JPH0264476A

JPH0264476A - 冷却装置

Info

Publication number: JPH0264476A
Application number: JP63217027A
Authority: JP
Inventors: Yuta Adachi; 安達　雄太
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕半導体素子の冷却装置に関し、発熱量の異なる複数の発熱源を、ある一定の温度まで冷
却することを目的とし、放熱手段と、発熱体の温度により膨張又は収縮すること
により発熱体と放熱手段の接触を調節する接触調節手段
を有する構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体の試験を行う際の冷却装置に関する。

〔従来の技術］半導体素子は、装置の部品として使用される前に、その
故障品を取り除く為に、試験が行われる。

通常、その試験はバーン・インと呼ばれる試験で、半導
体素子をある一定温度の高温環境下で一定時間連続通電
する。その結果、前記半導体素子に異常が無ければ、装
置の一部として使用される。前記試験の結果、異常が出
た物は排除される。

前記試験では、半導体をある一定の温度下で通電させる
ために、まず半導体をバーン・イン槽と呼ばれる槽に入
れ、槽内をある一定の温度下にする。半導体素子自体は
、通電されるので自らの消費電力によって発熱する。し
かし、半導体素子は通電される限り、常に発熱するので
、温度は上昇し続ける。そこで、一定の温度にする為に
、半導体にある冷却装置を装備して、一定の高温を設定
する。つまり、前記槽内の温度と半導体自体の発熱と、
冷却装置によって、半導体素子は一定の高温下に置かれ
る。

第２図は、従来の冷却装置の断面図である。

１は半導体、２１はアルミニウム（Ａｔ）で構成された
放熱部である。通常、半導体は、バーン・イン槽のソケ
ットに取りつけられ、前記半導体１を覆う様に蓋が被せ
られる。その蓋に冷却装置（第２図参照）が設けられて
おり、蓋が被せられた時に、冷却装置が半導体に密着す
るように成っている。

冷却装置の放熱部が、半導体に密着し、半導体の消費電
力による発熱を、ある程度吸収し、放熱する。よって、
半導体は、自らの発熱と、その発熱の冷却と、槽内の温
度により、ある一定の高温下に置かれ、バーン・イン試
験を実施される。

〔発明が解決しようとする課題〕

バーン・イン試験は、通常−つのバーン・イン槽のなか
に、数十から数百の半導体を入れる事が出来るように構
成されている。これは、前記試験に於いて、−度に大量
の個数をこなす事を実現するためである。

さて、近年、半導体の種類は、年々増加しており、又、
多様化している。そこで、異なる種類の半導体を同時に
一つのバーン・イン槽で、バーン・イン試験する必要性
が近年になって生じてきた。

これは、前記同種類の半導体素子を複数個同時に試験す
るのと同様、バーン・イン試験を効率良く行うためであ
る。

しかし、半導体の消費電力が異なると、通電時の発熱量
は当然界なる。従って、前記バーン・イン試験時に於い
て、異なる消費電力の半導体を同一のバーン・イン槽で
試験した場合、異なる半導体では、異なるジャンクショ
ン温度になってしまう。半導体の消費電力の違いが、極
僅かであれば問題は生じないが、近年、様々な半導体が
使用され、その消費電力は非常に多様である。異なる消
費電力の半導体を同一のバーン・イン槽で同時に試験す
ると、異なる半導体がそれぞれ、ジャンクジタン温度が
異なってしまい、ある定められたジャンクシジン温度に
半導体素子を置くことができない。従って、従来では、
半導体の消費電力の違いが僅かな場合は、複数の種類を
同時に同一のバーン・イン槽で試験したが、消費電力の
差が比較的大きい時は、バーン・イン槽を複数設けるか
、消費電力別に時間を分けて試験を行った。また、複数
の異なる冷却装置を用いて、異なる半導体のバーン・イ
ン試験を行うという方法があるが、半導体に合わせて様
々な種類の冷却装置を作らなければならない。更に、前
記方法で試験を行うと、試験者の作業は、非常に煩雑な
ものとなってしまつ。

近年、様々な消費電力の半導体が登場している。

また、付加価値の高い半導体素子は、消費電力も様々で
ある。また、前記付加価値の高い半導体は、生産数が限
られており、個数は比較的少ない。よって、百から数百
個の半導体素子を入れることが可能なバーン・イン槽に
、同一の高付加価値半導体だけで、前記百から数百偏入
れることは不可能である。つまり、高付加価値半導体素
子のバーン・イン試験は、非常に効率が悪い。

従って、本発明の目的は、消費電力の異なる半導体素子
を同一のバーン・イン槽で、同時にバーン・イン試験す
ることが可能な冷却装置を提供することにある。

〔課題を解決する為の手段〕

冷却装置に、放熱手段と、発熱体の温度により膨張又は
収縮することにより発熱体と放熱手段の接触を調節する
接触調節手段を設ける構成とする。

〔作用〕

本発明は、発熱源が発生する熱量が大きい場合は、接触
手段の膨張によって、放熱部との接触面が増え、熱抵抗
が減少する。よって発熱源の放熱は、比較的大きい。発
熱源が発生する熱量が小さい場合は、接触手段は膨張す
るが、前記の場合程膨張しない。よって、放熱部との接
触面は前記に比べて少なく、熱抵抗は大きい。よって発
熱源の放熱は、比較的小さい。従って、異なる発熱源の
発熱量に合わせて、放熱する熱量を変えることが可能で
あるから、異なる発熱量の発熱源を、はぼ同じ温度にす
ることが可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である。第１図（ａ）は発
熱体である半導体の消費電力が大きい時の冷却装置の断
面図、第１図（ｂ）は発熱体である半導体の消費電力が
比較的小さい時の冷却装置の断面図である。図中、１は
発熱体である半導体、２は接触１１節手段でアルミニウ
ム（ＡＩ）で構成されている。３は冷却装置の枠、４は
放熱部でアルミニウム（ＡＩ）で構成されている。５は
隙間である。

接触調節手段２は上部が丸みを帯びた形をしており、そ
の両端で前記放熱部４と隙間５を形成している。従って
、前記接触調整部２の上面は、その上に位置する放熱部
４とは、前記上面の一部のみで接触していて、全ての面
で接触してはいない。

第１図に示すように接触調節手段２は、その両端で、前
記接触調節手段の上に位置する放熱部４と隙間５を作っ
ている。また、枠３は放熱部と接触調整手段２が離れる
ことのないように抑えている。

そのため枠３はその両側の端が放熱部４と、接触調整部
に食い込んでいる。枠３は、アルミニウム（ＡＩ）より
も熱膨張率が小さい物で、アルミナやシリコン等のセラ
ミックを使用する。

以下、実施例に従って、本発明を説明する。

従来同様、半導体１は、バーン・イン槽のソケットに取
りつけられ、前記半導体１を覆う様に蓋が被せられる。

その蓋に冷却装置が設けられており、蓋が被せられた時
に、冷却装置が半導体に密着するように成っている。前
記ソケット及び前記蓋は図示していない。　冷却装置の
接触調節部２が、半導体１に密着し、半導体ｌの消費電
力による発熱を、ある程度吸収する。その時の、半導体
の発生する熱量が大きいと、つまり半導体の消費電力が
大きい場合は、前記接触調節部２は膨張し、第１図（ａ
）の如く、放熱部５と接触調整部２との接触面は広くな
る。また、半導体１の発生する熱量が比較的小さいと、
つまり半導体１の消費電力が比較的小さければ、接触調
節部２は膨張はするが、消費電力の大きい半導体の時は
どは膨張しない。よって、放熱部５と接触調整部２との
接触面は消費電力が大きい半導体の時に比べて狭い。

従って、前記接触調節部５は、半導体の消費電力が大き
いものと小さいものでは、前者は放熱部５と接触調整部
２との接触面は広く、後者は狭い。

よって、半導体１から接触調整部２を経て、放熱部５に
伝わる熱量は、半導体の消費電力が大きい物のほうが大
きい。また、半導体の消費電力が、比較的小さい物では
、放熱部５に伝わる熱量は、前記の場合に比べて小さい
。半導体の消費電力が大きいときは、半導体から逃げる
熱量が比較的大きく、半導体の消費電力が小さいときは
逃げる熱量は小さい。

よって、本実施例の冷却装置は、半導体の消費電力に合
わせて、半導体を冷却し、異なる消費電力の半導体でも
、比較的温度差のないジャンクション温度にすることが
可能である。

一般に、半導体の消費電力をＰｄ、前記半導体を覆うケ
ースの熱抵抗をＲθｊｃ、前記ケースと冷却装置取り付
は面との間の熱抵抗をＲθｃｓ、冷却装置の半導体ケー
スとの取り付は面と空気間の熱抵抗、即ち冷却装置の熱
抵抗をＲθｓａ、ジャンクション温度をＴｊ、バーン・
イン槽内の温度をＴａとした場合、Ｔｊ　＝Ｔａ　＋Ｐ
ｄ（Ｒθｊｃ＋Ｒθｃｓ＋Ｒθｓａ）の弐が成り立つ。

冷却装置の熱抵抗Ｒθｓａは、放熱部と接触調整手段に
よって変化する。

その他の熱抵抗Ｒθｊｃ、　　Ｒθｃｓは一定である。

Ｒθｓａは消費電力Ｐｄが大きいと小さくなる。またＲ
θｓａは消費電力Ｐｄが小さいと大きくなる。従って、
消費電力Ｐｄが大きい半導体と、小さい半導体を、はぼ
同じジャンクション温度にすることが可能である。例え
ば、ジャンクション温度Ｔｊが１３０度〜１５０度の範
囲で、Ｔａが１００度の条件で、バーン・イン試験を行
うとしたら、Ｒθｊｃ＋Ｒθｃｓ＝２とし、Ｒθｓａが
２〜５の範囲で変化する場合、半導体素子の消費電力は
約４Ｗ〜１１Ｗの物が、同時に試験できる。

以上、実施例を上げて本発明を説明した。実施例では、
接触調節手段を放熱部と半導体の間に挟む構成としたが
、半導体と接触調節手段で、放熱部を挟んでも良い。こ
の場合は、接触調節部に発熱源である半導体の熱を伝え
る手段を設ける必要がある。接触調節手段が放熱部を半
導体の方へ膨張によって押し付けて接触を調節すること
になる。

このように、本発明は、本発明の要旨に従い、種々の変
形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではな
い。

〔効果〕

本発明の冷却装置によれば、発熱量の大きい発熱源は、
放熱される熱量が大きく、発熱量の小さい発熱源は、放
熱される熱量は小さい。よって、一種類の冷却装置で、
発熱する熱量が異なる発熱源を、それぞれ適度な温度に
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は従来例の断
面図である。第１図（ａ）は発熱体である半導体の消費
電力が大きい時の冷却装置の断面図、第１図（ｂ）は発
熱体である半導体の消費電力が比較的小さい時の冷却装
置の断面図である。１・・・半導体２・・・接触調節手段３・・・枠４・・・放熱部５・・・隙間２１・・・放熱部

Claims

【特許請求の範囲】放熱手段（４）と、発熱体の温度により膨張又は収縮することにより発熱体
と放熱手段の接触を調節する接触調節手段（２）を有す
ることを特徴とする冷却装置。