JP6975420B2 - 熱サイクル試験装置、熱サイクル試験方法、半導体装置の製造方法、及びプログラム - Google Patents
熱サイクル試験装置、熱サイクル試験方法、半導体装置の製造方法、及びプログラム Download PDFInfo
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Description
特許文献1 特開昭61−97566号公報
特許文献2 特開昭63−298153号公報
特許文献3 特開2009−117614号公報
特許文献4 特開2003−100965号公報
熱サイクル試験装置は、熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物のアコースティックエミッションを検出するAE検出部を備えてよい。
熱サイクル試験装置は、試験対象物の変位を検出する変位検出部を備えてよい。
熱サイクル試験装置は、AE検出部が検出したアコースティックエミッションおよび変位検出部が検出した変位の組を記録する記録部を備えてよい。
熱サイクル試験装置は、試験対象物を載置し、試験対象物の温度を制御するステージを更に備えてよい。
ステージは、試験対象物を予め定められた周期T(秒)で繰り返し加熱および冷却できてよい。
熱サイクル試験装置は、熱サイクル試験中に試験対象物に接触してアコースティックエミッションをAE検出部へと伝搬させる導波体を更に備えてよい。
導波体は、試験対象物と接触する接触面の面積が、AE検出部に接触する接触面の面積よりも小さくてよい。
導波体は、円錐台状または角錐台状であってよい。
導波体は、セラミックを材料としてよい。
変位検出部は、導波体を介して試験対象物の変位を検出してよい。
導波体は、試験対象物側の第1端面が試験対象物に押し当てられてよい。
AE検出部は、導波体における第1端面と反対側の第2端面に接して固定されてよい。
変位検出部は、変位検出部に対する導波体およびAE検出部の組の相対移動を検出してよい。
熱サイクル試験装置は、導波体およびAE検出部を吊り下げて支持する支持部を更に備えてよい。
変位検出部は、導波体およびAE検出部の上下動を検出してよい。
支持部は、伸縮部材により導波体およびAE検出部を吊り下げてよい。
支持部は、伸縮部材の上端の位置を上下方向に調整可能に支持してよい。
変位検出部は、差動トランスを有してよい。
AE検出部は、差動トランスの可動磁心に固定されてよい。
変位検出部は、試験対象物の測定位置において測定した測定変位からステージの基準変位を減じることにより、試験対象物そのものの変位を算出してよい。
変位検出部は、試験対象物の熱サイクル試験とは異なるキャリブレーションサイクル中にステージにおける試験対象物を載置しない部分で測定した基準変位を、測定変位から減じることにより、試験対象物そのものの変位を算出してよい。
変位検出部は、試験対象物の熱サイクル試験中に、試験対象物の測定位置に接して測定変位を測定する第1変位測定部を有してよい。
変位検出部は、熱サイクル試験中に、ステージに接して基準変位を測定する第2変位測定部を有してよい。
変位検出部は、試験対象物の温度を上昇させている間において測定した測定変位から、ステージの温度を上昇させながら測定した第1の基準変位を減じることにより、試験対象物そのものの変位を算出してよい。
変位検出部は、試験対象物の温度を下降させている間において測定した測定変位から、ステージの温度を下降させながら測定した第2の基準変位を減じることにより、試験対象物そのものの変位を算出してよい。
ステージは、試験対象物を加熱可能に載置するヒートステージを有してよい。
ステージは、ヒートステージにおける試験対象物を載置する面とは反対の面側に設けられた冷却部材を有してよい。
熱サイクル試験装置は、ヒートステージを冷却する冷却部を有してよい。
冷却部は、冷却部材に冷却液を供給してヒートステージを冷却してよい。
冷却部は、ヒートステージにより試験対象物を加熱させている間においても冷却部材に冷却液を供給してよい。
熱サイクル試験装置は、試験対象物、および当該熱サイクル試験装置における少なくとも試験対象物に接する部材を覆うチャンバを更に備えてよい。
熱サイクル試験装置は、チャンバの外側に設けられ、チャンバ内に充填するガスがチャンバの外部に漏れたことを検出するためのガスセンサを更に備えてよい。
記録部は、AE検出部が検出したアコースティックエミッションの時系列データおよび変位検出部が検出した変位の時系列データを記録してよい。
記録部は、試験対象物に与えた温度の時系列データを更に記録してよい。
熱サイクル試験装置は、熱サイクル試験中に検出した試験対象物のアコースティックエミッションが閾値を超えたことに応じて、試験対象物が破壊されたと判定する破壊判定部を更に備えてよい。
破壊判定部は、熱サイクル試験中に検出した試験対象物のアコースティックエミッションおよび変位に基づいて、試験対象物に生じた破壊の種類を更に判定してよい。
破壊判定部は、試験対象物のアコースティックエミッションの周波数成分に基づいて、試験対象物における、複数の材料のうちいずれの材料の部分に破壊が発生したかを更に判定してよい。
記録部は、熱サイクル試験中に試験対象物を撮像した動画を更に記録してよい。
熱サイクル試験方法では、熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物の熱サイクル試験中に、試験対象物のアコースティックエミッションを検出してよい。
熱サイクル試験方法では、熱サイクル試験中に、試験対象物の変位を検出してよい。
熱サイクル試験方法では、検出されたアコースティックエミッションおよび検出された変位の組を記録してよい。
熱サイクル試験方法では、試験対象物を予め定められた周期T(秒)で繰り返し加熱および冷却しながら実行されてよい。
試験対象物は、金属板、絶縁板および配線板を順に積層した基板であってよい。
熱サイクル試験方法は、基板を加熱により平坦にし、次に昇温中に反らせることにより、基板に熱負荷を与えながら実行されてよい。
半導体装置の製造方法は、基板を用意する工程を備えてよい。
半導体装置の製造方法は、項目31に記載の熱サイクル試験方法により基板を試験する工程を備えてよい。
半導体装置の製造方法は、試験する工程において選別した基板を用いて半導体装置を組み立てる工程を備えてよい。
プログラムは、コンピュータに、熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物の熱サイクル試験中に、試験対象物のアコースティックエミッションを検出させてよい。
プログラムは、コンピュータに、熱サイクル試験中に、試験対象物の変位を検出させてよい。
プログラムは、コンピュータに、検出されたアコースティックエミッションおよび検出された変位の組を記録させてよい。
Claims (33)
- 熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物のアコースティックエミッションを、導波体を介して検出するAE検出部であり、前記導波体は、前記試験対象物に接触してアコースティックエミッションを前記AE検出部へと伝搬させる、前記AE検出部と、
前記導波体を介して前記試験対象物の変位を検出する変位検出部と、
前記AE検出部が検出したアコースティックエミッションおよび前記変位検出部が検出した変位の組を記録する記録部と
を備える熱サイクル試験装置。 - 前記試験対象物を載置し、前記試験対象物の温度を制御するステージを更に備える請求項1に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記ステージは、前記試験対象物を予め定められた周期T(秒)で繰り返し加熱および冷却できる請求項2に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記導波体は、前記試験対象物と接触する接触面の面積が、前記AE検出部に接触する接触面の面積よりも小さい請求項2または3に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記導波体は、円錐台状または角錐台状である請求項4に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記導波体は、セラミックを材料とする請求項3から5のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記導波体は、前記試験対象物側の第1端面が前記試験対象物に押し当てられ、
前記AE検出部は、前記導波体における前記第1端面と反対側の第2端面に接して固定され、
前記変位検出部は、前記変位検出部に対する前記導波体および前記AE検出部の組の相対移動を検出する
請求項2から6のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。 - 前記導波体および前記AE検出部を吊り下げて支持する支持部を更に備え、
前記変位検出部は、前記導波体および前記AE検出部の上下動を検出する
請求項7に記載の熱サイクル試験装置。 - 前記支持部は、伸縮部材により前記導波体および前記AE検出部を吊り下げる請求項8に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記支持部は、前記伸縮部材の上端の位置を上下方向に調整可能に支持する請求項9に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記変位検出部は、差動トランスを有し、
前記AE検出部は、前記差動トランスの可動磁心に固定される
請求項2から10のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。 - 前記変位検出部は、前記試験対象物の測定位置において測定した測定変位から前記ステージの基準変位を減じることにより、前記試験対象物そのものの変位を算出する請求項2から11のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記変位検出部は、前記試験対象物の熱サイクル試験とは異なるキャリブレーションサイクル中に前記ステージにおける前記試験対象物を載置しない部分で測定した前記基準変位を、前記測定変位から減じることにより、前記試験対象物そのものの変位を算出する請求項12に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記変位検出部は、
前記試験対象物の熱サイクル試験中に、前記試験対象物の前記測定位置に接して前記測定変位を測定する第1変位測定部と、
前記熱サイクル試験中に、前記ステージに接して前記基準変位を測定する第2変位測定部と
を有する請求項12に記載の熱サイクル試験装置。 - 前記変位検出部は、
前記試験対象物の温度を上昇させている間において測定した前記測定変位から、前記ステージの温度を上昇させながら測定した第1の前記基準変位を減じることにより、前記試験対象物そのものの変位を算出し、
前記試験対象物の温度を下降させている間において測定した前記測定変位から、前記ステージの温度を下降させながら測定した第2の前記基準変位を減じることにより、前記試験対象物そのものの変位を算出する
請求項12から14のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。 - 前記ステージは、
前記試験対象物を加熱可能に載置するヒートステージと、
前記ヒートステージにおける前記試験対象物を載置する面とは反対の面側に設けられた冷却部材を有し、前記ヒートステージを冷却する冷却部と
を有する請求項2から15のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。 - 前記冷却部は、前記冷却部材に冷却液を供給して前記ヒートステージを冷却する請求項16に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記冷却部は、前記ヒートステージにより前記試験対象物を加熱させている間においても前記冷却部材に冷却液を供給する請求項16に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記試験対象物、および当該熱サイクル試験装置における少なくとも前記試験対象物に接する部材を覆うチャンバを更に備える請求項1から18のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記チャンバの外側に設けられ、前記チャンバ内に充填するガスが前記チャンバの外部に漏れたことを検出するためのガスセンサを更に備える請求項19に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記記録部は、前記AE検出部が検出したアコースティックエミッションの時系列データおよび前記変位検出部が検出した変位の時系列データを記録する請求項1から20のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記記録部は、前記試験対象物に与えた温度の時系列データを更に記録する請求項21に記載の熱サイクル試験装置。
- 熱サイクル試験中に検出した前記試験対象物のアコースティックエミッションが閾値を超えたことに応じて、前記試験対象物が破壊されたと判定する破壊判定部を更に備える請求項1から22のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記破壊判定部は、前記熱サイクル試験中に検出した前記試験対象物のアコースティックエミッションおよび変位に基づいて、前記試験対象物に生じた破壊の種類を更に判定する請求項23に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記破壊判定部は、前記試験対象物のアコースティックエミッションの周波数成分に基づいて、前記試験対象物における、前記複数の材料のうちいずれの材料の部分に破壊が発生したかを更に判定する請求項23または24に記載の熱サイクル試験装置。
- 前記記録部は、熱サイクル試験中に前記試験対象物を撮像した動画を更に記録する請求項1から25のいずれか一項に記載の熱サイクル試験装置。
- 熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物のアコースティックエミッションを検出するAE検出部と、
前記試験対象物の変位を検出する変位検出部と、
前記AE検出部が検出したアコースティックエミッションおよび前記変位検出部が検出した変位の組を記録する記録部と、
前記試験対象物のアコースティックエミッションおよび変位に基づいて、前記試験対象物に生じた破壊の種類を判定する破壊判定部と、
を備える熱サイクル試験装置。 - 熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物の熱サイクル試験中に、前記試験対象物のアコースティックエミッションを、前記試験対象物に接触してアコースティックエミッションを伝搬させる導波体を介して検出し、
前記熱サイクル試験中に、前記導波体を介して前記試験対象物の変位を検出し、
検出されたアコースティックエミッションおよび検出された変位の組を記録する
熱サイクル試験方法。 - 前記試験対象物を予め定められた周期T(秒)で繰り返し加熱および冷却しながら実行される請求項28に記載の熱サイクル試験方法。
- 前記試験対象物は、金属板、絶縁板および配線板を順に積層した基板であり、
前記基板を前記加熱により平坦にし、次に昇温中に反らせることにより、前記基板に熱負荷を与えながら実行される請求項29に記載の熱サイクル試験方法。 - 基板を用意する工程と、
請求項28から30のいずれか一項に記載の熱サイクル試験方法により前記基板を試験する工程と、
前記試験する工程において選別した前記基板を用いて半導体装置を組み立てる工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 - 基板を用意する工程と、
熱膨張率が異なる複数の材料を接合した前記基板の熱サイクル試験中に、前記基板のアコースティックエミッションを検出し、前記熱サイクル試験中に、前記基板の変位を検出し、検出されたアコースティックエミッションおよび検出された変位の組を記録する熱サイクル試験方法により、前記基板を試験する工程と、
前記試験する工程において選別した前記基板を用いて半導体装置を組み立てる工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 - コンピュータに
熱膨張率が異なる複数の材料を接合した試験対象物の熱サイクル試験中に、前記試験対象物のアコースティックエミッションを、前記試験対象物に接触してアコースティックエミッションを伝搬させる導波体を介して検出させ、
前記熱サイクル試験中に、前記導波体を介して前記試験対象物の変位を検出させ、
検出されたアコースティックエミッションおよび検出された変位の組を記録させる
プログラム。
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