JP4654852B2

JP4654852B2 - 電子部品試験装置

Info

Publication number: JP4654852B2
Application number: JP2005263408A
Authority: JP
Inventors: 和美津田; 秀一末次; 俊治大坂; 洋治山崎; 大祐宮崎; 雄史鈴木; 英明大原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-09-12
Also published as: JP2007078388A

Description

本発明は、所定の温度環境下で電子部品の試験を行う電子部品試験装置に関するものである。

半導体装置などの電子部品の製造過程において行われる各種の試験の１つとして、品質特性の経時劣化を評価して信頼性を確保することを目的とするバーンイン試験がある。このバーンイン試験では、常温よりも高温の温度環境下で電子部品を作動させながら品質特性項目についての計測が行われ、このような試験には専用のバーンイン装置が用いられる（例えば特許文献１参照）。この特許文献例においては、試験対象の電子部品が複数個装着されたバーンインボードを恒温槽内に収納し、電子部品を常温よりも高い試験温度に保持した状態で電子部品の作動状態の計測を行うようにしている。このように、常温よりも高温の環境下で試験を行うことにより、品質特性の経時劣化を加速させることができ、試験に要する時間を短縮することができるという利点がある。
特開２００５−１５６１７２号公報

しかしながら、上述の特許文献例に示すバーンイン装置においては、電子部品が装着されたバーンインボードを加熱する加熱手段の特性に起因して、検査作業効率の向上が困難であるという問題点があった。すなわち上述例においては、恒温槽内にヒータによって加熱された熱媒を循環させることによって恒温槽内の空気を加熱し、この加熱された空気を介して試験対象の電子部品を加熱する方式を採用していた。このため、電子部品を所定の検査温度まで昇温させて温度調整するのに時間を要するとともに、多数の電子部品を恒温槽内に収容した状態において全ての電子部品の温度を均一に調整することが難しく、試験温度を高精度で管理する必要のある電子部品については、試験精度の確保が難しいという問題があった。

そこで本発明は、試験作業の効率化を図ることができるとともに、高い試験精度を確保することができる電子部品試験装置を提供することを目的とする。

また本発明の電子部品試験装置は、発光素子を内蔵した電子部品の試験を所定の温度環境下で行う電子部品試験装置であって、電子部品を保持する電子部品保持部と、この電子部品保持部に保持された電子部品の電極に電気的に接触可能な接触端子を有するソケットと、上面に複数の前記ソケットが配置された本体部と、前記ソケットに保持された電子部品に内蔵された前記発光素子の発光を検出する光検出部と、前記本体部の上面を開閉自在に覆うカバーと、前記ソケットに保持された電子部品に直接または間接に接触する伝熱部およびこの伝熱部が一端側に熱的に結合されたペルチェ素子を有する複数の接触式温度調整部と、前記ペルチェ素子を駆動する温度制御部と、前記ソケットに保持された電子部品と前記接触端子を介して電気回路を形成して前記発光素子を発光させるとともに前記光検出部によって検出された発光状態を判断する電子部品動作試験部とを備え、前記複数の接触式温度調整部を前記カバーに装着し、前記カバーを閉じて前記上面を覆うことにより、前記複数の接触式温度調整部の伝熱部を前記複数のソケットに保持された複数の電子部品に直接または間接的に接触させ、前記ペルチェ素子の他端側にフィンを備えた熱交換部材を熱的に結合し、前記フィンにエアを吹き付ける通気ファンをさらに備え、前記フィン及び通気ファンは前記カバーの内側に装着され、前記カバーの上面には前記通気ファンの通気口が開口しており、前記ペルチェ素子が前記伝熱部を加熱しているときには、前記熱交換部材は外気の熱を前記ペルチェ素子に伝達するように機能し、また前記ペルチェ素子が前記伝熱部を冷却しているときには、前記熱交換部材は前記ペルチェ素子の熱を外気に放散するように機能し、前記ソケットは、ソケット本体に、前記発光素子から発光された光を下方に透過させるためのデバイスホールが設けられたエジェクト板を装着した構造となっており、前記光検出部は、前記デバイスホールを透過した前記発光素子から発光された光を検出する。

本発明によれば、ソケットに保持された試験対象の電子部品に直接または間接に接触する伝熱部とこの伝熱部が一端側に熱的に結合されたペルチェ素子とを有する複数の接触式温度調整部をカバーに装着し、カバーを閉じて複数の接触式温度調整部の伝熱部をソケットに保持された複数の電子部品に接触させ、ペルチェ素子の他端側にフィンを備えた熱交換部材を熱的に結合し、フィンにエアを吹き付ける通気ファンをさらに備え、フィン及び通気ファンはカバーの内側に装着され、カバーの上面には通気ファンの通気口が開口しており、ペルチェ素子が伝熱部を加熱しているときには、熱交換部材は外気の熱をペルチェ素子に伝達するように機能し、またペルチェ素子が伝熱部を冷却しているときには、熱交換部材はペルチェ素子の熱を外気に放散するように機能し、ソケットは、ソケット本体に、発光素子から発光された光を下方に透過させるためのデバイスホールが設けられたエジェクト板を装着した構造となっており、光検出部は、デバイスホールを透過した発光素子から発光された光を検出する構成を採用することにより、温度調整に要する時間を短縮して試験作業の効率化を図ることができるとともに、高い試験精度を確保することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１、図２は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の斜視図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の試験対象となるリードフレームの平面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置においてリードフレームを保持するキャリアの構成説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置におけるキャリア保持用のソケットの斜視図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置におけるキャリア保持用のソケットの断面図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部の斜視図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部の分解斜視図、図９は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の部分断面図、図１０は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部と電子部品との接触状態の説明図、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における制御系の構成を示すブロック図、図１２は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置においてリードフレームを保持するキャリアの構成説明図、図１３は本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部と電子部品との接触状態の説明図である。

まず、図１，図２を参照して、電子部品の試験を所定の温度環境下で行う電子部品試験装置１の全体構成を説明する。この電子部品試験装置１は、常温よりも高温の温度環境下で電子部品を作動させながら品質特性項目についての計測を行うバーンイン装置である。図１に示すように電子部品試験装置１は、試験対象となる電子部品に接触して温度を調整する接触式温度調整部を内蔵した上部カバー３（カバー）を、本体部２の上面を開閉自在に覆うように装着した構成となっている。クランプレバー４を操作することにより、上部カバー３の本体部２に対するロックおよびロック解除が行われる。

本体部２には、接触式温度調整部を駆動するための温調制御系や、試験対象の電子部品と導通して電子部品を駆動しながら所定の計測を行う動作試験回路を備えた制御部が内蔵されている。制御部の操作は、上部カバー３の上面に設けられた操作ボタン５によって行うことができ、電子部品試験装置１の動作状態は表示ランプ７の点滅によって表示される。さらに、上部カバー３の上面には通気ファン６の通気口が開口しており、温度調整時の熱交換が通気ファン６によって行われる。

図２は、クランプレバー４によるロックを解除して上部カバー３を開放した状態を示している。本体部２の上面に設けられたソケットテーブル８には、電子部品が装着されたキャリアをセットするための複数のソケット９が並列に配置されている。上部カバー３においてソケット９に対応した位置には、複数個の接触式温度調整部１０が装着されている。ソケット９に試験対象の電子部品を保持させた状態で、上部カバー３を閉じることにより、接触式温度調整部１０がソケット９に保持された電子部品に接触し、これによりバーンイン試験時の電子部品の温度調整が行われる。

次に図３を参照して、試験対象となる電子部品について説明する。本実施の形態においては、１つのリードフレームに帯状に連結された複数の電子部品（ここでは発光デバイス）を一括して試験対象とする例を示している。図３において、リードフレーム１１の両縁部には複数の位置決め孔１１ａが設けられており、各位置決め孔１１ａの位置に対応して設けられた切欠き部１１ｂの内側には、電子部品１２が形成されている。

電子部品１２は、切欠き部１１ｂ内にリード１５を介して連結されたアイランド部に発光素子１４を実装し、さらに発光面側（図３において紙面表側）に開口したキャビティ１３ａを有するモールド部１３を発光素子１４の周囲に形成した構成となっている。発光素子１４は、半導体レーザや発光ダイオードなど光を発生する機能を備えた半導体素子である。発光素子１４はリードフレーム１１を打ち抜いて形成された複数のリード１５と電気的に接続されており、さらに電子部品１２は部分的にリードフレーム１１本体と連結された状態のリード１５によって切欠き部１１ｂ内で保持されている。発光素子１４を対象とするバーンイン試験においては、高精度の温度管理（例えば±０．５〜１℃）が必要とされることから、本実施の形態においては、前述のように接触式温度調整部１０によって電子部品１２の温度調整を行う方式を採用している。

次に図４を参照して、リードフレーム１１が装着されるキャリアについて説明する。リードフレーム１１は薄板状で撓みやすいため、取り扱いを容易にするために、図４（ａ）に示すように、第１プレート１６、第２プレート１７によって上下両面から挟み込んだ状態で取り扱われる。リードフレーム１１の上面に当接する第１プレート１６には、電子部品１２を上側に対して露呈するための貫通孔１６ａが設けられている。また第２プレート１７には、リードフレーム１１が嵌入するためのフレーム凹部１７ｃ、および電子部品１２を下方に対して露呈させるための貫通孔１７ｄが設けられている。さらに第２プレート１７には、ソケット９に保持させるための鍔部１７ａが両側端から側方に延出して設けられており、鍔部１７ａには位置決め用のピン孔１７ｂが開孔されている。

図４（ｂ）は第１プレート１６、第２プレート１７によってリードフレーム１１を挟み込んでキャリア１８を形成した状態を示している。この状態では、電子部品１２のモールド部１３は、貫通孔１６ａを介して上面側に露呈されており、さらに発光素子１４およびリード１５は、貫通孔１７ｄを介して下面側に露呈されている。リードフレーム１１はこのようにキャリア１８にセットされた状態で、ソケット９に装着される。

次に、図５，図６を参照して、キャリア１８が装着されるソケット９の構造を説明する。図５は、本体部２の上面に設けられたソケットテーブル８上に並列して配置された１対のソケット９を示している。図５に示すように、ソケット９は、溝状部材であるソケット本体２０に、キャリア１８を下面側から支持するための矩形平板状のエジェクト板２１を装着した構造となっている。ソケット本体２０には、第２プレート１７のピン孔１７ｂに嵌合してキャリア１８を位置決めするための位置決めピン２２が設けられている。

エジェクト板２１には、電子部品１２の試験時に発光素子１４から発光された光を下方に透過させるためのデバイスホール２１ａが、リードフレーム１１における電子部品１２
の配列に対応した位置に設けられている。デバイスホール２１ａの両側方に設けられた端子挿通溝２１ｂ内には、接触端子２３が下方から挿通している。リードフレーム１１がセットされたキャリア１８をソケット９に装着して押し下げることにより、接触端子２３を電子部品１２のリード１５に電気的に接触させることが可能となっている。

図６は、１つのソケット９の、デバイスホール２１ａ、位置決めピン２２の位置におけるＹ方向の断面を示している。図６に示すように、ソケット本体２０には、エジェクト板２１の両側面が摺接して昇降するための摺接面２０ａを有する昇降空間２０ｂが設けられている。エジェクト板２１は、昇降空間２０ｂ内においてスプリング２４によって下方から付勢されている。スプリング２４の付勢力によりエジェクト板２１が持ち上げられた状態では、エジェクト板２１の上面は鍔部１７ａを下面側から支持するために設けられた保持面２０ｃと略一致する高さに位置する。

昇降空間２０ｂの底面においてデバイスホール２１ａの中心と一致する位置には、受光部２５が配置されている。受光部２５および接触端子２３は、それぞれ制御部４０（図１１参照）に電気的に接続されており、接触端子２３がリード１５に接触して制御部４０と電気的に導通することにより、発光素子１４が駆動されて発光する。そしてこの光は直下に位置する受光部２５によって検出され、検出結果は制御部４０に伝達される。すなわち受光部２５は、ソケット９に保持された電子部品１２に内蔵された発光素子１４（発光素子）の発光を検出する光検出部として機能する。

上記構成において、ソケット本体２０に設けられた保持面２０ｃおよび位置決めピン２２は、複数の電子部品１２が設けられたリードフレーム１１がセットされたキャリア１８を保持することにより、試験対象の複数の電子部品１２を保持する電子部品保持部となっている。そしてソケット９は、電子部品を保持する電子部品保持部と、この電子部品保持部に保持された電子部品１２の電極としてのリード１５に電気的に接触可能な接触端子２３を有する形態となっている。

次に、図７，図８を参照して、接触式温度調整部１０においてソケット９に保持された電子部品に接触する伝熱部３０の構造を説明する。図７は、上部カバー３に反転状態で装着される接触式温度調整部１０の伝熱部３０を正転姿勢で示したものであり、図５に示す１対のソケット９に対応している。また図８は、伝熱部３０を構成する各要素を上下方向に分解した状態を示している。

図７に示すように、伝熱部３０は矩形板状であり、伝熱ブロック３１の上面に、薄板３３を固定枠３２によって固定した構成となっている。薄板３３にはリードフレーム１１における電子部品１２の配列に対応して凸部３３ａが複数設けられており、上部カバー３を閉じてソケット９に保持された電子部品１２に接触式温度調整部１０を接触させる際には、凸部３３ａが各電子部品１２の上面、すなわちモールド部１３の背面に接触する。

凸部３３ａは、銅などの熱伝導性に優れた薄い金属板において凸部３３ａに該当する部分以外の範囲をエッチング加工で除去することによって設けられている。伝熱ブロック３１は、接触式温度調整部１０に組み込まれた状態において、熱を発生するサーモモジュールとしてのペルチェ素子３７の一端側に結合され、ペルチェ素子３７からの熱を凸部３３ａに伝達する機能を有している。

図８に示すように、薄板３３と伝熱ブロック３１との間には、伝熱シート３５および弾性シート３６が介在している。伝熱ブロック３１には矩形のシート装着用凹部３１ａが設けられており、シート装着用凹部３１ａ内には、矩形板状の弾性シート３６が装着される。弾性シート３６としては、伸縮性に富むとともにバーンイン試験における加熱温度（本
実施の形態においては約１００℃）に対して耐熱性を有し、さらに伝熱性を有するシリコンゴムをシート状に成形したシリコンシートが用いられる。もちろん上述条件を満たすものであれば、シリコンゴム以外の材質を用いてもよい。伝熱シート３５は、グラファイトなど熱伝導性に優れた材質をシート状に成形したものである。伝熱シート３５を介在させることにより、薄くてボルト締結では密着させることが困難な薄板３３と伝熱ブロック３１との熱伝導性を向上させることができる。

伝熱部３０を組み立てる際には、シート装着用凹部３１ａに弾性シート３６を装着し、さらに弾性シート３６上に伝熱シート３５を載置し、その上から薄板３３を装着する。そして固定枠３２によって薄板３３を押さえ込み、固定枠３２、薄板３３にそれぞれ設けられた装着孔３２ａ、３３ｂにボルト３４を挿通させて伝熱ブロック３１に設けられたねじ孔３１ｂにボルト３４を螺号締結する。これにより、上記各部材が一体化した伝熱部３０が形成される。この状態において、凸部３３ａは、板圧方向の剛性が小さい薄板３３によって周囲を保持され、且つ薄板３３は凸部３３ａの反対面側を伸縮性に富む弾性シート３６によって面支持されていることから、面方向の力によって容易に弾性シート３６に沈み込むように変位する。

このようにして組み立てられた伝熱部３０は、接触式温度調整部１０の一部として上部カバー３の内部に組み込まれる。そして上部カバー３を閉じることによって、伝熱部３０がソケット９に保持された複数の電子部品１２に対して押し付けられる。このとき上述のように、凸部３３ａは面方向の力によって容易に弾性シート３６に沈み込むことから、ソケット９に保持された複数の電子部品１２に高さや平坦度のばらつきが存在する場合にあっても、凸部３３ａを各電子部品１２の高さに追従させて良好に接触させることができるようになっている。

すなわち上記構成において、伝熱部３０は、サーモモジュールとしてのペルチェ素子３７に結合される板状の伝熱ブロック３１と、伝熱性を有する弾性シート３６と、電子部品に直接または間接的に接触する凸部３３ａが複数設けられた薄板３３とを備え、伝熱ブロック３１と薄板３３との間に弾性シート３６を挟んで薄板３３を伝熱ブロック３１に結合して構成されている。

図９は、接触式温度調整部１０が組み込まれた上部カバー３を閉じた状態の断面を示している。上部カバー３を閉じた状態では、伝熱部３０がソケット９に対して下降する。伝熱部３０は上部カバー３に設けられたベース部３ａに固定されており、伝熱部３０の上面側にはペルチェ素子３７の一端側が当接して伝熱部３０とペルチェ素子３７とは熱的に結合されている。伝熱部３０の伝熱ブロック３１には温度センサ３９が挿入されており、伝熱ブロック３１の温度は温度センサ３９によって検出される。

ペルチェ素子３７の他端側には、上面側に複数のフィン３８ａを有する熱交換部材３８の下面が当接して、ペルチェ素子３７と熱交換部材３８とは熱的に結合されている。さらに熱交換部材３８の上方には通気ファン６が位置しており、通気ファン６を駆動することにより上部カバー３の外部から外気を取り入れてフィン３８ａに吹き付けることができるようになっている。ペルチェ素子３７が伝熱部３０を加熱しているときには、熱交換部材３８は外気の熱をペルチェ素子３７に伝達するように機能し、またペルチェ素子３７が伝熱部３０を冷却しているときには、熱交換部材３８はペルチェ素子３７の熱を外気に放散するように機能する。

すなわち接触式温度調整部１０は、ソケット９に保持された電子部品に接触する伝熱部３０および伝熱部３０が一端側に熱的に結合されたペルチェ素子３７を有する構成となっている。そしてさらにペルチェ素子３７の他端側に熱交換用の熱交換部材３８を熱的に結
合し、この熱交換部材３８に設けられたフィン３８ａにエアを吹き付ける通気手段としての通気ファン６をさらに備えた構成となっている。なおソケット９に保持された電子部品に伝熱部３０を接触させる形態としては、伝熱部３０を直接電子部品１２に接触させてもよく、または金属など熱伝導性の良い材質で製作された熱伝達部材を介して伝達部３０を間接的に電子部品１２に接触させてもよい。

図１０は、上部カバー３を閉じて伝熱部３０をソケット９に対して下降させた状態の詳細を示している。図１０（ａ）は、伝熱部３０がソケット９に保持されたキャリア１８に当接する前の状態を示している。このとき、キャリア１８は鍔部１７ａに設けられたピン孔１７ｂに位置決めピン２２の上端部が嵌入することによりソケット９に対して位置決めされている。そしてこの状態では、キャリア１８が載置されたエジェクト板２１は、スプリング２４の付勢力によって支持された通常位置にある。

この状態から伝熱部３０が下降することにより、図１０（ｂ）に示すように、凸部３３ａがモールド部１３の背面に当接し、さらに上部カバー３を閉じて伝熱部３０を下降させることにより、キャリア１８全体を下方に押し下げる。これにより、エジェクト板２１もキャリア１８とともにスプリング２４の付勢力に抗して押し下げられ、鍔部１７ａが保持面２１ｃに当接する高さにて下降が停止する。この状態では、ペルチェ素子３７が発生した熱が伝熱ブロック３１、弾性シート３６、薄板３３および凸部３３ａを介して電子部品１２に伝達される。そして接触端子２３がリード１５に当接するとともに、電子部品１２の発光素子１４はソケット９に設けられた受光部２５に対向する位置にある。

次に図１１を参照して、制御系の構成を説明する。図１１において、制御部４０には、複数（ここでは、＃１〜＃４の４つ）のソケット９および複数（ここでは２つ）の接触式温度調整部１０が接続されている。制御部４０は、電子部品検出部４１、温度制御部Ａ４２、温度制御部Ｂ４３、電子部品動作試験部４４を備えている。電子部品検出部４１は、ソケット９に試験対象の電子部品がセットされたか否か、すなわち、リードフレーム１１がセットされたキャリア１８がソケット９に装着されているか否かを検出する。検出方法としては、試験実施のための通電時の電流・電圧・抵抗値などの電気特性や、受光部２５による受光の有無などを利用することができるほか、光学センサや機械的センサによってキャリア１８を直接検出する方法を用いてもよい。

温度制御部Ａ４２、温度制御部Ｂ４３は、ペルチェ素子３７を駆動する機能を有するものである。このとき、伝熱ブロック３１にセットされた温度センサ３９による温度信号を検出しながら、ペルチェ素子３７を駆動してペルチェ素子３７の温度を目標温度に制御する。ここで温度制御部Ａ４２、温度制御部Ｂ４３の動作は、電子部品検出部４１による電子部品検出結果に基づいて実行される。＃１、＃２のソケット９にキャリア１８がセットされていなければ、温度制御部Ａ４２は休止状態となり、＃１、＃２のソケット９に対応した接触式温度調整部１０への給電が停止される。同様に＃３、＃４のソケット９にキャリア１８がセットされていなければ、温度制御部Ｂ４３が休止状態となり、＃３、＃４のソケット９に対応した接触式温度調整部１０への給電が停止される。

すなわち本実施の形態の電子部品試験装置は、ソケット９内の電子部品の有無を検出する電子部品検出部４１をさらに備え、温度制御部Ａ４２、温度制御部Ｂ４３は、電子部品検出部４１の検出結果に基づき、接触すべき電子部品が全く存在しない接触式温度調整部１０への給電を停止するようにしている。これにより、複数のソケット９を備えた構成の電子部品試験装置において、試験対象となるリードフレームの枚数が作業ロットによって増減する場合にあっても、試験実行のために必要な接触式温度調整部１０のみを駆動することができる。したがって試験対象が装着されていないソケット９に対応した接触式温度調整部１０を駆動することによる無駄な電力消費を排除して、省エネルギー化を推進する
ことが可能となっている。

電子部品動作試験部４４は、ソケット９に保持された電子部品１２と接触端子２３を介して電気回路を形成してこの電子部品１２を駆動するとともに、その作動状態を検出する機能を有しており、電子部品駆動部４５、計測部４６、判定部４７、判定結果記憶部４８より構成される。電子部品駆動部４５は動作シーケンスにしたがって電子部品１２を駆動し、電子部品１２に内蔵された発光素子１４を発光させる。

計測部４６は、電子部品１２の駆動状態（本実施の形態においては半導体１４の発光状態）を計測する。すなわち発光素子１４の光を受光部２５が受光することによって出力される電気信号（電圧）を計測する。判定部４７は、計測部４６による計測結果に基づいて、電子部品１２の合否判定を行う。ここでは、受光部２５によって検出された発光状態を判断し、発光素子１４の発光特性の経時劣化が許容レベル以下であるか否かを判定する。すなわち本実施の形態においては、電子部品動作試験部４４は、発光素子１４を発光させるとともに、受光部２５によって検出された発光状態を判断する。

判定結果記憶部４８は、判定部４７による判定結果を記憶する。判定結果記憶部４８に記憶された判定結果は、通信インターフェイス５０を介してパーソナルコンピュータや判定結果表示器に出力され、これらによって判定結果が表示される。パーソナルコンピュータには検査結果が合否リストの形式で表示される。判定結果表示器には検査結果が各電子部品１２のシリアル番号とリンクされて出力され、判定結果表示器に検査終了後のリードフレーム１１を判定結果表示器にセットすることにより、各電子部品１２毎の判定結果が表示されるようになっている。制御部４０は操作部５１（操作ボタン５）や、表示部５２（表示ランプ７）に接続されている。操作ボタン５を操作することにより、制御部４０への動作指示入力が行われる。制御部４０による制御状態の表示は、表示部５２によって表示ランプ７を点滅させることにより行われる。

この電子部品試験装置によってリードフレーム状態の電子部品１２を対象としたバーンイン試験を行う際には以下の手順による。まず、第１プレート１６、第２プレート１７によって試験対象のリードフレーム１１を挟み込んで、図４に示すキャリア１８を準備する。次いで上部カバー３を開放して、図２に示すように本体部２の上面を露呈させる。そしてソケット９にキャリア１８をセットしたならば、上部カバー３を閉じて本体部２の上面を覆う。

これにより、接触式温度調整部１０の伝熱部３０がキャリア１８の上方を覆い、伝熱部３０に設けられた凸部３３ａがキャリア１８に保持された複数の電子部品１２に直接接触する。このとき、前述のように凸部３３ａが設けられた薄板３３は伸縮性に富む弾性シート３６によって面支持されていることから、１つのキャリア１８に保持された複数の電子部品１２の高さや平坦度にばらつきがある場合においても、それぞれの凸部３３ａは各電子部品１２に追従して変位する。したがって凸部３３ａと電子部品１２とは良好な接触状態で熱的に結合され、良好な熱伝導性が確保される。

これにより、ペルチェ素子３７と電子部品１２との間の熱交換は効率よく且つ良好な応答性で行われ、バーンイン試験における温度調整時間を短縮することができる。例えば、常温から試験温度（約１００℃）まで昇温させるのに、加熱された気体を介して恒温槽内を昇温させる方式の従来装置においては、昇温時に約１時間の温度調整時間を要していた。これに対し、本実施の形態の電子部品試験装置においては、５〜１０分という短時間で常温から試験温度まで複数の電子部品１２を昇温させることが可能となっており、温度調整時間の大幅な短縮が実現されている。

なお上記実施の形態では、伝熱部３０において凸部３３ａを電子部品１２に直接接触させるようにしているが、図１２に示すようなキャリア１８Ａを用い、伝熱部３０を熱伝達部材として機能するスペーサを介して、間接的に電子部品１２に接触させるように構成してもよい。この場合には、図４に示す第２プレート１７とともに、第１プレート１６の替わりに、図１２（ａ）に示すような第１プレート１６Ａを用いる。

第１プレート１６Ａは第１プレート１６よりも厚みが大きくなっており、電子部品１２に対応した位置には貫通孔１６ｂが設けられている。貫通孔１６ｂは、熱伝導性に優れた材質で製作されたスペーサ５２が、第１プレート１６Ａの上面と面一状態で嵌合する形状となっている。第１プレート１６Ａと第２プレート１７によってリードフレーム１１を挟み込んでキャリア１８Ａとした状態では、図１２（ｂ）に示すように、スペーサ５２が電子部品１２（モールド部１３の背面）に接触した状態となる。

図１３は、このような構成のキャリア１８Ａをソケット９にセットして、接触式温度調整部１０によって加熱する状態を示している。この場合には、図１０に示す伝熱部３０の替わりに、図１３（ａ）に示すように、突出代が凸部３３ａよりも小さい凸部３３ｃが形成された伝熱部３０Ａを用いる。そして伝熱部３０Ａをソケット９に対して下降させることにより、凸部３３ｃがスペーサ５２の上面に接触し、ペルチェ素子３７による電子部品１２の加熱は、スペーサ５２を介して行われる。すなわちこの場合には、伝熱部３０Ａの凸部３３ｃを複数のソケット９に保持された複数の電子部品１２に間接的に接触させるようにしている。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品試験装置においては、ソケット９に保持された試験対象の複数の電子部品１２に直接または間接に接触する伝熱部３０と、この伝熱部が一端側に熱的に結合されたペルチェ素子３７とを有する接触式温度調整部１０を上部カバー３に装着し、上部カバー３を閉じて接触式温度調整部１０の伝熱部３０をソケット９に保持された複数の電子部品１２に接触させて、試験対象の電子部品１２の温度を調整する構成を採用している。

これにより、温度調整に要する時間を短縮して試験作業の効率化を図ることができるとともに、発光素子１４のようにバーンイン試験において高精度の温度管理が必要とされる電子部品を試験対象とする場合にあっても、高い試験精度を確保することができる。また、ソケット９に保持された複数の電子部品１２を対象として接触式温度調整を行うための伝熱機構として、前述構成の伝熱部３０を採用することにより、電子部品１２の高さや平坦度にばらつきがある場合にあっても、常に均一な接触状態が確保され良好な温度調整が実現される。

また本実施の形態に示す電子部品試験装置１は、開閉式の上部カバー３に前述構成の接触式温度調整部１０を装着するという簡便な構成であることから、複数台を並設して多品種対応性に優れたフレキシブルな電子部品試験装置を低コストで実現することが可能となっている。

本発明の電子部品試験装置は、昇温時間を短縮して試験作業の効率化を図ることができるとともに、高い試験精度を確保することができるという効果を有し、半導体装置などの電子部品を対象とするバーンイン試験のための試験装置として有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の斜視図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の斜視図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の試験対象となるリードフレームの平面図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置においてリードフレームを保持するキャリアの構成説明図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置におけるキャリア保持用のソケットの斜視図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置におけるキャリア保持用のソケットの断面図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部の斜視図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部の分解斜視図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置の部分断面図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部と電子部品との接触状態の説明図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における制御系の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置においてリードフレームを保持するキャリアの構成説明図本発明の一実施の形態の電子部品試験装置における接触式温度調整部と電子部品との接触状態の説明図

符号の説明

１電子部品試験装置
２本体部
３上部カバー
６通気部
９ソケット
１０接触式温度調整部
１１リードフレーム
１２電子部品
１４半導体素子
１８、１８Ａキャリア
２３接触端子
２５受光部
３０、３０Ａ伝熱部
３３薄板
３３ａ凸部
３７ペルチェ素子（サーモモジュール）
３８熱交換部材

Claims

発光素子を内蔵した電子部品の試験を所定の温度環境下で行う電子部品試験装置であって、
電子部品を保持する電子部品保持部と、この電子部品保持部に保持された電子部品の電極に電気的に接触可能な接触端子を有するソケットと、上面に複数の前記ソケットが配置された本体部と、前記ソケットに保持された電子部品に内蔵された前記発光素子の発光を検出する光検出部と、前記本体部の上面を開閉自在に覆うカバーと、前記ソケットに保持された電子部品に直接または間接に接触する伝熱部およびこの伝熱部が一端側に熱的に結合されたペルチェ素子を有する複数の接触式温度調整部と、前記ペルチェ素子を駆動する温度制御部と、前記ソケットに保持された電子部品と前記接触端子を介して電気回路を形成して前記発光素子を発光させるとともに前記光検出部によって検出された発光状態を判断する電子部品動作試験部とを備え、
前記複数の接触式温度調整部を前記カバーに装着し、前記カバーを閉じて前記上面を覆うことにより、前記複数の接触式温度調整部の伝熱部を前記複数のソケットに保持された複数の電子部品に直接または間接的に接触させ、
前記ペルチェ素子の他端側にフィンを備えた熱交換部材を熱的に結合し、前記フィンにエアを吹き付ける通気ファンをさらに備え、
前記フィン及び通気ファンは前記カバーの内側に装着され、前記カバーの上面には前記通気ファンの通気口が開口しており、
前記ペルチェ素子が前記伝熱部を加熱しているときには、前記熱交換部材は外気の熱を前記ペルチェ素子に伝達するように機能し、また前記ペルチェ素子が前記伝熱部を冷却しているときには、前記熱交換部材は前記ペルチェ素子の熱を外気に放散するように機能し、
前記ソケットは、ソケット本体に、前記発光素子から発光された光を下方に透過させるためのデバイスホールが設けられたエジェクト板を装着した構造となっており、
前記光検出部は、前記デバイスホールを透過した前記発光素子から発光された光を検出することを特徴とする電子部品試験装置。
前記ソケット内の電子部品の有無を検出する電子部品検出部をさらに備え、前記温度制御部は前記電子部品検出部の検出結果に基づき、接触すべき電子部品が全く存在しない接触式温度調整部への給電を停止することを特徴とする請求項１記載の電子部品試験装置。
前記伝熱部が、ペルチェ素子に結合された板状の伝熱ブロックと、伝熱性を有する弾性シートと、前記電子部品に直接または間接的に接触する凸部が複数設けられた薄板とを備え、前記伝熱ブロックと前記薄板との間に前記弾性シートを挟んで前記薄板を前記伝熱ブロックに結合して構成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子部品試験装置。