JP3042495B2 - 半導体試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体の温
度特性を測定する場合に使用して好適な半導体試験装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体の特性試験には、各設定
温度での特性を測定する温度特性試験が知られている。
通常、このような特性試験は、半導体試験装置によって
行われる。

【０００３】従来、この種の半導体試験装置は、特開平
５−１２６９０１号公報に「半導体試験装置」として開
示され、図３に示すように構成されている。この半導体
試験装置につき、同図を用いて説明すると、同図におい
て、符号５１で示す半導体試験装置は、測定装置５２と
恒温槽５３と給排気ダクト５４とを備えている。

【０００４】測定装置５２は、装置筐体５５および排気
ファン５６を有している。これにより、半導体（図示せ
ず）の試験時における動作状態が測定される。装置筐体
５５は筐体内外に開口する排気口５５ａを有し、内部に
は測定用の電子部品（図示せず）が収納されている。排
気ファン５６は、排気口５５ａの開口面に対向し、装置
筐体５５に取り付けられている。

【０００５】恒温槽５３には、槽本体５７と給気ファン
５８と排気ファン５９とヒータ６０とを有している。槽
本体５７には、槽内外に開口する給気口５７ａおよび排
気口５７ｂが設けられている。そして、槽本体５７に
は、測定対象としての半導体（図示せず）の温度特性を
測定する測定回路（図示せず）が内蔵されている。

【０００６】給気ファン５８および排気ファン５９は、
それぞれ給気口５７ａと排気口５７ｂの開口面に対向
し、槽本体５７に取り付けられている。ヒータ６０は、
槽内温度を所望の温度に保つためのヒータからなり、槽
本体５７内に配設されている。

【０００７】給排気ダクト５４は、排気口５５ａと給気
口５７ａとを接続する通気ダクトからなり、両ダクト端
部がそれぞれ装置本体５５と槽本体５７に取り付けられ
ている。

【０００８】このように構成された半導体試験装置にお
いては、所定の測定温度に設定された槽本体５７内に半
導体（図示せず）を収容した後、この半導体（図示せ
ず）の特性が測定装置５２によって測定される。この場
合、装置筐体５５内において発生する熱が排気ファン５
６によって排気口５５ａから給排気ダクト５４内に排気
され、この排気熱が給気口５７ａから槽本体５７内に吸
気される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
試験装置においては、排気ファン５６によって装置筐体
５５内の発生熱を装置本体５５外に排気するものである
ため、室温以下の温度で装置筐体５５内の電子部品（図
示せず）が冷却されず、最悪の場合には温度上昇によっ
て劣化していた。この結果、装置筐体５５内における電
子部品（図示せず）の動作速度が低下し、試験効率が悪
くなるという問題があった。

【００１０】そこで、装置筐体５５外から強制的に冷風
を供給して装置筐体５５内の電子部品（図示せず）を冷
却することが考えられるが、この場合は専用の冷却装置
（図示せず）を別個に用意する必要が生じ、コストが嵩
むという問題があった。

【００１１】なお、特開平７−９２２２３号公報にも
「半導体試験装置における恒温槽の温度制御方法」とし
て先行技術が開示されているが、前述した課題は解決さ
れてない。すなわち、特開平７−９２２２３号公報に開
示された半導体試験装置は、恒温槽内の温度を設定する
ための電気ヒータのスイッチと液体窒素容器の制御弁と
のオン・オフを独立して制御することを特徴としてい
る。

【００１２】したがって、このような半導体試験装置で
は、恒温槽内を冷却することができるが、測定装置自体
を冷却することができず、電子部品の温度上昇による動
作速度の低下によって試験効率が悪くなる。また、電子
部品を冷却するためには、専用の冷却装置を別個に用意
する必要が生じ、コストが嵩む。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、環境温度設定装置と測定装置との間に設置され
る複数のバルブ付き配管を巧みに接続することにより、
試験効率を高めることができるとともに、コストの低廉
化を図ることができる半導体試験装置の提供を目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の半導体試験装置は、温風供
給口および冷風供給口を有する環境温度設定装置と、こ
の環境温度設定装置の温風供給口および冷風供給口にそ
れぞれ第一配管と第二配管を介して接続され試験対象と
しての半導体をその内部に収容可能な測定ヘッドおよび
測定用の電子部品を内蔵する装置本体を有する測定装置
とを備え、この測定装置を冷却するための第三配管を第
一配管および第二配管に接続し、この第三配管および第
二配管に測定ヘッドに対する冷風を供給・遮断するため
の冷風供給・遮断用のバルブを配設し、これらバルブの
うち第三配管側のバルブから温風供給口に至る経路内の
第一配管側に測定ヘッドに対する温風を供給・遮断する
ための温風供給・遮断用のバルブを配設した構成として
ある。したがって、温風供給・遮断用のバルブを閉状態
とするとともに、冷風供給・遮断用のバルブを開状態と
すると、環境温度設定装置の冷風供給口から第二配管を
介して第三配管に供給される冷風によって測定装置の装
置本体が冷却される。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体試験装置において、第三配管の一部が装置本体内に
配置されている構成としてある。したがって、装置本体
の冷却が、装置本体内における第三配管の一部に供給さ
れる冷風によって行われる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の半導体試験装置において、第三配管に冷風供給口
からの冷風を外部に排出するためのバルブ付きの端管を
接続した構成としてある。したがって、測定ヘッドに対
する環境温度設定装置からの冷風の供給時に端管のバル
ブが閉状態とされる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載の半導体試験装置において、装置本体と測定ヘ
ッドとの間に断熱材を介装した構成としてある。したが
って、測定ヘッドに対する測定装置の装置本体からの発
生熱が断熱材によって遮断される。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のう
ちいずれか一記載の半導体試験装置において、端管に環
境温度設定装置を冷却可能な連結用配管を接続した構成
としてある。したがって、測定装置における装置本体の
冷却時に端管のバルブを開状態とすると、冷風供給口か
ら第二配管および第三配管を介して連結用配管に供給さ
れる冷風によって環境温度設定装置が冷却される。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のう
ちいずれか一記載の半導体試験装置において、測定ヘッ
ド内における半導体の環境温度を検出する温度センサお
よびこの温度センサによる検出温度に基づいてバルブを
開閉制御するコントローラを有する構成としてある。し
たがって、温度センサが測定ヘッド内における半導体の
環境温度を検出すると、この検出温度に基づきコントロ
ーラがバルブを開閉制御する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態
に係る半導体試験装置を示す断面図である。同図におい
て、符号１で示す半導体試験装置は、測定装置２および
環境温度設定装置３と配管４とバルブ５とを備えてい
る。

【００２１】測定装置２は、装置本体６および測定ヘッ
ド７を有している。装置本体６は二つの管挿通孔２ａ，
２ｂを有し、内部には試験時の動作状態を測定するため
の電子部品（図示せず）が収納されている。

【００２２】測定ヘッド７は、吸込口７ａ，７ｂおよび
吐出口７ｃを有し試験対象としての半導体Ｓをその内部
に収容可能なヘッドからなり、装置本体６の上部に配設
されている。測定ヘッド７には、半導体Ｓの環境温度を
検出する温度センサ８が内蔵されている。

【００２３】なお、一方の吸込口７ａから測定ヘッド７
内に温風あるいは冷風が吸込まれ、他方の吸込口７ｂか
ら測定ヘッド７内に冷風が吸込まれる。また、測定ヘッ
ド７と装置本体６との間には、断熱材９が介装されてい
る。これにより、測定ヘッド７に対する装置本体６から
の発生熱が遮断される。

【００２４】環境温度設定装置３は、温風供給口３ａお
よび冷風供給口３ｂを有し、測定装置２に対する供給空
気を加熱・冷却する機能を備えている。これにより、温
風が温風供給口３ａから、また冷風が冷風供給口３ｂか
ら配管４を介して測定装置２に供給される。環境温度設
定装置３には、温度センサ８による検出温度に基づいて
バルブ５を開閉制御するコントローラ（図示せず）を内
蔵している。

【００２５】配管４は、第一配管１１〜第四配管（端
管）１４からなり、環境温度設定装置３および測定ヘッ
ド７に接続されている。第一配管１１は、環境温度設定
装置３の温風供給口３ａおよび測定ヘッド７の吸込口７
ａに接続されている。これにより、温風供給口３ａから
の温風が第一配管１１を介して、また第三配管１３から
の冷風が第一配管１１を介して吸込口７ａに給送され
る。

【００２６】第二配管１２は、環境温度設定装置３の冷
風供給口３ｂおよび測定ヘッド７の吸込口７ｂに接続さ
れている。これにより、冷風供給口３ｂからの冷風が第
二配管１２を介して吸込口７ｂに給送される。第三配管
１３は、管挿通孔２ａ，２ｂを挿通して一部が測定装置
５の装置本体６内に位置し、第一配管１１および第二配
管１２に接続されている。これにより、第二配管１２か
らの冷風が第三配管１３内に供給されると、測定装置５
の装置本体６が冷却される。

【００２７】第四配管１４は、第三配管１３の一方端部
に接続され、反接続端部が自由端部として外部に開放さ
れている。これにより、冷風供給口３ｂからの冷風が第
二配管１２，第三配管１３を介して第四配管１４に供給
されると、外部に排出される。この他、排気管１５が測
定ヘッド７の吐出口７ｃに接続されている。これによ
り、測定ヘッド７内の余剰空気が排気管１５から外部に
吐き出される。

【００２８】バルブ５は、第一バルブ１６〜第四バルブ
１９からなり、配管４内に配設されている。第一バルブ
１６は、温風供給・遮断用の電磁弁からなり、第三バル
ブ１８から温風供給口３ａに至る経路内の第一配管側に
配設されている。これにより、測定ヘッド７に対する温
風供給口３ａからの温風が供給・遮断される。

【００２９】第二バルブ１７は、冷風供給・遮断用の電
磁弁からなり、第二配管１２内に配設されている。これ
により、測定ヘッド７に対する冷風供給口３ｂからの冷
風が供給・遮断される。第三バルブ１８は、冷風供給・
遮断用の電磁弁からなり、第三配管１３内に配設されて
いる。これにより、第三配管１３から第一配管１１への
冷風が供給・遮断される。

【００３０】第四バルブ１９は、冷風排出・遮断用の電
磁弁からなり、第四配管１４内に配設されている。これ
により、外部（管外）に対する第三配管１３からの冷風
が排出・遮断される。なお、符号ａ〜ｃは、それぞれ第
一配管１１と第三配管１３，第二配管１２と第三配管１
３，第三配管１３と第四配管１４の配管接続部を示す。

【００３１】このように構成された半導体試験装置にお
いて、半導体の特性試験（高温度環境試験と低温度環境
試験）の温度設定は、次に示すようにして行われる。す
なわち、環境試験の温度設定を行うには、第一バルブ１
６〜第三バルブ１８を閉状態とするとともに、第四バル
ブ１９を開状態とし、予め測定ヘッド７内の温度を安定
させる。

【００３２】そして、測定ヘッド７内の環境温度が設定
温度より低い場合には、第二バルブ１７および第三バル
ブ１８を閉状態とするとともに、第一バルブ１６を開状
態とし、環境温度設定装置３の温風供給口３ａからの温
風を測定ヘッド７内に供給し、測定ヘッド７内の環境温
度を上昇させる。

【００３３】このとき、温風供給口３ａからの温風が第
一配管１１を介して測定ヘッド７内に供給される。な
お、冷風供給口３ｂからの冷風が第二配管１２を介して
第三配管１３に供給されている場合には第四バルブ１９
を開状態とし、供給遮断されている場合には第四バルブ
１９を閉状態とする。

【００３４】次に、測定ヘッド７内の環境温度が安定す
ると、第一バルブ１６を閉状態とし、測定ヘッド７に対
する温風供給口３ａからの温風を供給遮断する。この場
合、低温環境試験においては、第二バルブ１７を閉状態
とするとともに、第三バルブ１８を開状態とし、冷風供
給口３ｂからの冷風を第二配管１２，第三配管１３，第
一配管１１および測定ヘッド７内に順次供給して測定ヘ
ッド７内の環境温度を維持する。また、高温環境試験に
おいては、第二バルブ１７および第三バルブ１８を閉状
態とし、冷風供給口３ｂからの冷風を供給遮断して測定
ヘッド７内の環境温度を維持する。

【００３５】一方、測定ヘッド７内の環境温度が設定温
度より高い場合には、第一バルブ１６および第四バルブ
１９を閉状態とするとともに、第二バルブ１７および第
三バルブ１８を開状態とし、環境温度設定装置３の冷風
供給口３ｂからの冷風を測定ヘッド７内に供給して測定
ヘッド７内の環境温度を下降させる。

【００３６】このとき、測定ヘッド７内に対する冷風供
給口３ｂからの冷風が、第二配管１２を介して供給され
るとともに、第二配管１２，第三配管１３および第一配
管１１を介して供給される。このようにして、温度特性
試験の温度設定を行うことができる。

【００３７】したがって、本実施形態においては、環境
温度設定装置３の冷風供給口３ｂからの冷風が第二配管
１２を通過して第三配管１３内に供給されると、測定装
置２の電子部品（図示せず）が冷却されるから、電子部
品（図示せず）に対する冷却温度を室温以下の温度に設
定することができ、温度上昇による電子部品（図示せ
ず）の動作速度の低下や劣化発生を防止することができ
る。また、本実施形態において、環境温度設定装置３に
よって測定装置２の電子部品（図示せず）が冷却される
ことは、従来のように専用の冷却装置を別個に用意する
必要がない。

【００３８】次に、本発明の第二実施形態につき、図２
を用いて説明する。図２は本発明の第二実施形態に係る
半導体試験装置を示す断面図で、同図において図１と同
一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省
略する。同図において、符号２１で示す半導体試験装置
は、測定装置２および環境温度設定装置３と配管２４と
バルブ５とを備えている。配管２４は、第一配管１１〜
第四配管１４および第五配管２５からなり、環境温度設
定装置３および測定ヘッド７に接続されている。

【００３９】第五配管（連結用配管）２５は、環境温度
設定装置３に挿通され、かつ第四配管１４の反第三配管
側に接続されている。これにより、冷風供給口３ｂから
の冷風が第二配管１２〜第四配管１４を介して第五配管
２５に供給されると、環境温度設定装置３が冷却され
る。なお、符号ｄは第五配管２５と第四配管１４の配管
接続部を示す。

【００４０】このように構成された半導体試験装置にお
いて、温度上昇による電子部品（図示せず）の動作速度
の低下発生等を防止できることや、従来のように専用の
冷却装置を別個に用意する必要がないことは、第一実施
形態と同様である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定装置を冷却するための第三配管を温風供給口および冷
風供給口にそれぞれ第一配管と第二配管を介して接続
し、この第三配管および第二配管に測定ヘッドに対する
冷風を供給・遮断するための冷風供給・遮断用のバルブ
を配設し、これらバルブのうち第三配管側のバルブから
温風供給口に至る経路内の第一配管側に測定ヘッドに対
する温風を供給・遮断するための温風供給・遮断用のバ
ルブを配設したので、温風供給・遮断用のバルブを閉状
態とするとともに、冷風供給・遮断用のバルブを開状態
とすると、環境温度設定装置の冷風供給口から第二配管
を介して第三配管に供給される冷風によって測定装置の
装置本体が冷却される。

【００４２】したがって、測定装置の電子部品に対する
冷却温度を室温以下の温度に設定することができるか
ら、温度上昇による電子部品の動作速度の低下や劣化発
生を防止することができ、試験効率を高めることができ
る。また、環境温度設定装置によって測定装置の電子部
品が冷却されることは、従来のように専用の冷却装置を
別個に用意する必要がないから、コストの低廉化を図る
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る半導体試験装置を
示す断面図である。

【図２】本発明の第二実施形態に係る半導体試験装置を
示す断面図である。

【図３】従来の半導体試験装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 半導体試験装置 ２ 測定装置 ２ａ，２ｂ 管挿通孔 ３ 環境温度設定装置 ３ａ 温風供給口 ３ｂ 冷風供給口 ４ 配管 ５ バルブ ６ 装置本体 ７ 測定ヘッド ７ａ，７ｂ 吸込口 ７ｃ 吐出口 ８ 温度センサ ９ 断熱材 １１ 第一配管 １２ 第二配管 １３ 第三配管 １４ 第四配管 １５ 排気管 １６ 第一バルブ １７ 第二バルブ １８ 第三バルブ １９ 第四バルブ ２１ 半導体試験装置 ２４ 配管 ２５ 第五配管 ａ 第一配管１１と第三配管１３との配管接続部 ｂ 第二配管１２と第三配管１３との配管接続部 ｃ 第三配管１３と第四配管１４との配管接続部 ｄ 第四配管１４と第五配管２５との配管接続部 Ｓ 半導体

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温風供給口および冷風供給口を有する環
   境温度設定装置と、 この環境温度設定装置の温風供給口および冷風供給口に
   それぞれ第一配管と第二配管を介して接続され、試験対
   象としての半導体をその内部に収容可能な測定ヘッド、
   および測定用の電子部品を内蔵する装置本体を有する測
   定装置とを備え、 この測定装置を冷却するための第三配管を前記第一配管
   および前記第二配管に接続し、 この第三配管および前記第二配管に前記測定ヘッドに対
   する冷風を供給・遮断するための冷風供給・遮断用のバ
   ルブを配設し、 これらバルブのうち第三配管側のバルブから前記温風供
   給口に至る経路内の第一配管側に前記測定ヘッドに対す
   る温風を供給・遮断するための温風供給・遮断用のバル
   ブを配設したことを特徴とする半導体試験装置。
2. 【請求項２】 前記第三配管の一部が前記装置本体内に
   配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体
   試験装置。
3. 【請求項３】 前記第三配管に前記冷風供給口からの冷
   風を外部に排出するためのバルブ付きの端管を接続した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の半導体試験装
   置。
4. 【請求項４】 前記装置本体と前記測定ヘッドとの間に
   断熱材を介装したことを特徴とする請求項１，２または
   ３記載の半導体試験装置。
5. 【請求項５】 前記端管に前記環境温度設定装置を冷却
   可能な連結用配管を接続したことを特徴とする請求項１
   〜４のうちいずれか一記載の半導体試験装置。
6. 【請求項６】 前記測定ヘッド内における半導体の環境
   温度を検出する温度センサおよびこの温度センサによる
   検出温度に基づいて前記バルブを開閉制御するコントロ
   ーラを有することを特徴とする請求項１〜５のうちいず
   れか一記載の半導体試験装置。