の上方には、外枠の一部である上側フレーム（図示せず）が設けられている。上側フレームには、テーブル１の上面から間隔をおいて、断熱性を有する断熱ボックス１１が断熱板５の回転経路の一部に面するように設けられている。また、断熱ボックス１１の下面は、開放されている。さらに、断熱ボックス１１は、断熱板５と接合（係合）・分離可能となっている。断熱ボックス１１及び断熱板５は、互いに接合することによって、基板１００を収容しつつ、その基板１００を外気から隔てる断熱容器２００を形成する。さらに、断熱ボックス１１の幅方向の側面の一方には、吸気口１１ａが設けられている。また、断熱ボックスの幅方向の側面の他方には、排気口１１ｂが設けられている。テーブル１の下方の断熱ボックス１１から臨む位置（以下、容器位置）には、容器形成駆動部としての断熱板昇降シリンダ１２が設けられている。断熱板昇降シリンダ１２とテーブル１との間には、断熱板昇降シリンダ１２の昇降駆動による他の部材との干渉防止用スペース１ｂが空けられている。

ここで、テーブル回転駆動モータ３は、テーブル１を回転させることによって、複数の断熱板５の配置を入れ替える。そして、テーブル回転駆動モータ３は、複数の断熱板５のうちの１つを択一的に容器位置に配置する。断熱板昇降シリンダ１２は、容器位置に停止している断熱板５を断熱ボックス１１へ向けて上昇させて、断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに接合させる。これとともに、断熱板昇降シリンダ１２は、互いに接合している断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに分離させる。即ち、断熱板昇降シリンダ１２は、断熱容器２００の形成駆動を行う。断熱ボックス１１の吸気口１１ａには、吸気ノズル１３が取り付けられている。吸気ノズル１３には、断熱ホース１４を介して、温度発生装置１５が接続されている。温度発生装置１５は、基板１００を加熱するとともに冷却するための冷熱風を発生する。また、温度発生装置１５は、吸気ノズル１３及び断熱ホース１４を通して、断熱容器２００内に、冷熱風を送り込む。さらに、温度発生装置１５は、冷熱風発生用の空気を予め除湿し、除湿された冷熱風を発生する。

断熱ボックス１１の上面には、四角形状のボックス開口部１１ｃが設けられている。ボックス開口部１１ｃは、断熱性を有する閉塞可動機構（スライド蛇腹機構）１６によって覆われている。閉塞可動機構１６は、大小大きさの異なる複数の断熱閉塞部材により構成されている。各断熱閉塞部材の中央部には、それぞれ異なる大きさの開口が設けられている。各断熱閉塞部材は、断熱ボックス１１の上面のボックス開口部１１ｃの周縁部において、下から上へ大きい順に積み重ねられている。また、下側の断熱閉塞部材の開口は、上側の断熱閉塞部材によって塞がれている。閉塞可動機構１６の水平方向の中心には、上下方向に延在する円筒状の可動片１７が取り付けられている。可動片１７は、水平方向に変位可能となっている。これに対して、閉塞可動機構１６は、可動片１７の水平方向の変位を許容しつつ、ボックス開口部１１ｃの閉塞状態を保持する。

また、断熱ボックス１１の上面のボックス開口部１１ｃの周縁部には、断熱ボックス１１の幅方向に沿うように、一対の第１案内部材１８が設けられている。さらに、一対のうちの一方の第１案内部材１８の近傍（断熱ボックス１１の長さ方向中央側の近傍）には、第１センサ水平駆動機構１９が設けられている。第１センサ水平駆動機構１９は、断熱ボックス１１の正面側に固定された第１センサ水平駆動モータ２０と、第１案内部材１８に対して平行であり第１センサ水平駆動モータ２０により回転される第１送りねじ２１と、断熱ボックス１１の背面側に固定され、第１送りねじ２１の反第１センサ水平駆動モータ２０側の端部を支持する第１送りねじ支持片（図示せず）とを有している。また、一対の第１案内部材１８には、下側可動板２２が摺動可能に載置されている。また、下側可動板２２の下面の第１送りねじ２１に対応する位置には、第１送りねじ２１に螺合された被搬送用ナット（図示せず）が固定されている。さらに、下側可動板２２は、第１センサ水平駆動モータ２０の駆動によって、第１案内部材１８上を摺動される。

下側可動板２２の幅方向の両端部の上面には、第１案内部材１８に対して直交する方向へ延在する第２案内部材２３が設けられている。また、下側可動板２２の中央部には、長さ方向に延在する長孔（図示せず）が設けられている。さらに、一対のうちの一方の第２案内部材２３の近傍（下側可動板２２の幅方向中央側の近傍）には、第２センサ水平駆動機構２４が設けられている。第２センサ水平駆動機構２４は、下側可動板２２の一側面側に固定された第２センサ水平駆動モータ２５と、第２案内部材２３に対して平行であり第２センサ水平駆動モータ２５により回転される第２送りねじ２６、下側可動板２２の他側面側に固定され、第２送りねじ２６の反第２センサ水平駆動モータ２５側の端部を支持する第２送りねじ支持片２７とを有している。

一対の第２案内部材２３には、上側可動板２８が摺動可能に載置されている。上側可動板２８の下面の第２送りねじ２６に対応する位置には、第２送りねじ２６に螺合された被搬送用ナット（図示せず）が固定されている。上側可動板２８は、第２センサ水平駆動モータ２５の駆動によって、第２案内部材２３上を摺動される。上側可動板２８の中央部には、センサ支持ブロック２９が取り付けられている。センサ支持ブロック２９の下端部には、下側可動板２２の長孔と可動片１７の内部とを貫通する棒状のセンサ保持具３０が取り付けられている。センサ支持ブロック２９の上部には、センサ保持具３０を昇降させるセンサ昇降駆動モータ３１が設けられている。

センサ保持具３０の先端部には、温度センサ３２が取り付けられている。温度センサ３２は、例えば非接触式センサであり、先端部から２ｍｍ程度の間隔をおいて基板１００の表面温度を検出する。また、センサ保持具３０は、センサ昇降駆動モータ３１によって昇降される。即ち、温度センサ３２は、センサ昇降駆動モータ３１の駆動によって、断熱容器２００（断熱ボックス１１）内で昇降（Ｚ方向へ変位）される。また、温度センサ３２は、第１センサ水平駆動モータ２０及び第２センサ水平駆動モータ２５の駆動によって、断熱容器２００内で水平方向（Ｘ−Ｙ方向）へ変位される。可動片１７の断熱ボックス１１内の端部には、アーム３３を介して、断熱容器２００内の基板１００の熱画像（サーモグラフィック）を撮影するための耐熱カメラ３４が下方に向けて取り付けられている。耐熱カメラ３４は、耐熱性を有している。

ここで、テーブル回転駆動モータ３、振動発生器７、制動シリンダ９、断熱板昇降シリンダ１２、温度発生装置１５、第１センサ水平駆動モータ２０、第２センサ水平駆動モータ２５、センサ昇降駆動モータ３１、温度センサ３２及び耐熱カメラ３４には、試験制御部としてのパネルコントローラ３５が接続されている。パネルコントローラ３５は、作業員により操作される操作部と、試験内容を表示させるための表示部と、各機器の温度試験に係わる動作を制御する制御部とを有している。

また、パネルコントローラ３５には、テーブル１の上面の位置情報と、断熱板５毎の固有番号（ステーション番号）とが互いに対応付けて予め登録されている。さらに、パネルコントローラ３５は、テーブル１又はテーブル回転駆動モータ３に取り付けられた回転検出器（図示せず）からの回転検出信号により、テーブル１の上面の変位を監視している。さらにまた、パネルコントローラ３５は、テーブル１の上面の変位を監視することにより、どの断熱板５が容器位置に配置されているかを検出する。また、パネルコントローラ３５は、制動シリンダ９の駆動を制御することによって、断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに接合させて断熱容器２００を形成するとともに、互いに接合している断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに分離させる。

さらに、パネルコントローラ３５は、温度発生装置１５の冷熱風の風力及び温度を制御する。さらにまた、パネルコントローラ３５は、温度発生装置１５から断熱容器２００内に冷風を送り込むことにより、断熱容器２００内の基板１００の冷却試験を行う。また、パネルコントローラ３５は、温度発生装置１５から断熱容器２００内に熱風を送り込むことにより、断熱容器２００内の基板１００の加熱試験を行う。さらに、パネルコントローラ３５は、先に断熱容器２００内の基板１００の冷却試験を行ってから、その基板１００の加熱試験を行う。さらにまた、パネルコントローラ３５は、テーブル回転駆動モータ３、制動シリンダ９及び断熱板昇降シリンダ１２の駆動をそれぞれ制御することによって、断熱容器２００の断熱板５を組み替える。そして、パネルコントローラ３５は、断熱板５毎に被試験体の温度を変化させることによって温度試験を行う。また、パネルコントローラ３５は、断熱容器２００内の基板１００の温度試験を行いつつ、振動発生器７を駆動させて、基板１００の振動試験を行う。

さらに、パネルコントローラ３５は、第１センサ水平駆動モータ２０、第２センサ水平駆動モータ２５及びセンサ昇降駆動モータ３１の駆動をそれぞれ制御することによって、断熱容器２００内で温度センサ３２を三次元方向（水平方向及び上下方向）へ変位させる。これとともに、パネルコントローラ３５は、温度センサ３２から受けた基板１００の温度の情報に応じて、断熱容器２００内の温度センサ３２の周辺の温度が予め設定された試験温度（例えば０℃〜５５℃）となるように、温度発生装置１５の冷熱風の風力及び温度を制御する。さらにまた、パネルコントローラ３５には、基板１００の表面の二次元構造又は三次元構造の情報と、基板１００の表面の測定位置の情報とが予め登録されている。また、パネルコントローラ３５は、基板１００の表面の二次元構造又は三次元構造の情報に基づいて、基板１００の表面に沿うように温度センサ３２を変位させる。これとともに、パネルコントローラ３５は、基板１００の測定位置の情報に基づいて、測定位置で温度センサ３２を停止させて、測定位置での基板１００の温度を検出する。ここで、基板１００の表面の二次元構造の情報には、例えば２Ｄ−ＣＡＤデータを用いることができ、三次元構造の情報には、例えば３Ｄ−ＣＡＤデータを用いることができる。

さらに、パネルコントローラ３５は、画像処理機能を有している。そして、パネルコントローラ３５は、この画像処理機能を用いて、耐熱カメラ３４からの基板１００の熱画像の情報に熱解析等を行うことによって、基板１００の表面全体の温度分布を測定（抽出）する。これとともに、パネルコントローラ３５は、基板１００の表面の温度分布の変化を監視し、その温度分布の変化に応じて温度センサ３２を変位させる。さらにまた、パネルコントローラ３５は、基板１００の温度試験及び振動試験の進行状況と、基板１００の温度変化の状況（基板１００の表面全体の温度分布）とを表示部に表示する。ここで、パネルコントローラ３５は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスク等）及び信号入出力部を持ったコンピュータ（図示せず）により構成することができる。パネルコントローラ３５のコンピュータの記憶部には、パネルコントローラ３５の動作を実現するためのプログラムが格納されている。

次に、動作について説明する。まず、パネルコントローラ３５は、テーブル回転駆動モータ３を駆動させることにより、テーブル１を回転させて、目標とする基板１００が載置された断熱板５を容器位置に配置する。そして、パネルコントローラ３５は、制動シリンダ９を駆動させてテーブル１の回転を制動させた後、断熱板昇降シリンダ１２を駆動させて、容器位置に配置された断熱板５の上面を断熱ボックス１１の下面に押し付けるように、断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに接合させて、断熱容器２００を形成する。断熱容器２００を形成すると、パネルコントローラ３５は、温度発生装置１５から断熱容器２００内に冷熱風を送り込ませることにより、断熱容器２００内の基板１００の温度を変化させて、基板１００の温度試験を行う。

このときに、パネルコントローラ３５は、基板１００の三次元構造の情報と基板１００の測定位置の情報とに基づいて、基板１００上の計測位置に温度センサ３２を変位させて計測位置の温度を測定し、計測位置での基板１００の温度が所定の温度となるように、温度発生装置１５の出力を調整する。また、パネルコントローラ３５は、基板１００の温度試験を行っている最中に、振動発生器７を駆動させて、基板１００の振動試験を行う。そして、最初の基板１００の温度試験（及び振動試験）が終了すると、パネルコントローラ３５は、断熱板昇降シリンダ１２を駆動させて、互いに接合している断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに分離させることにより、断熱容器２００を分解する。

断熱板５がテーブル１の上面に載置され、断熱板５の保持孔５ａが断熱板保持ピン４に嵌ると、パネルコントローラ３５は、制動シリンダ９を駆動させてテーブル１の回転の制動を解除し、テーブル回転駆動モータ３を駆動させて、試験済みの基板１００が載置された断熱板５を容器位置から容器位置外へ変位させるとともに、未試験の基板１００が載置された断熱板５を容器位置に配置し、制動シリンダ９を駆動させてテーブル１の回転を制動させる。そして、パネルコントローラ３５は、断熱板昇降シリンダ１２を駆動させて、容器位置に新たに配置された断熱板５の上面を断熱ボックス１１の下面に押し付けるように、断熱板５及び断熱ボックス１１を互いに接合させて、新たな断熱容器２００を形成する。このように、パネルコントローラ３５は、断熱容器２００の断熱板５を順次組み替えて、断熱板５毎に基板１００の温度試験（及び振動試験）を行う。

上記のような温度試験装置では、テーブル回転駆動モータ３と断熱板昇降シリンダ１２との駆動によって断熱容器２００の断熱板５が組み替えられるとともに、温度発生装置１５の冷熱風が断熱容器２００内に送り込まれて、断熱板５毎の基板１００の温度が変化されるので、複数の基板１００の温度試験を自動で行いつつ、装置全体のサイズを変えることなく、基板１００の個々の詳細な加熱試験及び冷却試験を行うことができる。これとともに、特許文献１に示すような従来の温度試験装置のような予備冷却用及び予備加熱用の予備部が不要となるので、装置全体のスペース効率を向上させることができる。また、作業員による基板１００の入替作業が不要となるので、温度試験に係わる作業員の作業効率を向上させることができる。

さらに、温度センサ３２が断熱容器２００内で水平方向及び上下方向に変位可能となっているので、基板１００の細部に渡って温度測定を行うことができる。

さらにまた、断熱容器２００内の温度センサ３２の周辺の温度が予め設定された試験温度となるように、パネルコントローラ３５によって温度発生装置１５の冷熱風の出力が制御されるので、より確実に、基板１００の温度を所定の温度に変化させることができる。

また、基板１００の三次元構造の情報に基づいて、基板１００の表面に沿うように温度センサ３２の変位がパネルコントローラ３５により制御されるので、基板１００の表面構造と温度センサ３２との干渉を防ぎつつ、温度センサ３２を断熱容器２００内の任意の位置に変位させることができる。

さらに、除湿された冷熱風を用いて温度試験が行われるので、断熱容器２００内で
冷却試験と加熱試験とが切り替わる際に、基板１００表面の結露の発生を防ぐことができる。これとともに、温度試験の際に、基板１００が冷却されからその基板１００が加熱されるので、温度試験終了時に、基板１００の表面温度が外気よりも高い状態（例えば数十℃の差）で基板１００が外気に触れることにより、温度試験終了時にも、基板１００表面の結露の発生を防ぐことができる。

さらにまた、耐熱カメラ３４からの基板１００の熱画像の情報に基づいて基板１００の表面の温度分布が測定されるので、基板１００の表面全体の温度の昇降状況を作業員が確認することができ、より詳細な温度試験を行うことができる。また、一般的な温度試験において、温度試験を行う前に作業員によって被試験体の温度評価を実施する必要があったが、上記のような温度試験装置では、基板１００の表面全体の温度の昇降状況を耐熱カメラ３４の熱画像により作業員が確認可能なので、基板１００の温度評価を省くことができ、温度試験の作業効率をさらに向上させることができる。

また、基板保持ピン６を介して、断熱板５の上面に基板１００が載置されるので、基板１００の表面とともに裏面の温度を確実に変化させることができ、基板１００が両面実装基板である場合に、表面及び裏面の温度試験を同時に行うことができる。

ここで、一般的な温度試験装置では、温度試験のみが行われ、温度試験と振動試験とが完全に独立して行われていたため、振動試験を行う際には、別の振動試験装置に被試験体を搬送する必要がある。しかしながら、上記のような温度試験装置では、振動発生器７が断熱板５上に設けられているので、同一の試験行程の中で温度試験と振動試験を行うことができるとともに、温度試験装置から振動試験装置への被試験体の搬送時間を削減することができ、温度試験における時間効率を向上させることができる。

また、特許文献１に示すような従来の温度試験装置では、ライン上を搬送されるテストボードを収容するために低高温チャンバの気密性が確保されておらず、低高温チャンバ内にテストボードの収容スペース及び搬送スペースを設ける必要がある。このため、低高温チャンバ内の温度を一定に保つためのエネルギ効率が低下していたが、上記のような温度試験装置では、断熱容器２００内のみの温度を変化させることによって、温度試験が行われるので、基板１００の加熱・冷却に係わるエネルギ効率を向上させることができる。

また、特許文献２に示すような従来の温度試験装置では、予め定められた種類の被試験体のみを対象とした断熱容器が用いられ、被試験体の種類毎に高価な断熱容器を用意する必要があるが、断熱容器内の任意の位置での温度測定が不可能であった。このような従来の温度試験装置の断熱容器に対し、上記のような温度試験装置では、温度センサ３２が断熱容器２００内で水平方向及び上下方向に変位可能となっているので、断熱容器２００内の任意の位置で基板１００の温度を測定することができるとともに、断熱ボックス１１の容量の範囲内であれば、複数種類の被試験体の温度試験が可能なことにより、汎用性及び経済性を向上させることができ、ライン替えにも容易に対応することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。
図６は、実施の形態２による温度試験装置を示す断面図である。図７は、図６の断熱ボックス１１の一部を拡大して示す断面図である。なお、図６では、断熱板５及び断熱ボックス１１の接合状態を示し、図７では、断熱板５及び断熱ボックス１１の分離状態を示す。また、図６，７では、断熱ボックス１１の上部の一部を省略して示す。図において、実施の形態２の断熱ボックス１１の両側面には、水平方向で互いに逆向きに、断熱ボックス１１の外部へ突出する一対のボックス突出部１１ｄが設けられている。各ボックス突出部１１ｄの下面は、断熱板５の上面に対向している。各ボックス突出部１１ｄの先端には、バランス保持用ロッド３６が上下方向に摺動可能に挿通されている。バランス保持用ロッド３６の下端部とボックス突出部１１ｄとの間は、バランス保持用ばね３７によって囲繞されている。また、バランス保持用ロッド３６の下端部は、バランス保持用ばね３７のばね力によって、下方へ向けて付勢されている。さらに、バランス保持用ロッド３６の下端部は、断熱板５及び断熱ボックス１１の接合時に、断熱板５の上面に当接する。

一対のボックス突出部１１ｄのうちの一方の下面には、送電用コネクタ３８が下方に向けて取り付けられている。送電用コネクタ３８は、ボックス突出部１１ｄを貫通するボックス側ケーブル３９を介して、電力を発生する外部電源、及び基板１００の動作に係わる制御信号を発生する外部信号源（ともに図示せず）の少なくともいずれか一方に電気的に接続されている。断熱板５の送電用コネクタ３８から臨む位置には、送電用コネクタ３８と係合可能な受電用コネクタ４０が上方に向けて取り付けられている。受電用コネクタ４０は、基板１００に取り付けられた基板側コネクタ１０１と、断熱板５の内部を通って配線された断熱板側ケーブル４１とを介して基板１００に電気的に接続されている。

送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０は、断熱ボックス１１及び断熱板５の接合に伴って、互いに係合され、互いに電気的に接続される。また、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０は、断熱ボックス１１及び断熱板５の分離に伴って、互いの係合が解除され、互いに開離される。送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０が互いに電気的に接続しているときに、パネルコントローラ３５は、外部電源及び外部信号源の少なくともいずれか一方を介して、温度試験時又は振動試験時における基板１００の通電状態を監視しており、基板１００の動作異常を検出する。さらに、パネルコントローラ３５は、温度試験時又は振動試験時における基板１００の通電状態と、検出した基板１００の動作異常の内容とを表示部に表示する。

ここで、断熱ボックス１１及び断熱板５の接合時において、断熱板昇降シリンダ１２の駆動によって断熱板５が断熱ボックス１１に向けて上昇すると、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０が互いに係合する前に、断熱ボックス１１の両側面のバランス保持用ロッド３６の下端部が断熱板５の上面に当接する。そして、断熱板５の上昇に伴って、バランス保持用ばね３７が縮むようにバランス保持用ロッド３６の下端部が押し上げられる。このときに、断熱板５の長さ方向の両端部には、それぞれ均等に力が加わっており、この状態のまま、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０が互いに係合される。即ち、バランス保持用ロッド３６及びバランス保持用ばね３７によって、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０の係合時の断熱ボックス１１及び断熱板５の平行状態が保持され、バランス保持用ロッド３６及びバランス保持用ばね３７は、平行保持手段を構成している。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

上記のような温度試験装置では、断熱板５及び断熱ボックス１１の互いの接合に伴って、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０が互いに電気的に接続され、基板１００に電力及び制御信号の少なくともいずれか一方が送られるので、基板１００への給電を自動化することができる。これとともに、断熱板５と断熱ボックス１１との間の作業員による配線接続作業が不要となることにより、試験の作業効率を向上させることができる。

また、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０が互いに係合する際に、バランス保持用ロッド３６及びバランス保持用ばね３７によって、断熱ボックス１１及び断熱板５の互いの平行状態が保持されるので、送電用コネクタ３８及び受電用コネクタ４０の係合時に、断熱ボックス１１に対して断熱板５が傾くことを防止することができる。

なお、実施の形態１，２では、基板の温度試験について説明したが、この発明は、ＩＣ等の電子部品の温度試験にも適用することができる。この場合、実施の形態１，２の基板１００に換えて、例えば、被試験体の電子部品が載置されたテストボードを断熱板５の上面に載置することによって、電子部品単位での温度試験が可能となる。

また、実施の形態１，２では、断熱板５の枚数が６枚であったが、断熱板の枚数は、６枚に限るものではなく、５枚以下又は７枚以上でもよい。

さらに、実施の形態１，２では、複数の断熱板５がテーブル１の上面に載置され、入替駆動部としてテーブル回転駆動モータ３が用いられ、テーブル１が回転されることにより、断熱板５の配置が入れ替えられていたが、この例に限るものではなく、入替駆動部として搬送コンベアを用いてもよい。この場合、その搬送コンベアの搬送面に断熱板５を並置し、搬送コンベアの駆動によって、断熱板５の配置が入れ替えられる。

さらにまた、実施の形態１，２では、単数の断熱ボックス１１及び単数の断熱板昇降シリンダ１２を用いたが、複数の断熱ボックス及び複数の容器形成駆動部を用いて、複数箇所に容器位置を設定してもよい。この場合、複数の断熱容器を同時に形成可能となるので、それらの断熱容器内で同時に温度試験を行うことができ、温度試験の時間効率を向上させることができる。

また、実施の形態１，２では、テーブル１の形状が円盤状であったが、テーブルの形状は、円盤状に限るものではなく、例えば楕円状であってもよい。この場合、テーブルの上面の長手方向の外周に複数の断熱板を並べて配設し、テーブルの下方に設けたコンベア等の駆動によって、楕円の長手方向に向けてテーブル自体を変位させることにより、断熱板５の配置が入れ替えられる。

さらに、実施の形態１，２では、断熱板昇降シリンダ１２の駆動によって、容器位置に配置された断熱板５が断熱ボックス１１に向けて上昇されることにより、断熱板５及び断熱ボックス１１が互いに接合（係合）されていたが、この例に限るものではなく、容器形成部の駆動によって、断熱ボックスが断熱板に向けて下降され、断熱板及び断熱ボックスが互いに係合されてもよい。

さらにまた、実施の形態１，２では、断熱ボックス１１内の空気が排気口１１ｂから断熱ボックス１１外へ排出されていたが、排気口１１ｂと温度発生装置１５との間を断熱ホース等によって接続し、断熱ボックス１１内と温度発生装置１５との間で冷熱風を含めた空気を循環させてもよい（循環方式）。

また、実施の形態１，２では、図２に示すように、断熱ボックス１１の上面の内側と基板１００の表面との間には、温度センサ３２の昇降スペースが確保されていたが、断熱ボックスの上面の内側と被試験体の表面と間の間隔が、断熱ボックスの上面の内側と被試験体の表面とが互に密着するような間隔であってもよい。これにより、断熱容器内の温度の上昇・下降に係わるエネルギ効率を向上させることができる。

この発明の実施の形態１による温度試験装置を示す斜視図である。 図１のテーブル及び断熱ボックスを拡大して示す断面図である。 図１の断熱ボックスの上部を拡大して示す斜視図である。 図１の断熱ボックスの上面を示す斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 この発明の実施の形態２による温度試験装置を示す断面図である。 図６の断熱ボックスの一部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ テーブル、３ テーブル回転駆動モータ（入替駆動部）、５ 断熱板、７ 振動発生器（振動発生部）、１１ 断熱ボックス、１１ｃ ボックス開口部、１１ｄ ボックス突出部、１２ 断熱板昇降シリンダ（容器形成駆動部）、１５ 温度発生装置（温度発生部）、１９ 第１センサ水平駆動機構、２４ 第２センサ水平駆動機構、３１ センサ昇降駆動モータ、３２ 温度センサ、３４ 耐熱カメラ、３５ パネルコントローラ（試験制御部）、３６ バランス保持用ロッド、３７ バランス保持用ばね、３８ 送電用コネクタ、４０ 受電用コネクタ、１００ 基板（被試験体）、２００ 断熱容器。

Claims (11)

1. 互いに間隔をおいて並べられ、上面に被試験体が載置される複数の断熱板、
   上記複数の断熱板のうちの１つに面するように上記断熱板の上方に設けられ、かつ下面が開放され、上記断熱板と互いに重なり合うように係合・分離可能であり、上記断熱板と係合することによって、被試験体を収容する断熱容器を形成する断熱ボックス、
   上記複数の断熱板の配置を入れ替えるとともに、上記断熱ボックスから臨む位置である容器位置に、上記複数の断熱板のうちの１つを択一的に配置する入替駆動部、
   上記容器位置に配置された上記断熱板及び上記断熱ボックスのいずれか一方を他方へ向けて変位させて互いに係合させるとともに、互いに係合している上記断熱板及び上記断熱ボックスを互いに分離させる容器形成駆動部、
   被試験体を加熱するとともに冷却するための冷熱風を発生し、発生した冷熱風を上記断熱容器内に送り込む温度発生部、及び
   上記入替駆動部の駆動と、上記容器形成駆動部の駆動と、上記温度発生部の冷熱風の出力とをそれぞれ制御するとともに、上記回転駆動部及び上記容器形成駆動部を駆動させ、上記断熱容器の上記断熱板を組み替えて、上記温度発生部の冷熱風を上記断熱容器内に送り込むことにより、上記断熱板毎に被試験体の温度を変化させる試験制御部
   を備えていることを特徴とする温度試験装置。
2. 回転可能なテーブル
   をさらに備え、
   上記複数の断熱板は、上記テーブルの上面に周方向に互いに間隔をおいて配設されており、
   上記断熱ボックスは、上記断熱板の回転軌道の一部に面するように、上記テーブルの上面から上方に間隔をおいて配置されており、
   上記入替駆動部は、上記テーブルを回転し、上記テーブルを回転させることによって、上記断熱板の配置を入れ替えることを特徴とする請求項１記載の温度試験装置。
3. 上記断熱ボックス内に下方に向けて設けられ、被試験体の近接する箇所の温度を測定するための温度センサ、及び
   上記試験制御部からの信号に応じて、上記温度センサを上記断熱容器内で水平方向及び上下方向に変位させるセンサ変位駆動部
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の温度試験装置。
4. 上記試験制御部は、上記温度センサから受けた被試験体の温度の情報に応じて、上記断熱容器内の上記温度センサの周辺の温度が予め設定された試験温度となるように、上記温度発生部の冷熱風の出力を制御することを特徴とする請求項３記載の温度試験装置。
5. 上記試験制御部は、予め登録された被試験体の三次元構造の情報に基づいて、被試験体の表面に沿うよう上記温度センサを変位させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の温度試験装置。
6. 耐熱性を有し、上記断熱ボックス内に設けられ、上記断熱容器内に収容された被試験体の表面の熱画像を撮影するための耐熱カメラ
   をさらに備え、
   上記試験制御部は、上記耐熱カメラからの被試験体の熱画像の情報に基づいて被試験体の表面の温度分布を測定するとともに、被試験体の表面の温度分布の変化を監視し、その温度分布の変化に応じて上記温度センサを変位させることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の温度試験装置。
7. 上記温度発生部は、冷熱風発生用の空気を除湿し、除湿された冷熱風を上記断熱容器内に送り込み、
   上記試験制御部は、被試験体を冷却させてから、その被試験体を加熱させることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の温度試験装置。
8. 上記断熱板の上面に設けられ、上記試験制御部からの信号に応じて被試験体に振動を加える振動発生部
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の温度試験装置。
9. 上記断熱ボックスには、外部電源及び外部信号源の少なくともいずれか一方に予め電気的に接続された送電用コネクタが下方に向けて取り付けられており、
   上記断熱板の上記送電用コネクタから臨む位置には、被試験体に電気的に接続可能な受電用コネクタが上方に向けて取り付けられており、
   上記送電用コネクタ及び上記受電用コネクタは、上記断熱ボックス及び上記断熱板の接合に伴って互いに電気的に接続されるとともに、上記断熱ボックス及び上記断熱板の分離に伴って互いに開離されることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の温度試験装置。
10. 上記断熱ボックスには、水平方向で互いに逆向きに上記断熱ボックスの外部へ突出し、下面が上記断熱板の上面に対向する一対の突出部が設けられており、
    上記送電用コネクタは、上記一対の突出部のいずれか一方の下面に配置されており、
    上記一対の突出部には、上記断熱板及び上記断熱ボックスの接合時に上記断熱板の上面に当接し、上記断熱板及び上記断熱ボックスを互いに平行状態とするための平行保持手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項９記載の温度試験装置。
11. 互いに間隔をおいて並べられ、上面に被試験体が載置される複数の断熱板と、上記断熱板の並置箇所の一部に面するように設けられ、かつ下面が開放され、上記断熱板と互いに重なり合うように係合・分離可能であり、上記断熱板と係合することによって、被試験体を収容しつつその被試験体を外気から隔てる断熱容器を形成する断熱ボックスと、被試験体を加熱するとともに冷却するための冷熱風を発生し、発生した冷熱風を上記断熱容器内に送り込む温度発生部とを備えた温度試験装置の温度試験方法であって、
    被試験体が載置された上記断熱板を上記断熱ボックスから臨む位置である容器位置に配置するステップ、
    上記容器位置の上記断熱板と上記断熱ボックスとを互いに係合させることによって、断熱容器を形成するステップ、及び
    上記温度発生部から上記断熱容器内に冷熱風を送り込むことによって、被試験体の温度を変化させるステップ
    を含んでいることを特徴とする温度試験方法。

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