JPH0434095B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 被試験物に熱ストレスを与えるモジユール形
の試験装置であつて： 環境チヤンバ１４を備え； また、上記の環境チヤンバ内に設けられた温度
検出器を備え； また、上記の温度検出器に電気的に接続された
制御ユニツト１６を備え； また、プレナムサブモジユール３４を備え、こ
のプレナムサブモジユールには入口プレナム５４
および出口プレナム４８が形成され、これらの入
口プレナムと出口プレナムは互いに連通されてお
り； また、上記の入口プレナム５４から出口プレナ
ム４８にガスを送るブロー手段４０を備え、この
ブロー手段は上記のプレナムサブモジユール３４
内に配置されており； また、上記の入口プレナム５４に供給されるガ
スを加熱するヒータ手段５８を備え； また、上記の出口プレナムに低温の乾燥ガスを
供給する供給手段７０を備え； また、上記の出口プレナム４８を上記の環境チ
ヤンバ１４内に連通する第１の通路１８と、上記
の環境チヤンバ１４を上記の入口プレナム５４に
連通する第２の通路１８とを備え； 上記の制御ユニツト１６は上記のヒータ手段５
８に電気的に接続されこの入口プレナム内に供給
される熱量を制御するとともに、またこの制御ユ
ニツトは上記の供給手段７０に電気的に接続され
上記の出口プレナム４８に供給される低温の乾燥
ガスの流量を制御するものであり； 上記の供給手段７０には、供給管７０が設けら
れ、上記の出口プレナムに低温の乾燥ガスを供給
するための液化ガスの供給源がこの供給管に接続
されており、またこの液化ガスの供給源と上記の
供給管との間には低温バルブが介在されており、
この低温バルブは上記の液化ガスの供給源から上
記の供給管に供給される低温の乾燥ガスの流量を
制御し、この低温バルブには小径の孔が形成さ
れ、これによつて上記の環境チヤンバ１４内が常
に正圧に維持されるものであることを特徴とする
熱ストレス試験装置。

２ 前記の制御ユニツト１６は前記の低温バルブ
に電気的に接続されていることを特徴とする特許
請求ま範囲第１項記載の熱ストレス試験装置。

３ 前記の低温バルブに形成された小径の孔の直
径は0.015インチ（0.38mm）であることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の熱ストレス試験
装置。

４ 前記の温度検出器は前記の環境チヤンバ内の
被試験物に直接取付けられており、これによつて
前記の制御ユニツト１６はこの被試験物の温度に
対応して前記のヒータ手段５８および供給手段７
０を制御するものであることを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の熱ストレス試験装置。

５ 前記の制御ユニツト１６は前記の被試験物の
温度を監視するとともに前記のヒータ手段５８お
よび供給手段７０を制御し、この被試験物の温度
を所定の温度変化率で変化させるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の熱スト
レス試験装置。

発明の背景 １ 発明の分野 本発明は環境チヤンバに関し、さらに特定すれ
ば、本発明は電子回路およびアセンブリの熱スト
レス試験装置に関する。

２ 従来技術の説明 従来の環境チヤンバの設計においては、このチ
ヤンバの使用条件に対応し仕様が確立されてお
り、年間にわたる激しい変化は設定されていな
い。しかし、最近では、この目的に関して大きな
改造がなされている。たとえば、これら回路また
は回路アセンブリに与える環境の変化は、航空宇
宙、近宇宙、外宇宙等での仕様に対応して複雑さ
が増大しており、この回路が耐えなければならな
い環境変化や信頼性も各種のものが新たに設定さ
れる。この環境チヤンバは、試験すべき回路が耐
えなければならない局限状態に対応した環境スト
レスを地表上で再現する必要がある。この環境チ
ヤンバに要求される仕様はますます多くなつてき
ており、より速い温度変化、ストレス試験のため
の新たな形状のチヤンバ、およびこのチヤンバを
マイクロプロセツサによつてプログラムされた自
動制御すること等が要求されている。

さらに、この環境チヤンバには容易に保守およ
び修理できることが要求されている。多くの電子
工業の分野では、プリント基板、回路アセンブリ
および最終製品について100％の温度変化の試験
が必要とされている。したがつて、この環境試験
装置が故障した場合には、重大な生産の障害が発
生することになる。この環境試験装置の故障はた
だちに製品の製造に影響する。

さらに、この環境試験装置の精度と信頼性は、
直接試験の保証の確実性に影響する。すなわち、
ある回路アセンブリが所定の熱ストレスのもとで
所定の温度範囲で作動することを保証されなけれ
ばならない場合、試験方法はこの回路アセンブリ
を所定の温度と変化で確実かつ正確に試験をおこ
なわなければならない。従来の環境チヤンバは、
このチヤンバ内の雰囲気が所定の範囲で所定の割
合いで変化するように制御されていたが、被試験
物すなわち回路アセンブリに実際に仕様どうりの
変化が正確に与えられていたかは確認できなかつ
た。試験手順の調査およびその特別な環境試験装
置については下記の文献に記載されている。

“Environmental Screening／Chambers−
Faster Cycling，Smater Controles Typify
New Chamber Designs”Evaluation
Engneering，May 1985. したがつて、上記従来の不具合を解消する装置
および方法が要望されている。さらに特定すれ
ば、新たな形態に容易かつ迅速に対応でき、迅速
かつ容易に修理でき停止期間を最少にでき、プロ
グラム制御でき、さらに所定範囲および割合いで
被試験物に正確かつ確実に環境変化を与えること
ができる温度制御装置が要望されている。

本発明の概要 本発明は被試験物に熱ストレス試験をおこなう
モジユラー形の装置であり、この装置は加熱およ
び冷却をなす第１のユニツトと、ガスを送る第２
のユニツトと、入口および出口プレナムを備えた
第３のユニツトと、上記第１および第２のユニツ
トを第３のユニツトに接続して作動可能な状態に
する迅速着脱機構とを備えたものである。上記の
迅速着脱機構によつて、この第１および第２のユ
ニツトを第３のユニツトに迅速かつ簡単に着脱す
ることができる。したがつて、この装置を別の形
態にすることができ、また迅速に保守、修理する
ことができる。

この迅速着脱機構は、２個の対向端部を有する
複数の迅速着脱結合器から構成されている。この
結合器の一端は第３のユニツトに接続され、また
他端は第１または第２のユニツトに選択的に接続
される。

この第３のユニツトは別々の入口および出口プ
レナムを有している。この入口および出口プレナ
ムは互いに連通している。加熱／冷却をなす第１
のユニツトはこの入口プレナムに接続される。ま
た、ガスを送る第２のユニツトは出口プレナムに
接続される。

上記加熱／冷却をなす第１のユニツトは、ヒー
タユニツトおよび低温ガス供給ユニツトを備えて
いる。この低温ガス供給ユニツトは、低温のガス
を選択的に供給する。また、上記ヒータユニツト
は分離された入口プレナム内に配置されている。
上記低温ガス供給ユニツトは、上記の出口プレナ
ムに低温のガスを供給する。

この分離された入口および出口プレナムはそれ
ぞれ中央の空洞を有するらせん形の空間である。
これら分離された入口および出口プレナムの中央
の空洞は互いに連通している。

これら各らせん形の入口および出口プレナムは
それぞれ入口および出口ポートを有している。こ
れらのポートは互いに平行な関係に配置されてい
る。また、これらプレナムは互いに対称に配置さ
れている。

第２の実施例では、分離されたらせん形の入口
プレナムおよびらせん形の出口プレナムはそれぞ
れ入口および出口ポートを有し、これら入口およ
び出口ポートは互いに対角状に非対称に配置され
ている。また、分離された入口および出口プレナ
ムは、互いに非対称に配置されている。

これら入口および出口プレナムは互いに分離さ
れており、これら入口および出口プレナムの間に
は絶縁隔壁が配置されている。

また、本発明のものには、加熱および冷却をな
す複数の第１のユニツトが備えられ、またこれら
複数の第１のユニツトの出口および入口のガス流
を連通する分岐プレナムが設けられ、またあらか
じめ設定されたダクトの端末を構成する端末ユニ
ツトが設けられている。この端末ユニツトは上記
の分岐プレナムに接続されている。また、この分
岐プレナムは上記複数の第１のユニツトに接続さ
れている。そして、これら端末ユニツト、分岐プ
レナム、および複数の第１のユニツトは迅速着脱
機構によつて接続されている。この迅速着脱機構
は、上記の複数の第１のユニツト、分岐プレナ
ム、および端末ユニツトを迅速かつ容易に着脱す
るものである。

この迅速着脱機構は、複数の迅速着脱接続器か
ら構成されている。

上記の端末ユニツトは、１または複数の端末ア
センブリを選択的に備えている。これら各端末ア
センブリは、それぞれ別の入口および出口ガス流
分配特性を備えている。

また、上記の加熱／冷却ユニツトは、被試験物
の温度仕様に対応して制御される。また、上記の
加熱／冷却をなす第１のユニツトは、被試験物の
温度仕様に対応して、比例、積分、または関数的
に制御される。

また、本発明は被試験物の熱ストレス試験の方
法に関し、この方法は第１のプレナムに選択的に
熱を供給する工程と、第１のプレナムから第２の
プレナムにガスを流通させる工程と、この第２の
プレナムから試験する部分にガスを流す工程と、
第２のプレナムのガスを選択的に冷却する工程と
を備えたものである。このプレナムを選択的に加
熱する工程および第２のプレナムを選択的に冷却
する工程は、被試験物の温度に対応して選択的に
実施される。したがつて、この被試験物の熱試験
は確実かつ正確に制御される。

また、この方法は、第１のプレナムおよび第２
のプレナムに加熱／冷却ユニツトを迅速着脱接続
器を使用して迅速に着脱し、第１のプレナムを加
熱し、また第２のプレナムを冷却する工程を備え
ている。

さらに本発明は、被試験物を熱ストレス試験す
る装置の改良に関する。この装置は、加熱源、冷
却源、ブロア、加熱および冷却ガスの入口および
出口を構成するプレナムアセンブリ等の要素から
構成されている。このガスは加熱源および冷却源
によつて加熱および冷却され、ブロアによつてプ
レナムアセンブリに送られまた排出される。この
装置の特徴は、複数のモジユールユニツトから構
成されていることにある。これらユニツトには少
なくとも１個の要素が備えられている。これらの
モジユールユニツトは迅速着脱接続器によつて結
合される。

さらにこの装置の特徴は、熱ストレス試験をお
こなう複数の装置を備え、また分岐プレナムアセ
ンブリを備え、複数の装置に選択的にガスを供給
しまた排出できることである。また、この分岐プ
レナムアセンブリと複数の装置とは複数の迅速着
脱接続器によつて結合されている。

本発明は以下の図面を参照した説明によつて明
白になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の熱ストレス試験装置を備え
たキヤビネツトのアセンブリの前面の斜視図であ
る。第２図は、第１図のキヤビネツトの側方から
の斜視図で、このキヤビネツトの内部の熱モジユ
ールを示すための側パネルを開いた状態である。
第３図は、第２図に示す１個の熱モジユールを拡
大して示す斜視図である。第４図は、第３図の熱
モジユールのモーターサブモジユールを外した状
態の斜視図である。第５図は、第４図と反対側の
ヒーターサブモジユールを外した状態の斜視図で
ある。第６図は、第３図ないし第５図に示すモジ
ユールに組込まれているプレナムアセンブリを取
外した状態の斜視図である。第７図は、第２の実
施例におけるモジユールの中央エレメントおよび
その逆ガスプレナムを示す斜視図である。第８図
は、第７図のモジユールの一対のものを示し、ま
た付属部品の結合をも示す分解斜視図である。第
９図は、異なる作動状態における時間に対する温
度変化の特性を示す線図で、本発明のものと従来
のものとを比較して示してある。本発明および各
種の実施例は以下の説明によつて理解されるであ
ろう。

実施例の詳細な説明 半導体装置の熱サイクル試験は、環境試験とし
て広くおこなわれており、この試験によつて平均
して不良製品の約77％が検出され、またこれに対
して振動試験によつて平均して約23％の不良製品
が検出される。この熱サイクルによる不良製品の
検出は、熱ストレス試験を称されており、この試
験は被試験物に１分間につき最大22℃の温度変化
を与えて試験をおこなう。典型的な従来の例で
は、ガスの流速を１秒あたり25〜30フイートにし
なければこのような速い温度変化を達成できなか
つた。したがつて、従来のものは、被試験物に対
するガスの流速をこのように大きくできず、十分
な熱ストレス試験をおこなうことができなかつ
た。さらに、従来のものは、チヤンバの寸法形状
が、このチヤンバ内に収容される被試験物の各種
の形状寸法の対応できなかつた。

以下、被試験物に与える温度サイクルがマイク
ロプロセツサによつてプログラムされ、この温度
変化を被試験物に確実かつ正確に与えることがで
きる方法および装置を説明する。このものは、被
試験物の仕様の誤差範囲内で、所定の温度変化を
所定の時間周期で所定の変化割合いで正確かつ確
実に与えることができる。

この熱ストレス試験をおこなう環境チヤンバ
は、複数のモジユールコンポーネントから構成さ
れており、これらは迅速に着脱でき、保守および
修理が容易である。特に、加熱／冷却ユニツトは
複数の迅速着脱接続器によつてプレナムモジユー
ルに結合されている。このプレナムモジユール
は、複数の迅速着脱接続器によつてブロアモジユ
ールに接続されている。このプレナムモジユール
は加熱プレナムを備えており、これはブロアプレ
ナムに連通している。そして、この加熱プレナム
に加熱／冷却モジユールからガスが供給され、こ
のガスはこの加熱プレナム内の加熱コイルを通過
する。このガスは上記ブロアプレナムに連通して
いる。また、上記加熱／冷却モジユールからは冷
却窒素ガスが選択的にこのブロアプレナムに送ら
れる。このブロアプレナムに選択的に供給された
加熱または冷却ガスは、このブロアプレナム内の
ブロアによつて排出される。この選択的に供給さ
れる加熱および冷却ガスは、被試験物の仕様に対
応して比例的、積分的および関数的に制御され、
このブロアプレナムからのガスには対応しない。

このユニツトは、乾燥した窒素ガスを１秒あた
り30フイートの流速で被試験物に供給する。この
被試験物には検出器が取付けられ、フイードバツ
ク信号を発生する。この加熱または冷却用の窒素
ガスは、プログラムされた変化曲線にしたがつて
供給源から被試験物に供給される。この図示する
実施例の供給ユニツトは、6000ワツトの電気加熱
能力を有し、また−320〓の液体窒素によつて
9000ワツトの冷却能力を有している、この結果、
小形の熱ストレス試験装置では、大きな変化割合
いで上限から下限まで温度を変化させることがで
き、また実験または生産試験ラインでの使用にお
いて休止時間が実質的に零である。

第１図にはこの可変温度プロセス装置の斜視図
を示し、この装置全体を符号１０で示し、またこ
れに設けられているキヤビネツトを１２で示し、
被試験物が収容される暴露チヤンバ１４に温度制
御された乾燥窒素ガスを供給するように構成され
ている。また、この装置１０のキヤビネツト１２
の上部には電気制御ユニツト１６が設けられてい
る。また、熱源ユニツト（第１図には図示せず）
がこのキヤビネツト１２の中央部に設けられ、ま
た通常の電源ユニツト（図示せず）がこのキヤビ
ネツト１２の下部に設けられている。そして、供
給ホース１８を介して制御された窒素ガスが被試
験物に供給される。この環境チヤンバ１４内に収
容された被試験物は上記の制御ユニツト１６にサ
ーモカツプルまたは温度検出器を介して接続され
ている。このサーモカツプル（図示せず）はこの
環境チヤンバ１４内に設けられ、電線２０を介し
て制御ユニツト１６に接続されている。この環境
チヤンバ１４内に収容された被試験物は通常の試
験装置２２によつて監視されるが、この試験装置
は本発明の装置１０の一部ではない。

第２図には、キヤビネツト１２の側部を開いた
状態の装置１０の斜視図を示す。このキヤビネツ
ト１２は、第１図に示す他の要素から分離されて
おり、またホース１８も取外された状態である。
この制御ユニツト１６は、キヤビネツト１２の上
部に配置され、その下方には熱源ユニツト２４が
設けられている。低温の乾燥窒素は断熱性の供給
管２６を介してこの熱源ユニツト２４に供給され
る。この第２図に示すように、この熱源ユニツト
２４の側部にはモータサブユニツト２８が設けら
れている。このキヤビネツト１２の下部には通常
の電源装置３０が設けられ、上記熱源ユニツト２
４および制御ユニツト１６に電力を供給するよう
に構成されている。このキヤビネツト１２には図
からも明らかなように、余裕の空間があり、上記
熱源ユニツト２４のようなユニツトを収容できる
ように構成されている。

上記の熱源ユニツト２４を第３図に詳細に示
す。この第３図はこの熱源ユニツト２４を拡大し
て示す斜視図である。この熱源ユニツト２４は、
加熱／冷却サブモジユール３２、中央プレナムサ
ブモジユール３４およびモータサブモジユール２
８とから構成されている。第３図に示すように、
これらサブモジユール２８，３２，３４は迅速着
脱接続ラツチ３６によつて互いに接続されてい
る。この第３図には、モータサブモジユール２８
をプレナムサブモジユール３４に接続する２個の
ラツチ３６が示されている。この熱源ユニツト２
４の反対側の面には、このモータサブモジユール
２８とプレナムサブモジユール３４とを接続する
別の２個のラツチ３６が設けられている。同様
に、加熱／冷却サブモジユール３２とプレナムサ
ブモジユール３４とは第３図に２個だけ示す迅速
着脱接続ラツチ３６によつて接続されている。

また、第４図には、ラツチ３６を解放してプレ
ナムサブモジユール３４からモータサブモジユー
ル２８を外した状態を示す。この第４図の斜視図
に示されているように、このモータサブモジユー
ル２８は平滑な内側板３８を備えている。この内
側板３８の中央部にはモータが取付けられ、この
モータの取付けられたかご形インペラ４０が第３
図に示されており、またこのモータのハウジング
４２は第３図に示されている。このインペラ４０
はブロアプレナムの開口４６内に挿入されてい
る。このブロアプレナム４６の出口４８は第３図
および第４図のプレナムサブモジユール３４の右
上部に示されており、この部分は第６図を参照し
て詳細に説明する。同様に、このプレナムサブモ
ジユール３４内にはヒータプレナム５０（第３図
および第４図には図示せず）が形成され、その入
口ポート５４は第３図および第４図に示すプレナ
ムサブモジユール３４の左上部に示されている。
このモータサブモジユール２８はプレナムサブモ
ジユール３４に気密をもつて接続され、この気密
はプレナムサブモジユール３４の嵌合縁部に設け
られた板３８と周ガスケツト５６との間の気密性
によつて維持されている。この板３８とガスケツ
ト５６との間の気密は、ラツチ３６によつてこれ
らを圧縮することによつて得られる。

第５図には、プレナムサブモジユール３４およ
び加熱／冷却サブモジユール３２を斜視図で示し
ており、この図では加熱／冷却サブモジユール３
２をプレナムサブモジユール３４から外した状態
を示してある。この図示する実施例では、このヒ
ータプレナム５２の板６０から６個のヒータコイ
ル５８が突設されており、この詳細は第６図に示
し、またこの第５図には外側壁６２が示されてい
る。これら各ヒータコイル５８は、上記ヒータプ
レナム５２の外側壁６２に形成された円形の開口
６４を貫通して延長されている。加熱／冷却サブ
モジユール３２は、その後キヤビネツト６６内に
通常の電気装置を収容しており、これによつてヒ
ータコイル５８に供給する電力を制御するように
構成されている。そして、前述したように、ラツ
チ３６によつてこの板６０が周ガスケツト６８に
押圧されることにより、この加熱／冷却サブモジ
ユール３２の板６０とプレナムサブモジユール３
４との間のシールがなされる。

また、この板６０の中央部を貫通して窒素供給
管７０が突出しており、その長さは上記のヒータ
コイル５８の長さと略等しくなつている。この窒
素供給管７０はこのヒータプレナム５２の外側壁
６２の開口７２を貫通する。この開口７２はヒー
タプレナム５２の中央に形成され、第６図に関連
して説明するように、窒素供給管はプレナムサブ
モジユール３４のちようど中心に配置されるよう
に構成されている。そして、この窒素供給管７０
を介して乾燥した液体窒素が供給され、この液体
窒素はこの加熱／冷却サブモジユール３２のキヤ
ビネツト６６を介して設けられた通常の断熱配管
およびカツプリングを介して供給される。このキ
ヤビネツト６６の外部には、通常の低温カツプリ
ング（図示せず）が設けられ、これを介して通常
の液体窒素加圧デユワータンク等がこの加熱／冷
却サブモジユール３２に接続される。また、この
サブモジユール３２内には低温バルブが設けら
れ、このバルブは上記窒素供給管７０と液体窒素
供給タンク等の液化ガスの供給源との間に介在
し、この窒素供給管からの窒素の供給を容易にす
る。したがつて、この窒素供給管７０から供給さ
れる窒素の量や供給時間を制御できるように構成
されている。この液体窒素はその一部がこの窒素
供給管７０内で気化し、またある場合は蒸発して
この管７０からガス状になつて供給される。これ
は窒素制御バルブすなわち低温バルブの開閉度合
いが、このバルブの通常のサイクルより実質的に
大きいか否かによつて決定される。

この液体窒素の供給配管（45psi）を開閉する
ソレノイドバルブすなわち低温バルブを介して約
0.015インチの直径の１個の小さな孔が形成され
ている。この小さな孔を介して、この装置が
「on」の状態の場合にガス状の窒素がブロアプレ
ナムに供給される。これによつて、この装置内が
正圧の乾燥窒素で満たされ、外部からこの窒素ガ
ス循環系統内に湿分が侵入するのを防止する。

上記の第３ないし第５図から明らかなように、
この熱源ユニツト２４の各要素は迅速に着脱する
ことができ、保守等を容易かつ迅速におこなうこ
とができる。各サブモジユール３２，２８は、こ
のプレナムサブモジユール３４に対して数秒で着
脱することができる。また、上記のヒータエレメ
ント５８はそのソケツトから螺合をはずして簡単
に交換することができる。同様に、インペラ４０
またはモータ４２も、標準の予備のサブモジユー
ル２８と交換することによつて数秒で交換でき
る。

また、第６図にはヒータプレナム５２およびブ
ロアプレナム５０をプレナムサブモジユール３４
から外した状態を斜視図で示す。これらプレナム
５０および５２は、第３図ないし第５図に示した
状態から90°回動させた状態を示してあり、よつ
てこの第６図では入口ポート５４および出口ポー
ト４８はともに前方を向いている。これら各プレ
ナム５０および５２は螺旋状をなし、中央の円筒
状空洞部４４を有し、ポート５４または４８に向
けて第６図の右方から見て反時計方向の螺旋状に
形成されている。このブロアプレナム５０の中央
空洞部４４は開口を有し、上記のインペラ４０が
この空洞部４４内に収容されるように構成されて
いる。また、プレナム５２の中央空洞部４４は外
側壁６２を介して開口７２が形成され、これを介
して窒素供給管７０が挿入される。しかし、これ
らヒータプレナム５２およびブロアプレナム５０
の空洞部４４は、このプレナムモジユール３４中
央部にある第６図で破線で示す短い延長円筒状部
７４によつて直接連通されている。また、この延
長部７４によつて形成された間隙部７６によつ
て、上記のプレナム５０および５２は互いに絶縁
されて分離されている。このプレナム５０および
５２を分離する間隙部７６には、−100℃から500
℃までの範囲で機能する通常の断熱材（図示せ
ず）が充満されている。

これら螺旋状のプレナム５０および５２の形状
は、第４図に破線で示されており、また第６図に
も一部が示されている。

上記第３ないし第５図に示す各サブモジユール
は、第６図に示すプレナム５０および５２内に接
触しており、加熱および冷却をなすように構成さ
れている。上記のインペラ４０はプレナム５０の
空洞部４４からガスを吸引し、これを螺旋形のプ
レナム５０から出口ポート４８に送る。このガス
はブロアプレナム５０の空洞部４４に延長部７４
を介して送られる。この円筒状の延長部７４はヒ
ータプレナム５２の空洞部４４に連通している。
また前記の窒素供給管７０先端部はこの円筒状の
延長部７４開口部近傍に開口しており、乾燥窒素
ガスはこのブロアプレナム５０の空洞部４４に充
填され、流れる。よつて、このインペラ４０はプ
レナム５２からガスを送るポンプとしてだけでは
なく、空洞部からの窒素ガスの排出もおこなう。
また、実際には、ある流量ではこの窒素ガスが膨
張することによつてこのインペラ４０を駆動する
作用をなし、抵抗にはならない。この空洞部４４
内での窒素ガスの膨張は、余剰の圧力放出手段が
必要な程大きい。ある実施例では、プレナム５０
の外側壁４６を貫通するブリード孔を形成する
か、または出口ダクトまたは孔等の出口流路を形
成する。

そして、上記のヒータコイル５８が作動し、窒
素ガスの供給が停止されている場合には、インペ
ラ４０がプレナム５０の空洞４４内にある程度の
圧を発生させ、これによつて延長部７４を介して
ヒータプレナム５２の空洞部４４からガスを吸引
する。したがつて、ガスは入口ポート５４のヒー
タコイル５８を横断して螺旋形のプレナムを介し
てこのヒータプレナム５２の空洞部４４に流れ
る。各ヒータコイル５８は1000ワツト以上を出力
する。全体では、これらヒータコイル５８は6000
ワツト以上を出力し、サブモジユール３４内を循
環するガスを加熱する。この場合、プレナム５０
および５２の間の隔離部７６は、この熱作動が加
熱から冷却に切替えられた場合の応答性を速くす
る。これらプレナム５０および５２は金属材料で
形成されており。ある程度の熱容量を有し、この
装置１０全体の熱慣性を与える。加熱ガスが所定
の時間このプレナム５２に流された後、冷却ガス
の供給に切替える場合には、ヒータの作動を停止
し、管７０を介して液体窒素を供給する。この窒
素ガス（−320〓）は、最初にはブロアプレナム
５０に供給され、ヒータプレナム５２には供給さ
れない。したがつて、この場合の熱慣性はプレナ
ム５０で与えられものだけであり、迅速に冷却作
動に切替えられる。すなわち、供給された窒素は
被試験物に供給される前にこのプレナム５０の残
留した熱だけで加熱されることになる。この被試
験物を通過して暖められた窒素は、ホース１８を
介してプレナム５２に戻され、再循環される前に
このプレナム５２を冷却する。しかし、最初に被
試験物に供給される窒素ガスは、このプレナム５
２によつて暖められていない。

第７図には、本発明の第２実施例を示す。この
第７図は、別のサブモジユールを外してプレナム
サブモジユール３４のみを示す。このものは、第
２ないし第６図で示したヒータプレナム５２、ブ
ロアプレナム５０と同様のものを採用している
が、これらプレナムの配置は逆である。すなわ
ち、ヒータプレナム８０は入口ポート８２を備え
ており、このポートはサブモジユール３４の面８
４の左上部に配置されている。また、ブロアプレ
ナム８６も逆に設けられ、その出口ポート８８は
このサブモジユール３４の面８４の右下部に配置
されている。したがつて、これら入口ポート８２
と出口ポート８８は、第２ないし第６図に示した
場合のように、面８４上にその対角状に配置され
ている。そうでなければ、この第７図の実施例は
第２ないし第６図のものと一致する。また、この
第７図に示すものは、プレナム８０と８６の間の
絶縁体は省略してある。

また、第８図にはこの分解斜視図を示し、２個
のプレナムモジユール３４が一体的に結合され、
二重のユニツトを構成している。この第８図にお
いて、第１のプレナムサブモジユール３４ａと第
２のプレナムサブモジユール３４ｂとが結合され
ている。各サブモジユールはそれぞれヒータサブ
モジユール３２ａ，３２ｂを備え、これらは第１
ないし第６図の加熱／冷却サブモジユール３２に
相当している。同様に、相当するモータサブモジ
ユール２８ａ，２８ｂも設けられている。また、
上記モジユール２８ａ，２８ｂにはそれぞれイン
ペラ４０ａ，４０ｂが設けられている。インペラ
４０ａは第８図に示すように時計方向に回転駆動
され、またインペラ４０ｂは反時計方向に回転駆
動される。そして、前述したと同様に、モジユー
ル２８ａ，３２ａおよび３４ａ、およびモジユー
ル２８ｂ，３２ｂおよび３４ｂは、迅速着脱ラツ
チ３６ａ，３６ｂによつてそれぞれ結合されてい
る。そして、サブモジユール３４ａおよび３４ｂ
は分岐プレナムアセンブリ９０によつて接続され
ている。この分岐プレナム９０内には屈曲した４
個のダクトが形成されており、これらは上記のモ
ジユール３４ａ，３４ｂの入口および出口ポート
にそれぞれ接続されている。すなわち、ダクト９
２はこの分岐アセンブリ９０のサブモジユール３
４ａ，３４ｂの面する側と反対側の面に対角状に
配置されている。この第７図および第８図にはガ
スの流れを概略的に示してある。上記のポート８
２ａ，８２ｂおよび８８ａ，８８ｂ（第８図には
８２ａおよび８８ａのみが示されている）はダク
ト９２によつてこの分岐アセンブリ９０のひとつ
の面９４で連通されている。また、ダクト９２の
上２つの端末部は、サブモジユール３４ａ，３４
ｂの入口ポート８２ａ，８２ｂにそれぞれ接続さ
れ、また下２つ端末はサブモジユール３４ａ，３
４ｂの出口ポート８８ａ，８８ｂにそれぞれ接続
されている。

これらの端末は、分岐プレナムアセンブリ９０
上にあるラツチ３６によつて接続されている。た
とえば、ある特別の作動では符号９６で示される
４つのダクトの端末が使用される。この端末９６
はフレームを備え、このフレームには４つのダク
トアダプタ９８が配置されている。これらのダク
トアダプタは、分岐プレナムアセンブリ９０の面
９４の対応するポートに連通し、これら正方形の
プレナムはホースカツプリングに接続される円形
の出口端部となる。

また、この端末９６の代わりに切替えプレナム
１００を取付けてもよい。この切替えプレナム１
００は、Ｙ字状の分岐プレナム１０２を備え、入
口および出口ポートをひとつのダクトにまとめる
ものである。これら２つのダクトポートには、端
末１０６が接続され、これには中間端末１０８が
設けられ、これらは正方形のダクト１０４を円形
のホース接続部に連続させるものである。前述し
たように、これら端末９６，１００は、ラツチ３
６によつてアセンブリ９０に迅速に着脱できるも
のである。よつて、この装置は端末ユニツト交換
するだけでこの装置をひとつの形態から別の形態
に迅速に変更することができる。

また、この端末ユニツト１００にはレバー１１
０が設けられ、このレバーによつてフラツパバル
ブ（図示せず）が作動され、このバルブによつて
右側または左側のダクト１０２が選択的に閉塞さ
れ、このレバー１１０によつてユニツト３４ｂま
たは３４ａが選択されるように構成されている。
よつて、サブモジユール３４ａを単独で加熱ユニ
ツトとして作動させ、またサブモジユール３４ｂ
を単独で冷却ユニツトとして作動させることがで
きる。そして、このレバー１１０を操作すること
により、被試験物に供給するガスを加熱ガスまた
は冷却ガスに機械的に切替えることができ、この
装置の熱慣性に影響されず、この被試験物に熱衝
撃や急速な温度変化を与えることができる。

また、第９図には、第１図ないし第８図に示し
たようなこの装置１０の性能を線図で示す。この
図において、縦軸は温度を℃で示し、また横軸に
は時間を分で示す。曲線１１２は、典型的な従来
の環境チヤンバの供給チヤンバ内の温度サイクル
の特性を示す。この温度チヤンバは、20℃から初
めて４分の間に約−50℃まで温度が低下する。そ
して、この温度を４ないし５分の間−50から−55
℃の範囲に維持し、その後６ないし７分間に温度
を約65℃まで上昇させ、さらに５ないし６分間こ
の温度を65ないし75℃のあいだに維持する。そし
て最後に、75℃の温度を６ないし８分間に−40℃
まで急速に低下させる。曲線１１４は、実際に被
試験物で供給されるガスの温度を示す。これら曲
線１１２と１１４を比較すると、ガス供給源に対
する被試験物の供給されるガスの温度および時間
の遅れが示される。また、曲線１１６は、曲線１
１２および１１４のような温度サイクルの場合の
被試験物の温度変化の一群の曲線を示す。この曲
線１１６と曲線１１２および１１４を比較するこ
とによつて、実際の被試験物の温度変化と、最初
のガスの温度変化１１２および実際のガスの温度
変化１１４との間の遅れが示される。この第９図
には、曲線群１１６で示されるように、任意の被
試験物について温度サイクルの再現性が劣つてい
ることが明確に示されている。

本発明においては、測定された温度と被試験物
の温度とは同じである。この加熱および冷却は、
プログラムされた制御装置によつてフイードバツ
クされた温度によつてなされる。低温の窒素ガス
または加熱された循環ガスは、測定値によつてフ
イードバツクされたプログラムされた制御装置に
よつて供給される。よつて、もしこの曲線１１２
が温度制御装置にプログラムされたものであれ
ば、必要な加熱または冷却作用がおこなわれ、被
試験物の温度は所定の誤差範囲内でこの曲線１１
２と同じに維持される。この被試験物に供給され
るガスの温度は、この被試験物の温度を曲線１１
２のサイクルに維持するためのものであり、この
ガスの温度自体は重要ではない。このような本発
明の制御は、比例制御、積分制御および関数制御
（PID）等によつておこなわれる。よつて、この
加熱および冷却がフル・オン、またはフル・オフ
でおこなわれても、この加熱および冷却の反復数
や長さは上記の通常のPID制御によつておこなわ
れる。たとえば、曲線１１２上の点１１８におい
て、この装置に連続した窒素ガスの供給がおこな
われる。そして、点１２０に近付くと、この曲線
１１２の点１２２で開始するようにフログラムさ
れた温度サイクルを予想して低温の窒素ガスの供
給回数や持続時間が増大される。その結果、被試
験物の実際の温度は、曲線１１２に対応して設定
された温度プログラムおよび任意に設定された誤
差範囲にしたがつて、1/2ないし２℃の誤差範囲
内に維持される。また、この被試験物の温度サイ
クルの再現性は、設定された誤差範囲内にある。
したがつて、本発明のものであれば、第９図の曲
線群１１６に示されるような変動は生じない。

なお、当業者であれば、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で各種の変更をすることは容易である。
したがつて、前記図示した実施例は例を示したも
のに過ぎず、本発明はこれらには限定されず、本
発明は以下の請求の範囲によつて規定される。