JPH05288801A - 温度特性試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体を用いてＩＣデバイスを含む被試験体を
その電気特性試験に必要な温度に素早く到達させ、多数
のＩＣの温度特性試験を迅速に行なうこと。 【構成】 異なる温度の試験液２０ａを収容した複数の
リザーバタンク２０と１つの試験槽２１の間に断熱パイ
プ２３とリターンパイプ２５とパイプセレクタ２２、２
４を介して循環系を形成する。試験槽２１にはＩＣデバ
イス５の入口と出口を開閉する密閉シャッタ２８、２９
を設け、内部を密閉して試験液２０ａを満たすことがで
きる。密閉シャッタ２８、２９の開閉のタイミングに対
応して第１、第２搬送装置３６、３７と槽内搬送装置３
３によってＩＣデバイス５が順次試験槽２１内に搬入、
搬出される。この試験槽２１内で所定温度の試験液中に
ＩＣデバイス５が浸漬され、かつテストポート３４に接
続されて、所定の温度下でＩＣデバイス５の電気特性を
試験する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の温度特
性を試験する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、半導体装置の温度特性を試験す
る装置を大別すると２つある。はチャンバ内を測定温
度に設定するとともに、Ｎ₂ 雰囲気または乾燥空気等で
満たし、このチャンバ内に被試験体であるＩＣデバイス
等の半導体装置をセットして電気特性を試験する方式で
ある。は被試験体である半導体装置に、測定温度に保
たれたＮ₂ または乾燥空気等の気流を吹き付けて電気特
性を試験する方式である。

【０００３】図４は上記の装置を示すもので、チャン
バ（恒温槽）１内にヒータおよび冷却器などの熱交換器
２とファンなどを用いた送風器３が設けられており、か
つチャンバ１内はＮ₂ または乾燥空気で満たされてい
る。このチャンバ１には、搬送用トイレ４に搭載された
ＩＣデバイス５が第１のベルトコンベア装置６に乗って
搬入される。チャンバ１に搬入されたＩＣデバイス５は
第１の昇降装置７によって所定の高所に持ち上げられた
後、チヤンバ内高所に設けられた第２のベルトコンベア
装置８によってチャンバ内の中央部に移送される。ＩＣ
デバイス５は、ここでリード線１０を介してテスタ（図
示せず）と電気的に接続されているテストポート（測定
端子）９と接触し、所定温度の下で電気特性が試験され
る。前述のようにして、電気特性の試験が終わったＩＣ
デバイス５は、第２の昇降装置１０により持ち下げら
れ、第２のベルトコンベア装置１１によりチャンバ１か
ら搬出される。そして、チャンバ１には次のＩＣデバイ
ス５が搬入される。

【０００４】図５は上記の装置を示すもので、複数の
ＩＣデバイス５がベルトコンベア装置１２に乗って順次
搬送され、その搬送途中において試験装置のフレーム１
３に支持された中空パイプ１４の先端から、熱交換器１
５および送風器１６で作られた熱風または冷風がＩＣデ
バイス５に向けて吹き付けられる。フレーム１３にはリ
ード線１７を介してテスタ（図示せず）と電気的に接続
された測定端子１８が設けられており、ＩＣデバイス５
はこの測定端子１８を介して所定温度下での電気特性が
試験される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置は、
ＩＣデバイスの温度が定常状態になるまで最短でも３〜
４分を要しており、例えば一つのＩＣデバイスにつき数
点の温度で特性試験を大量に行いたいときには、温度変
更毎に数分待つか、あるいは一つの温度ですべてのＩＣ
の特性試験を行った後、別の試験温度に設定し直して再
度特性試験を繰り返す手間が必要であった。の従来装
置は、比較的早くＩＣデバイスを一定の温度に到達させ
ることができるが、その温度が安定せずそのため、サン
プルやデータの管理が複雑でＩＣの大量試験は事実上不
可能であった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決した半導体装
置等の温度特性試験装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる温度特性
試験装置は、それぞれ所定の温度に保たれた試験液が収
容されている複数の試験液リザーバタンクと、内部にテ
ストポートが設けられており、自動搬送装置を介してＩ
Ｃデバイスを含む被試験体の搬入、搬出が行われる試験
槽と、セレクト機構を介して前記複数の試験液リサーバ
タンクのいずれか１つと前記試験槽とを接続する循環系
を含んで構成したことを特徴とする。

【０００８】上記循環系は、複数の試験液リザーバタン
クから導出された試験液循環用のパイプと、試験槽の液
入口側と出口側とから導出された１本のパイプとをセレ
クト機構を介して接続するとよい。

【０００９】上記試験槽には、上記ＩＣデバイスの搬入
口および搬出口と、この搬入口および搬出口を開閉し、
かつ槽内を水密に保つことができる密閉シャッタを設け
るとよい。

【００１０】

【作用】自動搬送装置を介して試験槽内のテストポート
にＩＣデバイスを順次セットしたうえ、セレクト機構を
操作して複数の試験液リザーバタンクのうち、ＩＣデバ
イスの電気特性を試験するに適した温度の試験液リザー
バタンクと試験槽の間に循環系を形成し、種々の温度条
件の下で複数のＩＣデバイスの電気特性を素早く試験す
ることができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１２】図１は実施例の概要を示す図である。本実
施例では、複数の試験液リザーバータンク（以下リザー
バタンクと略称する）２０が一セットとして構成されて
おり、各リザーバタンク２０内には試験液２０Ａが収容
されている。この試験液２０Ａは、各リザーバタンク２
０毎に異なる液温に保たれている。ここで用いられる試
験液２０Ａは不活性液体であって、電気絶縁性と熱伝導
性の高い液体が用いられ、例えばフッ素系不活性液体
（商品名『フロリナート』スリーエム社製）などが適し
ている。これらの液体の沸点は２００℃以上であり、流
動点は、−８０℃以下である。リザーバタンク２０内に
は、液温を一定に保つためのヒータおよび冷却器からな
る熱交換装置（図示せず）と、試験液２０Ａを撹拌する
ための攪拌装置（図示せず）が設けられている。

【００１３】複数のリザーバタンク２０と離れた場所に
一つの試験槽２１が設けられており、リザーバタンク２
０と試験槽２１の間は、パイプセレクタ２２を介して断
熱パイプ２３で接続されている。また、試験槽２１から
はパイプセレクタ２４を介してリターンパイプ２５が伸
びており、このリターンパイプ２５は各リザーバタンク
２０と接続されている。したがって、断熱パイプ２３と
リターンパイプ２５および、試槽槽２１の試験液２０Ａ
の入口直前および出口直後のパイプセレクタ２２、２４
を介して、複数個のリザーバタンク２０のいずれか一つ
と試験槽２１の間に循環系が形成される。

【００１４】試験槽２１は、図１と図２に略図的に示す
ように被試験体であるＩＣ５の搬入口２６と搬出口２７
を有しており、これら搬入口２６と搬出口２７とはそれ
ぞれ密閉シャッタ２８、２９で開閉される。この密閉シ
ャッタ２８、２９は適宣の開閉手段により作動するとよ
い。、実施例の場合、試験槽２１の天板３２に配置した
モータ３０、３１と密閉シャッタ２８、２９をピニオン
・ラック機構（図示せず）を介して連係させている。し
たがって、モータ３０、３１の駆動により密閉シャッタ
２８、２９が搬入口２６と搬出口２７を閉じたとき、試
験槽２１内は密閉される。

【００１５】試験槽２１内にはＩＣデバイス５を搬送す
るためのベルトコンベアからなる槽内搬送装置３３が設
けられており、この槽内搬送装置３３の上方には接触端
子３４ａを有し、かつリード線３４ｂを介してテスタ
（図示せず）と接続されたテストポート３４が設けられ
ている。このテストポート３４は試験槽２１の天板３２
に配設されたエアシリンダ３５によって昇降自在に支持
されている。エアシリンダ３５はエアパイプ３５ａを介
してコンプレッサ（図示せず）に接続されている。

【００１６】試験槽２１へのＩＣデバイス５の搬入と搬
出はベルトコンベアを用いた第１搬送装置３６と第２搬
送装置３７により行われる。この第１搬送装置３６と、
第２搬送装置３７と、槽内搬送装置３３とは同じ高さに
配設されており、各搬送装置をタイミング良く作動さ
せ、かつそれに合せて密閉シャッタ２８、２９を開閉す
ることにより、試験槽２１へのＩＣデバイス５の搬入、
搬出作業が自動的に行われる。

【００１７】つぎに作用を説明する。試験槽２１のＩＣ
搬入口２６側の密閉シャッタ２８を上げてから、第１搬
送装置３６を作動させ、トレイ４に乗って搬送されるリ
ード５ａ付きのＩＣデバイス５が槽内搬送装置３３に乗
せ移される。つぎにエアシリンダ３５を駆動してテスト
ポート３４を降下させ、その接触端子３４ａをＩＣデバ
イス５のリード５ａに接続し、密閉シャッタ２８を閉じ
る。

【００１８】こうして試験槽２１内を密閉した後、２つ
のパイプセレクタ２２、２４を操作して、所定温度の試
験液が収容されたリザーバタンク２０と試験槽２１とを
断熱パイプ２３およびリターンパイプ２５を介して接続
する。これによりリザーバタンク２０→断熱パイプ２３
→パイプセレクタ２２→試験槽２１→パイプセレクタ２
４→リターンバイプ２５→リザーバタンク２０の循環系
が形成される。つぎに、リザーバタンク２０の下部に配
設した電磁弁（図示せず）を開き、上記循環系に試験液
を循環させる。このとき、試験槽２１内には、上部の断
熱パイプ２３ａから試験液が導入されたうえ、試験槽２
１内部を所定の水位まで満たし、下部のリターンパイプ
２５ａから排出される。

【００１９】こうして試験槽２１内で試験液２０Ａに浸
漬されたＩＣデバイス５は、速やかに試験液２０Ａと近
い温度に到達する。このとき、測定端子３４ａを介して
ＩＣデバイス５に電流を流して、所定の温度条件下でＩ
Ｃデバイスの電気特性を行なうことができる。

【００２０】なお、一般に試験槽２１はＩＣデバイス数
個がセットできる内容積があれば良く、１０ｃｍ×１０
ｃｍ×１０ｃｍもあれば十分であるが、必要に応じて拡
大、縮小すればよい。それに対して、各リザーバタンク
２０は上記試験槽２１のサイズ（１０ｃｍ×１０ｃｍ×
１０ｃｍ×）の場合、それぞれ２０リットル程度の試験
液２０Ａをリザーブしている。そのため、試験液２０Ａ
を循環させてもリザーバタンク２０内の液温は±１℃以
内に十分制御できる。このようにして所定温度の試験液
２０Ａにより試験槽２１内が満たされ、ＩＣデバイス５
はこの試験液に浸漬された状態になる。

【００２１】この試験液２０Ａは電気的絶縁性にすぐ
れ、誘電率も１．５〜２．０程度であるから、電流のリ
ークや浮遊容量の大幅増加等の心配はない。こうして所
定温度での試験が終了したら、パイプセレクタ２２、２
４を切り換えて別の温度のリザーバタンク２０と試験槽
２１の間に循環系を構成し、別の温度で電気的試験を行
なう。そして必要に応じて上記の操作を繰り返し、リザ
ーバタンク２０の数だけの温度下での試験が可能であ
る。また、全ての試験がおわると、試験槽２１内の試験
液を排出し、密閉シャッタ２８、２９を開き、ＩＣデバ
イス５を入れ換えて上記の作業を繰り返す。

【００２２】図３は、本実施例の液体を用いてＩＣデバ
イスを温度制御する場合と、従来のチャンバ方式および
熱風吹き付け方式により温度制御する場合のＩＣデバイ
スの温度変化の様子を示している。図から判るように試
験液中で温度設定する方が、気体を用いて温度設定する
場合に比べ、より早くＩＣデバイスを所定の温度に到達
させることができ、しかも、その温度は安定に保持され
る。

【００２３】なお、ＩＣデバイス５の第１、第２の搬送
装置３６、３７と槽内搬送装置３３の駆動制御および、
密閉シャッタ２８、２９の作動制御、パイプセレクタ２
２、２４の切り換え制御などは図示しない中央処理装置
（ＣＰＵ）を含む自動制御手段により行われる。リザー
バタンク２０内の熱交換装置および攪拌装置も前述の自
動制御手段によって、各リザーバタンク２０毎に個別に
自動制御される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
リザーバタンクと試験槽の間で試験液を循環させ、試験
槽内でＩＣデバイスを含む被試験体を試験液に浸漬さ
せ、この被試験体の温度を所定の値に保つようにしたた
め、従来の気体を用いて温度設定する場合よりも早く所
定の温度に到達させることができ、試験時間の短縮によ
る試験コストの低減化が図れる。また、リザーバタンク
と試験槽は循環系を介して接続する構成としているの
で、これらの部材を設置する場所の自在性が増し、試験
槽への被試験体の搬入、搬出手段等を構成するうえで有
利である。

【００２５】また、異なる温度の試験液を収容した複数
のリザーバタンクと一つの試験槽との間で試験液を循環
させることにより、種々の温度条件下でのＩＣデバイス
等の電気特性試験を一層短時間で行なうことができる。
さらに、試験液は特殊な液体であり、高価な場合が多い
が、密閉循環方式のためロスが少ないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る温度特性試験装置の説明
図である。

【図２】同上試験装置の斜視図である。

【図３】気体および液体により温度制御されるＩＣデバ
イスの温度変化の差をグラフで示す図である。

【図４】従来の温度特性試験装置の第１例の説明図であ
る。

【図５】同じく従来装置の第２例の説明図である。

【符号の説明】

５…ＩＣデバイス、２０…リザーバタンク、２１…試験
槽、２３…断熱パイプ、２５…リターンパイプ、２８…
密閉シャッタ、２９…密閉シャッタ、３３…槽内搬送装
置、３４…テストポート、３６…第１搬送装置、３７…
第２搬送装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ所定の温度に保たれた試験液が
   収容されている複数の試験液リザーバタンクと、内部に
   テストポートが設けられており、自動搬送装置を介して
   ＩＣデバイスを含む被試験体の搬入、搬出が行われる試
   験槽と、セレクト機構を介して前記複数の試験液リサー
   バタンクのいずれか１つと前記試験槽とを接続する循環
   系を含んで構成したことを特徴とする温度特性試験装
   置。
2. 【請求項２】 前記循環系は、前記複数の試験液リザー
   バタンクから導出された試験液循環用のパイプと、前記
   試験槽の液入口側と液出口側とから導出された１本のパ
   イプとをセレクト機構を介して接続して構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の温度特性試験装置。
3. 【請求項３】 前記試験槽は、前記被試験体の搬入口お
   よび搬出口と、この搬入口および搬出口を開閉し、かつ
   当該試験槽内を水密に保つことができる密閉シャッタを
   有する構成を特徴とする請求項１に記載の温度特性試験
   装置。