JPH07209373A - 冷却試験装置 - Google Patents
冷却試験装置Info
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- JPH07209373A JPH07209373A JP6239920A JP23992094A JPH07209373A JP H07209373 A JPH07209373 A JP H07209373A JP 6239920 A JP6239920 A JP 6239920A JP 23992094 A JP23992094 A JP 23992094A JP H07209373 A JPH07209373 A JP H07209373A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＩＣの冷却試験装置で、結露することなく、正
確に温度設定を行い、高消費電力ＩＣの冷却試験を行
う。 【構成】排気孔１７を持った断熱ケース１６内に設置さ
れ、ＩＣの下面と接する冷却ブロック１５と、ケース１
３に覆われ、その外に設置されたドライエア発生器１２
と接続し、ドライエアを供給する為の給気孔を持ったプ
ッシャ８とを備えている。特に冷却ブロック１５内に、
温度制御するためのヒータを備える。
確に温度設定を行い、高消費電力ＩＣの冷却試験を行
う。 【構成】排気孔１７を持った断熱ケース１６内に設置さ
れ、ＩＣの下面と接する冷却ブロック１５と、ケース１
３に覆われ、その外に設置されたドライエア発生器１２
と接続し、ドライエアを供給する為の給気孔を持ったプ
ッシャ８とを備えている。特に冷却ブロック１５内に、
温度制御するためのヒータを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の冷却試験装
置に関し、特に結露を防止する機能を持つ冷却試験装置
に関する。
置に関し、特に結露を防止する機能を持つ冷却試験装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷却試験装置の第１の例は、図６
に示すように、テストヘッド４７上のテストボード４６
に実装されたＩＣソケット４４に半導体装置４５のリー
ドを挿入し、この半導体装置４５を覆うように、下方移
動させて、サーマルヘッド４２をかぶせ、これにより密
閉をして、冷却器本体４０で冷却されたドライエア又は
窒素ガスをエアパイプ４１内に通してサーマルヘッド４
２に供給し、雰囲気を冷たくする事で半導体装置４５を
冷やし、一定温度に保ちながら、図示されていない測定
装置にて試験を行っていた。この装置は−５０度乃至−
７０度程度の雰囲気にする事が可能である。
に示すように、テストヘッド４７上のテストボード４６
に実装されたＩＣソケット４４に半導体装置４５のリー
ドを挿入し、この半導体装置４５を覆うように、下方移
動させて、サーマルヘッド４２をかぶせ、これにより密
閉をして、冷却器本体４０で冷却されたドライエア又は
窒素ガスをエアパイプ４１内に通してサーマルヘッド４
２に供給し、雰囲気を冷たくする事で半導体装置４５を
冷やし、一定温度に保ちながら、図示されていない測定
装置にて試験を行っていた。この装置は−５０度乃至−
７０度程度の雰囲気にする事が可能である。
【０００３】また、従来の第２の例として、図７に示す
ように、ＴＡＢ型集積回路素子の場合、ＴＡＢテープ２
をステージ３に載せ、プッシャ８を図示されていない機
構により下降させ、ＴＡＢテープ２上のテストパッド
（図示せず）とプローブ５との電気的接続を確実に行
い、かつ冷却ヘッド１８と半導体チップ１の下面とが接
触する。次に、冷却ヘッド１８の中央に設けられた吸着
孔１４により真空吸着を行い、チップ１の下面と冷却ヘ
ッド１８との密着度を高め、冷却ブロック１５により冷
却が行われる。冷却ヘッド１８は熱伝導率の高い金属例
えば銅等が用いられる。チップ１を冷却しながら一定温
度に保った状態で、図示されていない測定装置にて試験
を行っていた。この装置には、外気と遮断するケースも
ドライガスの供給もない。
ように、ＴＡＢ型集積回路素子の場合、ＴＡＢテープ２
をステージ３に載せ、プッシャ８を図示されていない機
構により下降させ、ＴＡＢテープ２上のテストパッド
（図示せず）とプローブ５との電気的接続を確実に行
い、かつ冷却ヘッド１８と半導体チップ１の下面とが接
触する。次に、冷却ヘッド１８の中央に設けられた吸着
孔１４により真空吸着を行い、チップ１の下面と冷却ヘ
ッド１８との密着度を高め、冷却ブロック１５により冷
却が行われる。冷却ヘッド１８は熱伝導率の高い金属例
えば銅等が用いられる。チップ１を冷却しながら一定温
度に保った状態で、図示されていない測定装置にて試験
を行っていた。この装置には、外気と遮断するケースも
ドライガスの供給もない。
【０００４】さらに、従来の第３の例として、特開昭５
９−２２８１７６号公報にあるように、半導体装置の環
境試験装置において結露現象が生じないように、密閉窓
を設けた構造がある。
９−２２８１７６号公報にあるように、半導体装置の環
境試験装置において結露現象が生じないように、密閉窓
を設けた構造がある。
【０００５】また従来の第４の例として、特開平１−１
６３５７０号公報を参照すると、内部に冷媒例えば液体
窒素が通る構造のクーリングディスクを、半導体装置に
接触又は近接させることにより、冷却を行い、気化した
冷媒により雰囲気を乾燥冷却させる構造が記載されてい
る。
６３５７０号公報を参照すると、内部に冷媒例えば液体
窒素が通る構造のクーリングディスクを、半導体装置に
接触又は近接させることにより、冷却を行い、気化した
冷媒により雰囲気を乾燥冷却させる構造が記載されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の冷却
試験装置を利用して、動作時の発熱量が数十Ｗと大きい
高電力バイポーラ型トランジスタを内蔵したＴＡＢ型パ
ッケージの半導体装置を試験する場合、トランジスタ等
のジャンクション温度Ｔｊを一定の低温度に保つことが
できず、極めて精度の低い温度での試験データしか得ら
れなかった。観点をかえると、従来ではジャンクション
温度を一定とする温度試験の必要性が認識されておら
ず、このため熱抵抗を一定とする必要性と、雰囲気温度
を一定にすべく熱容量の大なる雰囲気を得る必要性とが
知得されていなかった。
試験装置を利用して、動作時の発熱量が数十Ｗと大きい
高電力バイポーラ型トランジスタを内蔵したＴＡＢ型パ
ッケージの半導体装置を試験する場合、トランジスタ等
のジャンクション温度Ｔｊを一定の低温度に保つことが
できず、極めて精度の低い温度での試験データしか得ら
れなかった。観点をかえると、従来ではジャンクション
温度を一定とする温度試験の必要性が認識されておら
ず、このため熱抵抗を一定とする必要性と、雰囲気温度
を一定にすべく熱容量の大なる雰囲気を得る必要性とが
知得されていなかった。
【０００７】まず図６の従来の第１の例においては、エ
アパイプ４内の冷却気体に対する熱放散であるので、気
体の熱抵抗が高く、冷却能力が足りない。例えば、プラ
スチックモールドされた半導体ＩＣの場合、半導体チッ
プのＰＮ接合と雰囲気との熱抵抗は、風がない時で４０
乃至５０度Ｃ／Ｗであり、風が吹いても３０乃至４０度
Ｃ／Ｗ程度である。消費電力１ＷのＩＣをＰＮ接合温度
Ｔｊ＝１０度Ｃにしたい場合、熱抵抗θ＝３０度Ｃ／Ｗ
とすると、雰囲気の温度Ｔａは（Ｔｆ＝Ｔｊ−θ×Ｗ）
の式より、−２０度Ｃにする必要があり、さらに消費電
力５ＷのＩＣの場合、−１４０度Ｃにしなければなら
ず、このような低温は実際には実現できないという欠点
がある。
アパイプ４内の冷却気体に対する熱放散であるので、気
体の熱抵抗が高く、冷却能力が足りない。例えば、プラ
スチックモールドされた半導体ＩＣの場合、半導体チッ
プのＰＮ接合と雰囲気との熱抵抗は、風がない時で４０
乃至５０度Ｃ／Ｗであり、風が吹いても３０乃至４０度
Ｃ／Ｗ程度である。消費電力１ＷのＩＣをＰＮ接合温度
Ｔｊ＝１０度Ｃにしたい場合、熱抵抗θ＝３０度Ｃ／Ｗ
とすると、雰囲気の温度Ｔａは（Ｔｆ＝Ｔｊ−θ×Ｗ）
の式より、−２０度Ｃにする必要があり、さらに消費電
力５ＷのＩＣの場合、−１４０度Ｃにしなければなら
ず、このような低温は実際には実現できないという欠点
がある。
【０００８】また、図７の第２の例では、半導体チップ
１が直接金属の冷却ヘッド１８に接触している為、熱抵
抗は低くすることができ、０．７乃至１．５度Ｃ／Ｗ程
度まで可能であるが、消費電力１ＷのＩＣの場合、冷却
ヘッド１８の温度を９．３度Ｃに、消費電力５ＷのＩＣ
の場合でも６．５度Ｃにすればよい。しかし、ＩＣの高
速化に伴ない消費電力の増大が進み、現在３０Ｗ，６０
ＷというＩＣも出現している。このＩＣを冷却試験する
には、冷却ヘッド１８の温度を−１１度Ｃ，−３２度Ｃ
という低温にする必要がある。
１が直接金属の冷却ヘッド１８に接触している為、熱抵
抗は低くすることができ、０．７乃至１．５度Ｃ／Ｗ程
度まで可能であるが、消費電力１ＷのＩＣの場合、冷却
ヘッド１８の温度を９．３度Ｃに、消費電力５ＷのＩＣ
の場合でも６．５度Ｃにすればよい。しかし、ＩＣの高
速化に伴ない消費電力の増大が進み、現在３０Ｗ，６０
ＷというＩＣも出現している。このＩＣを冷却試験する
には、冷却ヘッド１８の温度を−１１度Ｃ，−３２度Ｃ
という低温にする必要がある。
【０００９】このような場合には、チップ１や冷却ヘッ
ド１８等が外気の雰囲気に直接触れているので、近傍の
空気が冷却され、過飽和状態となり、結露を発生し、直
ちに氷結してしまう。これにより、ジャンクション部分
までの熱抵抗が増大してしまい、Ｔｊの温度を一定にで
きなくなるばかりでなく、漏電も発生して、目的とする
試験データが得られず、また氷を溶かさないとＩＣを交
換できず、生産効率の低下を招くという欠点があった。
ド１８等が外気の雰囲気に直接触れているので、近傍の
空気が冷却され、過飽和状態となり、結露を発生し、直
ちに氷結してしまう。これにより、ジャンクション部分
までの熱抵抗が増大してしまい、Ｔｊの温度を一定にで
きなくなるばかりでなく、漏電も発生して、目的とする
試験データが得られず、また氷を溶かさないとＩＣを交
換できず、生産効率の低下を招くという欠点があった。
【００１０】また上述した従来の第３の例では、第１の
例と同様に気体による冷却であるから、熱容量が極めて
小さく、ジャンクション温度を実質的に一定にすること
ができない。特に、上述したような高消費電力のトラン
ジスタの試験ができないという欠点があった。
例と同様に気体による冷却であるから、熱容量が極めて
小さく、ジャンクション温度を実質的に一定にすること
ができない。特に、上述したような高消費電力のトラン
ジスタの試験ができないという欠点があった。
【００１１】また上述した従来の第４の例では、クーリ
ングディスクが半導体装置に接触する場合、液体窒素を
直接使用し、液温を調整する機構がない為、この液温で
しか冷却できないという欠点があり、また接触しない場
合は気体による冷却であるから、熱抵抗を低くすること
ができず、高い消費電力の半導体装置の試験ができない
という欠点もある。
ングディスクが半導体装置に接触する場合、液体窒素を
直接使用し、液温を調整する機構がない為、この液温で
しか冷却できないという欠点があり、また接触しない場
合は気体による冷却であるから、熱抵抗を低くすること
ができず、高い消費電力の半導体装置の試験ができない
という欠点もある。
【００１２】以上の従来技術の欠点に鑑み、本発明は次
の課題を掲げる。
の課題を掲げる。
【００１３】（１）消費電力の大きな特に１００Ｗを越
える半導体装置でも、正確に温度を設定できること。
える半導体装置でも、正確に温度を設定できること。
【００１４】（２）雰囲気温度条件を所望の値に一定に
設定できること。
設定できること。
【００１５】（３）冷媒の熱抵抗等を低くして、冷却能
力を向上させること。
力を向上させること。
【００１６】（４）冷却温度を調整する手段を設け、任
意の冷却温度で試験できること。
意の冷却温度で試験できること。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の冷却試験装置の
一構成は、半導体装置のリードをプローブに接続した状
態で前記半導体装置を所定位置に保持する第１の手段
と、設定された前記半導体装置を冷却ヘッドに吸着して
冷却する第２の手段と、前記第１，第２の手段を外気と
しゃ断する第３の手段と、前記第３の手段内に乾燥空気
を送り込む第４の手段とが設けられていることを特徴と
する。
一構成は、半導体装置のリードをプローブに接続した状
態で前記半導体装置を所定位置に保持する第１の手段
と、設定された前記半導体装置を冷却ヘッドに吸着して
冷却する第２の手段と、前記第１，第２の手段を外気と
しゃ断する第３の手段と、前記第３の手段内に乾燥空気
を送り込む第４の手段とが設けられていることを特徴と
する。
【００１８】本発明の冷却試験装置の他の構成は、半導
体装置のリードをプローブに接続した状態で前記半導体
装置を所定位置に保持する第１の手段と、前記第１の手
段で保持された前記半導体装置を冷却ヘッドに吸着して
冷却する第２の手段と、前記第１，第２の手段を外気と
遮断する第３の手段と、前記第３の手段内にイオン化し
た乾燥空気を送り込む第４の手段とが設けられ、前記第
２の手段は、前記冷却ヘッドにヒートシンクが設けら
れ、前記ヒートシンクが低温液体の導水路内に突出し、
前記冷却ヘッドにヒータが取付けられていることを特徴
とする。
体装置のリードをプローブに接続した状態で前記半導体
装置を所定位置に保持する第１の手段と、前記第１の手
段で保持された前記半導体装置を冷却ヘッドに吸着して
冷却する第２の手段と、前記第１，第２の手段を外気と
遮断する第３の手段と、前記第３の手段内にイオン化し
た乾燥空気を送り込む第４の手段とが設けられ、前記第
２の手段は、前記冷却ヘッドにヒートシンクが設けら
れ、前記ヒートシンクが低温液体の導水路内に突出し、
前記冷却ヘッドにヒータが取付けられていることを特徴
とする。
【００１９】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例の冷却試験装置
を示す断面図であり、同図において図７と共通する部分
の説明を省く。
を示す断面図であり、同図において図７と共通する部分
の説明を省く。
【００２０】図１において、この実施例は、プッシャ
８，ステージ３，プローブ５，バネ４，設定された半導
体チップ１を包むケース１３が、テストボード６の上面
に、図示されていない構造で圧接される。ケース１３と
テストボード６との接触部分には、弾力性のある樹脂を
介在させることが好ましい。
８，ステージ３，プローブ５，バネ４，設定された半導
体チップ１を包むケース１３が、テストボード６の上面
に、図示されていない構造で圧接される。ケース１３と
テストボード６との接触部分には、弾力性のある樹脂を
介在させることが好ましい。
【００２１】プッシャ８を上下動させる機構は、空気圧
制御で行う。これに必要な配管は、図示されていない
が、テストボード６を開口して、供給される。このケー
ス１３は、チップ１の交換時には、上方へ移動させる
が、プッシャ８と連動させることが好ましい。
制御で行う。これに必要な配管は、図示されていない
が、テストボード６を開口して、供給される。このケー
ス１３は、チップ１の交換時には、上方へ移動させる
が、プッシャ８と連動させることが好ましい。
【００２２】プッシャ８の中央部には、給気孔９が開口
しており、これは設定されたチップ１の中央部上に設け
ることが好ましい。複数のチップ１がある場合には、そ
れぞれのチップの中央部上に開口するように、分岐して
給気孔９を設けることが好ましい。
しており、これは設定されたチップ１の中央部上に設け
ることが好ましい。複数のチップ１がある場合には、そ
れぞれのチップの中央部上に開口するように、分岐して
給気孔９を設けることが好ましい。
【００２３】プッシャ８の開口部とケース１３の開口部
とは、伸縮チューブ１０で連絡し、双方の距離の変化に
対応できるようにする。ケース１３はチューブ１１を介
して、ドライエア発生器１２に連結される。ドライエア
発生器１２は、湿度が実質的にゼロである不活性ガス例
えば窒素や湿度を除去した空気等が用いられ、必要に応
じて、この気体はチューブ１１，伸縮チューブ１０，給
気孔９を通して、チップ１を中心とした雰囲気に充満さ
せる。
とは、伸縮チューブ１０で連絡し、双方の距離の変化に
対応できるようにする。ケース１３はチューブ１１を介
して、ドライエア発生器１２に連結される。ドライエア
発生器１２は、湿度が実質的にゼロである不活性ガス例
えば窒素や湿度を除去した空気等が用いられ、必要に応
じて、この気体はチューブ１１，伸縮チューブ１０，給
気孔９を通して、チップ１を中心とした雰囲気に充満さ
せる。
【００２４】設定されたチップ１は、プッシャ８により
冷却ヘッド１８に圧接されるだけでなく、吸気孔１４に
よりチップ１の表面が吸着されて、強くヘッド１８の表
面に圧接される。
冷却ヘッド１８に圧接されるだけでなく、吸気孔１４に
よりチップ１の表面が吸着されて、強くヘッド１８の表
面に圧接される。
【００２５】冷却ブロック１５を包む断熱ケース１６が
テストヘッド７の表面に固着される。このケース１６に
は、排気孔１７が開口しており、内部の陽圧ガスが流出
する。また、ケース１６は、発泡ポリスチロール，発泡
ポリウレタンや、合成樹脂等の断熱材が好ましい。
テストヘッド７の表面に固着される。このケース１６に
は、排気孔１７が開口しており、内部の陽圧ガスが流出
する。また、ケース１６は、発泡ポリスチロール，発泡
ポリウレタンや、合成樹脂等の断熱材が好ましい。
【００２６】操作手順としては、まずチップ１のリード
が固着したＴＡＢ型テープをステージ３内に設定し、次
にプッシャ８を下降させ、チップ１が軽くヘッド１８に
圧接するところで止める。ここで、チップ１は吸着孔１
４により吸着され、ヘッド１８に強く圧接する。この段
階では、ステージ３はバネ４の圧力に抗して下方に移動
しており、プローブ５も図示されていないバネ圧に抗し
て、下方に移動しており、またケース１３はすでにテス
トボード６に圧接している。
が固着したＴＡＢ型テープをステージ３内に設定し、次
にプッシャ８を下降させ、チップ１が軽くヘッド１８に
圧接するところで止める。ここで、チップ１は吸着孔１
４により吸着され、ヘッド１８に強く圧接する。この段
階では、ステージ３はバネ４の圧力に抗して下方に移動
しており、プローブ５も図示されていないバネ圧に抗し
て、下方に移動しており、またケース１３はすでにテス
トボード６に圧接している。
【００２７】次に、ドライエア発生器１２からドライエ
アを送り込み、内部雰囲気内に充満するころに、冷却ブ
ロック１５の冷却を開始する。この実施例では、結露，
氷結は、かなりの低温雰囲気でも発生することはない。
冷却中は、排気孔１７から外へドライエアが流出するよ
うに、陽圧に設定しておく。チップ１内のジャンクショ
ン温度Ｔｊは、熱抵抗が一定に保持されている関係で、
一定に保つことができ、正確に所定の温度における特性
試験データを得ることができる。
アを送り込み、内部雰囲気内に充満するころに、冷却ブ
ロック１５の冷却を開始する。この実施例では、結露，
氷結は、かなりの低温雰囲気でも発生することはない。
冷却中は、排気孔１７から外へドライエアが流出するよ
うに、陽圧に設定しておく。チップ１内のジャンクショ
ン温度Ｔｊは、熱抵抗が一定に保持されている関係で、
一定に保つことができ、正確に所定の温度における特性
試験データを得ることができる。
【００２８】尚、ケース１３に開閉窓を設けて、チップ
１の出入れを行うようにしてもよい。冷却ブロック１５
は、当然冷却時に使用するもので、高熱試験を行う場合
には、これを発熱ブロックに置き換えることは言うまで
もない。
１の出入れを行うようにしてもよい。冷却ブロック１５
は、当然冷却時に使用するもので、高熱試験を行う場合
には、これを発熱ブロックに置き換えることは言うまで
もない。
【００２９】従来の冷却ヘッド１８，冷却ブロック１５
は、マイナスの温度になる為、結氷の恐れがあり、熱抵
抗の悪化を招くが、この実施例では断熱ケース１６，ケ
ース１３に覆われ、プッシャ８からあふれたドライエア
が周囲を乾燥した状態に保っているので、冷却ヘッド１
８，冷却ブロック１５も結露することはない。
は、マイナスの温度になる為、結氷の恐れがあり、熱抵
抗の悪化を招くが、この実施例では断熱ケース１６，ケ
ース１３に覆われ、プッシャ８からあふれたドライエア
が周囲を乾燥した状態に保っているので、冷却ヘッド１
８，冷却ブロック１５も結露することはない。
【００３０】図２は本発明の第２の実施例の断面図であ
る。図２において、この実施例は、伸縮チューブ１０と
プッシャ８との間に、イオン発生器１９が介在している
こと以外図１と共通するので、共通する部分は共通の参
照数字で示すにとどめ、詳述はしない。このイオン発生
器１９は、チューブ１１の片端又は中間部分に設けても
よい。
る。図２において、この実施例は、伸縮チューブ１０と
プッシャ８との間に、イオン発生器１９が介在している
こと以外図１と共通するので、共通する部分は共通の参
照数字で示すにとどめ、詳述はしない。このイオン発生
器１９は、チューブ１１の片端又は中間部分に設けても
よい。
【００３１】ケース１３内は常に乾燥した状態の為、摩
擦等による静電気が発生しやすい環境であり、これによ
りＩＣが破壊される恐れがある。この実施例ではこれを
防ぐ為、プッシャ８にイオン発生器１９を取付け、ドラ
イエアをこれに通すことにより、イオンを含んだドライ
エアをチップ１に吹き付ける構造とする。これによりチ
ップ１周辺雰囲気で発生した静電気も中和され、ＩＣが
破壊されることはなくなる。
擦等による静電気が発生しやすい環境であり、これによ
りＩＣが破壊される恐れがある。この実施例ではこれを
防ぐ為、プッシャ８にイオン発生器１９を取付け、ドラ
イエアをこれに通すことにより、イオンを含んだドライ
エアをチップ１に吹き付ける構造とする。これによりチ
ップ１周辺雰囲気で発生した静電気も中和され、ＩＣが
破壊されることはなくなる。
【００３２】ところで、冷却ブロック１５に液体窒素を
流し込んで冷却を行うと、温度制御が難しいが、ペルチ
ェ素子を使用すると、流す電流により温度が制御できる
ので、これも簡便に使用できる。
流し込んで冷却を行うと、温度制御が難しいが、ペルチ
ェ素子を使用すると、流す電流により温度が制御できる
ので、これも簡便に使用できる。
【００３３】ここで用いられている冷却ブロック１５は
ペルチェ素子を使用しているので、その特性上、高温部
と低温部があり、高温部を冷やすことによって低温部が
より低温になる。低温部を熱伝導率の高い金属例えば銅
等でできた冷却ヘッド１８と接触させ、この冷却ヘッド
を冷やすが、高温部は冷却水で冷やす為、その供給・排
水を行う給水孔、排水孔を別途備えている。
ペルチェ素子を使用しているので、その特性上、高温部
と低温部があり、高温部を冷やすことによって低温部が
より低温になる。低温部を熱伝導率の高い金属例えば銅
等でできた冷却ヘッド１８と接触させ、この冷却ヘッド
を冷やすが、高温部は冷却水で冷やす為、その供給・排
水を行う給水孔、排水孔を別途備えている。
【００３４】しかし、半導体装置の高速化に伴ない消費
電力の増大が進み、現在６０Ｗ、１００Ｗという半導体
装置も出現している。この半導体装置を冷却試験するに
は、冷却ヘッド１８の温度を−３２度Ｃ，−６０度Ｃと
いう低温にする必要がある。
電力の増大が進み、現在６０Ｗ、１００Ｗという半導体
装置も出現している。この半導体装置を冷却試験するに
は、冷却ヘッド１８の温度を−３２度Ｃ，−６０度Ｃと
いう低温にする必要がある。
【００３５】このような場合には、ペルチェ素子３４を
多段に積み重ね、高温部と次の素子の低温部と接触させ
ることにより、より低温にすることができるが、テスト
ヘッド７の内部空間は限られており、一定以上の大きさ
にするスペースがない。又、半導体装置の高速化に伴な
い、線路長の短縮が図られており、半導体装置とテスト
ヘッド７内に実装されているピンエレクトロニクスカー
ドとの間の距離を短くする必要があり、テストヘッド７
の内部空間はますます減少する傾向である。従って、冷
却ブロック１５の小型化が必須であり、ペルチェ素子の
みを利用した冷却構造ではスペース上、難しい面もあ
る。
多段に積み重ね、高温部と次の素子の低温部と接触させ
ることにより、より低温にすることができるが、テスト
ヘッド７の内部空間は限られており、一定以上の大きさ
にするスペースがない。又、半導体装置の高速化に伴な
い、線路長の短縮が図られており、半導体装置とテスト
ヘッド７内に実装されているピンエレクトロニクスカー
ドとの間の距離を短くする必要があり、テストヘッド７
の内部空間はますます減少する傾向である。従って、冷
却ブロック１５の小型化が必須であり、ペルチェ素子の
みを利用した冷却構造ではスペース上、難しい面もあ
る。
【００３６】このような点を解決した本発明の第３の実
施例の冷却試験装置を示す図３を参照すると、この第３
の実施例は、冷却ブロック１５、冷却器本体３０、温度
調整器３１以外は、図２の第２の実施例と共通するた
め、共通の参照数字で示すに留め、この共通する部分の
説明は省略する。そこで、上記冷却ブロック１５の一具
体例の断面図を示す図４を参照すると、冷却ヘッド１８
の延長上に設けられた円柱状或いは板状のヒートシンク
２７が導水路２９中に突出し、さらに冷却ヘッド１８の
中間部分を覆うように周囲にヒータ２３が取付けられて
いる。図３の冷却器本体３０から送出された一定温度の
低温液体例えばフロリナートや液体窒素等がチューブ１
１ｂを通り、給水孔２５より冷却ブロック１５に注入さ
れる。この低温液体は導水路２９を通り、ヒートシンク
２７から熱を奪って、排水孔２６より流出し、再びチュ
ーブ１１ｂを通って冷却器本体３０に戻り、再び冷却さ
れて送出される。導水路２９及びチューブ１１ｂは、断
熱材２８で覆われている。半導体チップ１より発生した
熱は冷却ヘッド１８を伝わり、ヒートシンク２７で低温
液体と接するのであるが、冷却量が半導体チップ１の発
熱量を上回った場合、このチップ１は予定以上に冷却さ
れ、低い温度になってしまう。これを避けるため、チッ
プ１が一定温度になるように、冷却ヘッド１８のうちチ
ップ１を接する面付近の側面に温度センサ２２を設け、
図３の温度調節器３１でモニタしながら、冷却ヘッド１
８に取付けられたヒータ２３を加熱制御する。ここで、
チップ１の温度と温度センサ２２の位置での温度との相
関をとり、その差異を補正するように、制御することは
いうまでもない。これにより、低温液体の温度限界まで
の冷却能力を持ち、温度センサ２２によるモニタリング
でヒータを加熱制御できるので、温度を一定に保つこと
も可能となった。
施例の冷却試験装置を示す図３を参照すると、この第３
の実施例は、冷却ブロック１５、冷却器本体３０、温度
調整器３１以外は、図２の第２の実施例と共通するた
め、共通の参照数字で示すに留め、この共通する部分の
説明は省略する。そこで、上記冷却ブロック１５の一具
体例の断面図を示す図４を参照すると、冷却ヘッド１８
の延長上に設けられた円柱状或いは板状のヒートシンク
２７が導水路２９中に突出し、さらに冷却ヘッド１８の
中間部分を覆うように周囲にヒータ２３が取付けられて
いる。図３の冷却器本体３０から送出された一定温度の
低温液体例えばフロリナートや液体窒素等がチューブ１
１ｂを通り、給水孔２５より冷却ブロック１５に注入さ
れる。この低温液体は導水路２９を通り、ヒートシンク
２７から熱を奪って、排水孔２６より流出し、再びチュ
ーブ１１ｂを通って冷却器本体３０に戻り、再び冷却さ
れて送出される。導水路２９及びチューブ１１ｂは、断
熱材２８で覆われている。半導体チップ１より発生した
熱は冷却ヘッド１８を伝わり、ヒートシンク２７で低温
液体と接するのであるが、冷却量が半導体チップ１の発
熱量を上回った場合、このチップ１は予定以上に冷却さ
れ、低い温度になってしまう。これを避けるため、チッ
プ１が一定温度になるように、冷却ヘッド１８のうちチ
ップ１を接する面付近の側面に温度センサ２２を設け、
図３の温度調節器３１でモニタしながら、冷却ヘッド１
８に取付けられたヒータ２３を加熱制御する。ここで、
チップ１の温度と温度センサ２２の位置での温度との相
関をとり、その差異を補正するように、制御することは
いうまでもない。これにより、低温液体の温度限界まで
の冷却能力を持ち、温度センサ２２によるモニタリング
でヒータを加熱制御できるので、温度を一定に保つこと
も可能となった。
【００３７】図５は本発明の第４の実施例の冷却ブロッ
クの断面図である。図５において、この実施例は、図示
された冷却ブロック以外は、上記第３の実施例と共通す
るため、共通する部分については、説明を省略する。
クの断面図である。図５において、この実施例は、図示
された冷却ブロック以外は、上記第３の実施例と共通す
るため、共通する部分については、説明を省略する。
【００３８】この実施例は、ヒートシンク２７が螺旋状
となっており、断熱材２８によって形成された螺旋状の
導水路２９を低温液体が周囲しながら上昇し、温まった
液体が内外側の断熱材２８との間の空間を通して回収さ
れる。図４のヒートシンク２７に比べてヒートシンクの
表面積を大きくすることができ、また間隔を狭くするこ
とで、流速を上げ、熱を奪う効率をさらに高めることが
できる。
となっており、断熱材２８によって形成された螺旋状の
導水路２９を低温液体が周囲しながら上昇し、温まった
液体が内外側の断熱材２８との間の空間を通して回収さ
れる。図４のヒートシンク２７に比べてヒートシンクの
表面積を大きくすることができ、また間隔を狭くするこ
とで、流速を上げ、熱を奪う効率をさらに高めることが
できる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、前記課
題が解決され、ケースで覆いドライエアを供給すること
により外気の浸入を防ぐと共に、高い熱容量の冷却ヘッ
ドを半導体装置に当接させるから、漏電による試験不能
や、氷付きによる生産効率の低下等を防くことができる
だけでなく、特に高消費電力ＩＣの冷却試験を正確に行
うことができる。また、本発明によれば、特にイオン発
生器を取付けた場合にはＩＣの静電気による破壊を防止
することができ、また特にペルチェ素子を使用した場合
は簡易な装置が実現できる。
題が解決され、ケースで覆いドライエアを供給すること
により外気の浸入を防ぐと共に、高い熱容量の冷却ヘッ
ドを半導体装置に当接させるから、漏電による試験不能
や、氷付きによる生産効率の低下等を防くことができる
だけでなく、特に高消費電力ＩＣの冷却試験を正確に行
うことができる。また、本発明によれば、特にイオン発
生器を取付けた場合にはＩＣの静電気による破壊を防止
することができ、また特にペルチェ素子を使用した場合
は簡易な装置が実現できる。
【００４０】さらに、本発明によれば、前記課題が解決
され低温源として低温液体を用いてヒータによる加熱に
より温度制御を行った場合には、より小型で強力な冷却
を実現でき、特に高消費電力の半導体装置の冷却試験を
正確に行うことができ、また密閉状態でのドライエアの
供給やイオン化ガスの供給等より、結露・氷結・静電破
壊を防止することができる。
され低温源として低温液体を用いてヒータによる加熱に
より温度制御を行った場合には、より小型で強力な冷却
を実現でき、特に高消費電力の半導体装置の冷却試験を
正確に行うことができ、また密閉状態でのドライエアの
供給やイオン化ガスの供給等より、結露・氷結・静電破
壊を防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の冷却試験装置を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例の断面図である。
【図４】第３の実施例の冷却ブロックを示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４の実施例の冷却ブロックを示す断
面図である。
面図である。
【図６】従来の一つの冷却試験装置のブロック図であ
る。
る。
【図７】従来の他の冷却試験装置の断面図である。
１ 半導体チップ ２ ＴＡＢテープ ３ ステージ ４ バネ５プローブ ６ テストボード ７，４７ テストヘッド ８ プッシャ ９ 給気孔 １０ 伸縮チューブ １１，１１ａ，１１ｂ チューブ １２ ドライエア発生器 １３ ケース １４ 吸着孔 １５ 冷却ブロック １６ 断熱ケース １７ 排気孔 １８ 冷却ヘッド １９ イオン発生器 ２２ 温度センサ ２３ ヒータ ２４ 給電線 ２５ 給水孔 ２６ 排水孔 ２７ ヒートシンク ２８ 断熱材 ２９ 導水路 ３０，４０ 冷却器本体 ３１ 温度調節器 ４１ エアパイプ ４２ サーマルヘッド ４４ ＩＣソケット ４５ 半導体装置
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体装置のリードをプローブに接続し
た状態で前記半導体装置を所定位置に保持する第１の手
段と、設定された前記半導体装置を冷却ヘッドに吸着し
て冷却する第２の手段と、前記第１，第２の手段を外気
と遮断する第３の手段と、前記第３の手段内に乾燥空気
を送り込む？４の手段とが設けられていることを特徴と
する冷却試験装置。 - 【請求項２】 前記第３の手段が断熱材からなる請求項
１記載の冷却試験装置。 - 【請求項３】 前記乾燥空気をイオン化する手段が設け
られている請求項１記載の冷却試験装置。 - 【請求項４】 前記第２の手段は、ペルチェ素子よりな
る冷却ブロックを備える請求項１記載の冷却試験装置。 - 【請求項５】 半導体装置のリードをプローブに接続し
た状態で前記半導体装置を所定位置に保持する第１の手
段と、前記第１の手段で保持された前記半導体装置を冷
却ヘッドに吸着して冷却する第２の手段と、前記第１，
第２の手段を外気と遮断する第３の手段と、前記第３の
手段内にイオン化した乾燥空気を送り込む第４の手段と
が設けられ、前記第２の手段は、前記冷却ヘッドにヒー
トシンクが設けられ、前記ヒートシンクが低温液体の導
水路内に突出し、前記冷却ヘッドにヒータが取付けられ
ていることを特徴とする冷却試験装置。 - 【請求項６】 前記ヒートシンクが板状をなす請求項５
記載の冷却試験装置。 - 【請求項７】 前記ヒートシンクが螺旋状をなす請求項
５記載の冷却試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6239920A JP2606602B2 (ja) | 1993-11-30 | 1994-10-04 | 冷却試験装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-298799 | 1993-11-30 | ||
| JP29879993 | 1993-11-30 | ||
| JP6239920A JP2606602B2 (ja) | 1993-11-30 | 1994-10-04 | 冷却試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209373A true JPH07209373A (ja) | 1995-08-11 |
| JP2606602B2 JP2606602B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=26534486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6239920A Expired - Fee Related JP2606602B2 (ja) | 1993-11-30 | 1994-10-04 | 冷却試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606602B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR20020025024A (ko) * | 2000-09-27 | 2002-04-03 | 나까무라 쇼오 | 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
| KR100390636B1 (ko) * | 1998-12-08 | 2003-07-04 | 가부시키가이샤 어드밴티스트 | 전자부품 시험장치 |
| US6842030B2 (en) | 2002-01-07 | 2005-01-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Test systems for low-temperature environmental testing of semiconductor devices |
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-
1994
- 1994-10-04 JP JP6239920A patent/JP2606602B2/ja not_active Expired - Fee Related
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