JPS61269085A

JPS61269085A - 電子部品の温度試験装置

Info

Publication number: JPS61269085A
Application number: JP60110320A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tsuya; 津谷　英喜; Mitsuhiro Katsuki; 香月　光浩
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-11-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、温度試験用の装置技術さらには電子部品の
温度試験装置に適用して特に有効な技術に関するもので
、例えばＩＣ（半導体集積回路装置）のごとき電子部品
の温度特性評価に利用して有効な技術に関するものであ
る。

〔背景技術〕

例えばＩＣなどの電子部品では、その電気的な特性が使
用環境によってどのように変化するかを知ることが大切
である。その中でも、温度による特性の違い、いわゆる
温度特性は特に重要視されている。

ところで、その温度特性を評価するためには、評価しよ
うとする電子部品に所定の温度環境を与える試験装置が
必要である。この温度試験装置としては、一般には、恒
温槽が多く利用されている（例えば、ＣＱ出版社発行「
実用電子回路ハンドブック（５）」昭和５７年９月１０
日発行、２２２〜２２４頁（電子恒温槽）参照）。

しかし、この恒温槽は、当然ながら、その中に入れられ
るものだけにしか利用できない。例えば、大きな装置あ
るいは固定設置された装置に実装された電子部品をその
実装状態のままで温度試験することは、不可能である。

このほかに、この種の、恒温槽には、簡単に持ち運びで
きない、大きな据付スペースが必要である、電力消費が
多い、概して高価である、といったような問題があった
。

そこで、恒温槽が使えないところでの温度試験を行うた
めに、温風あるいは冷風を吹きつけることにより所定の
温度環境を得ることが一部で行われている。

しかし、これを行うためには、コンプレッサなどの大掛
り装置が必要であって、手軽に使用するという訳にはい
かない。また、その温風あるいは冷風を目的箇所だけに
確寮に当てることが難しく、周囲を不要に加熱して、場
合によっては、試験対象以外の部品を破損してしまうこ
ともあった。さらに、温風あるいは冷風の放出に伴って
熱源あるいは冷熱源も放散されてしまうので、加熱効率
あるいは冷却効率が低い、という問題もあった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、持ち運び移動が容易で手軽に使用す
ることができるとともに、試験される電子部品が実装状
態あるいは動作状態にあっても、その目的の電子部品だ
けを効率良く加熱あるいは冷却して所定の試験温度環境
を与えることができる温度試験技術を提供することにあ
る。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものを簡単
に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、電子部品に接触させられる熱媒体部材にジュ
ール発熱体と熱電効果素子を一緒に取り付けることＫよ
り、持ち運び移動が容易で手軽に使用することができる
とともに、試験される電子部品が実装状態あるいは動作
状態にあっても、その目的の電子部品だけを効率良く加
熱あるいは冷却して所定の試験温度環境を与えることが
できるようにする、という目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。

なお、図面において同一符号は同一あるいは相当部分を
示す。

第１図はこの発明による温度試験装置の一実施例を示す
。

同図に示す温度試験装置１は、ＩＣ（半導体集積回路装
置）などの電子部品１１の温度特性を測定・評価するた
めに使用されるものであって、熱電効果素子２、ジュー
ル発熱体としての抵抗発熱体３、温度センサ４、熱媒体
部材５、断熱部材６、冷却器７、および外装ケース８な
どによって構成されている。

熱電効果素子２はペルチェ素子などの電子冷却素子であ
って、半導体！一対の金職板で挾んで電流を流すことに
より、その一端で吸熱が、その他端で発熱がそれぞれ生
じることを利用する。この熱電効果素子２は、電流の方
向を切り換えることによって冷却と加熱のいずれにも使
うことができる。

抵抗発熱体３は通常の通電によるジェール発熱を利用し
たものであって、上記熱電効果素子２と同一外形上のシ
ースに納められている。

温度センサ４は熱電対などを適当な保護鞘に納めたもの
が使用される。

熱媒体部材５は、例えばアルミニウムなどのように熱導
電性の良い金属片を用いて構成される。

この場合、その金属片は、電子部品１１に密着して接触
させられるような形状に加工される。この熱媒体部材５
には上記温度センサ４が埋設される。

また、第２図に示すように、上記熱媒体部材５には、上
述した熱電効果素子２と抵抗発熱体３とがそれぞれ複数
個ずつ互いに市松状に入り組ませられながら一緒に取り
付けられている。

断熱部材５は、第１図に示すようＫ、熱媒体部材５の側
部および上部の隙間にそれぞれ配設および充填されてい
る。

冷却器７は上記熱電効果素子２の発熱側の放熱を助ける
ためのものであｈて、実施例では水冷式のものが使用さ
れている。この水冷式の冷却器７には、ミニポンプある
いはサイホンなどＫよって少量の水が通される。

外装ケース８は、第３図にその外観を示すようＫ、熱電
効果素子２や抵抗発熱体３などの覆いとしての機能のは
かに、全体７手で掴むための把持部としての機能も持た
せられている。また、詳細な図示は省略するが、このケ
ース５と上記熱媒体部材５との間には適当な断熱材が介
在させられ、これにより手で持っても熱くないようにし
ている。

なお、第３図に′ｊ６いて、９は後述する制御ユニッｌ
［接続するためのケーブルを示す。また、１０は冷却水
を通じるためのチューブを示す。

第４図は、上述した温度試験装置ｌに付属する制御ユニ
ット１２の構成例を示す。

同図に示すように、制御ユニット１２は一般の商用交流
電源ＡＣ１００Ｖを動作電源とする。ＳＷはメインスイ
ッチ、Ｆは保安用ヒユーズをそれぞれ示す。

この制御ユニット］２は、上記熱電効果素子２に通電さ
れる電流を供給する直流電源装置１３、マイクロ・コン
ピュータを使った制御装置１４゜上記温度センサ４から
の温度検出信号をデジタルデータに変換するＡ−Ｄ変換
器１５、試験温度設定用のキーボード（テンキーボード
）】６、およびこのキーボード１６によって設定された
温度（Ｖｒ　）と上記センサ４によって検出された温度
（Ｖ、ｘ）をそれぞれに表示する数値表示器１７などを
備えている。

さらに、上記制御ユニット１２は、熱電効果素子２への
通電をオン・オフ（ＯＮ１０ｆ！’Ｆ）制御する第１の
リモート・スイッチ手段Ｓ１、その熱ト・スイッチ手段
Ｓ２、上記抵抗発熱体３への通電をオン−オフ（ＯＮｌ
ｏＦＦ）制御する第３のリモート・スイッチ手段Ｓ３、
および冷却水供給用のミニポンプモータＭの動作をオン
・オフ（ＯＮｌｏＦＦ）制御する第４のリモート−スイ
ッチ手段Ｓ４を備えている。ｉ、れらのスイッチ手段Ｓ
１〜Ｓ４はリレーあるいはサイリスタなどのスイッチン
グ素子により構成され、その動作は上記制御装置１４に
よって個々に制御される。（第５図参照）第５図は上記制御ユニット２の動作例を示す。

同図において、Ｖｒは上記キーボード１６によって任意
に設定された温度を、Ｖｘは上記温度センサ４によって
検出された温度をそれぞれ示す。

先ず、設定温度Ｖｒが室温よりも低く設定された場合に
は、スイッチ手段２が「冷却」に設定される。これとと
もに、検出温度Ｖｘが設定温度■「よりも低くなる。ま
でＳｌがオン（ＯＮ）設定される。また、Ｓ４がオン（
ＯＮ）させられて、Ｍｌ水を送るミニポンプモータＭが
駆動される。

そして、Ｖｘ＞ＶｒのときはＳｌがオ／（ＯＮ）Ｋ設定
され、Ｖｘ＜Ｖｒになると８１がオフ（ＯＦＦ）忙設定
される。これにより、温度のフィードバック制御が行わ
れて、上記熱媒体部材５が設定温度Ｖ「に冷却される。

この冷却だけが行われるモードでは、Ｓ３はオフ（ＯＦ
Ｆ）のままである。

このあとで、設定温度Ｖｒが室温よりも高く設定される
と、Ｓ２が「加熱」に切り換えられるとともに、Ｓｌと
８３が共にオン（ＯＮ）設定されることにより、上記熱
電効果素子２と上記抵抗発熱体３の両方による加熱が行
われるようになる。

これにより、上記熱媒体部材５の温度は、室温以下の低
温から室温以上の高温の設定温度Ｖｒまで急速に上昇さ
せられる。そして、検出温度Ｖｘが一旦設定温度まで達
すると、Ｓｌはオフ（ＯＦＦ）Ｋされ、Ｓ３だけがオン
・オフ（ＯＮｌｏＦＦ）されることＫよって、その検出
温度Ｖｘすなわち熱媒体部材５の温度が設定温度Ｖｒに
フィードバック制御されるようＫなる。

ここで、設定温度Ｖｒが比較的低い場合（約ＳＯＣ以下
）の場合には、Ｓ３はオフ（ＯＦＦ）にして、８１だけ
をオン・オフ（ＯＮｌｏＦＦ）することによ°ても・つ
まり熱電効果素子２だけ　　　　　　　、、も、その設
定温度Ｖｒまでの加熱を行うことかできる。しかし、設
定温度Ｖｒが比較的高く（約　　　　　　　　２（８０
Ｃ以上）設定された場合には、熱電効果素子　　　　　
　　・”２によらずに、抵抗発熱体３による加熱の方が
好ましい。

次に、一旦高温に加熱された熱媒体部材５を室温かそれ
よりも若干高めの設定温度Ｖｒに戻す場合には、Ｓ２Ｙ
冷却（ＯＮ）にするとともに、８１をオン（ＯＮ）設定
することにより、その設定温度Ｖｒが直ちに得られるよ
うになる。

以上のようにして、熱媒体部材５が任意の設定温度Ｖｒ
にすみやかに冷却あるいは加熱されるようになっている
。従−て、第１図あるいは第３図にしめすように；装置
１を手で持つなどして、その熱媒体部材５の下側露出面
を目的の電子部品１１に密着して接触させることＫより
、その電子部品１１を任意の温度に冷却あるいは加熱す
ることができる。このとき、注目すべきことは、その冷
却あるいは加熱が、熱媒体部材５の下側露出面を電子部
品１１に当てかうだけの非常に簡単な操作でもって行う
ことができるということである。これにより、その電子
部品１１の温度特性試験を非常圧手軽に行うことができ
る。また、装置１は手に持って簡単かつ自在に移動させ
られるので、試験しようとする電子部品１１が実装状態
あるいは動作状態にあ−ても、なんの妨げもなく、目的
とする電子部品１１だけに所定の試験温度環境を与える
ことができる。さらに、所定の試験温度環境を与えるた
めの冷却あるいは加熱が、熱媒体部材５から電子部品１
１への直接の熱伝導によって行われるため、その熱源あ
るいは冷熱源は、周囲に多く逸脱することなく、目的ガ
ミ子部品１】の加熱あるいは冷却だけのために有効に使
われるようになる。これにより、小規模な構成および少
ない消費電力でもって、電子部品などに所定の試験温度
環境を簡単かつ効率良く与えることができる。

〔効果〕

＋１１　　電子部品に接触させられる熱媒体部材にジュ
ール発熱体と熱電効果素子を一緒に取り付けることによ
り、持ち運び移動が容易で手軽に使用することができる
とともに、試験される電子部品が実装状態あるいは動作
状態にあっても、その目的の電子部品だけを効率良く加
熱あるいは冷却して所定の試験温度環境を与えることが
できるようＫなる、という効果が得られる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、第６図に示
すように、上記冷却器７は、放熱フィン７ａを備えた空
冷式のものであってもよい。

〔利用分野〕

以上、本発明者によってなされた発明をその背景となっ
た利用分野である電子部品の温度試験技術に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではなく
、例えば水晶発振子などの恒温装置などにも適用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子部品の温度試験装置の一実
施例を示す断面図、第２図はその要部を取り出して示す斜視図、第３図はそ
の外観を示す斜視図、第４図は上記装置を使うための制御ユニットの一例を示
す回路図、第５図は上記正御ユニットの動作例を示すタイミングチ
ャート、第６図は上記装置の別の実施例を示す断面図である。ｌ・・・温度試験装置、２・・・熱電効果素子、３・・
・ジュール発熱体である抵抗発熱体、４・・・温度セン
サ、５・・・熱媒体部材、６・・・断熱部材、７・・・
冷却器、８・・・外装ケース、１１・・・電子部品。代理人　弁理士　　小　川　勝　男　　　−＼Ｎ− 第　　　１　　図第　　２　　図第　　３　　図第　　５　　図第　　６　　図

Claims

【特許請求の範囲】１、電子部品に所定の温度環境を与える温度試験装置で
あって、電子部品に接触させられるように構成された熱
媒体部材にジュール発熱体と熱電効果素子とが一緒に取
り付けられたことを特徴とする電子部品の温度試験装置
。２、上記熱媒体部材が熱伝導性の良好な金属片からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部品
の温度試験装置。３、上記ジュール発熱体が抵抗発熱体であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の電子部
品の温度試験装置。４、上記熱媒体部材に該部材の温度を検出する温度セン
サが埋設されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項から第３項までのいずれかに記載の電子部品の温度
試験装置。