JPH0712943Y2 - Ｉｃデバイスの低温試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はICデバイスを低温下で性能試験するためのICデ
バイスの低温試験装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ICテスタによるICデバイスの性能試験を一定の温
度条件下で行なうための装置として所謂ICハンドラーが
公知であるが、これは専ら常温または高温下での試験装
置としての機能しか備えておらず、低温下での試験は、
たとえばICテスタのヘッド上に鉄板を介してICデバイス
を載置した状態で液体窒素を吹き付ける等、常温空気中
でICデバイスを直接冷却しながら行なう方式をとってい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、この方式によると、空気中の水蒸気が低温の
ICデバイスの表面に付着して着霜、結露が生じ、これに
よりICデバイスに短絡が発生するという問題が生じてい
た。また、温度変化が激しくて温度管理がしにくいこ
と、温度センサによる正確な温度検出が困難なこと等か
ら温度制御が困難なため、試験精度が低くなるととも
に、温度調整のために作業が中断される場合が多いこと
から連続運転ができないという欠点があった。

一方、このような課題を解決するための手段として、本
出願人の出願にかかる特開昭62−319761号および実願昭
62−191986号に示されているように、ICデバイスが収容
されるテストチャンバ内に、ICデバイスに接触または近
接するクーリングディスクを設け、このクーリングディ
スク中に液体窒素等の冷媒を通してクーリングディスク
を冷却し、このクーリングディスクによってICデバイス
を冷却する手段をとることができる。

この手段によると、ICデバイスを外部から隔離された低
温環境下で冷却するため、空気中の水蒸気によるICデバ
イス表面の着霜、結露を防止できるとともに、温度制御
が容易で試験精度を向上させることが可能となる。

ところが、この手段による問題点として、クーリングデ
ィスク中の冷媒の流れのムラ等により、クーリングディ
スクが部分的に過冷却状態となるおそれがあるため、IC
デバイス表面の着霜、また熱伸縮によるひずみが発生す
るおそれがある。

そこで本考案は、ICデバイスをテストチャンバ内の低温
条件下で性能試験する構成を前提として、ICデバイスの
着霜または熱伸縮によるひずみ発生を確実に防止するこ
とができるICデバイスの低温試験装置を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、性能試験される被検体としてのICデバイスが
収容されるテストチャンバ内に、外部から供給される冷
媒をテストチャンバ内に吹出す吹出しノズルと、この吹
出しノズルから液状態で吹出される冷媒を受ける受け皿
と、テストチャンバ内の冷媒ガスを上記受け皿上を通る
経路で循環させてテストチャンバ内を冷却するガス循環
手段と、このガス循環手段により冷却され上記ICデバイ
スに接触または近接してこのICデバイスを冷却するクー
リングディスクとが設けられてなるものである。

この構成により、ICデバイスが、外部から隔離されたテ
ストチャンバ内で、テストチャンバ内温度とほぼ同じ温
度でクーリングディスクによって冷却されるため、ICデ
バイス表面の着霜、結露または熱伸縮によるひずみ発生
を確実に防止することができる。

（実施例） 本考案の実施例を図によって説明する。

１は直方形箱状のテストチャンバで、このテストチャン
バ１内の下部に、縦軸まわりに回転するターンテーブル
２が、図示しないモータによって回転駆動される施回輪
３を介して設置されている。また、テストチャンバ１の
底面に、同チャンバ１内と連通する小室４が凹陥状に設
けられ、この小室４の底部に、図示しないICテスタに電
気的に接続されるソケット５が設けられている。

被験体としての複数のICデバイス６…は、ターンテーブ
ル２上に周方向一定間隔置きに載置される。このICデバ
イス６…とソケット５とは、ターンテーブル２および施
回輪３ならびに図示しない配線を介して電気的に接続さ
れ、ICデバイス６…の低温下での性能試験がICテスタに
よって行なわれる。

また、テストチャンバ１内には、円板状のクーリングデ
ィスク７と、吹出しノズル８と、受け皿９と、シロッコ
ファン等のブロワ10がそれぞれ設置されている。

クーリングディスク７は、ターンテーブル２の上方にお
いてICデバイス６…と接触またたは近接する状態で設置
され、このクーリングディスク７によってICデバイス６
…が冷却される。

吹出しノズル８は、複数の吹出し口8aを有し、クーリン
グディスク７の上方においてこの吹出し口8aが下向きに
開口する水平状態でテストチャンバ１内に設置される。

受け皿９は、吹出しノズル８の直下部において吹出し口
8aに臨む水平状態で吹出しノズル８と並行に設置されて
いる。

ブロワ10は、吹出しノズル８の側方に設置され、このブ
ロワ10の回転によってテストチャンバ１内に、第１図矢
印で示すように吹出しノズル８および受け皿９上をこれ
らと直交しながら、小室４を含めてテストチャンバ１内
ほぼ全域を循環する気流が発生する。

吹出しノズル８は、液体窒素供給ライン11を介して液体
窒素タンク12に接続され、同タンク12内の液体窒素が、
この吹出しノズル８の吹出し口8aからテストチャンバ１
内に下向きに吹出される。この吹出された液体窒素は、
一部が吹出しと同時に、また一部が受け皿９との衝突に
よってそれぞれ気化し、残りが受け皿９上でブロワ10に
よる循環流との接触によって気化する。

こうして、窒素ガス（冷気）がテストチャンバ１内を循
環することによってテストチャンバ１内が全域ほぼ均等
に冷却され、このテストチャンバ内温度とほぼ同じ温度
に冷却されたクーリングディスク７によってICデバイス
６…が冷却される。

このように、クーリングディスク７を、これに直接液体
窒素を通して冷却するのではなく、その雰囲気温度（テ
ストチャンバ１内温度）を循環ガス流により低下させて
間接的に冷却するため、クーリングディスク７が全体均
等温度に冷却され、部分的に過冷却状態となるおそれが
なくなる。したがって、クーリングディスク７の過冷却
によってICデバイス６…の表面に着霜が生じたり、熱伸
縮によるひずみが発生したりするおそれがなくなる。

また、ブロワ10による循環流を、吹出しノズル８による
液体窒素の吹出し方向と直交させるため、吹出される窒
素ガスが効率良く拡散するとともに、受け皿９上の液体
窒素の気化が効率良く行なわれる。

なお、窒素ガスがクーリングディスク７に直接当たら
ず、かつ小室４を含めてテストチャンバ１内全域にもれ
なく行き亘るように、ブロワ10の下方に、ガス流を下向
きに案内する風向ガイド板13が設けられている。

また、受け皿９には、吹出しノズル８から吹出される液
体窒素を受けて気化させる底壁9aの両側に、液体窒素が
気化前に滴下、飛散することを防止するための側壁9a,9
bが設けられるとともに、一方の側壁9bの中央上部に分
散板9dが一体に設けられている。この分散板9dにより、
受け皿９の上部を通過するガス循環流が左右に分散さ
れ、テストチャンバ１内全域に亘る冷気の拡散に効果を
発揮する。

ところで、テストチャンバ１内を冷却して高温化した窒
素ガスは図示しないガス排出ラインを介して室外等に排
出される。また、テストチャンバ１内には、温度制御を
精度良く行なうために、同チャンバ内加熱用のヒータ14
が設けられている。

一方、テストチャンバ１の一方の側壁にはICデバイス６
の搬入口15、他方の側壁には同搬出口16がそれぞれ設け
られ、ICデバイス６が、ターンテーブル２により搬入口
15側から搬出口16側に向けて回転移動する間に性能試験
される。

また、テストチャンバ１の上記搬入口15側の側方に前処
理室17、搬出口16側の側方に後処理室18がそれぞれテス
トチャンバ１と隣接して設けられている。これら前、後
両処理室17,18には、それぞれ窒素ガスタンク19からの
窒素ガスがヒータ20,21により加熱された供給され、こ
の窒素ガスにより、両処理室17,18が常温よりは低温で
テストチャンバ１内温度よりは高温、かつ乾燥状態に保
持されるる。

このように、テストチャンバ１の入口側および出口側
に、温度的にはテストチャンバ内外温度の中間状態の乾
燥室としての両処理室17,18を設けることにより、 （イ）テストチャンバ１内への外部空気の侵入を防止す
ることができる。

（ロ）ICデバイス６を、テストチャンバ１内への搬入前
に前処理室17によって予冷すると同時に、その表面を窒
素ガスで覆って露点を下げることができる。

（ハ）テスト後、ICデバイス６を外部に取出す前に、後
処理室18で昇温させて外部との温度ギャップを小さくす
ることができる。

これらにより、ICデバイス６のテストチャンバ１内での
試験中および試験後の着霜、結露の発生原因を完全にな
くし、ICデバイス４の着霜、結露をより一層確実に防止
することができる。

なお、テストチャンバ１内および両処理室17,18内は、
空気侵入防止効果を高めるために、大気圧より少し高い
圧力に保たれる。また、両処理室17,18には、昇温、乾
燥を助けるためのプレートヒータ22,23が設けられてい
る。さらに、テストチャンバ１および両処理室17,18
は、保冷のために断熱材にて被覆される。

一方、テストチャンバ１に対する液体窒素の供給ライン
11、および前、後両処理室17,18に対する窒素ガスの供
給ライン24,25にそれぞれ流量制御弁26,27,28が設けら
れ、これら各流量制御弁26〜28による液体窒素および窒
素ガスの供給制御により、テストチャカバ１内および両
処理室17,18内の温度が制御される。

このうち、液体窒素供給ライン11の流量制御弁26は、テ
ストチャンバ１内に設けられた温度センサ29からの信号
に基づいてコントローラ30によって自動的に制御され、
これによりICデバイス６の冷却温度が自動的に一定に制
御されるようになっている。いいかえれば、この低温試
験装置によると、従来の常温空気中での窒素吹き付け方
式等と異なり、テストチャンバ１内の低温雰囲気中でク
ーリングディスク７によってICデバイス６を冷却するた
め、ICデバイス６の冷却温度が安定していること、温度
センサ29がICデバイス同様、着霜、結露のおそれがな
く、正確な温度検出を行ないうること等により、従来方
式では困難乃至は不可能であった冷却温度の自動制御が
可能となるものである。また、こうして温度制御が可能
となることにより、運転の連続化が可能となる。

ところで、テストチャンバ１内に供給する冷媒として、
上記実施例で用いた液体窒素に代えて、冷却したメタノ
ールやエタノール、フロンガス等を用いてもよい。一
方、ICデバイスの着霜、結露防止上、上記実施例のよう
にテストチャンバ１の入口側に前処理室、出口側に後処
理室を設けるものが最も望ましいが、これら両処理室が
ない場合でも、テストチャンバ内が適温かつ乾燥状態に
保持されることにより、実用上十分な効果を上げること
ができる。

〔考案の効果〕

上記のように本考案によるときは、テストチャンバ内で
冷媒ガスを循環させて、テストチャンバ内のクーリング
ディスクを冷却し、このクーリングディスクによってIC
デバイスを冷却する構成としたから、常温空気中で液体
窒素をICデバイスに直接吹付けて冷却する場合のような
空気中の水蒸気によるICデバイス表面の着霜、結露の発
生のおそれがなくなる。また、低温雰囲気中でクーリン
グディスクにより安定した冷却作用を行なうことがで
き、かつ温度センサによる正確な温度制御が可能となる
ため、従来の常温空気中での窒素吹き付け方式等では困
難であった温度制御が容易となり、ICデバイスの試験精
度を向上させることができるとともに、連続運転が可能
となる。

また、テストチャンバ内を冷却することにより、クーリ
ングディスク全体をこのテストチャンバ内とほぼ同じ温
度に冷却するため、クーリングディスクを液体窒素によ
り独立して冷却する場合のようにクーリングディスクに
部分的な過冷却が生じるおそれがなくなり、この過冷却
によるICデバイスの着霜、過冷却に伴う熱伸縮によるひ
ずみ発生のおそれがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例にかかる試験装置の構成を示す
概略縦断面図、第２図は同水平断面図、第３図は同装置
における吹出しノズルおよび受け皿の拡大斜視図であ
る。 １……テストチャンバ、６……ICデバイス、７……クー
リングディスク、８……吹出しノズル、8a……同ノズル
の吹出し口、９……受け皿、10……ガス循環手段として
のブロワ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 二瓶 隆弘 福島県福島市丸子字石名田17―１ (56)参考文献 特開 昭60−252276（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−17871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭１−163570（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−129181（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】性能試験される被験体としてのICデバイス
   が収容されるテストチャンバ内に、外部から供給される
   冷媒をテストチャンバ内に吹出す吹出しノズルと、この
   吹出しノズルから液状態で吹出される冷媒を受ける受け
   皿と、テストチャンバ内の冷媒ガスを上記受け皿上を通
   る経路で循環させてテストチャンバ内を冷却するガス循
   環手段と、このガス循環手段により冷却され上記ICデバ
   イスに接触または近接してこのICデバイスを冷却するク
   ーリングディスクとが設けられてなることを特徴とする
   ICデバイスの低温試験装置。