JP3138802B2 - 環境試験装置 - Google Patents

環境試験装置

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JP3138802B2 JP08157815A JP15781596A JP3138802B2 JP 3138802 B2 JP3138802 B2 JP 3138802B2 JP 08157815 A JP08157815 A JP 08157815A JP 15781596 A JP15781596 A JP 15781596A JP 3138802 B2 JP3138802 B2 JP 3138802B2
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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体実装ボード等
の発熱部を有する被試験物の温度試験を行う試験装置等
に用いて好適な環境試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発熱部を有する被試験物を収容可
能に構成し、かつ送風路の一部を構成する試験槽を備え
るとともに、この試験槽に冷熱風を循環させ、かつ設定
温度と検出温度に基づいて当該試験槽の温度を制御する
温度制御部を備える環境試験装置は知られている。
【0003】この種の環境試験装置は、試験槽に半導体
実装ボード等の被試験物を収容するとともに、被試験物
の発熱部を発熱させた状態にして、例えば、125℃程
度の熱風を所定時間循環供給することにより高温試験を
行うもので、試験槽の温度は、温度制御部によって、当
該試験槽内に配設した温度センサ部から得る検出温度と
予め設定した設定温度に基づいてフィードバック制御さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような環
境試験装置は被試験物の発熱部を発熱させた状態で試験
を行うため、次のような問題があった。
【0005】第一に、発熱部の発熱により、試験槽にお
ける送風路下流側の温度は、送風路上流側の温度よりも
高くなるとともに、その温度差は被試験物の種類や収容
状況によって異なる。このため、温度センサ部によって
試験槽内における特定部位の温度を検出しても、的確な
温度状態を把握できず、精度の高い温度制御を行うこと
ができない。
【0006】第二に、高温又は低温試験後は速やかに常
温に戻して試験結果を検査する必要があるが、設定温度
に対する一般的なフィードバック制御では、他の異なる
温度環境に速やかに移行させることができない。
【0007】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、精度の高い温度制御を行う
ことができるとともに、他の異なる温度環境に速やかに
移行させることができる環境試験装置の提供を目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明
は、発熱部を有する被試験物Wを収容可能に構成し、か
つ送風路3の一部を構成する試験槽2を備えるととも
に、試験槽2に冷熱風Aを循環させ、かつ設定温度Ts
と検出温度に基づいて試験槽2の温度を制御する温度制
御部4を備える環境試験装置1を構成するに際して、試
験槽2における送風路3上流側に配設した上流側温度セ
ンサ部5及び送風路3下流側に配設した下流側温度セン
サ部6を備えるとともに、上流側温度センサ部5から得
る検出温度tiと下流側温度センサ部6から得る検出温
度toの温度差(to−ti)に基づいて、正規設定温
度Tcを、設定温度Ts=Tc−(to−ti)/2に
変更する設定温度変更部7を備えることを特徴とする。
この場合、正規設定温度Tcは温度上昇時に所定温度だ
け高くし、かつ温度下降時に所定温度だけ低くすること
ができる。
【0009】これにより、試験槽2における送風路3上
流側に配設した上流側温度センサ部5と送風路3下流側
に配設した下流側温度センサ部6によって、試験槽2内
の温度状態を的確に把握できるとともに、特に、設定温
度Tsは、Ts=Tc−(to−ti)/2に基づいて
逐次変更されるため、例えば、試験槽2の温度を高温環
境から低温環境に移行させる際には、検出温度tiと検
出温度toの温度勾配が大きくなり、(to−ti)が
大きくなることから、設定温度Tsは低い値に変更され
る。この結果、急速冷却が行われるとともに、設定温度
Tsに近付けば、(to−ti)は小さくなり、次第に
冷却は緩やかになるため、正規設定温度Tcに近付く。
したがって、他の異なる温度環境に速やかに移行させる
ことができるとともに、精度の高い温度制御を行うこと
ができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0011】まず、本実施例に係る環境試験装置1の構
成について、図1及び図2を参照して説明する。
【0012】図中、10は環境試験装置1の外ハウジン
グであり、この外ハウジング10の内部には内ハウジン
グ11を備える。内ハウジング11は試験槽2を構成
し、内部には一定間隔置きに複数段に配した被試験物W
…を収容できる。この場合、被試験物W…は半導体実装
ボード等のように発熱部を有するため、試験槽2の内部
には被試験物W…の発熱部に通電するための給電用コネ
クタ(コンセント)が設けられている。
【0013】また、内ハウジング11の上板部11uと
外ハウジング10の上板部10u間には空調室3uを設
け、冷却器12,ヒータ13及び送風機(シロッコファ
ン)14,15を配設する。一方、内ハウジング11の
左右側板部11s,11tと外ハウジング10の左右側
板部10s,10t間には、通気ダクト3s,3tを設
け、この通気ダクト3s,3tは空調室3uに連通させ
る。また、内ハウジング11の左右側板部11s,11
tには多数の通気孔16…を設け、この通気孔16…を
通して、通気ダクト3s,3tと試験槽2の内部を連通
させる。これにより、試験槽2を含む循環構造の送風路
3が形成される。なお、図2中、17,18は開閉ドア
を示す。
【0014】他方、環境試験装置1には温度制御部4を
備える。温度制御部4は、試験槽2における送風路3上
流側に配設した上流側温度センサ部5と送風路3下流側
に配設した下流側温度センサ部6を備える。この場合、
各温度センサ部5,6は内ハウジング11の左右側板部
11s,11tの中央内方に配設する。なお、各温度セ
ンサ部5,6としては、白金センサ或いは熱電対等を利
用できる。
【0015】また、温度制御部4は制御本体部22を備
え、この制御本体部22の入力側には上流側温度センサ
部5及び下流側温度センサ部6、さらに、設定温度変更
部7を介して温度設定部21を接続する。一方、制御本
体部22の出力側には冷却器12及びヒータ13を接続
する。この場合、温度設定部21は正規設定温度Tcを
設定する機能を有する。また、設定温度変更部7は、上
流側温度センサ部5から得る検出温度ti及び下流側温
度センサ部6から得る検出温度toに基づいて、正規設
定温度Tcを、設定温度Ts=Tc−(to−ti)/
2に変更する機能を有する。これにより、制御本体部2
2は、設定温度変更部7から得る設定温度Tsと温度セ
ンサ部5から得る検出温度tiに基づいて試験槽2の温
度をフィードバック制御する。
【0016】次に、本実施例に係る環境試験装置1の動
作について、図1〜図4を参照して説明する。
【0017】まず、試験槽2の温度を高温環境にして高
温試験を行う場合について説明する。この場合、ヒータ
13に通電し、かつ送風機14,15を作動させる。こ
れにより、図1に点線矢印で示す熱風Aが送風路3を循
環、即ち、空調室3u,通気ダクト3t,試験槽2,通
気ダクト3sの経路で循環する。今、温度設定部21に
より正規設定温度Tcが125℃に設定され、かつ試験
槽2の温度が定常状態に制御されるとともに、送風路3
上流側の検出温度tiと送風路3下流側の検出温度to
に2℃の差があるものとする。設定温度変更部7では、
与えられた正規設定温度Tc=125℃と、検出温度t
iとtoの差、つまり、(to−ti)=2℃に基づい
て、設定温度Tsが算出される。例示の場合には、Ts
=Tc−(to−ti)/2=125−2/2=124
℃となり、このTs=124℃は制御本体部22に付与
される。
【0018】一方、制御本体部22は上流側温度センサ
部5から得る検出温度tiと設定温度Tsを比較し、両
者の偏差を零、即ち、上流側温度センサ部5から得る検
出温度tiが124℃になるように、ヒータ13を通電
制御する。この場合、(to−ti)=2℃であるか
ら、送風路3上流側の検出温度tiと試験槽2の内部中
央の温度差は1℃と見做すことができ、試験槽2の内部
中央の温度は124+1=125℃に制御される。これ
により、送風路3上流側の検出温度tiと送風路3下流
側の検出温度toの差が変化したとしても、常に、試験
槽2の内部中央の温度は設定温度Tsになるようにフィ
ードバック制御される。
【0019】他方、高温試験が終了し、試験槽2の温度
を25℃(常温)まで低下させる場合を想定する。この
場合、制御本体部22はヒータ13の通電を停止し、冷
却器12を運転させることにより冷却を行う。これによ
り、送風路3を点線矢印で示す冷風Aが循環する。
【0020】この場合、冷却された直後の冷風Aは最初
に送風路3上流側に到達し、この後、被試験物W…によ
り加熱されて送風路3下流側に到達するため、検出温度
tiとtoの差が大きくなるとともに、図3に示すよう
に検出温度tiとtoの温度勾配の傾斜も大きくなり、
結果的に(to−ti)が大きくなる。今、(to−t
i)=Δtが20℃であるとする。この場合、設定温度
Tsは、Ts=Tc−(to−ti)/2=25−20
/2=15℃となり、制御本体部22は、設定温度Ts
=15℃を目標にして急速冷却を行う。そして、図3に
示すように、設定温度Ts=15℃に近付けば、冷却は
次第に緩やかになるとともに、これにより、(to−t
i)も小さくなるため、設定温度Tsの値も次第に正規
設定温度Tc=25℃に近付くように修正される。
【0021】よって、試験槽2の内部中央の温度は、図
4に示す変化曲線Tmのようになり、高温環境から低温
環境、即ち、他の異なる温度環境に速やかに移行させる
ことができる。なお、変化曲線Trは従来制御、即ち、
設定設定温度Tc=25℃を設定温度変更部7に付与す
ることなく、制御本体部22に直接付与することにより
フィードバック制御を行った場合を示す。
【0022】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、正規設定温度Tcは低温環境から高温環境に移
行させる温度上昇時に所定温度だけ高くし、かつ高温環
境から低温環境に移行させる温度下降時に所定温度だけ
低くしてもよい。その他、細部の構成,数値,手法等に
おいて、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更で
きる。
【0023】
【発明の効果】このように、本発明は試験槽における送
風路上流側に配設した上流側温度センサ部及び送風路下
流側に配設した下流側温度センサ部を備えるとともに、
上流側温度センサ部から得る検出温度tiと下流側温度
センサ部から得る検出温度toの温度差(to−ti)
に基づいて、正規設定温度Tcを、設定温度Ts=Tc
−(to−ti)/2に変更する設定温度変更部を備え
るため、精度の高い温度制御を行うことができるととも
に、他の異なる温度環境に速やかに移行させることがで
きるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る環境試験装置の原理的正面構成
図、
【図2】同環境試験装置の原理的平面構成図、
【図3】同環境試験装置における検出温度の変化特性
図、
【図4】同環境試験装置における試験槽の内部中央の温
度の変化特性図、
【符号の説明】
1 環境試験装置 2 試験槽 3 送風路 4 温度制御部 5 上流側温度センサ部 6 下流側温度センサ部 7 設定温度変更部 W 被試験物 A 冷熱風 Ts 設定温度 Tc 正規設定温度 ti 検出温度 to 検出温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/26 H01L 21/66

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱部を有する被試験物を収容可能に構
    成し、かつ送風路の一部を構成する試験槽を備えるとと
    もに、この試験槽に冷熱風を循環させ、かつ設定温度と
    検出温度に基づいて試験槽の温度を制御する温度制御部
    を備える環境試験装置において、試験槽における送風路
    上流側に配設した上流側温度センサ部及び送風路下流側
    に配設した下流側温度センサ部を備えるとともに、前記
    上流側温度センサ部から得る検出温度tiと前記下流側
    温度センサ部から得る検出温度toの温度差(to−t
    i)に基づいて、正規設定温度Tcを、設定温度Ts=
    Tc−(to−ti)/2に変更する設定温度変更部を
    備えることを特徴とする環境試験装置。
  2. 【請求項2】 前記正規設定温度Tcは温度上昇時に所
    定温度だけ高くし、かつ温度下降時に所定温度だけ低く
    することを特徴とする請求項1記載の環境試験装置。
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