KR100770388B1

KR100770388B1 - 히터 전력제어회로 및 이것을 이용한 번인장치

Info

Publication number: KR100770388B1
Application number: KR1020067025711A
Authority: KR
Inventors: 가즈미 기타; 다다히로 구라사와
Original assignee: 가부시키가이샤 어드밴티스트
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2007-10-26
Also published as: KR20070031927A

Abstract

직류전원으로부터 공급되는 전압신호를 스위칭하고, 히터에 인가되는 전압을 제어하여 히터전력을 제어하는 히터 전력 제어회로에 있어서, 상기 직류전원으로부터 공급되는 전압을 스위칭하는 스위칭회로와 상기 히터와의 사이에 상기 전압을 스위칭한 전압신호를 평활하여 아날로그 전압 신호로 변환하는 전압 평활회로를 설치하였다.

Description

히터 전력제어회로 및 이것을 이용한 번인장치{HEATER POWER CONTROL CIRCUIT AND BURN-IN APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은, 히터로부터의 노이즈발생을 억제하고, 나아가서는 전력 절약화를 도모할 수 있는 히터 전력제어회로 및 이것을 사용한 번인장치에 관한 것이다.

최근, 반도체 디바이스는, 고속화, 대용량화, 다비트화가 진행되고 있음과 동시에, 다종 다양화가 한층 진행되고 있다. 이 반도체 디바이스에 대해서는 온도에 의한 가속시험인 번인(burn-in)시험이 행하여진다. 번인시험의 특징은, 반도체 디바이스 등의 피측정 디바이스(DUT : device under test)에 통전하여 고온으로 하고, 예를들면 LSI칩 내의 불완전한 금속 접합부에서의 고저항에 의한 국소적 발열을 검출하여 DUT의 신뢰성 등을 판정하고 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2000-206176호 공보

그러나 히터를 사용한 종래의 번인장치는, 히터를 사용하여 DUT 주변의 분위기 온도를 조정하고 있었기 때문에, 소비전력이 대폭으로 다른 복수의 DUT를 동시에 시험할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서 각 DUT에 히터를 접촉시켜 각 DUT의 온도조정을 행하는 것을 생각할 수 있으나, 이 온도조정은 온도변화에 따르기 때문에 파워 FET를 사용하여 스위칭 제어를 행할 필요가 있고, 이 스위칭 제어에 의하여 발생하는 노이즈가 DUT에 전달되어 번인시험을 정밀도 좋게 행할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 히터를 사용하여 온도조정을 행하여 번인시험을 행하는 경우에 히터로부터 전달되는 노이즈를 저감할 수 있는 히터 전력제어회로 및 이것을 사용한 번인장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 직류전원으로부터 공급되는 전압 신호를 스위칭하고, 히터에 인가되는 전압을 제어하여 히터전력을 제어하는 히터 전력제어회로에 있어서, 상기 직류전원으로부터 공급되는 전압을 스위칭하는 스위칭회로와 상기 히터와의 사이에 상기 전압을 스위칭한 전압 신호를 평활하여 아날로그 전압 신호로 변환하는 전압 평활회로를 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 소정의 전압 지시 신호를 기초로, 상기 스위칭회로의 스위칭을 제어하는 히터 제어회로와, 상기 전압 지시 신호의 값과 상기 아날로그 전압 신호의 값을 비교하는 전압 비교회로를 구비하고, 상기 히터 제어회로는, 상기 전압 비교회로의 비교결과를 기초로 상기 스위칭회로의 스위칭을 제어하여 상기 히터전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 상기 히터제어회로는, 상기 전압 지시 신호를, 상기 전압 지시 신호의 소정시간당의 증감값을 소정값 범위 내로 억제하여 시간 분산한 시간분산 전압지시 신호로 변환하여 상기 스위칭회로에 주는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 상기 히터제어회로는, 상기 전압 지시 신호의 값의 변화량에 대응하는 일련의 상기 시간분산 전압지시 신호와의 관계를 유지하는 테이블을 구비하고, 상기 히터 제어회로는, 상기 테이블을 참조하여 상기 시간분산 전압지시 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 상기 히터제어회로는, 상기 전압 지시 신호의 값의 변화량에 대응하는 일련의 상기 시간분산 전압지시 신호와의 관계를 나타내는 관계식을 기초로, 상기 시간분산 전압지시 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 상기 히터제어회로는, 동일 펄스폭을 가지는 펄스 사이의 시간 간격을 신축시킨 시간분산 전압지시 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 상기 히터제어회로는, PWM 신호를 상기 시간분산 전압 신호로서 사용하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로는, 상기한 발명에 있어서, 상기 스위칭회로는, 전류 제한 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 번인장치는, 상기한 발명에 관한 히터 전력제어회로 중 어느 하나를 구비하고 피측정 디바이스의 번인시험을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 히터 전력제어회로 및 이것을 사용한 번인장치에서는, 직류전원으로부터 공급되는 전압 신호를 스위칭하고, 히터에 인가되는 전압을 제어하여 히터전력을 제어할 때, 상기 직류전원으로부터 공급되는 전압 신호를 스위칭하는 스위칭회로와 상기 히터와의 사이에 상기 전압 신호를 평활하여 아날로그 전압 신호로 변환하는 전압 평활회로를 설치하도록 하고 있기 때문에, 스위칭회로측에서 발생한 노이즈가 히터측에 전해지는 것을 차단하여, 히터 또는 근방의 배치물에의 노이즈 전달을 억제할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 관한 히터 전력제어회로 및 이것을 사용한 번인장치에서는, 상기 전압 지시 신호를, 상기 전압 지시 신호의 값의 증감을 소정값 범위 내에 억제하여 시간 분산한 시간분산 전압지시 신호로서 스위칭회로에 주도록 하고 있기 때문에, 전압 평활회로에 급격한 전류증가가 생긴 경우에 발생하는 스위칭회로의 전류 제한 기능에 의한 불완전 스위칭을 기인으로 하여 생기는 전력 손실을 저감할 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 번인장치의 전체 개요 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 도 1에 나타낸 히터회로의 상세구성을 나타내는 회로도,

도 3은 히터 제어회로에 의한 시간분산 전압지시 신호의 생성과 이 시간분산 전압지시 신호에 의한 히터제어를 설명하는 타임챠트,

도 4는 DUT 소비전력의 대소에 의한 DUT의 온도 상승 특성을 나타내는 도,

도 5는 히터 전력제한부에 의한 히터 전력제한제어를 행한 경우와 종래의 히터 전력제어를 행한 경우와의 토탈 전력을 비교하는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 번인장치 10 : 시험 제어부

20 : 디바이스 전원유닛 21 : 디바이스 전원

22 : 온/오프 제어부 23 : 전류 측정부

24 : 전압 설정부 25 : 전압 측정부

26 : 과전압/과전류 검출값 설정부 30 : 측정부

31 : 측정 보드 32 : DUT

33 : 커넥터 40 : 온도 조정유닛

41 : 온도 측정부 42 : 히터회로

43 : 히터 제어회로 43a : 테이블

44 : 히터 전력 제한부 50 : 전원

60 : 온도 제어부 61 : 온도 제어블록

62 : 히터 63 : PT 센서

64 : 냉각부 71 : 트랜지스터

72 : FET 73 : 전압 평활회로

74 : 컴퍼레이터 75 : DA 컨버터

D1 : 제너다이오드 D2 : 다이오드

R1, R2 : 저항 L : 인덕터

C : 콘덴서

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태인 히터 전력제어회로 및 이것을 사용한 번인장치에 대하여 설명한다. 또한 이 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

(실시의 형태)

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 번인장치의 전체 개요 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, 이 번인장치(1)는, 크게는 번인시험의 전체를 제어하는 시험 제어부(10), 이 시험 제어부(10)에 접속되어 DUT(32)에 대하여 전원전압의 출력 및 측정 등을 행하는 디바이스 전원유닛(20), 시험 제어부(10)에 접속되어 번인 시험시의 온도 조정을 행하는 온도 조정유닛(40), 디바이스 전원유닛(20)에 접속되어 DUT(32)가 배치되는 측정부(30), 온도 조정유닛(40)에 접속되는 전원(50) 및 온도 조정유닛(40)의 제어하에 온도제어를 행하는 온도 제어부(60)를 가진다.

측정부(30)는, 측정 보드(31) 및 DUT(32)를 가지고, DUT(32)는, 측정 보드(31) 위에 배치된다. DUT(32)는, 측정 보드(31) 위의 배선 및 커넥터(33)를 거쳐 디바이스 전원유닛(20)에 접속된다. 디바이스 전원유닛(20)은, 디바이스 전원(21) 및 온/오프 제어부(22)를 가지고, 시험 제어부(10)의 제어하에 온/오프 제어부(22) 가, 디바이스 전원(21)으로부터 DUT(32)에 대한 전원전압(Vdd, Vss)의 인가를 행한다. 디바이스 전원유닛(20)은, 또한 전류 측정부(23), 전압 설정부(24), 전압 측정부(25) 및 과전압/과전류 검출값 설정부(26)를 가진다. 전류 측정부(23) 및 전압 측정부(25)가 측정한 값을 기초로 시험 제어부(10)는, 가속시험시의 DUT(32)의 상태를 알 수 있다. 전원전압(Vdd, Vss) 등의 값은, 시험 제어부(10)에 의하여 가변 설정할 수 있고, 그 값은 전압 설정부(24)에 유지된다. 과전압/과전류 검출값 설정부(26)는, 전류 측정부(23) 및 전압 측정부(25)의 측정결과를 기초로 과전압상태 또는 과전류상태인지를 판단하는 문턱값을 유지한다. 온/오프 제어부(22)는, 이 문턱값을 초과한 경우, 과전압상태 또는 과전류상태라고 하여 디바이스 전원(21)에 의한 전원전압의 출력 저하 또는 차단을 행한다. 이 문턱값은 시험 제어부(10)에 의하여 가변 설정된다.

온도 제어부(60)는, 온도 제어블록(61)에 히터(62), PT(백금저항)센서(63) 및 냉각부(64)가 설치되어 있다. PT 센서(63)는, 그 출력값을 온도 조정유닛(40)측에 출력하고, 히터(62)는, 온도 조정유닛(40)에 의하여 온도 상승시에 통전되는 제어가 이루어진다. 냉각부(64)는 DUT(32)의 주위를 냉각하는 냉각액이 통과한다. DUT(32)의 온도조정을 행하는 경우, 히터(62)와 PT 센서(63)는, DUT(32)에 접촉하고, DUT(32)는 직접, 온도 조정되게 된다. DUT(32)의 온도조정을 행하지 않는 경우, 히터(62)와 PT 센서(63)는, DUT(32)로부터 물리적으로 격리되어 온도 제어블록(61)에만 접촉한 상태가 된다. 이것에 의하여 PT 센서(63)는, 히터(62) 또는 냉각액의 온도를 검출할 수 있다.

온도 조정유닛(40)은, PT 센서(63)로부터의 출력값을 기초로 PT 센서(63) 주위의 온도를 측정하는 온도 측정부(41), 전원(50)으로부터의 전력을 히터(62)에 출력하는 히터회로(42) 및 DUT(32)의 소비전력에 따른 히터전력을 개별 제어하는 히터 전력 제한부(44)를 가진다.

이 번인장치(1)에서는, 시험 제어부(10)의 전체 제어하에 디바이스 전원유닛(20)으로부터 DUT(32)에 대하여 전원전압이 인가됨과 동시에, 온도 조정유닛(40)에 의하여 히터(62)를 발열시키는 전력이 공급되고, DUT(32)에 대하여 히터(62)가 접촉하여 DUT(32)의 번인시험시의 온도조정이 행하여진다. 이때 시험 제어부(10)는, 디바이스 전원유닛(20)을 거쳐 번인 시험 결과를 취득함과 동시에, 온도 조정유닛(40)을 거친 온도조정을 행한다.

여기서 히터회로(42)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는 전원(50) 및 히터(62)를 가한 히터회로의 상세구성을 나타내는 회로도이다. 도 2에 있어서, p 채널의 파워(FET)인 FET(72)는, DC 48V의 전원(50)에 접속되고, 이 FET(72)가 스위칭됨으로써 DC 48V의 펄스전압이 히터(62)측에 인가된다. FET(72)의 게이트와, 저항(R2)을 거친 어스와의 사이에, 트랜지스터(71)가 접속되고, 이 트랜지스터(71)가 히터 제어회로(43)로부터 출력되는 PWM 신호 등의 시간분산 전압지시 신호에 따라 스위칭되고, 결과로서 FET(72)가 스위칭된다. 정전압을 유지하는 제너다이오드(D1)를 구비하고, 이 제너다이오드(D1)의 애노드측은 트랜지스터(71)의 콜렉터와 저항(R2)과의 사이에 접속되고, 캐소드측은 저항(R1)을 거쳐 트랜지스터(71)의 에미터와 FET(72)의 게이트와의 사이에 접속됨과 동시에, FET(72)의 드레인측에 직접 접속된다. 트랜지스터(71)가 오프일 때는 전원(50)의 DC 48V가 게이트에 인가되어 FET(72)는 오프상태가 되고, 트랜지스터(71)가 온일 때는 제너다이오드(D1)의 전압 강하만큼, 게이트에 인가되는 전압이 감소하여 FET(72)가 온상태가 된다.

상기한 FET(72)를 포함하는 스위칭회로와 히터(62)의 사이에는, 전압 평활회로(73)가 설치된다. 전압 평활회로(73)는 병렬 접속된 다이오드(D2), 콘덴서(C)와 직렬 접속된 인덕터(L)를 가진다. 스위칭회로측으로부터는 DC 48V의 펄스전압이 인가되나, 전압 평활회로(73)에 의하여 펄스전압이 평활된 아날로그 전압으로 변환된다. 히터(62)는, 이 아날로그 전압의 진폭값에 따른 전력을 발생하게 된다.

컴퍼레이터(74)는, 히터(62)에 가해지는 아날로그 전압의 값과 히터 제어회로(43)로부터 지시되는 전압 지시 신호의 값을 비교하여, 이 비교결과를 히터 제어회로(43)에 출력한다. 전압 지시 신호는, 디지털 데이터이기 때문에 DA 컨버터(75)에 의하여 아날로그 신호로 변환된 후, 컴퍼레이터(74)에 입력된다. 히터 제어회로(43)는 이 비교결과를 기초로, 비교값이 제로가 되도록 제어한다. 여기서 전압 지시 신호는 목표의 전압값을 나타내는 신호이고, 시간분산 전압지시 신호는, 목표의 전압값에 도달하기까지의 변화량을 소정 전압값 이내로 억제하여 시간분산한 전압지시 신호이고, 직접 스위칭회로에 주어진다. 또한 DA 컨버터(75)에 의하여 전압지시 신호를 아날로그 신호로 변환하고 있었으나, 이것에 한정하지 않고, DA 컨버터(75) 대신에 아날로그 전압 신호를 디지털 데이터로 변환하는 AD 컨버터를 설치하고, 컴퍼레이터(74)가 디지털처리하여 비교하도록 하여도 좋다.

여기서 상기한 히터회로(42)는, 스위칭회로가 생성하는 펄스전압에 의하여 노 이즈가 전압 신호로서 생성되나, 이 실시형태에서는 스위칭회로와 히터(62)의 사이에 전압 평활회로(73)를 설치하여, 펄스전압을, 평활된 아날로그전압으로 변환하고 있기 때문에 히터(62)측에의 노이즈전달이 억제된다. 특히, 번인시험시에는 히터와 DUT(32)가 접촉하여 DUT(32)에 노이즈가 전달되면 DUT(32)에 대한 정밀도가 높은 시험을 행할 수 없게 되나, 이 실시형태에서는 히터(62)로부터의 노이즈발생이 거의 없기 때문에, 정밀도가 높은 번인시험을 행할 수 있다.

또한, 히터 제어회로(43)는 도 3에 나타내는 바와 같이 시간분산 전압지시 신호를 생성하여 FET(72)의 스위칭을 행하고, 급격한 전압변화에 의한 과전류발생을 억제하여 제너다이오드(D1)에 의한 전류 제한시에 있어서의 FET(72)의 불완전 스위칭에 의한 FET(72)의 전력 손실을 저감하고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 먼저 시험 제어부(10)는 시험 개시시 또는 시험 중에, 온도 측정부(41)로부터 통지된 온도를 기초로 도 3(a)에 나타내는 목표 전압값 인 전압 지시값을 히터 제어회로(43)에 출력한다. 히터 제어회로(43)는 이 전압 지시값을 기초로 도 3(b)에 나타내는 시간분산 전압지시값을 생성하고, 이 전압 지시값에 대응하는 도 3(c)에 나타내는 시간분산 전압지시 신호를 생성하고, 트랜지스터(71)에 인가하여 결과로서 FET(72)를 스위칭한다.

여기서 전압 지시값이 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 「0V → 24V」인 경우, 소정시간당의 전압 증감값이 5V 이내가 되는 시간분산 전압지시값을 생성하고, 이것을 기초로 펄스신호인 시간분산 전압지시 신호를 생성하고 있다. 이와 같은 경우, 전압 지시값에 대응하는 시간분산 전압지시값의 나열을 미리 테이블(43a)에 저장하여 두고, 전압 지시값에 대응한 시간분산 전압지시값을 인출하여 시간분산 전압지시 신호를 생성하도록 하여도 좋다. 또한 시간분산 전압지시 신호는, 소정 시간당의 전압 증감값이 소정값 이내이면 좋고, 예를 들면 시간분산 전압지시 신호의 시작 부분은 낮은 전압값으로 설정하고, 그후 서서히 소정값 내에서 전압값을 증대시키도록 하여도 좋다. 즉 현재 전압값으로부터 목표 전압값까지의 전압 증감값은, 소정값 이내이면 그 도중의 전압 증감값은 임의이고, 함수적으로 변화시켜도 좋고, 프로그램적으로 변화시키도록 하여도 좋다.

이 시간분산 전압지시 신호가 FET(72)에 인가되면, 전압 평활회로(73)에 의하여 도 3(d)에 나타내는 바와 같은 평활된 아날로그 전압 신호로 변환되고, 이 아날로그전압 신호에 대응한 전력이 히터(62)로부터 생성된다.

한편, 컴퍼레이터(74)는 아날로그 전압 신호의 값과 전압 지시값을 비교하여 그 결과를 히터 제어회로(43)에 출력한다. 히터 제어회로(43)는, 도 3(e)에 나타내는 바와 같이, 컴퍼레이터 출력이 하이레벨일 때에 그대로 전압값을 증대시키는 시간분산 전압지시 신호를 출력하도록 하고, 로우레벨이 되었을 때, 현전압값을 유지시키는 제어를 행한다.

또한 상기한 시간분산 전압지시 신호는, 소정시간마다 펄스폭이 일정한 펄스의 수를 증감하는 것이었으나, 이것에 한정하지 않고 소정 시간마다의 펄스폭을 변화시키는 PWM 신호이어도 좋다. 또한 전압값의 급상승을 피하기 위해서는, 소정 시간마다 펄스폭이 일정한 펄스의 수를 증감하도록 하는 것이, 시간분산상 바람직하다.

이 실시형태에서는 상기한 시간분산 전압지시 신호가 FET(72)에 인가됨으로써 급격하게 전압값이 커지지 않고, 그 결과로서 콘덴서(C)에 급격한 전류가 축적되는 일이 없기 때문에, FET(72)에 대한 전류 제한기능이 작용하여 FET(72)가 불완전 스위칭이 되지 않고, 불완전 스위칭시의 전력손실 발생을 없앨 수 있다. 이 결과, 히터(62)에 대한 전력소비 이외의 불필요한 전력 소비를 극력 없앨 수 있어, 전력 절약화된 번인장치를 실현할 수 있다.

그런데, 번인장치(1)에 의한 가속시험은, DUT(32)에 인가되는 온도를 제어하는 것으로, DUT(32) 자체에 인가되는 전원전압에 의한 소비전력이 큰 디바이스와 소비전력이 작은 디바이스가 있다. 이 결과, 도 4에 나타내는 바와 같이 시험 개시시에 히터(62)의 전력을 DUT(32)의 소비전력과는 무관하게 100%의 전력공급을 행하면 DUT(32)인 디바이스의 소비전력의 대소에 좌우되어 DUT(32)의 온도의 시간변화가 다르고, 디바이스의 소비전력이 큰 경우에는 신속하게 목표 온도에 도달하고, 디바이스의 소비전력이 작은 경우에는 완만하게 목표 온도에 도달하게 된다.

그러나 다종 다양의 DUT(32)에 대한 시험을 동시에 행하는 경우, 완만하게 목표 온도에 도달하는 것을 기준으로 시험이 종료하게 됨과 동시에, 번인장치(1) 전체로서의 소비전력을 고려할 필요가 있다.

따라서 이 실시형태에서는 DUT(32)의 소비전력과 히터(62)의 소비전력과의 토탈 전력이 일정해지도록 히터(62)의 소비전력을 제어하도록 하고 있다. 이 소비전력의 제어는 히터 전력 제한부(44)가 행한다.

도 5는 이 실시형태에 의한 히터 전력 제어와 종래의 히터 전력 제어를 비교 한 도면이다. 도 5에서 히터 전력 제한부(44)는, 예를 들면 최소의 소비전력을 가지는 디바이스인 DUT에 대해서는 히터(62)가 가지는 최대의 소비전력이 되도록 제어하고, 최소의 소비전력을 가지는 DUT의 소비전력을 초과하는 DUT에 대한 히터(62)의 소비전력은, 최소의 소비전력을 가지는 DUT의 소비전력과 히터(62)가 가지는 최대의 소비전력의 토탈 전력(P2)을 초과하지 않는 최대의 소비전력이 되도록 제어한다.

이를 위하여 히터 전력 제한부(44)는, DUT(32)의 소비전력과 그때의 히터(62)의 최대 소비전력과의 관계를 미리 구하여 두고, 각 DUT에 대응한 히터(62)의 최대 소비전력을 제한하는 제어를 행한다. 또한 DUT(32)의 소비전력이 미지인 경우, 디바이스 전원유닛(20)을 거쳐 전력 측정을 행하고, 이 전력 측정의 결과를 기초로 히터전력 제한부(44)가 각 DUT의 소비전력에 대응한 히터(62)의 소비전력의 제한을 결정하도록 하여도 좋다.

이 결과, DUT의 소비전력의 대소에 관계 없이, DUT의 소비전력과 히터(62)의 소비전력과의 토탈 전력이, 토탈 전력(P2) 일정하게 되어 DUT의 온도의 상승은 최소의 소비전력을 가지는 DUT와 대략 동일해진다.

여기서 종래의 번인장치의 히터의 소비전력 용량은, 최대의 소비전력을 가지는 DUT의 소비전력과 히터의 최대의 소비전력의 토탈 전력(P1)을 구비하지 않으면 안되었으나, 이 실시형태에서는 번인장치(1)의 토탈 전력(P2)의 전력용량을 가지면 좋고, 소형 경량화를 촉진할 수 있음과 동시에, 전력 절약화를 도모할 수 있다.

또한 상기한 실시형태에서는 각 DUT의 소비전력의 대소에 관계없이 토탈 전 력이 토탈 전력(P2)이 되도록 제어하고 있었으나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면 중간의 소비전력을 가지는 DUT의 소비전력과 히터(62)의 100% 소비전력의 토탈 전력(P3)이 되는 전력 제한을 행하도록 하여도 좋다. 이 경우에도 종래의 번인장치에 비하여 소형 경량화와 전력 절약화를 도모할 수 있다.

그런데 상기한 번인장치는, 각 DUT에 대하여 개별로 히터를 설치하여 직접 온도조절을 행하는 것이나, 온도 제어부(60)의 히터(62) 및 PT 센서(63)는 번인시험시, DUT(32)에 접촉하고 있으나, 번인시험시가 아닐 때, 히터(62) 및 PT 센서(63)는 DUT(32)에 비접촉이다.

따라서 히터(62) 및 PT 센서(63)와 DUT가 비접촉상태일 때, 다음과 같은 검사를 행할 수 있다. 먼저 이 상태에서는 온도 제어블록(61)과 히터(62)와 PT 센서(63)와 냉각액이 접촉하고 있고, PT 센서(63)에 의하여 냉각액의 온도를 측정함으로써 PT 센서(63)의 고장이나 정밀도의 검증을 행할 수 있다. 이것은 냉각액의 온도가 일정 하고, 그 온도가 온도 제어블록(61)의 온도와 동일하게 되어 있기 때문이다.

또, PT 센서(63)에 의하여 히터(62)에의 통전을 오프하였을 때와, 일정한 소비전력을 공급하였을 때의 온도차를 측정하고, 이 온도차를 기초로 히터(62)의 단선이나 히터회로(42)의 고장 등을 검출할 수 있다. 예를 들면 히터(62)에의 통전을 오프하고 있을 때에 PT 센서(63)가 냉각액의 온도보다 높은 온도를 측정한 경우, 전원(50)에 대한 오프제어가 행하여지고 있지 않은 것을 검지할 수 있고, 이 경우, 히터회로(42)에 의하여 전원(50)으로부터의 전력공급을 차단하는 대처를 행 할 수 있다.

한편, 히터(62) 및 PT 센서(63)와 DUT가 접촉상태일 때에는 히터(62)에 대하여 일정 전력을 공급하고, 이 때의 단위시간당의 온도변화를 PT 센서(63)에 의하여 측정하고, 이것에 의하여 온도 제어블록(61)측과 DUT(32) 사이의 열접촉 저항을 구할 수 있다. 또한 열접촉 저항이 큰 경우, PT 센서(63)가 검출하는 단위시간당의 온도변화는 작아진다.

또한 이 실시형태에서는 디바이스 전원(21)과 DUT(32)와의 사이의 커넥터(33)나 접속선 등의 불량을 검출할 수 있다. 예를 들면 디바이스 전원(21)측의 각 포스전압(F+, F-)과 각 센스전압(S+, S-)과의 사이의 전압차, 나아가서는 전류 측정부(23)가 측정하는 전류값을 측정하여, 다음식, 즉

(포스전압 - 센스전압)/전류값 > 소정의 저항값

을 만족하는 경우에는, 커넥터(33)가 접촉 불량이라고 검출한다. 또 전류가 흐르고 있는 데에, 포스전압과 센스전압에 차가 없는 경우에는, DUT(32)와 디바이스 전원(21)과의 사이의 센스선이 미접속상태인 것을 검출한다. 이들의 이상을 검출한 경우, 시험 제어부(10)는, 디바이스 전원(21)을 오프하는 제어를 행한다. 이것에 의하여 DUT에 대전류를 흘리는 번인시험시에 커넥터 등의 접촉불량에 의한 발열이나 소손을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 관한 히터 전력 제어회로 및 이것을 사용한 번인장치는, 반도체 디바이스 등에 대하여 행하는 번인시험에 유용하고, 특히 히터를 사용 하여 온도조정을 행하여 번인시험을 행하는 경우에 히터로부터 전달되는 노이즈를 저감할 수 있는 것으로서 적합하다.

Claims

직류전원으로부터 공급되는 전압 신호를 스위칭하고, 히터에 인가되는 전압을 제어하여 히터 전력을 제어하는 히터 전력 제어회로에 있어서,

상기 직류전원으로부터 공급되는 전압을 스위칭하는 스위칭회로와 상기 히터와의 사이에 상기 전압을 스위칭한 전압 신호를 평활하여 아날로그 전압 신호로 변환하는 전압 평활회로를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 1항에 있어서,

소정의 전압 지시 신호를 기초로, 상기 스위칭회로의 스위칭을 제어하는 히터 제어회로와,

상기 전압 지시 신호의 값과 상기 아날로그 전압 신호의 값을 비교하는 전압비교회로를 구비하고,

상기 히터 제어회로는, 상기 전압 비교회로의 비교결과를 기초로 상기 스위칭회로의 스위칭을 제어하여 상기 히터전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 2항에 있어서,

상기 히터 제어회로는, 상기 전압 지시 신호를, 상기 전압 지시 신호의 소정시간당의 증감값을 소정값 범위 내로 억제하여 시간 분산한 시간분산 전압지시 신 호로 변환하여 상기 스위칭회로에 주는 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 3항에 있어서,

상기 히터 제어회로는, 상기 전압지시 신호의 값의 변화량에 대응하는 일련의 상기 시간분산 전압지시 신호와의 관계를 유지하는 테이블을 구비하고,

상기 히터 제어회로는, 상기 테이블을 참조하여 상기 시간분산 전압지시 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 3항에 있어서,

상기 히터 제어회로는, 상기 전압지시 신호의 값의 변화량에 대응하는 일련의 상기 시간분산 전압지시 신호와의 관계를 나타내는 관계식을 기초로, 상기 시간분산 전압지시 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 3항에 있어서,

상기 히터 제어회로는, 동일 펄스폭을 가지는 펄스 사이의 시간간격을 신축시킨 시간분산 전압지시 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 3항에 있어서,

상기 히터 제어회로는, PWM 신호를 상기 시간분산 전압 신호로서 사용하는 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 1항에 있어서,

상기 스위칭회로는, 전류 제한 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 히터 전력 제어회로.
제 1항 내지 제 8에 기재된 히터 전력 제어회로 중 어느 하나를 구비하고, 피측정 디바이스의 번인시험을 행하는 것을 특징으로 하는 번인장치.
직류전원으로부터 공급되는 전압 신호를 스위칭하는 단계와,

스위칭된 상기 전압 신호를 평활하여 아날로그 전압 신호로 변환하는 단계와,

히터의 전력을 제어하기 위하여 상기 아날로그 전압 신호를 상기 히터에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 히터 전력제어방법.