JPH0536786A - 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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JPH0536786A
JPH0536786A JP3192295A JP19229591A JPH0536786A JP H0536786 A JPH0536786 A JP H0536786A JP 3192295 A JP3192295 A JP 3192295A JP 19229591 A JP19229591 A JP 19229591A JP H0536786 A JPH0536786 A JP H0536786A
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JP
Japan
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temperature
burn
semiconductor chips
semiconductor
test
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Pending
Application number
JP3192295A
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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
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Priority to US07/914,556 priority patent/US5359285A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーンイン試験の歩留りと高精度化を図る。 【構成】 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複数の送風口を有する
試験容器内の所定温度の環境下に置き、複数の半導体チ
ップに通電することで試験を行なう。ここで、複数の半
導体チップのそれぞれに温度センサをあらかじめ形成し
ておき、試験中に複数の温度センサの電気特性を検出す
ることにより複数の半導体チップの温度をそれぞれ測定
する。そして、温度の測定結果にもとづき、複数の半導
体デバイスの温度が略同一となるよう、複数の送風口に
おける風向きを独立に制御する。

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6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7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。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。また、
環境温度Ta は試験容器6内の位置によって異なり、各
々の半導体デバイスの発熱量も同一でないので、同一条
件下で多数のデバイスのスクリーニングを行なうのは容
易でなかった。
【0006】そこで本発明は、バーンイン試験が同時に
施される複数の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
バイスを複数の送風口を有する試験容器内の所定温度の
環境下に置き、複数の半導体チップに通電することで試
験を行なうバーンイン方法において、複数の半導体チッ
プのそれぞれに温度センサをあらかじめ形成しておき、
試験中に複数の温度センサの電気特性を検出することに
より複数の半導体チップの温度をそれぞれ測定し、温度
の測定結果にもとづき、複数の半導体デバイスの温度が
略同一となるよう複数の送風口における風の吹き出し方
向を独立に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、複数の送風口を有する試験容器と、複数の半導
体チップに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それぞれにあら
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、当該複数の半導体チップの温度をそれ
ぞれ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略同一となるよう、複
数の送風口からの送風方向を独立に設定する制御手段と
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各デバイス
ごとに設けられ、これをモニタし、その結果に応じて送
風方向を送風口ごとに設定しているため、複数の半導体
チップにおける風量がコントロールされ、したがって各
々のチップ自体の温度を精度よく略均一にコントロール
できる。
【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複数の送風口における風
向が設定される。したがって、制御手段に風向制御によ
って温度均一化のコントロールをするためのプログラム
を設定しておくことで、自動的に精度よく略均一の温度
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は実施例に係るバーンイン装置の送風
系の概念図であり、図2は温度検出および通電系の概念
図である。バーンイン試験容器6の内部には複数のバー
ンインボード1が設けられ、これには半導体チップ71
〜73 を内部に有する半導体デバイス(図示せず)がソ
ケット31 〜33 によってセットされ、この半導体チッ
プ71 〜73 には集積回路711 〜713 と温度センサ
としての温度検出用ダイオード721 〜723 が形成さ
れている。バーンイン試験容器6には温度調整装置とし
ての送風機81と送風方向制御部82a〜82cが付設
され、温風の供給方向がコントロールされるようになっ
ている。半導体チップ7の集積回路71には通電装置9
1から独立に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で個別にモニタさ
れ、ジャンクション温度Tj がデバイスごとに測定され
るようになっている。
【0013】制御装置93は温度検出器92のモニタ結
果にもとづき、通電装置91による通電量と送風口83
a〜83cからの送風方向を、送風方向制御部82a〜
82cを介してコントロールしている。なお、この送風
方向制御は送風口83a〜83cに設けられた制御板8
4a〜84cをスイング駆動することでなされる。ま
た、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のコントロールと、温度調整装置に
おける制御板84a〜84cの方向のコントロールをす
るようあらかじめプログラムされている。
【0014】図3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、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。このような半導体チップ
7は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7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T
j を正確に求めることができる。
【0015】図4および図5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。したがって、風量によって
放熱量がコントロールされ、結果として、デバイス温度
がコントロールされる。
【0016】上記実施例によれば、半導体チップ7自体
の温度を、複数のチップのいずれについても極めて精度
よくモニタできる。すなわち、この半導体チップ7自体
の温度は、試験装置内部の位置によって異なる環境温度
a 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、半導体チップ7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 を個別のモニタし
ているので、全ての半導体チップ7の温度の直接測定が
できる。
【0017】したがって、このモニタ結果を用いること
により、複数の送風口83a〜83cにおける風向きを
独立にコントロールして、全体の半導体チップ7の表面
温度(ジャンクション温度Tj )を精度よく均一にコン
トロールできる。すなわち、温度の高いデバイスの多い
部分と温度の低いデバイスの多い部分とがあるときは、
個々の送風口83a〜83cで送風方向を異ならせるこ
とにより、結果として各々のデバイスにおける風量を異
ならせて、温度の均一化が図られる。具体的には、高温
のデバイスがあるときは、ここでの風量が増加するよう
に風向きを設定し、温度が適正値に下ったら定常運転の
風向きに戻せばよい。これにより、スクリーニングの正
確化と、歩留りの向上を同時に実現できる。
【0018】例えば50W発熱の複数の半導体デバイス
のスクリーニングで、温度抵抗θja=2℃/Wであると
きには、ジャンクション温度Tj=150℃にしたいと
きは環境温度Ta =50℃に設定すればよい。そして、
あるデバイスの温度が160℃になったときは、ここで
の風量を増加させるように風向きをコントロールして温
度が150℃に戻ったら、定常の風量になるよう風向き
を設定すればよい。
【0019】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。さらに、送風口の数や具体的な送風
方向の制御機構については、各種の態様を採用し得る。
【0020】
【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、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、これによって風向き
を複数の送風口ごとに設定しているため、結果として半
導体チップでの風量が個別に異なり、従って各々のチッ
プ自体の温度を精度よく均一にコントロールできる。こ
のため、高歩留りであって、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。
【0021】また、本発明のバーンイン装置では、測定
手段によって複数の半導体チップの個々に設けられた温
度センサをモニタし、その結果にもとづいて温調手段が
コントロールされ、複数の送風口からの風向きが個別に
調節される。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
均一な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送風系の概念図
である。
【図2】実施例に係るバーンイン装置の温度測定および
通電系の概念図である。
【図3】実施例における半導体チップ7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4】実施例におけるソケット3の斜視図である。
【図5】実施例におけるソケット3の断面図である。
【図6】バーンインボード1の構成を示す斜視図であ
る。
【図7】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 81…送風機 82…送風方向制御部 83…送風口 84…風向制御板 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複数の送風口を有
    する試験容器内の所定温度の環境下に置き、前記複数の
    半導体チップに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それぞれに温度センサをあら
    かじめ形成しておき、 試験中に前記複数の温度センサの電気特性を検出するこ
    とにより前記複数の半導体チップの温度をそれぞれ測定
    し、 前記温度の測定結果にもとづき、前記複数の半導体デバ
    イスの温度が略同一となるよう前記複数の送風口におけ
    る風の吹き出し方向を独立に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、複数の
    送風口を有する試験容器と、前記複数の半導体チップに
    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それぞれ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、当該複数の半導体チップの温度をそれぞれ測定する
    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
    プの温度が略同一となるよう、前記複数の送風口からの
    送風の方向を独立に設定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。
JP3192295A 1991-07-19 1991-07-31 バーンイン方法および装置 Pending JPH0536786A (ja)

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EP92112257A EP0523729A1 (en) 1991-07-19 1992-07-17 Burn-in apparatus and method
AU20336/92A AU657977B2 (en) 1991-07-19 1992-07-17 Burn-in apparatus and method
US07/914,556 US5359285A (en) 1991-07-19 1992-07-17 Method and apparatus for varying temperature and electronic load conditions of a semiconductor device in a burn-in test chamber while performing a burn-in test
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100867888B1 (ko) * 2007-03-27 2008-11-10 미래산업 주식회사 반도체 소자 테스트 핸들러용 덕트 및 이를 포함하는테스트 핸들러
JP2020030151A (ja) * 2018-08-24 2020-02-27 スガ試験機株式会社 耐候性試験機
CN113473793A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 矽品精密工业股份有限公司 散热组件

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