JP2017026332A

JP2017026332A - バーンイン装置

Info

Publication number: JP2017026332A
Application number: JP2015141805A
Authority: JP
Inventors: 祐樹奥東; Yuki Okuhigashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】多段のバーンインボード２に配置された半導体デバイス１の温度バラツキを軽減する。【解決手段】バーンイン装置１００は、バーンインボード２の端部に配置され、バーンインボード２上の試験空間５に導入する空気の流量を調整する送風口７１が各別に設けられた流量調整用端板である送風側端板７を備えている。送風側端板７に開口された複数の送風口７１は、バーンインボード２とファン１１の配置に応じて開口面積が各々調整され、ファン１１の吹き出し口に近い送風口７１は、ファン１１の吹き出し口から遠い送風口１１よりも開口面積が小さく形成され、各バーンインボード２上の試験空間５における空気の流量が均一化されている。【選択図】図１

Description

本発明は、被試験物のバーンイン試験に用いるバーンイン装置に関するものである。

被試験物となる半導体デバイスの製造工程の最終試験としてバーンイン試験が行われている。バーンイン試験とは、通常の半導体デバイスの使用温度よりも高温・高電圧の条件下でデバイスを動作させることにより、不良を前落としする試験である。半導体デバイスは試験中に自己発熱するため、バーンイン試験は温度調整用気体を用いて、半導体デバイスを冷却することで温度調整を行っている。特に数十ワット以上電力を用いるバーンイン試験では、冷却性能を向上させるためにフィン形状などの放熱ブロックを有したバーンイン治具上に半導体デバイスを装着して、試験が実施されている。

通常、バーンイン試験を行うバーンイン装置には、半導体デバイスを通電するためにプリント基板で形成したバーンインボードが用いられ、そのバーンインボード上に複数の半導体デバイスを装着して試験が行われている。また、試験時間が１時間から２時間と長時間に及ぶため、複数のバーンインボードを一つのバーンイン装置の温度槽内に収容し、１度に数十個の半導体デバイスに対して試験が行われる。
この時、バーンイン試験においては、バーンイン装置に収容された個々の半導体デバイスへの負荷を均一にする必要がある。バーンイン装置内に収容された一部の半導体デバイスの温度にばらつきが生じ、所望の温度より高くなると、半導体デバイスへの負荷が大きくなり、半導体デバイスを故障させてしまう。バーンイン試験において、個々の被試験物にかかる負荷のばらつきは、歩留悪化、生産性低下を招く原因となる。従って、バーンイン装置は、温度槽内に収容され、同一環境下で試験される全ての半導体デバイスの温度を均一化させることが求められている。

従来のバーンイン装置では、温度槽内の温度を均一化するために、バーンインボードに設置されたバーンイン治具の上に、仕切り板で隔てられた送風経路と排気経路を設ける構造が採用されていた。この従来のバーンイン装置によれば、同一バーンインボードに搭載された半導体デバイスの温度を均一化することはできる。しかし、流路抵抗は送風機側から下流側に向かって大きくなり、各バーンボードによって流路は異なる。従って、送風機に近いバーンインボードにより多くの気体が流れ、各バーンインボード上の試験空間の温度を均一にすることは難しかった（例えば、特許文献１参照）。

また、個々のバーンイン治具に搭載された半導体デバイスの温度を調整する方法として、各バーンイン治具上に空気の吹き出し口を設け、それら吹き出し口に空気の流量を調整する流量調整機構をそれぞれ配設する方法が開示されている。この流量調整機構によって空気の送風量を調整する方法は、個々の半導体デバイスの温度を所望の温度に調整することができるが、半導体デバイスごとに、空気の流量を調整するための駆動機器等が必要となるものであった。そのため、バーンイン装置自体が高価になるという問題があった（例えば、特許文献２参照）。

特許第４５７８１９０号公報特許第４８８６５８０号公報

従来のバーンイン装置では、温度槽内に複数段に配置されたバーンインボードに対し、送風機に近いバーンインボードへより多くの温度調整用の気体が流れるため、温度槽内全体の温度を均一化することが難しかった。また、バーンイン治具上に温度調整用の気体を吹き出す吹き出し口を設け、送風量を調整する方法では、バーンイン試験ごとに送風量の調整が必要であり、また、装置自体が高価となるなどの課題があった。

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、多数の発熱する半導体デバイスを同時に試験するバーンイン装置において、各半導体デバイスの温度バラツキを軽減し、且つ安価なバーンイン装置を提供するものである。

この発明に係わるバーンイン装置は、被試験物を載置するバーンインボード、上記バーンインボードが多段に配設された温度槽、上記バーンインボード上に上記被試験物の温度を調整する温度調整用気体を送風する送風機、上記バーンインボードの端部に配置され、上記バーンインボードの各段上に導入される上記温度調整用気体の流量を調整する開口部が各別に設けられた流量調整用端板を備え、上記流量調整用端板に開口された複数の上記開口部は、上記バーンインボードと上記送風機の配置に応じて開口面積が各々調整され、上記送風機の吹き出し口に近い上記開口部は、上記送風機の吹き出し口から遠い上記開口部よりも開口面積が小さいことを特徴とするものである。

この発明のバーンイン装置によれば、送風機の吹き出し口とバーンインボードの配置に応じて、各バーンインボード上に導入される温度調整用気体の流量を、流量調整用端板の開口部の開口面積によって調整することができる。従って、温度槽内の各バーンインボードの配置によって異なる流路抵抗を一定に近づけることができ、多段に配置されたバーンインボードの各段上に導入される温度調整用気体の流量を一定にすることが可能となる。

本発明の実施の形態１のバーンイン装置の全体構成を示す概略断面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ矢視図であり、送風側端板を示す概要図である。図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ矢視図であり、排気側端板を示す概要図である。本発明の実施の形態１のバーンイン装置のバーンインボード上の被試験物の配置例を示す概要図である。本発明の実施の形態１によるバーンイン治具の側面図および断面図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態２によるバーンイン装置の送風側端板を示す図である。図５（ｂ）は、排気側端板を示す図である。本発明の実施の形態３によるバーンイン装置の送風側端板を表す概要図である。本発明の実施の形態４によるバーンイン装置の送風側端板を表す概要図である。本発明の実施の形態４によるバーンイン装置の概略断面図である。本発明の実施の形態５によるバーンイン治具の側面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１のバーンイン装置１００について、図１から図４を用いて説明する。図１は、本発明を適用したバーンイン試験を行うバーンイン装置１００の全体構成を示す概略断面図である。図１は、温度槽内に多段に配置されるバーンインボード２の試料
載置面をＸＹ平面とした場合のＸＺ断面を示している。
図１に例示するように、本実施の形態１のバーンイン装置１００は、断熱壁１２で囲まれた温度槽内においてバーンイン試験を行う。そして、温度槽内には、バーンインボード支持板２０が高さ方向（Ｚ方向）に多段に配置されている。バーンインボード支持板２０上には、被試験物である半導体デバイス１が載置されたバーンインボード２が配置されている。この被試験物である半導体デバイス１は、バーンインボード２上のバーンイン治具６に搭載されている。

バーンインボード２の各段上の空間は、それぞれ試験空間５となる。バーンイン試験時、バーンイン装置１００の温度槽（恒温槽）内は、半導体デバイス１の温度を調整するための温度調整用気体（バーンイン用の気体であり、例えば空気が用いられる。以下、空気とする。）が循環している。半導体デバイス１の温度を調節する空気は、モータ１０によって駆動されるファン１１（送風機に相当する。）の吹き出し口から送風され、送風経路３を介して各バーンインボード２上に導入され、排気経路４を介して温度調整機９に送られる。この温度槽内の空気の温度は、温度調整機９によって調節される。図１の例では、ファン11の吹き出し口から、Z方向上向きに空気が吹き出す。
本実施の形態１のバーンイン装置１００の特徴は、空気が、ファン１１からバーンインボード２の端部に至る送風経路３からバーンインボード２上に導入される際に、後述する送風側端板７（流量調整用端板に相当する。）に開口された送風口７１（開口部に相当する。）を通過し、導入量が調整されることにある。

図２（ａ）は、図１のバーンイン装置１００のＡ−Ａ矢視図であり、送風側端板７を示している。この送風側端板７は、図１に示すように、バーンイン装置１００の温度槽内に多段に配置されたバーンインボード２を支持するバーンインボード支持板２０の送風側端面に配設されている。そして、この送風側端板７には、空気をバーンインボード２の各段上に導入する送風口７１が各別に開口されている。送風口７１は、ファン１１の吹き出し口と各バーンインボード２の配置に依存して開口寸法が調整されている。温度槽内では、ファン１１の吹き出し口により近いバーンインボード２は、送風経路３がより短く、試験空間５に空気が導入されやすい。そのため、空気を導入する送風口７１は、送風経路３が長くなるバーンインボード２の近傍に配置される送風口７１よりも、その開口寸法が小さく形成され、各試験空間５への空気の導入量が均等となるように試験空間５への空気の流入量を規制している。

図２（ｂ）は、図１のバーンイン装置１００のＢ−Ｂ矢視図であり、多段に配置されたバーンインボード２を支持するバーンインボード支持板２０の排気側端面に配設された排気側端板８を示している。この排気側端板８には、空気をバーンインボード２の各段上の試験空間５から排気経路４に排出する排気口８１が各別に開口されている。これら複数の排気口８１の開口寸法は、ファン１１との配置に依存せず、同形状となるように形成されている。

このバーンイン装置１００において、半導体デバイス１の温度を調整する空気は、送風経路３を通り、送風側端板７に設けられた送風口７１を通り、半導体デバイス１が設置されたバーンイン治具６に送られ、排気側端板８に設けられた排気口８１を通り、排気経路４へ排出される。排出された空気は、温度調整機９に送られ、所望の温度に空気温度を調整され、ファン１１へ送られる。
このとき、図２（ａ）に示す送風側端板７の送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃから、各バーンインボード２上の試験空間５に導入された空気は、図２（ｂ）に示す排気側端板８の排気口８１ａ、８１ｂ、８１ｃからそれぞれ排気経路４に排出される。

このように、バーンイン装置１００では、バーンイン試験時には、温度調整された空気を適切な開口寸法の送風口７１を介して試験空間５へ送ることによって、半導体デバイス１の温度調節を行っている。
なお、被試験物である半導体デバイス１は、通常、発熱体であり、このバーンイン装置１００では、空気によって半導体デバイス１を冷却している。

また、図１に示すバーンイン装置１００では、Ｚ方向に３段のバーンインボード２を配置した例を示したが、実際には、５から１０段程度の多段となるようにバーンインボード２が配設される。また、バーンイン用の気体は、空気だけでなく、窒素などの不活性ガスを用いることもできる。

図３は、バーンイン装置１００のバーンインボード２上の半導体デバイス１を搭載したバーンイン治具６の配置例を示す図であり、バーンインボード２の上面を示すＸＹ平面図である。バーンインボード２上に配置される複数のバーンイン治具６は、流入した空気が均一に各バーンイン治具６に送られるように、例えば、図３に示すように間隔を空けて交互に配置されている。

また、図３に示すように、このバーンイン装置１００は、バーンインボード２上の試験空間５を断熱壁１２と断熱扉２１で囲んで断熱している。これにより、試験空間５の温度環境が、外気の影響で変動することを抑制している。
さらに、バーンイン装置１００には、バーンインボード２の端面に構成された先端部２ａを接続するコネクタ２２が備えられている。図３においては記載を省略しているが、バーンイン装置１００の外部の電源や計器類は、プリント基板で構成されるバーンインボード２を通し、電圧印加や信号の送受信等を行い、バーンイン試験中の半導体デバイス１を作動させている。

次に、図４に、バーンイン治具６の概要図を示す。図４（ａ）は、バーンイン治具６の側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図４に示すように、半導体デバイス１を搭載するバーンイン治具６は、半導体デバイス１とバーンインボード２との間で電圧印加や信号の送受信などを行う基板６１、半導体デバイス１の熱を効率的に逃がす放熱フィン６２及び半導体デバイス押え機構９０によって主に構成されている。
ここで、放熱フィン６２は、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い金属製であり、放熱性を向上させるために、例えば、多数の通風路を設けたくし形のフィン形状をしている。また、放熱フィン６２の半導体デバイス載置面部６ａは、面粗度が小さい平坦な面となっている。

また、図４（ａ）に示すように、半導体デバイス押え機構９０は、半導体デバイス１を放熱フィン６２側に押さえ付ける構造であり、ヒンジ９７によって例えば９０度の角度に開閉することができ、閉状態の場合に、押え固定部９８で固定することができる。図４（ｂ）に示すように、半導体デバイス押え機構９０は、ばね９１、上部押え蓋９２、下部押え蓋９３、シャフト９４、止め輪９５、半導体デバイス押え部９６の各構成要素も備えている。ここで、ばね９１は、シャフト９４に配置された止め輪９５と上部押え蓋９２の間に配置され、半導体デバイス１を基板６１上に固定する際、ばね９１が縮むことにより、半導体デバイス１を所望の荷重で放熱フィン６２へ押圧することができる。また、押え固定部９８を解放し、ヒンジ９７を回転させることで、半導体デバイス１が脱着可能となる。なお、押え固定部９８による固定を、ボールキャッチやマグネットを用いた固定方法とすることで、容易に半導体デバイス１を脱着させることが可能となる。

また、図４では、記載を省略しているが、より小さな荷重で半導体デバイス１を放熱フィン６２へ押え付けるために、半導体デバイス１と放熱フィン６２の間に、熱伝導シートを配置してもよい。
さらに、上述の例では、ばね９１による荷重で半導体デバイス１を押える機構を示しているが、クランプ等で押える方式を用いてもよい。
また、放熱フィン６２の形状は、くし形に限らず多数のピンを配置した構成とすることも可能である。

次に、図２（ａ）のバーンイン装置１００の送風側端板７の送風口７１の寸法について、より詳細に説明する。この図２（ａ）において、図示しないファン１１の吹き出し口が送風側端板７の下方部に位置しており、吹き出し口から近い順に送風口７１ａ、７１ｂ、１７ｃが配置されている。つまり、送風口７１ａ、７１ｂ、１７ｃの順に、送風経路３が短く、流路抵抗が小さくなっている。
一方、図２（ｂ）に示すように、この実施の形態１のバーンイン装置１００では、バーンインボード２の一端側（送風口側端部）において、各バーンインボード２上に導入される空気の流量を規制しているため、バーンインボード２の他端側（排気口側端部）においては流量調節を行う必要がなく、排気口８１ａ、８１ｂ、８１ｃの開口寸法は同一とすることができる。

本発明のバーンイン装置１００では、上述したように、送風側端板７が備える送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの開口面積が、ファン１１の吹き出し口から近いものほど小さくなるように構成されている。図２（ａ）では、送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの開口幅ｗは共通であり、開口高さＡによって開口面積Ｓ[m²] （Ｓ＝ｗ×Ａ）が調節されている。
送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの開口高さＡ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれバーンインボード２に載置されたバーンイン治具６上の半導体デバイス１の載置高さを中心として設定され、その大きさは、ファン１１の吹き出し口に近い送風口７１ａで最も小さく（Ａ１）、次に、中段の送風口７１ｂで中間的な大きさとなり（Ａ２）、そして吹き出し口から遠い送風口７１ｃで最も大きく（Ａ３）開口されている（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）。

このように、送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの面積を、ファン１１の吹き出し口から遠ざかる配置となるほど広く開口させることで、各送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの流路抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が漸次小さくなるように調整している（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３）。
本バーンイン装置１００の構成では、各バーンインボード２へ流れる空気の流路や各バーンインボード２上から温度調整機９に向かい排出する空気の流路が、ファン１１の吹き出し口との距離が遠い最上段のバーンインボード２ほど長くなるため、上段の流路抵抗が大きくなるが、流路抵抗の大きさに応じ、送風口７１の面積Ｓ[m²]を漸次広くすることで、各バーンインボード２上に流れる空気の流路抵抗を一定に近づけることができ、各試験空間５に流入する空気の量を一定に近づけることができる。
このように、この実施の形態１によれば、バーンインボード２ごとの半導体デバイス１の温度バラツキを軽減することが可能となる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１では、バーンインボード２の各段上に空気を導入する送風側端板７の送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの面積Ｓ[m²]を調整することで、バーンインボード２の配置によって異なる流路抵抗を均一化させる方法について説明した。
この実施の形態２では、バーンインボード２上の空気の流量を、図５に示すような排気側端板８０（流量調整用端板に相当する。）に開口した排気口８２（開口部に相当する。）を用いて調整する方法について説明する。

図５は、図５（ａ）は、本発明の実施の形態２によるバーンイン装置１００の送風側端板７０を示す図であり、図５（ｂ）は、バーンインボード２の配置に応じて排気口８２の開口寸法が調整された排気側端板８０を示す図である。
図５（ａ）に示すように、送風側端板７０にはバーンインボード２上の試験空間５に空気を導入する送風口７２が開口されるが、複数のバーンインボード２に対して各別に設けられた送風口７２ａ、７２ｂ、７２ｃは同一の開口面積となるように形成され、各バーンインボード２上に導入される空気の流量は、この送風側端板７０では調整されない。
図５（ｂ）に示すように、排気側端板８０にはバーンインボード２上の試験空間５から空気を排気する排気口８２が開口され、複数のバーンインボード２に対して各別に設けられた排気口８２ａ、８２ｂ、８２ｃは、ファン１１の吹き出し口に近いものほど開口寸法が小さくなるように形成され、各バーンインボード２から排出される空気の流量を排気側端板８０で調整している。

つまり、実施の形態１においては、バーンインボード２の送風経路３に繋がる一端において、送風側端板７によって各バーンインボード２上に供給される空気の流量を調整していたが、この実施の形態２では、バーンインボード２の排気経路４に繋がる他端部において、排気側端板８０によって空気の流量を調整している。
このように、バーンインボード２の排気側端板８０によって、各バーンインボード２上の空気の流量を規制することで、各バーンインボード２に対する流路抵抗を一定に近づけ、各バーンインボード２と送風側端板７０及び排気側端板８０で構成される試験空間５へ流れる空気の量を均一化することができる。すなわち、この実施の形態２によっても、バーンインボード２ごとの半導体デバイス１の温度バラツキを軽減することが可能となる。

実施の形態３．
次に、図６を用いて、本発明の実施の形態３のバーンイン装置１００について説明する。図６は、本実施の形態３における送風側端板７の送風口７１の形状を示す図である。本実施の形態３では、上述の実施の形態１と同様に、ファン１１の吹き出し口から近い順に、開口寸法が小さい送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃが開口されている。しかし、実施の形態１では、図２（ａ）に示すように、送風側端板７が一枚の板状部材によって構成され、開口寸法が各々調整された送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃが開口されているのに対し、この実施の形態２では、図６に示すように、送風側端板７が調整板７３を備えており、送風側端板７に予め開口された開口部を調整板７３が部分的に塞いで開口面積を調整する。

ここで、送風側端板７に調整板７３を固定する方法を示す。例えば、調整板７３の固定は、送風側端板７に、Ｚ方向にねじ穴を設け、調整板７３に、そのねじ穴に対応する位置に長穴をあけ、ねじ７３ａで調整板７３を送風側端板７に固定することで可能となる。このように、調整板７３は、送風側端板７のＺ方向にねじ７３を緩めて移動させられるため、送風口面積Ｓ[m²]を変化させる機能を有している。
なお、図６には、１つの送風口７１の開口高さを２枚の調整板７３で調整して開口面積を調整できるようにしている。２枚の調整板７３で、上下方向から開口寸法を調整すれば、開口高さの中心が変動しないという効果が得られる。しかし、一つの送風口７１に対し、１枚の調整板７３を用い、開口部の高さ方向の片側から送風口７１の開口高さを調整してもよい。
このように、送風側端板７に調整板７３を付加したバーンイン装置１００では、送風口の面積Ｓ[m²]を自由に変化させることが可能である。

具体的な調整板７３の配置は、バーンイン装置１００の立ち上げ調整の際に決まり、半導体デバイス１上に熱電対など温度計測できる計測器を設置し、各段のバーンインボード２上での半導体デバイス１の温度を計測し、それぞれのバーンインボード２上に設置された半導体デバイス１の温度が均一になるように、調整板７３の位置を調整する。同一試験の繰り返しで、ファン１１の送風量および吹き出し口の位置が変わらない場合、一度、調整板７３の位置を固定すれば、再調整は不要である。この実施の形態３によれば、バーンイン装置１００の立ち上げ時の調整板７３の調整によって、半導体デバイス１の温度バラツキを軽減することができる。

なお、調整板７３によって送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの開口寸法の調整が可能であるため、あらかじめ送風側端板７に開口しておく開口部の寸法は、同一サイズとすることが可能であり、バーンインボード２の他端側に設ける排気側端板８を構成する部材を共通に用いることも可能である。

また、上述の例では、各バーンインボード２上の空気の流量を、送風側端板７において規制する場合を示したが、実施の形態２で示したように、排気側端板８０において空気の流量を規制する場合には、排気側端板８０に調整板７３を装着させて排気口８１ａ、８１ｂ、８１ｃの開口高さを調整し、開口寸法の適正化を行うことが可能であることは言うまでもない。

実施の形態４．
上述の実施の形態３においては、送風側端板７に調整板７３を固定する方法としてねじ固定を例示していた。しかし、調整板７３をねじ固定した場合は、調整板７３の配置を再調整する場合に、ねじを緩め、調整板７３をずらせてから締め直すという作業が必要となる。
この実施の形態４では、図７を用いて、調整板７３を駆動機器７４によってスライド移動させて、送風側端板７の送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの開口寸法の調整を行う場合について説明する。図７は、本発明の実施の形態４によるバーンイン装置１００の送風側端板７を表す概要図であり、送風側端板７に取り付けられる調整板７３は、送風側端板７に支持された駆動機器７４によって駆動される。

図７に示す駆動機器７４を用いた、送風口７１の開口面積Ｓ[m²]の調整方法について説明する。本実施の形態４のバーンイン装置１００は、調整板７３を駆動機器７４で可動させることにより、送風口７１の開口面積Ｓ[m²]を変化させ、各バーンインボード２上の空気の流量を調整し、半導体デバイス１の温度を調整させる構成である。この調整板７３の幅方向の両端には、調整板７３の移動方向（高さ方向となるＺ方向。）に沿って伸びるガイド７５が設けられ、一方のガイド７５に駆動機器７４が取り付けられ、この駆動機器７４に調整板７３が固定されている。調整板７３は、駆動機器７４によってガイド７５上をＺ方向に移動する。送風口７１ａ、７１ｂ、７１ｃの高さ方向の寸法を、各バーンインボード２の配置条件に合わせて調整することで、それぞれ最適な開口面積とすることができる。なお、駆動機器７４は、コントローラ１３によって制御される。

次に、駆動機器７４により駆動させる調整板７３の調整量について説明する。
図８に、本実施の形態４におけるバーンイン装置１００の概略断面図を示す。図８に示すように、排気側端板８の排気口８１には、各バーンインボード２上の試験空間５を流れる空気の流速を計測する流速計５０が配置されている。この流速計５０は、各バーンインボード２から排出される空気の流速を計測することができ、流速[m/s]と排気口面積[m²]より、単位時間当たりの流量[m³/s]を求めることができる。流速計５０の流速測定値は、コントローラ１３に送られ、コントローラ１３によって、流速測定値から駆動機器７４の制御量を割り出して駆動機器７４を制御し、各排気口８１から流出する空気の流量が一定となるように、送風口面積Ｓ[m²]を調整する。

このように、排気口８１の流量をモニタし、駆動機器７４にて調整板７３の高さを調整することができるバーンイン装置１００では、送風口面積Ｓ[m²]をバーンイン試験中においても自由に変えることができる。また、半導体デバイス１の発熱量[W]によって、ファン１１の送風量を変える場合でも、試験条件の変化に対応し、各バーンインボード２に配置された半導体デバイス１の温度バラツキを軽減することができる。

なお、上述の例では、各バーンインボード２上の空気の流量を、送風側端板７において駆動機器７４を駆動させて調整板７３の高さにより調整する場合を示したが、実施の形態２で示したように、排気側端板８０において空気の流量を調整する場合には、排気側端板８０に駆動機器７４で駆動する調整板７３を設け、送風口７１側に流速計５０を配し、計測した流速値から試験空間５に導入された空気の流量を求め、この流量を基に調整板７３を駆動させ、排気口８１ａ、８１ｂ、８１ｃの開口高さを調整し、開口寸法の適正化を行うことが可能であることは言うまでもない。

実施の形態５．
上述の実施の形態４においては、バーンイン装置１００の試験空間５の排気口８１において空気の流速を流速計５０により計測し、流速に応じて送風側端板７の送風口７１の開口高さを調整することについて説明した。この実施の形態５では、流速計５０に代えて熱電対５１を用いて、半導体デバイス１の温度をモニタし、バーンインボード２上の試験空間５における空気の流量を、熱電対５１の計測結果に基づいて送風側端板７または排気側端板８０の開口寸法によって調整することについて説明する。

図９は、熱電対５１の配置を示すバーンイン治具６の側面図である。図９に示すように、熱電対５１はバーンイン治具６の放熱フィン６２上に配置され、可能な限り半導体デバイス１の近傍に設置する。熱電対５１を半導体デバイス１に設置することが、半導体デバイス１の温度をモニタする上で最も良い方法であるが、試験毎に半導体デバイス１を取り換える際の効率を考えると、半導体デバイス１に熱電対５１を設置することは難しい。そこで、放熱フィン６２の半導体デバイス１の近傍に熱電対５１を設置し、各バーンイン治具６の放熱性能を考慮した上で、半導体デバイス１の温度を類推することがバーンイン試験を行う上で有効的である。

この実施の形態５のバーンイン装置１００では、熱電対５１の測定結果を基に、実施の形態４と同様に、コントローラ１３によって駆動機器７４を制御する。つまり、各熱電対５１によって得られる温度測定値は、コントローラ１３に送られ、その測定値に応じた制御量が割り出され、コントローラ１３によって駆動機器７４が制御され、各バーンインボード２に設置された熱電対５１の平均温度が一定となるように、送風口面積Ｓ[m²]が調整される。

なお、熱電対５１は、各バーンインボード２に対し、少なくとも１つを配置すればよいが、一枚のバーンインボード２について複数の熱電対５１を分散させて配置し、計測点を増やして平均をとれば、同一バーンインボード2内での計測バラつきを抑制できることは言うまでもない。
このように、熱電対５１で温度をモニタし、駆動機器７４にて調整板７３の高さを調整することができるバーンイン装置１００では、送風口面積Ｓ[m²]をバーンイン試験中においても自由に変えることができ、各バーンインボード２に配置された半導体デバイス１の温度バラツキを軽減することができる。

上記の例では、開口寸法を調整可能な送風側端板７または排気側端板８０は、送風口７１または排気口８２の開口形状が矩形であり、一定の幅、所定の高さとなるように調整される例を示したが、必ずしも開口形状は矩形でなくても良く、温度槽の内部形状やファン１１から送風される空気の循環状態に依存して、他の形状に開口することも可能である。
また、送風口７１または排気口８２は、一つのバーンインボード２に対し、一つを設けることを例示したが、一つのバーンインボード２に対し複数の開口部を設けることもできる。また、所定の開口形状の孔部を何個設けるかによって、つまり所定の孔の開口数を調整することで、開口面積を調整することも可能であることは言うまでもない。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１半導体デバイス、２バーンインボード、２ａ先端部、３送風経路、４排気経路、５試験空間、６バーンイン治具、６ａ半導体デバイス載置面部、７、７０送風側端板、８、８０排気側端板、９温度調整機、１０モータ、１１ファン、１２断熱壁、１３コントローラ、２０バーンインボード支持板、２１断熱扉、２２コネクタ、５０流速計、５１熱電対、６１基板、６２放熱フィン、７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ送風口、７３調整板、７３ａねじ、７４駆動機器、７５ガイド、８１、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ排気口、９０半導体デバイス押え機構、９１ばね、９２上部押え蓋、９３下部押え蓋、９４シャフト、９５止め輪、９６半導体デバイス押え部、９７ヒンジ、９８押え固定部、１００バーンイン装置

Claims

被試験物を載置するバーンインボード、
上記バーンインボードが多段に配設された温度槽、
上記バーンインボード上に上記被試験物の温度を調整する温度調整用気体を送風する送風機、
上記バーンインボードの端部に配置され、上記バーンインボードの各段上に導入される上記温度調整用気体の流量を調整する開口部が各別に設けられた流量調整用端板を備え、
上記流量調整用端板に開口された複数の上記開口部は、上記バーンインボードと上記送風機の配置に応じて開口面積が各々調整され、上記送風機の吹き出し口に近い上記開口部は、上記送風機の吹き出し口から遠い上記開口部よりも開口面積が小さいことを特徴とするバーンイン装置。
上記流量調整用端板は、上記温度調整用気体を上記バーンインボードの各段上に導入する送風側端板であることを特徴とする請求項１記載のバーンイン装置。
上記流量調整用端板は、上記温度調整用気体を上記バーンインボードの各段上から排出する排気側端板であることを特徴とする請求項１記載のバーンイン装置。
上記流量調整用端板は、上記開口部を部分的に塞いで開口面積を調整する調整板を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のバーンイン装置。
上記調整板は、上記流量調整用端板に支持された駆動機器によって駆動されることを特徴とする請求項４記載のバーンイン装置。
上記バーンインボードの各段上に流れる上記温度調整用気体の流速を計測する流速計を備え、上記流速計で計測した流速に応じて上記開口部の開口面積を調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のバーンイン装置。
上記バーンインボードの各段上に流れる上記温度調整用気体の温度を計測する温度計測器を備え、上記温度計測器で測定した温度に応じて上記開口部の開口面積を調整することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のバーンイン装置。