JP4732309B2 - バーンイン装置 - Google Patents

Description

本発明は、バーンイン装置に関し、特に、複数の被試験デバイスに対して同時にバーンイン試験を行うことのできるバーンイン装置に関する。

電子部品等の初期不良を顕在化し、初期故障品の除去を行うためのスクリーニング試験の一種であるバーンイン（Burn-In）試験を行う装置として、バーンイン装置が知られている。このバーンイン装置においては、被試験デバイス（Device Under Test）である電子部品等を複数装着したバーンインボードをバーンイン装置内に収容し、被試験デバイスに、電圧を印加して電気的ストレスを与えるとともに、恒温槽内部の空気を加熱して所定の温度の熱ストレスを与えることにより、初期不良を顕在化させる。或いは、恒温槽内部の空気を加熱する代わりに、ヒーターにより加熱されたブロックを被試験デバイスに直接接触させることにより、熱ストレスを被試験デバイスに印加する。

このようなバーンイン装置では、数時間から数十時間に亘る長時間のバーンイン試験が行われることから、試験効率を向上させるために、複数の被試験デバイスを１枚のバーンインボードに挿入するとともに、このバーンインボードを複数毎、バーンイン装置に収納して、バーンイン試験を行うのが一般的である。

しかしながら、実際には、同一ロット内の電子部品等の被試験デイバスであっても、固有欠陥や製造上のバラツキ等により、各被試験デバイスの消費電力が異なり、被試験デバイス自体の自己発熱量にバラツキが生じてしまう。このため、単純に、恒温槽内部の空気を加熱したり、加熱されたブロックを接触させたりしても、同時に試験されている複数の被試験デバイスに対して、均一な熱ストレスを印加することが困難な場合がある。

特に、近年のように、半導体装置等が大容量化、高機能化、高速化するに従って、動作時の自己発熱量が増加する傾向にあるが、これに伴って、被試験デイバス自体の自己発熱量のバラツキも大きくなる傾向にある。このため、バーンイン試験における各被試験デイバスの正確な温度制御がより強く求められている。

このような要求を満たすべく、特開２００５−２６５６６５号公報（特許文献１）で開示するバーンイン装置では、被試験デバイスに直接接触するブロックを個別に加熱したり冷却したりして、各被試験デバイスの温度制御を個別に行うようにしている。

しかしながら、このバーンイン装置では、被試験デバイスに接触するブロックを冷却するための冷媒の流路を、複数のブロックに対して共通に設けているため、冷媒の流路の上流側に設けられているブロックと、下流側に設けられているブロックとの間で、冷却能力に差が生じてしまっていた。このため、実際には、バーンイン試験における各被試験デバイスの温度を均一に制御するのが難しかった。
特開２００５−２６５６６５号公報

そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、バーンイン試験における各被試験デバイスの温度を容易に均一化して制御可能なバーンイン装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るバーンイン装置は、
被試験デバイスが装着されたバーンインボードが挿入されるスロットと、
前記スロットに挿入されたバーンインボードの被試験デバイスに接触して、前記被試験デバイスの冷却を行う、温度調節ヘッドと、
冷媒を冷却する冷媒冷却装置から送出された冷媒を循環させ、再び前記冷媒冷却装置に冷媒を戻すための主管と、
前記主管と並列に設けられた支管であって、冷媒を前記温度調節ヘッドに供給するとともに、再び前記主管に戻すための支管と、
を備えることを特徴とする。

この場合、前記バーンインボードには複数の被試験デバイスを装着可能であり、
前記温度調節ヘッドは、複数の被試験デバイスのそれぞれに対応して、複数設けられており、
前記温度調節ヘッドのそれぞれについて、前記支管が前記主管に対して並列に設けられているようにしてもよい。

また、前記支管は、前記主管から前記温度調節ヘッドに冷媒を供給する供給用支管と、前記温度調節ヘッドから排出された冷媒を前記主管に戻す排出用支管とを備えて構成されており、
前記温度調節ヘッドは、被試験デバイスと接触する下部ブロックを備えて構成されており、
前記供給用支管から供給された冷媒は、前記下部ブロックの中央部分に供給され、この中央部分から前記下部ブロックの外周方向に向かって流れるように形成された流路を流れて、前記排出用支管から排出されるようにしてもよい。

この場合、前記流路は、前記下部ブロックの中央部分を中心として、同心円状に配置された円周形状の流路により構成されており、
内側の円周形状の流路から外側の円周形状の流路に繋がる開口を通って、冷媒は、前記下部ブロックの外周方向に流れていくようにしてもよい。

この場合、内側の円周形状の流路から冷媒が流れ込んだ開口の円周方向反対側の位置に、外側の円周形状の流路に繋がる開口が形成されているようにしてもよい。

また、前記温度調節ヘッドには、前記下部ブロックへの冷媒の流路とは別に、冷媒が流れるバイパス経路が形成されており、前記バイパス経路を通っても、前記供給用支管から供給された冷媒は、前記排出用支管に排出されるとともに、
前記温度調節ヘッドは、前記バイパス経路への冷媒の流れを制御する制御弁をさらに備えるようにしてもよい。

この場合、前記制御弁が開状態になると、冷媒は、前記下部ブロックへの流路を流れるとともに、前記パイパス経路も流れるようにしてもよい。

或いは、前記制御弁は開状態と閉状態との２つの状態があり、
前記制御弁が開状態になると、冷媒は、前記下部ブロックへの流路を流れるとともに、前記パイパス経路も流れるが、
前記制御弁が閉状態になると、冷媒は、前記下部ブロックへの流路は流れるが、前記バイパス経路には流れ込まないようにしてもよい。

また、前記温度調節ヘッドには、ヒーターも埋め込まれており、前記ヒーターが発熱することにより、前記温度調節ヘッドに接触している被試験デバイスを加熱することが可能であるようにしてもよい。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本実施形態に係るバーンイン装置１０の全体構成を示す正面図であり、図２は、図１のバーンイン装置１０を右側から見た側面図である。図３は、このバーンイン装置１０に収納されるバーンインボードＢＩＢのレイアウトを説明する平面図である。

図１及び図２に示すように、バーンイン装置１０の恒温槽２０内部には、複数のバーンインボードＢＩＢが収納される。図３に示すように、バーンインボードＢＩＢには、複数のソケット１００が設けられており、このソケットに被試験デバイスＤＵＴである半導体装置が挿入される。本実施形態では、例えば１枚のバーンインボードＢＩＢに、２行×４列＝８個のソケット１００が設けられており、このため、８個の被試験デイバスＤＵＴが挿入可能である。但し、バーンインボードＢＩＢ上における設けるソケット１００の数や配置は任意であり、種々に変更可能である。

図１及び図２に示すように、恒温槽２０内部には、複数のスロット３０が設けられている。本実施形態では、例えばスロット３０が１６段２列で配置されており、合計３２枚のバーンインボードＢＩＢを収納することが可能になっている。但し、恒温槽２０内部におけるスロット３０の数や配置は任意であり、種々に変更可能である。

恒温槽２０は断熱壁等により区画されており、ドア４０を閉じることにより、恒温槽２０の内部は熱的に周囲から遮断された空間となる。一方、ドア４０を開状態にすることにより、バーンインボードＢＩＢをスロット３０に挿入したり、バーンインボードＢＩＢをスロット３０から抜去したりすることができる。

バーンインボードＢＩＢの挿入方向先端部には、エッジコネクタ１１０が設けられており（図３参照）、バーンインボードＢＩＢをスロット３０に挿入する際には、このエッジコネクタ１１０を、バーンイン装置１０に設けられているコネクタ５０に挿入することにより、バーンインボードＢＩＢを、バーンイン装置１０内に設けられているドライバボードＤＲＢに電気的に接続することができる。

バーンイン装置１０の正面右側には、このバーンイン装置１０の各種制御を行うバーンインコントローラ２００が設けられている。このバーンインコントローラ２００の制御に基づいて、バーンイン装置１０は、各バーンインボードＢＩＢに対向する位置に設けられた温度調整ボード３００を下降させて、バーンインボードＢＩＢに挿入された被試験デバイスＤＵＴの温度制御を行う。

図４は、このバーンインボードＢＩＢに対応して設けられている温度調整ボード３００の全体構成を説明するための図であり、温度調整ボード３００を上から見た平面図を示している。この図４に示すように、温度調整ボード３００には、被試験デバイスＤＵＴに対応して、温度調節ヘッド４００が配置されている。すなわち、本実施形態では、２行×４列＝８個の温度調節ヘッド４００が配置されている。

詳しくは後述するが、この温度調節ヘッド４００は、被試験デバイスＤＵＴに直接接触することにより、被試験デバイスＤＵＴを加熱したり冷却したりする機能を備えている。本実施形態においては、この温度調節ヘッド４００に設けられたヒーター４７０（図９参照）に電力が供給されるとことにより、被試験デバイスＤＵＴを加熱するように構成されている。

一方、被試験デバイスＤＵＴを冷却する場合には、冷媒冷却装置であるチラー５００から供給され、循環している冷媒により、被試験デバイスＤＵＴは冷却される。すなわち、チラー５００から送出された冷媒は、主管Ｐ１０からこの温度調整ボード３００に供給され、主管Ｐ１２、Ｐ１４を通って、再びチラー５００に戻る。また、主管Ｐ１２には、支管Ｐ２０が並列に設けられており、主管Ｐ１２を流れる冷媒の一部が、並列的に温度調節ヘッド４００に供給される。より具体的には、主管Ｐ１２から供給用支管Ｐ２２を介して、温度調節ヘッド４００に冷媒が供給され、排出用支管Ｐ２４を介して、温度調節ヘッド４００から主管Ｐ１２に冷媒が排出される。主管Ｐ１２における冷媒の流れと、支管Ｐ２２における冷媒の流れは、並列的なものあることから、例えば、１つの温度調節ヘッド４００で冷媒の流れが止まっても、主管Ｐ１２における冷媒の流れが滞ることはないことになる。

どのような冷媒を用いるかは任意であるが、本実施形態では、例えば、フロリナート（登録商標）を冷媒として用いている。フロリナートは揮発性の冷媒であり、万が一、漏れが生じたとしても、バーンイン装置１０や被試験デバイスＤＵＴにダメージを与えることが無いようにしている。無論、冷媒として、フロンや冷却水などを用いることも可能である。

図５は、本実施形態に係るバーンイン装置１０のシステム構成を説明するためのブロック図である。この図５に示すように、温度調整ボード３００は、バーンインコントローラ２００の制御信号に基づいて、上昇したり下降したりする。すなわち、バーンインコントローラ２００の制御信号に基づいて、シリンダ６０が駆動し、温度調整ボード３００を上昇させたり、下降させたりする。温度調整ボード３００が下降すると、この温度調整ボード３００に設けられた温度調節ヘッド４００が、被試験デバイスＤＵＴと直接接触し、被試験デバイスＤＵＴの温度を温度調節ヘッド４００で調節できるようになる。非試験時には、温度調整ボード３００を上昇させて、被試験デバイスＤＵＴが装着されたバーンインボードＢＩＢを挿入したり、抜去したりすることができるようになる。

上述したように、冷媒冷却装置であるチラー５００から送出された冷媒は、バーンイン装置１０内を循環して、温度調整ボード３００に設けられた各温度調節ヘッド４００まで到達して、温度調節ヘッド４００の冷却をした後、再び、チラー５００に戻るように構成されている。

ヒータ用電源６００は、温度調節ヘッド４００に設けられたヒーター４７０（図９参照）に電力を供給することが可能なように構成されている。供給する電力量は、各温度調節ヘッド４００毎に個別に制御可能であり、バーンインコントローラ２００により制御される。すなわち、バーンインコントローラ２００は、温度を上げたい被試験デバイスＤＵＴが存在する場合には、ヒーター用電源６００に、該当する被試験デバイスＤＵＴに対応する温度調節ヘッド４００のヒーター４７０に、電力を供給する制御信号を出力することができ、被試験デバイスＤＵＴの温度を上げる必要のない場合には、ヒーター用電源６００に、該当する被試験デバイスＤＵＴに対応する温度調節ヘッド４００のヒーターへの電力を停止する制御信号を出力することができる。

非試験デバイス用電源７００は、ドライバボードＤＲＢとコネクタ５０とエッジコネクタ１１０を介して、バーンインボードＢＩＢに電力を供給することが可能なように構成されている。バーンインボードＢＩＢに電力を供給するか否かや、供給する電力量は、バーンインコントローラ２００からの制御信号に基づいて制御される。

バーンインコントローラ２００は、このようにバーンイン試験における各種の制御を行う。バーンインコントローラ２００が行う制御は、上述した温度制御に加えて、例えば、被試験デバイスＤＵＴに印加するテスト信号を生成したり、バーンイン試験中の非試験デバイスＤＵＴの出力を検査し、異常な出力のあった被試験デバイスＤＵＴを不良品と判定したりする。

次に、温度調整ボード３００に設けられている温度調節ヘッド４００の構成について詳しく説明する。

図６は、温度調節ヘッド４００の構成を示す斜視図であり、図７は、温度調節ヘッド４００を上側から見た平面図であり、図８は、下部ブロックを上側から見た平面図である。図９は、図７の温度調節ヘッド４００におけるＡ−Ａ線断面図であり、図１０は、図７の温度調節ヘッド４００におけるＢ−Ｂ線断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る温度調節ヘッド４００は、上部ブロック４０２と、下部ブロック４０４と、弁ブロック４０６とを備えて構成されている。上部ブロック４０２には、供給用支管Ｐ２２に接続される配管口４１０と、排出用支管Ｐ２４に接続される配管口４１２とが形成されている。すなわち、この温度調節ヘッド４００においては、配管口４１０から冷媒が供給され、配管口４１２から排出される。

弁ブロック４０６に設けられている制御弁４１４が閉状態の場合、配管口４１０から供給された冷媒は、上部ブロック４０２を水平方向に延びる円筒形状の流路４１６を通って上部ブロック４０２の中央部分に到達し、上部ブロック４０２の中央部分を垂直方向に延びる円筒形状の流路４１８を上方から下方に流れて、下部ブロック４０４に到達する。

下部ブロック４０４に到達した冷媒は、流路４１８から、下部ブロック供給口４２０に流れ込む。この下部ブロック４０４には、下部ブロック４０４内に冷媒が拡散して流れるように入り組んだ経路の流路が形成されている。すなわち、下部ブロック供給口４２０の外側には、この下部ブロック供給口４２０を囲むように円周形状の流路４２２が形成されており、下部ブロック供給口４２０から流路４２２へは、冷媒は開口４２４を通って流れ込む。

流路４２２の外側には、この流路４２２を囲むように円周形状の流路４２６が形成されている。流路４２２から流路４２６へは、冷媒は開口４２８を通って流れ込む。開口４２８は、開口４２４とは円周方向反対側の位置に形成されている。このため、開口４２２から流路４２２に流れ込んだ冷媒は、流路４２２の左右の経路を均等に流れて、開口４２８に到達する。

流路４２６の外側には、この流路４２６を囲むように円周形状の流路４３０が形成されている。流路４２６から流路４３０へは、冷媒は開口４３２を通って流れ込む。開口４３２は、開口４２８とは円周方向反対側の位置に形成されている。このため、開口４２８から流路４２６に流れ込んだ冷媒は、流路４２６の左右の経路を均等に流れて、開口４３２に到達する。

開口４３２の円周方向反対側の位置には、下部ブロック排出口４３４が形成されている。このため、開口４３２から流路４３０に流れ込んだ冷媒は、流路４３０の左右の経路を均等に流れて、下部ブロック排出口４３４に到達する。

このように入り組んだ冷媒の流路を形成するために、下部ブロック４０４には、中央部分にある下部ブロック供給口４２０を中心として、同心円状に配置された円周形状の仕切壁４４０、４４２、４４４が形成されている。そして、仕切壁４４０に開口４２４が形成され、仕切壁４４２に開口４２８が形成され、仕切壁４４４に開口４３２が形成されている。本実施形態においては、開口４２４と開口４２８は円周上の正反対の位置に形成されており、開口４２８と開口４３２は円周上の正反対の位置に形成されており、開口４３２と下部ブロック排出口４３４は円周上の正反対の位置に形成されている。また、仕切壁４４４と、下部ブロック４０４の外周本体部４４６とにより、流路４３０は画定されることとなる。

本実施形態の下部ブロック４０４は、アルミニウムや銅などの熱伝導性に優れた材料から構成されている。このため、下部ブロック供給口４２０から流入した冷媒が、流路４２２、４２６、４３０とを通って、下部ブロック排出口４３４から排出されるまでの間に、下部ブロック４０４は冷却され、この下部ブロック４０４に接触している被試験デバイスＤＵＴも冷却されることとなる。

このように、本実施形態では、冷却された状態にある冷媒が、下部ブロック４０４の中央部分から外側に向かって全体的に拡散して流れるように流路が配置されている。このため、中心が高温状態になる傾向にある被試験デバイスＤＵＴを、効率的に冷却することができる。

下部ブロック排出口４３４に到達した冷媒は、上部ブロック４０２を垂直方向に延びる円筒形状の流路４５０を下方から上方に流れ、上部ブロック４０２を水平方向に延びる円筒形状の流路４５２を通って、配管口４１２に到達する。上述したように、配管口４１２には排出用支管Ｐ２４が接続されており、この排出用支管Ｐ２４を通って、冷媒は再び主管Ｐ１２に戻る。

弁ブロック４０６に設けられている制御弁４１４は、例えば電磁弁により構成されており、コイルにより構成されている弁駆動部４６０により開閉動作する。図１１は、この制御弁４１４が閉状態にある場合における温度調節ヘッド４００のＡ−Ａ線断面図を拡大して示す図であり、図１２は、その開状態を示す図である。

これら図１１及び図１２に示すように、弁駆動部４６０の駆動により制御弁４１４が閉状態になると、弁本体部４６２が上部ブロック４０２を水平方向に延びる円筒形状の流路４６４の開口４６６を閉止する。これが図１１の状態である。本実施形態では、この弁本体部４６２はゴムや弾性樹脂などの弾性部材で構成されており、開口４６６から冷媒が流れ込まないようにするために必要十分な程度に閉止する。一方、弁駆動部４６０の駆動により制御弁４１４が開状態になると、弁本体部４６２は、上部ブロック４０２を水平方向に延びる流路４６４の開口４６６を開状態にする。これが図１２の状態である。

制御弁４１４が閉状態の場合、上述したように、冷媒は、流路４１６、４１８、４２０、４２２、４２６、４３０、４５０、４５２と流れるが、制御弁４１４が開状態の場合、この経路に加えて、別の経路も流れて、排出用支管Ｐ２４から排出されるバイパス経路も形成される。

具体的には、図１２に示すように、流路４１６を流れ込んだ冷媒は、制御弁４１４が開状態であると、上部ブロック４０２を水平方向に延びる円筒形状の流路４６８を通り、開口４６６から流路４６４にも流れ込む。すなわち、流路４１８に流れ込むだけでなく、流路４６４にも流れ込む。流路４６４に流れ込んだ冷媒は、上述した流路４５２の途中で、流路４１８に流れ込んだ冷媒に、合流する。そして、合流した冷媒は、流路４５２から配管口４１２を介して、排出用支管Ｐ２４へ排出される。

このように、本実施形態に係る温度調節ヘッド４００では、制御弁４１４が開状態の場合、制御弁４１４が閉状態のときに形成される下部ブロック４０４を流れる冷媒の経路に加えて、バイパス経路が形成される。

このようにバイパス経路を形成するのは、被試験デバイスＤＵＴの発熱により、冷媒が沸騰してしまうのを回避するためである。すなわち、温度調節ヘッド４００における冷媒の流れを完全に止めてしまうと、温度調節ヘッド４００内にある冷媒が、被試験デバイスＤＵＴの発熱により沸騰してしまう。これを避けるために、本実施形態では、被試験デバイスＤＵＴの温度を下げる必要がないときでも、温度調節ヘッド４００内の冷媒が流れるようにしているのである。

バイパス経路が形成されている場合、下部ブロック４０４にも最低流量の冷媒は流れ込み、下部ブロック４０４における冷媒の流れが止まることはない。また、被試験デバイスＤＵＴは冷却する必要はないので、冷媒の多くの部分は、バイパス経路を流れて、排出用支管Ｐ２４から排出される。これにより、温度調節ヘッド４００における冷媒の流れを止めることなく、温度調節ヘッド４００における被試験デバイスＤＵＴへの冷却能力を変更することができるのである。

また、このようにバイパス経路を形成することにより、制御弁４１４が破損した場合に、被試験デバイスＤＵＴが異常過熱してしまうのを回避することができる。例えば、制御弁４１４が開状態のまま動作しない状態が起こっても、温度調節ヘッド４００の下部ブロック４０４を流れる冷媒の量がゼロにはならないので、被試験デバイスＤＵＴ自体の自己発熱による異常過熱を回避することができる。このため、冷媒の流路として、下部ブロック４０４への経路と、バイパス経路の２つを設けることにより、制御弁４１４が破損した場合の安全設計を図ることができるのである。

さらに、本実施形態に係る温度調節ヘッド４００の下部ブロック４０４には、ヒーター４７０が埋め込まれている。具体的には、下部ブロック４０４に、水平方向に並列に２つのヒーター挿入孔４７２が形成されており、この２つのヒーター挿入孔４７２にそれぞれヒーター４７０が挿入されている。

上述したように、ヒーター４７０には、ヒーター用電源６００から電力を供給できるように構成されており、ヒーター４７０に電力が供給されると、ヒーター４７０は発熱し、下部ブロック４０４が加熱される。下部ブロック４０４に被試験デバイスＤＵＴが接触している場合には、下部ブロック４０４の熱が被試験デバイスＤＵＴに伝達され、被試験デバイスＤＵＴも加熱される。

さらに、本実施形態に係る温度調節ヘッド４００の下部ブロック４０４には、温度検出部４８０が埋め込まれている。具体的には、下部ブロック４０４に、水平方向にセンサ挿入孔４８２が形成されており、このセンサ挿入孔４８２から、温度センサ４８４が挿入されている。

温度センサ４８４の先端部は、下部ブロック４０４の中央部分まで挿入されている。この下部ブロック４０４の中央部分には、センサ開口４８８が形成されており、このセンサ開口４８８に、センサブロック４９０が挿入されている。このセンサブロック４９０と温度センサ４８４により、本実施形態に係る温度検出部４８０が構成されている。

この温度検出部４８０の上面には、温度検出部４８０のセンサブロック４９０を下方向に付勢するための付勢部材として、スプリング４９２が設けられている。このため、センサブロック４９０は、下方向に付勢されており、下部ブロック４０４が被試験デバイスＤＵＴに接触している場合には、センサブロック４９０も被試験デバイスＤＵＴに密着する。これにより、被試験デバイスＤＵＴの温度がセンサブロック４９０に伝わり、これを温度センサ４８４で検出する。

温度センサ４８４で検出された温度は、検出温度信号として、バーンインコントローラ２００に送信される。バーンインコントローラ２００では、この検出温度信号に基づいて、被試験デバイスＤＵＴの温度を特定し、温度調節ヘッド４００の制御を行う。例えば、バーンインコントローラ２００は、ヒーター４７０に電力を供給して加熱したり、逆に、ヒーター４７０に供給していた電力を減らしたり、停止したりする。また、バーンインコントローラ２００は、制御弁４１４を閉状態にして下部ブロック４０４に流れ込む冷媒の流量を増やしたり、逆に、制御弁４１４を開状態にして下部ブロック４０４に流れ込む冷媒の流量を減らしたりする。

また、図９及び図１０から分かるように、上部ブロック４０２と下部ブロック４０４との間は、円周形状のＯリング４９４によりシールされている。すなわち、上部ブロック４０２を下部ブロック４０４に嵌め合わせると、上部ブロック４０２の外周部と下部ブロック４０４の内周部との間に、円周形状の間隙４９６が形成される。この間隙４９６にＯリング４９４を挿入することにより、上部ブロック４０２と下部ブロック４０４との間がシールされる。Ｏリング４９４は、ゴムや弾性樹脂などの弾性部材により構成されており、上部ブロック４０２と下部ブロック４０４との隙間から冷媒が漏れ出すのを防止している。このように、Ｏリング４９４が円周形状に形成されていることから、Ｏリング４９４に印加される内部からの圧力を均等に分散させることができ、Ｏリング４９４の潰し量を低減できる。

図１３は、このバーンイン装置１０で行われる温度制御の一例を説明するための温度変化のグラフを示している。この図１３のグラフにおいては、横軸はバーンイン試験を開始してからの経過時間を示しており、縦軸は温度検出部４８０で検出された温度を示している。

この図１３に示すように、（１）バーンイン試験の開始直後は、制御弁４１４は閉状態となり、流量０．７５Ｌ／ｍｉｎで冷媒を温度調節ヘッド４００に供給する。これにより、被試験デバイスＤＵＴの初期温度を安定させる。

被試験デバイスＤＵＴの状態が安定した時点で、バーンイン装置１０は、（２）被試験デバイスＤＵＴへの電力供給を開始する。被試験デバイスＤＵＴに電力が供給されると、（３）被試験デバイスＤＵＴは自己発熱により、温度が上昇する。この図１３の例では、被試験デバイスＤＵＴは８０℃まで上昇して安定している。但し、被試験デバイスＤＵＴの中には、８０℃を超えてしまうものもあり、逆に、８０℃に達しないものもある。この（３）では、制御弁４１４は閉状態のままである。

バーンイン試験の検査温度が例えば１３５℃であると想定すると、８０℃以上になった被試験デバイスＤＵＴについては、バーンイン装置１０は、（４）制御弁４１４の閉状態を維持して、０．７５Ｌ／ｍｉｎの冷媒の流量を確保したまま、ヒーター４７０への電力供給を開始して、ヒーター４７０による温度制御を始める。これにより、（５）１３５℃まで、被試験デバイスＤＵＴの温度を上昇させて、維持させる。

一方、８０℃に到達しなかった被試験デバイスＤＵＴについては、バーンイン装置１０は、制御弁４１４を開状態にして、下部ブロック４０４に流れ込む冷媒の流量を０．４Ｌ／ｍｉｎに下げた上で、ヒーター４７０への電力供給を開始して、ヒーター４７０による温度制御を始める。これにより、（５）１３５℃まで、被試験デバイスＤＵＴの温度を上昇させて、維持させる。すなわち、被試験デバイスＤＵＴが８０℃に到達していない場合、冷媒の流量を下げることにより、被試験デバイスＤＵＴの温度が上昇しやすいようにしている。

以上のように、本実施形態に係るバーンイン装置１０によれば、冷媒が流れる主管Ｐ１２と並列に支管Ｐ２０を設け、この支管Ｐ２０の途中に温度調節ヘッド４００を設けるようにしたので、主管Ｐ１２と並列的に温度調節ヘッド４００へ冷媒を供給することができる。このため、直列に接続した温度調節ヘッド４００を順番に冷媒が流れる場合と比べて、各温度調節ヘッド４００における冷媒温度の偏りを少なくすることができ、被試験デバイスＤＵＴに対する冷却能力の均一化を図ることができる。

また、本実施形態に係るバーンイン装置１０によれば、制御弁４１４の開閉状態を制御することにより、温度調節ヘッド４００の下部ブロック４０４に流れ込む冷媒の流量を制御し、冷媒の流量を制御することにより被試験デバイスＤＵＴの温度調節を行うようにした。すなわち、冷媒の流量制御による温度調節を主とし、ヒーター４７０のオン／オフ制御による被試験デバイスＤＵＴの温度調節は従とした。このような温度制御にすることにより、同時にバーンイン試験を行うことのできる被試験デバイスＤＵＴの電流量及び発熱量の範囲を広く確保することができる。つまり、パワーバンドが広がって、電流量及び発熱量が異なる広い範囲の被試験デバイスＤＵＴを、同時にバーンイン試験できるようになる。

さらに、このように主として冷媒の流量制御により、被試験デバイスＤＵＴの温度調節をするようにしたので、バーンイン装置１０の消費電力の削減を図ることができる。すなわち、被試験デバイスＤＵＴは自己発熱をしているので、この自己発熱に加えてヒーターまでも用いて加熱した上で、冷媒による冷却をするのでは消費エネルギーが大きくなってしまう。このため、本実施形態のように、被試験デバイスＤＵＴの自己発熱を利用した上で、冷媒による流量制御で被試験デバイスＤＵＴの温度調節をすれば、消費エネルギーの削減を図ることができる。

また、本実施形態に係るバーンイン装置１０によれば、下部ブロック４０４の中央部分を中心とした同心円状に、円周形状の流路４２２、４２６、４３０を複数形成することとしたので、流路４２２、４２６、４３０の幅を比較的広く確保することができる。このため、流路を流れる冷媒の圧力損出を少なくすることができ、バーンイン装置１０の負荷を軽減することができる。

さらに、上部ブロック４０２に形成される流路は、いずれも水平方向に円筒形状の流路、又は、垂直方向に延びる円筒形状の流路であるので、上部ブロック４０２に流路を形成するための切削加工を容易にすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず種々に変形可能である。例えば、主管Ｐ１０、Ｐ１２、Ｐ１４の配置や支管Ｐ２０の配置は、任意であり、温度調節ヘッド４００に冷媒を並列に供給するために種々に変形可能である。

また、上述した温度調節ヘッド４００内における冷媒の流路のレイアウトは一例に過ぎず、温度調節ヘッド４００の形状や大きさに基づいて、種々の変更を加えることが可能である。

また、温度調節ヘッド４００における加熱機能は必ずしも必要なものではなく、被試験デバイスＤＵＴの自己発熱が大きい場合には、ヒーター４７０による加熱機能を省くことも可能である。

また、上述した実施形態では、本発明をバーンイン装置１０に適用した場合を例に説明したが、本発明はバーンイン装置１０に限らず、温度調整ヘッド４００を有する様々な温度調節装置に対して適用することが可能である。

本実施形態に係るバーンイン装置の全体正面図。 図１のバーンイン装置における右側面図。 図１のバーンイン装置に挿入されるバーンインボードのレイアウトの一例を示す図。 図１のバーンイン装置に設けられている温度調整ボードのレイアウトの一例を示す図。 図１のバーンイン装置のシステム構成を説明するブロック図。 図４の温度調整ボードに設けられている温度調節ヘッドの斜視図。 図６の温度調節ヘッドの平面図。 図７の温度調節ヘッドにおける下部ブロックの平面図。 図７の温度調節ヘッドにおけるＡ−Ａ線断面図。 図７の温度調節ヘッドにおけるＢ−Ｂ線断面図。 制御弁が閉状態である場合における図９の拡大図。 制御弁が開状態である場合における図９の拡大図。 図１のバーンイン装置でバーンイン試験を行った場合の温度変化のグラフの一例を示す図。

符号の説明

１０ バーンイン装置
２０ 恒温槽
３０ スロット
４０ ドア
５０ コネクタ
１００ ソケット
１１０ エッジコネクタ
２００ バーンインコントローラ
３００ 温度調整ボード
４００ 温度調節ヘッド
５００ チラー
ＤＵＴ 被試験デバイス
ＢＩＢ バーンインボード

Claims (8)

1. 複数の被試験デバイスを装着可能なバーンインボードが、挿入される、スロットと、
   前記スロットに挿入されたバーンインボードの前記複数の被試験デバイスのそれぞれに対応して１個ずつ設けられている、複数の温度調節ヘッドであって、前記複数の被試験デバイスに接触して、前記被試験デバイスの冷却を行う、複数の温度調節ヘッドと、
   冷媒を冷却する冷媒冷却装置から送出された冷媒を循環させ、再び前記冷媒冷却装置に冷媒を戻すための主管と、
   前記複数の温度調節ヘッドのそれぞれに対応して１つずつ設けられている複数の支管であって、当該複数の支管のそれぞれが、前記主管と並列に設けられて、前記主管から冷媒を前記温度調節ヘッドに供給するとともに、再び前記主管に戻すための複数の支管と、
   を備えることを特徴とするバーンイン装置。
2. 前記支管は、前記主管から前記温度調節ヘッドに冷媒を供給する供給用支管と、前記温度調節ヘッドから排出された冷媒を前記主管に戻す排出用支管とを備えて構成されており、
   前記温度調節ヘッドは、被試験デバイスと接触する下部ブロックを備えて構成されており、
   前記供給用支管から供給された冷媒は、前記下部ブロックの中央部分に供給され、この中央部分から前記下部ブロックの外周方向に向かって流れるように形成された流路を流れて、前記排出用支管から排出される、ことを特徴とする請求項１に記載のバーンイン装置。
3. 前記流路は、前記下部ブロックの中央部分を中心として、同心円状に配置された円周形状の流路により構成されており、
   内側の円周形状の流路から外側の円周形状の流路に繋がる開口を通って、冷媒は、前記下部ブロックの外周方向に流れていく、ことを特徴とする請求項２に記載のバーンイン装置。
4. 内側の円周形状の流路から冷媒が流れ込んだ開口の円周方向反対側の位置に、外側の円周形状の流路に繋がる開口が形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載のバーンイン装置。
5. 前記温度調節ヘッドには、前記下部ブロックへの冷媒の流路とは別に、冷媒が流れるバイパス経路が形成されており、前記バイパス経路を通っても、前記供給用支管から供給された冷媒は、前記排出用支管に排出されるとともに、
   前記温度調節ヘッドは、前記バイパス経路への冷媒の流れを制御する制御弁をさらに備える、ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のバーンイン装置。
6. 前記制御弁が開状態になると、冷媒は、前記下部ブロックへの流路を流れるとともに、前記パイパス経路も流れる、ことを特徴とする請求項５に記載のバーンイン装置。
7. 前記制御弁は開状態と閉状態との２つの状態があり、
   前記制御弁が開状態になると、冷媒は、前記下部ブロックへの流路を流れるとともに、前記パイパス経路も流れるが、
   前記制御弁が閉状態になると、冷媒は、前記下部ブロックへの流路は流れるが、前記バイパス経路には流れ込まない、
   ことを特徴とする請求項５に記載のバーンイン装置。
8. 前記温度調節ヘッドには、ヒーターも埋め込まれており、前記ヒーターが発熱することにより、前記温度調節ヘッドに接触している被試験デバイスを加熱することが可能である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のバーンイン装置。

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