JPH0536773A - バーンイン方法および装置 - Google Patents

バーンイン方法および装置

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JPH0536773A
JPH0536773A JP3187881A JP18788191A JPH0536773A JP H0536773 A JPH0536773 A JP H0536773A JP 3187881 A JP3187881 A JP 3187881A JP 18788191 A JP18788191 A JP 18788191A JP H0536773 A JPH0536773 A JP H0536773A
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JP
Japan
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temperature
burn
semiconductor
semiconductor chip
test
Prior art date
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Application number
JP3187881A
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English (en)
Inventor
Katsunori Nishiguchi
勝規 西口
Tatsuya Hashinaga
達也 橋長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Priority to EP92112271A priority patent/EP0523736A1/en
Priority to US07/914,563 priority patent/US5406212A/en
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 バーンイン試験の精度を向上する。 【構成】 半導体チップ71を内部に有する被試験デバ
イスとしての半導体デバイス7〜7を所定温度の環
境下に置き、半導体チップに通電することで試験を行な
うに際して、最高温度になる半導体チップにダイオード
などの温度センサ72をあらかじめ形成しておき、試験
中に温度センサの電気特性(例えばダイオードの順方向
立ち上り電圧)を検出することにより半導体チップの温
度を測定し、温度の測定結果にもとづき、半導体デバイ
スの環境温度および/もしくは半導体チップへの通電量
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバーンイン方法および装
置に関し、特に、被試験デバイスたる半導体デバイスに
温度負荷と電気負荷を与えるバーンイン(高温連続動
作)試験に使用される。
【0002】
【従来の技術】バーンイン試験は、半導体デバイスの寿
命予測やスクリーニング工程における初期故障の検出に
不可欠のものである。一般に、バーンイン試験は次のよ
うにして行なわれる。図5はバーンインボード1の斜視
図である。耐熱性の樹脂等からなるボード2上には、被
試験デバイスたる半導体デバイス(図示せず)がセット
される複数のソケット3が設けられ、ボード2の一端に
は外部と電気接触をとる外部端子4が設けられている。
また、ボード2の他端には、オペレータがバーンインボ
ード1を操作するための取手5が設けられている。そし
て、ソケット3の端子(図示せず)と外部端子4は、ボ
ード2上の配線(一部のみ図示)によって接続される。
【0003】このようなバーンインボード1は、図6の
ようにバーンイン試験容器6にセットされる。すなわ
ち、バーンイン試験容器6は本体たる筐体61に蓋体6
2がヒンジ機構63によって結合された構造をなし、内
部に設けられたボードコネクタ64の挿入スリット65
にバーンインボード1が差し込まれる。これにより、バ
ーンインボード1の外部端子4とボードコネクタ64の
端子(図示せず)との接続がとられる。この接続を介し
て、半導体デバイスへの通電が図示しない通電装置によ
りなされる。なお、図示しないが、バーンイン試験容器
6には温度調整装置が付設されており、通常は、バーン
イン試験容器6の内部に温風を供給するか、あるいはヒ
ータを設ける構造となっている。
【0004】なお、バーンイン試験容器6の内部温度す
なわち被試験デバイスたる半導体デバイスの環境温度T
a は、筐体61の内壁近傍などに設けられた温度センサ
により測定されている。この測定温度をモニタし、温度
調整装置をコントロールすることで、従来はバーンイン
試験を行なっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、下記の理由でバーンイン試験を好適に行
なうことができなかった。すなわち、従来技術でリアル
タイムにモニタできるのは被試験デバイスの環境温度T
a であり、これは半導体チップの表面温度、とりわけp
n接合部分、あるいはショットキ接合部分などにおける
ジャンクション温度Tj とは一致しない。半導体デバイ
スの故障は、このジャンクション温度Tj に依存するた
め、従来は環境温度Taを測定した結果からジャンクシ
ョン温度Tj を推定し、バーンイン試験を行なってい
た。ところが、この環境温度Ta とジャンクション温度
j の関係を調べるのは極めて繁雑な作業を要し、半導
体デバイスのサイズ、形式、仕様などが異なるごとに別
の推定作業が必要になる。また、環境温度はバーンイン
試験容器6の内部において一様でなく、従って半導体デ
バイスの温度もそれぞれが微妙に異なっている。このた
め、簡単かつ精度の良いバーンイン試験を行なうことが
困難であった。
【0006】そこで本発明は、バーンイン試験が施され
る被試験デバイス中のチップ自体の温度を、精度よくコ
ントロールできるバーンイン方法および装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体チップ
を内部に有する被試験デバイスとしての複数の半導体デ
バイスを所定温度の環境下に置き、複数の半導体チップ
にそれぞれ通電することで試験を行なうバーンイン方法
において、複数の半導体チップのうち、環境温度が最高
となる位置にセットされた半導体チップに温度センサを
あらかじめ形成しておき、試験中にこの温度センサの電
気特性を検出することにより半導体チップの温度を測定
し、温度の測定結果にもとづき、環境温度および/もし
くは複数の半導体チップのそれぞれへの通電量を制御す
ることを特徴とする。
【0008】また、本発明は、半導体チップを内部に有
する被試験デバイスとしての複数の半導体デバイスが収
容される試験容器と、この試験容器の内部の温度を所定
値に調整する温調手段と、複数の半導体チップにそれぞ
れ電力を供給する通電手段とを備えるバーンイン装置に
おいて、複数の半導体チップのうち、環境温度が最高と
なる位置にセットされた半導体チップにあらかじめ形成
された温度センサの電気特性を試験中に検出することに
より、当該半導体チップの温度を測定する測定手段と、
この測定手段の出力にもとづき、複数の半導体チップの
温度があらかじめ設定された許容範囲となるよう、温調
手段および/もしくは通電手段を制御する制御手段とを
備えることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明のバーンイン方法によれば、半導体デバ
イス内部の半導体チップ自体に温度センサが設けられ、
これをモニタしているため、半導体チップ自体の温度を
精度よくコントロールできる。特に、この温度センサが
設けられる半導体デバイスは、環境温度が最高となる位
置にセットされているので、他の半導体デバイスはこの
温度以上になることがない。
【0010】また、本発明のバーンイン装置では、測定
手段によって半導体チップに設けられた温度センサをモ
ニタし、その結果にもとづいて通電手段、温調手段がコ
ントロールされる。ここで、温度センサは環境温度が最
高となる位置にセットされている。したがって、制御手
段に温度コントロールのためのプログラムを設定してお
くことで、自動的に精度よく温度コントロールができる
ことになる。
【0011】
【実施例】以下、添付図面により本発明の実施例を説明
する。
【0012】図1は実施例に関るバーンイン装置の概念
図である。バーンイン試験容器6の内部には半導体チッ
プ71 〜73 を内部に有する複数の半導体デバイス(図
示せず)がセットされ、温度が最高となる位置にセット
された半導体チップ71 には集積回路71と温度センサ
としての温度検出用ダイオード72が形成されている。
これに対し、他の半導体チップ72 ,73 には集積回路
71のみが設けられている。バーンイン試験容器6には
温度調整装置8が付設され、温風の供給あるいはヒータ
加熱等がされるようになっている。この加熱による温度
は、バーンイン試験容器6の内部において一様でなく、
最高温度の位置にセンサ付きの半導体デバイス71 がセ
ットされる。
【0013】ここで、バーンイン試験容器6中で最高温
度になる位置は、通常は上部の温風の流れが悪い位置に
なるので、温風の吹き出し口の位置や形状がわかれば、
容易に見出すことができる。半導体チップ7の集積回路
71には通電装置91から電気負荷が与えられるように
なっており、温度検出用ダイオード72の電気特性(特
に立ち上がり電圧VF の変化)は温度検出器92でモニ
タされ、ジャンクション温度Tj が測定されるようにな
っている。
【0014】制御装置93は温度検出器92による最高
温度のモニタ結果にもとづき、通電装置91による通電
量と温度調整装置8による送風量、あるいはヒータへの
通電量をコントロールしている。なお、制御装置93に
はバーンイン試験におけるジャンクション温度Tj の許
容範囲が記憶され、モニタ結果と対比して通電装置91
と温度調整装置8をコントロールするようあらかじめプ
ログラムされている。
【0015】図2は上記実施例における半導体チップ7
の斜視構成(同図(a)参照)と、温度検出用ダイオー
ド72のI−V特性(同図(b)参照)を示している。
図示の通り、環境温度が最高となる位置にセットされた
半導体チップ7には、集積回路71と温度検出用ダイオ
ード72が形成されると共に、集積回路71に接続され
た通電用パッド73と、温度検出用ダイオード72のア
ノードおよびカソードに接続されたモニタ用パッド74
が設けられている。
【0016】このような半導体チップ71 は、温度検出
用ダイオード72が設けられていない他の半導体チップ
2 ,73 と同様に、フラットパッケージとして、ある
いはリードレスチップキャリア(LCC)としてパッケ
ージングされ、被試験デバイスとしての半導体デバイス
が構成される。このような半導体チップ71 における温
度モニタは、温度検出用ダイオード72のI−V特性の
観測によりなされる。すなわち、図2(a)に示すI−
V特性の立ち上がり電圧VF は、温度によってリニアに
変化するので、この立ち上がり電圧VF の変化からジャ
ンクション温度Tj を正確に求めることができる。
【0017】図3および図4は、上記実施例のバーンイ
ン装置において、被試験デバイスたる半導体デバイス7
0をソケット3にマウントする様子を示し、図3は斜視
図、図4は断面図である。ソケット3は基体31と蓋体
32を有し、これらはヒンジ33により開閉自在に結合
され、レバー34とフック35の係合により閉じられ
る。基体31の中央部には貫通口36が形成されると上
に、上面から十字状の凹部37が形成され、ここに端子
38が設けられる。そして、端子38の一端は基体31
の下面に突出し、バーンインボード1上の配線に接続さ
れている。また、蓋体32の中央部には、放熱部材39
がねじ止めされている。一方、半導体デバイス70の底
面には端子76が設けられ、ソケット3にマウントされ
ることでソケット3の端子38と接触する。半導体デバ
イス70を凹部37にマウントし、蓋体32を閉じる
と、放熱部材39の底面が半導体デバイス70の上面に
接触し、放熱が達成される。
【0018】上記実施例によれば、最高の環境温度にあ
る半導体チップ71自体の温度を極めて精度よくモニタ
できる。すなわち、この半導体チップ71 自体の温度は
環境温度Ta に依存するだけでなく、集積回路71にお
ける発熱と外部への放熱にも依存し、この発熱量および
放熱量は装着状態等によるバラツキが極めて大きい。と
ころが、本実施例では、最高温度となるはずの半導体チ
ップ71 に設けた温度検出用ダイオード72のジャンク
ション温度Tj をモニタしているので、半導体チップ7
1の温度(すなわち試験されるデバイスの最高温度)の
直接測定ができる。
【0019】したがって、例えば50W発熱の半導体デ
バイスで、最高の環境温度が100℃、最低の環境温度
が90℃であって、温度抵抗θja=2℃/Wであるとき
には、ジャンクション温度Tj は、最高の環境温度の下
で200℃、最低の環境温度の下で190℃となる。な
お、最高温度となる位置は、ヒータの位置や送風口の位
置、あるいは風向きや風量によって異なるが、これらは
あらかじめ求めておくことができる。
【0020】なお、本発明における温度センサとして
は、集積回路71とは別に半導体チップに形成された温
度検出用ダイオードに限定されず、集積回路の内部のダ
イオードを利用してもよく、またトランジスタとしても
よい。また、NiCr系の金属薄膜抵抗を半導体チップ
に形成してもよい。なお、全てのチップに温度センサを
設けておいて、最高温度のものだけをモニタしてもよ
い。
【0021】
【発明の効果】以上の通り本発明のバーンイン方法によ
れば、環境温度が、最高となる位置の半導体デバイス内
部の半導体チップ自体に温度センサが設けられ、これを
モニタしているため、全ての半導体チップ自体の温度を
精度よく所定温度以下にコントロールできる。このた
め、簡単かつ精度の良いバーンイン試験を行なうことが
可能になる。
【0022】また、本発明のバーンイン装置では、測定
手段によって最高温度位置に半導体チップに設けられた
温度センサをモニタし、その結果にもとづいて通電手
段、温調手段がコントロールされる。したがって、制御
手段に温度コントロールのプログラムを設定しておくこ
とで、自動的に精度よく所定レベル以下に温度コントロ
ールができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るバーンイン装置の概念図である。
【図2】実施例における最高温度環境下にある半導体チ
ップ71 の構成と温度検出用ダイオード72の特性を示
す図である。
【図3】実施例におけるソケット3の斜視図である。
【図4】実施例におけるソケット3の断面図である。
【図5】バーンインボード1の構成を示す斜視図であ
る。
【図6】バーンイン試験容器6の斜視図である。
【符号の説明】
1…バーンインボード 2…ボード 3…ソケット 31…基体 32…蓋体 34…レバー 35…フック 38…端子 39…放熱部材 6…バーンイン試験容器 7…半導体チップ 70…半導体デバイス 71…集積回路 72…温度検出用ダイオード 8…温度調整装置 91…通電装置 92…温度検出器 93…制御装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップを内部に有する被試験デバ
    イスとしての複数の半導体デバイスを所定温度の環境下
    に置き、前記複数の半導体チップにそれぞれ通電するこ
    とで試験を行なうバーンイン方法において、 前記複数の半導体チップのうち、環境温度が最高となる
    位置にセットされた半導体チップに温度センサをあらか
    じめ形成しておき、 試験中に前記温度センサの電気特性を検出することによ
    り前記半導体チップの温度を測定し、 前記温度の測定結果にもとづき、前記環境温度および/
    もしくは前記複数の半導体チップのそれぞれへの通電量
    を制御することを特徴とするバーンイン方法。
  2. 【請求項2】 半導体チップを内部に有する被試験デバ
    イスとしての複数の半導体デバイスが収容される試験容
    器と、この試験容器の内部の温度を所定値に調整する温
    調手段と、前記複数の半導体チップにそれぞれ電力を供
    給する通電手段とを備えるバーンイン装置において、 前記複数の半導体チップのうち、環境温度が最高となる
    位置にセットされた半導体チップにあらかじめ形成され
    た温度センサの電気特性を試験中に検出することによ
    り、当該半導体チップの温度を測定する測定手段と、 この測定手段の出力にもとづき、前記複数の半導体チッ
    プの温度があらかじめ設定された許容範囲となるよう、
    前記温調手段および/もしくは通電手段を制御する制御
    手段とを備えることを特徴とするバーンイン装置。
JP3187881A 1991-07-19 1991-07-26 バーンイン方法および装置 Pending JPH0536773A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5603624A (en) * 1993-12-20 1997-02-18 Yazki Corporation Connector with fitting operation lever
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JP2009097968A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Akim Kk 温度特性計測装置および温度特性計測方法
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