JPH0536788A - 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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JPH0536788A
JPH0536788A JP3192303A JP19230391A JPH0536788A JP H0536788 A JPH0536788 A JP H0536788A JP 3192303 A JP3192303 A JP 3192303A JP 19230391 A JP19230391 A JP 19230391A JP H0536788 A JPH0536788 A JP H0536788A
Authority
JP
Japan
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temperature
burn
test
semiconductor
board
Prior art date
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Pending
Application number
JP3192303A
Other languages
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 AU20336/92A priority patent/AU657977B2/en
Priority to US07/914,556 priority patent/US5359285A/en
Priority to EP92112257A priority patent/EP0523729A1/en
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 バーンイン試験を改良する。 【構成】 本発明は、半導体チップ7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バーンイ
ンボード1に搭載して所定温度Ta 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に温度センサ
(例えばダイオード)を形成しておき、試験中に温度セ
ンサの電気特性(例えばI−V特性)をそれぞれ検出す
ることにより半導体チップの温度をそれぞれ測定し、温
度の測定結果が許容範囲外となったときは、バーンイン
ボードの向きを変更する。

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。しかも、温度は試験装置中の
位置において均一ではなく、またデバイスの発熱量も同
一でなく、従って被試験デバイスの温度も各々の間で同
一ではなかった。このため、簡単かつ精度の良いバーン
イン試験を、高い歩留りで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、しかもスクリーニング試験の歩留りを向
上させることの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
バイスをバーンインボードに搭載して所定温度の送風環
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
に温度センサをあらかじめ形成しておき、試験中に温度
センサの電気特性をそれぞれ検出することにより半導体
チップの温度をそれぞれ測定し、複数の半導体チップの
温度の測定結果が、あらかじめ設定された許容範囲内と
なるようバーンインボードの向き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を搭
載したバーンインボードが収容される試験容器と、この
試験容器の内部に送風することにより半導体チップの温
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それぞれ検出することに
より、当該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よる測定値が、あらかじ
め設定された許容範囲内となるようバーンインボードの
向き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。そして、デバイスの温度
が設定範囲内となるよう、バーンインボードの向きを制
御して各デバイスからの放熱を調整させることで、温度
を均一にしてスクリーニングの歩留りの向上を図ること
ができる。
【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、デバイスの温度が設定範囲外になる
と、バーンインボードの向きがコントロールされる。し
たがって、制御手段に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を示す
断面図、図2はこれに用いるバーンインボードの概念を
示す斜視図である。図2のように、バーンインボード1
には半導体チップを内部に有する半導体デバイスがソケ
ット3を介してセットされ、この半導体チップには、後
述のように集積回路と温度センサとしての温度検出用ダ
イオードが形成されている。バーンインボード1は回転
軸11に固定され、この回転軸11はモータ12に連結
され、制御装置(図示せず)からの指令で回転される。
【0013】バーンイン試験容器6には温風送出装置8
が付設され、複数の送風口81から温風の供給がされる
ようになっている。各々の半導体チップの集積回路には
通電装置(図示せず)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の電気特性(特に立
ち上がり電圧VF の変化)は温度検出器(図示せず)で
個別にモニタされ、ジャンクション温度Tj が半導体チ
ップごとに測定されるようになっている。
【0014】制御装置は温度検出器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
よる送風量とをコントロールすると共に、モータ12に
よってバーンインボード1の向き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Tj1〜Tj3の許容範囲が記憶され、か
つ制御用ソフトウェアがあらかじめプログラムされてい
る。
【0015】上記の試験動作におけるコントロールをよ
り詳しく説明すると、次のようになる。まず、許容され
る温度範囲がオペレータによりセットされ、メモリなど
に記憶される。試験が始まると、複数の温度検出用ダイ
オードの電気特性が測定され、デバイスのジャンクショ
ン温度Tj1〜Tj3が個別にモニタされる。そして、各々
のデバイスの温度の実測値と設定値が比較される。設定
値(許容値)を越えるまではバーンインボード1の向き
を変えることなく試験が続行され、許容値を越えたら、
この温度を適正値に補正する方向にバーンインボード1
が回転され、試験が続行される。
【0016】これにより、スクリーニング試験が異なる
目的の試験に変質することが防止され、また試験の歩留
りが向上する。特に、試験が実行されるバーンイン試験
容器6内部の環境温度Ta は、加熱用ヒータや送風口の
位置、あるいは風向きや風量によって位置的に異なるの
で、あるデバイスにとっては高温になりすぎ、他のデバ
イスにとっては低温になりすぎることがある。本発明で
は、このような場合にバーンインボード1の向きをモー
タ12で変えて、デバイスに当る風量をデバイスごとに
調整して、放熱量を個別にコントロールしているので、
温度を均一にしてスクリーニングの確実化が可能にな
る。
【0017】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3(b)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。
【0018】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4は斜視
図、図5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。
【0019】上記実施例によれば、半導体チップ7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7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、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 をモニタしているので、半導体チッ
プ7の温度の直接測定ができる。そして、半導体チップ
の温度が設定値を越えたら、バーンインボード1の向き
を変えて試験を続行させるようにしているので、風当り
が変って温度が均一化され、不必要に高い温度あるいは
低い温度で試験するようなことがなくなる。
【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。
【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、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。そし
て、一部のデバイスの温度が高温あるいは低温になりす
ぎたら、バーンインボードの向きを変更して各々のデバ
イスへの風当りを調節している。このため、デバイスの
放熱量をデバイスごとに変えることで、簡単かつ精度の
良いバーンイン試験を、高い歩留りと信頼性の下で行な
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バーンインボードの向き
がコントロールされる。したがって、制御手段にバーン
インボードの方向の変更による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
バーンイン試験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である。
【図2】実施例に係るバーンインボードの斜視図であ
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 11…回転軸 12…モータ 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 81…送風口 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バーンインボード
    に搭載して所定温度の送風環境下に置き、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それぞれ検出する
    ことにより前記半導体チップの温度をそれぞれ測定し、 前記複数の半導体チップの温度の測定結果が、あらかじ
    め設定された許容範囲内となるよう前記バーンインボー
    ドの向き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を搭載したバーンイ
    ンボードが収容される試験容器と、この試験容器の内部
    に送風することにより前記半導体チップの温度を所定値
    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それぞれ検出することによ
    り、当該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よる測定値が、あらかじめ設定さ
    れた許容範囲内となるよう、前記バーンインボードの向
    き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。
JP3192303A 1991-07-19 1991-07-31 バーンイン方法および装置 Pending JPH0536788A (ja)

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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
EP92112257A EP0523729A1 (en) 1991-07-19 1992-07-17 Burn-in apparatus and method
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012169159A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Konica Minolta Holdings Inc 有機elデバイスの駆動寿命測定法

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