JP2586999B2 - デバイス温度サイクル試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、デバイスを室温と、
０°Ｃ以下の低温とにして温度サイクルによる耐久性な
どを試験するために使用するデバイス温度サイクル試験
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のデバイス温度サイクル試験は、デ
バイスを室温から液体窒素などの冷却媒体に浸漬させて
０°Ｃ以下の低温に冷却した後、デバイスを冷却媒体か
ら引き上げて再度室温に戻す温度サイクルを繰り返し、
デバイスの特性をその都度または所定サイクル毎に測定
する。したがって、デバイスの特性の劣化が見られる温
度サイクルの回数、耐久性を知ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のデバイス温度サ
イクル試験は、デバイスを０°Ｃ以下の低温から室温に
戻すのを、単にデバイスを冷却媒体から引き上げて放置
することで行っていた。したがって、冷却媒体から引き
上げられた０°Ｃ以下の低温状態のデバイスに空気中の
水分が付着して凍り付くため、氷が溶けなければ、デバ
イスは室温まで上昇せず、氷が溶けるのに長時間を要す
るので、デバイスの温度サイクル試験を短時間で効率よ
く実施することができないという不都合があった。

【０００４】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、デバイスの温度サイクル試
験を短時間で効率よくできるようにしたデバイス温度サ
イクル試験装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるデバイ
ス温度サイクル試験装置は、０°Ｃ以下にデバイスを冷
却する冷却媒体を収容するデュワーと、冷却媒体にデバ
イスを浸漬させたり、デバイスを冷却媒体から引き上げ
る上下動機構と、デバイスが冷却媒体に浸漬する位置に
下降したのを検出して浸漬信号を出力する浸漬検出器
と、デバイスが冷却媒体から所定距離引き上げられた位
置に上昇したのを検出して上昇信号を出力する上昇検出
器と、浸漬信号によって計時を開始して第１所定時間が
経過すると、第１所定時間経過信号を出力する第１タイ
マと、上昇信号によって計時を開始して第２所定時間が
経過すると、第２所定時間経過信号を出力する第２タイ
マと、冷却媒体から引き上げられたデバイスに送風する
送風機と、浸漬信号によってデバイスを冷却媒体に浸漬
させる上下動機構を停止させ、第１所定時間経過信号に
よってデバイスを冷却媒体から引き上げるように上下動
機構を動作させ、上昇信号によってデバイスを冷却媒体
から引き上げる上下動機構を停止させた、第２所定時間
経過信号によってデバイスを冷却媒体に浸漬させるよう
に上下動機構を動作させるコントローラとを備えたもの
である。そして、第１および第２タイマは各所定時間を
可変することができ、デバイスが冷却媒体に浸漬した回
数を浸漬信号または上昇信号に基づいて計数するカウン
タを設けたり、コントローラは、上昇信号が供給されて
いる間中送風機を駆動させたり、冷却媒体を液体窒素と
するのが望ましい。

【０００６】

【作用】この発明におけるデバイス温度サイクル試験装
置は、冷却媒体から引き上げた０°Ｃ以下のデバイスに
送風機で室温の空気を送風し、デバイスに付着した空気
中の水分が凍り付くのを防止する。そして、温度サイク
ルの回数をカウンタに表示する。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。 実施例１ 図１はこの発明の一実施例であるデバイス温度サイクル
試験装置がデバイスを冷却媒体から所定距離引き上げた
状態を示す説明図、図２はこの発明の一実施例であるデ
バイス温度サイクル試験装置がデバイスを冷却媒体に浸
漬させた状態を示す説明図である。

【０００８】これらの図において、１は上方が開放した
デュワーを示し、冷却媒体としての液体窒素２を収容す
るものである。３は支持台を示し、４本の支柱３ｐと、
この各支柱３ｐの上端が四隅の下面に取り付けられた天
板３ｕとで構成されている。４は上下動機構を示し、天
板３ｕの上面に取り付けられたリニア駆動モータ４ｍ
と、このリニア駆動モータ４ｍによって天板３ｕに設け
た孔内を上下方向に移動させられる上下動杆４ｐと、こ
の上下動杆４ｐの下端に取り付けられた取付台４ｓとで
構成されている。そして、上下動杆４ｐには、押圧部材
４ｐｕ，４ｐｄが設けられている。

【０００９】５は取付台４ｓの下面に取り付けられたデ
バイス、６は天板３ｕに取り付けられた浸漬検出器とし
ての第１リミットスイッチを示し、この第１リミットス
イッチ６は、上下動杆４ｐが下降して押圧部材４ｐｄで
レバーが押されている間、デバイス５が液体窒素２に浸
漬している浸漬信号を出力するものである。７は天板３
ｕに取り付けられた上昇検出器としての第２リミットス
イッチを示し、上下動杆４ｐが上昇して押圧部材４ｐｕ
でレバーが押されている間、デバイス５が液体窒素２か
ら所定距離引き上げられている上昇信号を出力するもの
である。

【００１０】８は第１タイマを示し、第１リミットスイ
ッチ６からの浸漬信号によって計時を開始して、例えば
１分が経過すると、時間経過信号を出力するものであ
る。９は第２タイマを示し、第２リミットスイッチ７か
らの上昇信号によって計時を開始して、例えば４分が経
過すると、時間経過信号を出力するものである。１０は
右前の支柱３ｐに取り付けられたドライヤを示し、液体
窒素２から引き上げられたデバイス５に室温の空気を送
風するものである。

【００１１】１１はコントローラを示し、第１リミット
スイッチ６から浸漬信号が供給されることによってデバ
イス５を液体窒素２に浸漬させる上下動機構４を停止さ
せ、第１タイマ８から時間経過信号が供給されることに
よってデバイス５を液体窒素２から引き上げるように上
下動機構４を動作させ、第２リミットスイッチ７から上
昇信号が供給されることによってデバイス５を液体窒素
２から引き上げる上下動機構４を停止させ、第２タイマ
９から時間経過信号が供給されることによってデバイス
５を液体窒素２に浸漬させるように上下動機構４を動作
させる制御を繰り返し、第２リミットスイッチ７から上
昇信号が供給されている間中ドライヤ１０を駆動させる
ものである。１２はカウンタを示し、デバイス５が液体
窒素２に浸漬した回数を第１リミットスイッチ６からの
浸漬信号に基づいて計数して表示するものである。

【００１２】次に、動作について説明する。まず、図１
に示すように、取付台４ｓにデバイス５を取り付け、カ
ウンタ１２の回数をリセットした状態で、コントローラ
１１の制御開始ボタンを操作すると、押圧部材４ｐｕが
第２リミットスイッチ７のレバーを押しているので、第
２リミットスイッチ７から出力される上昇信号に基づい
て第２タイマ９が計時を開始する。

【００１３】このとき、コントローラ１１は、上昇信号
が供給されているので、ドライヤ１０を動作させてデバ
イス５に室温の空気を送風させる。そして、第２タイマ
９が４分を計時すると、第２タイマ９は時間経過信号を
コントローラ１１に出力するので、コントローラ１１
は、上下動杆４ｐが下降するようにリニア駆動モータ４
ｍを動作させる。なお、押圧部材４ｐｕが第２リミット
スイッチ７のレバーを押さなくなると、コントローラ１
１はドライヤ１０を停止させる。そして、制御開始時に
第１リミットスイッチ６から浸漬信号が出力されず、第
２リミットスイッチ７から上昇信号が出力されていない
場合、コントローラ１１は、例えば上下動杆４ｐを下降
させるようにリニア駆動モータ４ｍを制御する。

【００１４】次に、上下動杆４ｐが下降して液体窒素２
にデバイス５が浸漬すると、押圧部材４ｐｄが第１リミ
ットスイッチ６のレバーを押すので、第１リミットスイ
ッチ６から浸漬信号が出力される。したがって、第１タ
イマ８は第１リミットスイッチ６から出力される浸漬信
号に基づいて計時を開始し、コントローラ１１はリニア
駆動モータ４ｍを停止させ、カウンタ１２は浸漬信号に
基づいて回数を１と計数して表示する。

【００１５】そして、第１タイマ８が１分を計時する
と、第１タイマ８は時間経過信号をコントローラ１１に
出力するので、コントローラ１１は、上下動杆４ｐが上
昇するようにリニア駆動モータ４ｍを動作させる。次
に、上下動杆４ｐが上昇して液体窒素２からデバイス５
が所定距離引き上げられると、押圧部材４ｐｕが第２リ
ミットスイッチ７のレバーを押すので、第２リミットス
イッチ７から上昇信号が出力される。

【００１６】以後は前述した動作が繰り返され、カウン
タ１２にデバイス５を液体窒素２に浸漬させた回数が順
次表示される。したがって、カウンタ１２に表示された
回数が所望の回数になり、液体窒素２からデバイス５が
所定距離引き上げられ時点でコントローラ１１の制御終
了ボタンを操作して停止させ、デバイス５の特性を測定
することにより、耐久性などを知ることができる。

【００１７】上述したように、この発明の第１実施例に
よれば、液体窒素２から引き上げたデバイス５に室温の
空気をドライヤ１０で送風するので、デバイス５に空気
中の水分が付着しても凍り付かず、デバイス５を速く室
温にさせることができる。したがって、デバイス５の温
度サイクル試験を短時間で効率よく実施することができ
る。そして、第１および／または第２タイマ８，９の計
時時間を変化させることにより、変化を持たせたデバイ
ス５の温度サイクルの試験をすることができる。

【００１８】上記した実施例では、冷却媒体を液体窒素
２としてデバイス５を超低温まで冷却する例で説明した
が、冷却媒体は、温度サイクル試験の温度に応じてデバ
イス５を０°Ｃ以下に冷却できるものであればよい。そ
して、デバイス５は、半導体、集積回路、超低温で使用
するものなどであってもよい。さらに、上下動機構４の
モータをリニア駆動モータ４ｍとし、上下動杆４ｐを上
下動させる例で説明したが、上下動杆４ｐを上下動させ
ることができれば、他の構成であってもよい。

【００１９】また、浸漬検出器を第１リミットスイッチ
６とし、上昇検出器を第２リミットスイッチ７とした例
で説明したが、マイクロスイッチ、近接スイッチ、光電
スイッチとしてもよい。この場合、上下動杆４ｐの所定
位置に磁石を配設したり、孔などを設ける必要がある。
そして、第１所定時間と第２所定時間とを異ならせて第
１タイマ８と第２タイマ９とを設けたが、第１および第
２所定時間が同じ場合は１つのタイマで兼用できること
は言うまでもない。

【００２０】さらに、第１および第２タイマ８，９は各
所定時間を可変できるものを例として説明したが、各所
定時間を可変できないものであってよい。また、カウン
タ１２は浸漬信号に基づいて回数を計数する例で説明し
たが、上昇信号に基づいて回数を計数してもよい。そし
て、第２リミットスイッチ７が上昇信号を出力している
間だけドライヤ１０を駆動させて消費電力を少なくする
例で説明したが、ドライヤ１０を制御開始から制御終了
まで駆動する構成としてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、冷却
媒体から引き上げたデバイスに送風機で送風する構成と
したので、デバイスに空気中の水分が付着しても凍り付
かず、デバイスを速く室温にさせることができる。した
がって、デバイスの温度サイクル試験を短時間で効率よ
く実施することができる。

【００２２】そして、デバイスを冷却媒体に浸漬させる
時間を計時する第１タイマと、デバイスを冷却媒体に再
度浸漬させる時間（間隔）を計時する第２タイマとを設
けたので、第１および／または第２タイマの計時時間を
変化させることにより、変化を持たせたデバイスの温度
サイクルの試験をすることができる。さらに、デバイス
を冷却媒体に浸漬させた回数を表示するカウンタを設け
たので、カウンタによって容易にデバイスを冷却媒体に
浸漬させた回数を確認することができる。

【００２３】また、冷却媒体から所定距離引き上げたデ
バイスにめがけて、デバイスがその位置にある間だけ送
風機を駆動するので、消費電力を少なくすることができ
る。そして、冷却媒体を液体窒素としたので、下限温度
を超低温としたデバイスの温度サイクル試験をすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるデバイス温度サイク
ル試験装置がデバイスを冷却媒体から所定距離引き上げ
た状態を示す説明図である。

【図２】この発明の一実施例であるデバイス温度サイク
ル試験装置がデバイスを冷却媒体に浸漬させた状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ デュワー ２ 液体窒素 ３ 支持台 ４ 上下動機構 ４ｐｄ，４ｐｕ 押圧部材 ５ デバイス ６ 第１リミットスイッチ ７ 第２リミットスイッチ ８ 第１タイマ ９ 第２タイマ １０ ドライヤ １１ コントローラ １２ カウンタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−267418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−292078（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−73559（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ０°Ｃ以下にデバイスを冷却する冷却媒
   体を収容するデュワーと、 前記冷却媒体に前記デバイスを浸漬させたり、前記デバ
   イスを前記冷却媒体から引き上げる上下動機構と、 前記デバイスが前記冷却媒体に浸漬する位置に下降した
   のを検出して浸漬信号を出力する浸漬検出器と、 前記デバイスが前記冷却媒体から所定距離引き上げられ
   た位置に上昇したのを検出して上昇信号を出力する上昇
   検出器と、 前記浸漬信号によって計時を開始して第１所定時間が経
   過すると、第１所定時間経過信号を出力する第１タイマ
   と、 前記上昇信号によって計時を開始して第２所定時間が経
   過すると、第２所定時間経過信号を出力する第２タイマ
   と、 前記冷却媒体から引き上げられた前記デバイスに送風す
   る送風機と、 前記浸漬信号によって前記デバイスを前記冷却媒体に浸
   漬させる前記上下動機構を停止させ、前記第１所定時間
   経過信号によって前記デバイスを前記冷却媒体から引き
   上げるように前記上下動機構を動作させ、前記上昇信号
   によって前記デバイスを前記冷却媒体から引き上げる前
   記上下動機構を停止させ、前記第２所定時間経過信号に
   よって前記デバイスを前記冷却媒体に浸漬させるように
   前記上下動機構を動作させるコントローラと、 を備えるデバイス温度サイクル試験装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のデバイス温度サイクル
   試験装置において、 前記第１タイマは第１所定時間を可変することができ、 前記第２タイマは第２所定時間を可変することができ
   る、 ことを特徴とするデバイス温度サイクル試験装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のデバイ
   ス温度サイクル試験装置において、 前記デバイスが前記冷却媒体に浸漬した回数を前記浸漬
   信号または前記上昇信号に基づいて計数するカウンタを
   設けた、 ことを特徴とするデバイス温度サイクル試験装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のデバイス温度サイクル試験装置において、 前記コントローラは、前記上昇信号が供給されている間
   中前記送風機を駆動させる、 ことを特徴とするデバイス温度サイクル試験装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   のデバイス温度サイクル試験装置において、 前記冷却媒体は、液体窒素である、 ことを特徴とするデバイス温度サイクル試験装置。