KR900002765B1

KR900002765B1 - 반도체소자의 열계수 측정시스템

Info

Publication number: KR900002765B1
Application number: KR1019870015034A
Authority: KR
Inventors: 오동일; 김동숙
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1990-04-30
Also published as: KR890010542A

Abstract

내용 없음.

Description

반도체소자의 열계수 측정시스템

제 1 도는 본 발명의 사용상태도.

제 2 도는 제 1 도 A부분의 구체적인 연결구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정전류공급부 2 : 전압표시부

10 : 정전압전류계 20 : 인쇄회로판

30 : 자동제어형오븐 31 : 온도계

40 : 온도측정장치 SW : 로터리스위치

L₁: Vcc연결선 L₂: 접지연결선

L₃: 연전선 L₄: 공통접지선

S₁-S_n: 시험용소켓 P₁-P_n: 팩키지

G_D: 접지단자

본 발명은 반도체소자의 열계수를 측정하기 위한 시스템에 관한 것이다.

팩키지(package)화한 반도체소자를 구동시키면 반도체소자의 접속온도가 상승하고 그 열이 팩키지로 전달되어 외부환경으로 방출되는바, 팩키지의 열저항이 높으면 열방출이 상대적으로 적어지므로 접속온도 및 팩키지온도가 상승되는데 접속온도가 상승하게 되면 반도체소자의 동작 수명시간이 반감되므로 팩키지의 열저항을 감소시켜야만 한다. 그런데, 팩키지의 열저항은 반도체소자의 열계수에 직접 비례하므로 이러한 열계수를 측정하면 반도체소자의 열적안정도를 정확히 평가할수 있어 셋트상에서의 동작수명시간의 보증과 기능지속성등을 용이하게 판단할수 있다.

그러나, 종래의 기술은 반도체소자의 기능단자마다 복잡한 외부회로를 연결시킨후 팩키지 표면온도만을 측정하여 열적안정도를 평가하였으나, 이러한 기술은 측정방법이 어렵고 특정결과에 대한 보증이 문제시되었다.

본 발명의 목적은 간단한 장치를 이용하여 반도체소자의 일계수를 정확,신속하게 측정하여 열적안정도를 평가함으로써 반도체소자의 동작수명시간과 성능을 최대로 발휘할수 있도록한 반도체소자의 열계수 측정시스템을 제공하는데 있는바, 이를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명의 사용상태도로서 이에 도시한 바와 같이 정전류공급부(1)와 전압표시부(2) 및 로터리스위치(SW)를 구비한 정전압전류계(10), 시험용소켓(S₁-S_n), 접지단자(GD)가 실장된 인쇄회로판(20), 상기의 인쇄회로판(20)을 넣기위한 자동제어형 오븐(30) 및 온도계(30)가 내장된 온도측정장치(40)로 구성되는바, 도면중 미설명 부호 P₁-P_n는 시험용 팩키지이며, L₁은 Vcc연결선, L₂는 접지연결선, L₃는 팩키지의 표면온도를 온도측정장치(40)에 전달하기 위한 열전선, L₄는 동통접지선을 표시한다.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

우선, 제 2 도에 도시한 바와같이 인쇄회로판(20)에 설치된 시험용소켓(S₁)에 측정하고자 하는 시험용 팩키지(P₁)를 장착하고, 상기의 팩키지(P₁)에 Vcc연결선(L₁), 접지연결선(L₂), 열전선(L₃) 및 공통접지선(L₄)을 연결한 다음, 공기유동에 의한 팩키지 표면 온도의 변화를 방지하기 위해서 팩키지(P₁)가 장착된 PCB(20)를 자동제어형 오븐(30)에 놓은후 상온(20°C-30°C)에서 정전류에 의한 팩키지(P₁)양단간의 순방향전압을 측정하는바, 측정된 순방향전압은 전압표시부(2)에 표시된다. 이때 정전류는 팩키지(P₁)의 자체접속가열을 유발하지 않을 정도인 1.0-3.0mA가 바람직하다. 또한, 팩키지(P₁),양단간에 발생하는 순방향 전압은 통상적으로 수백 mV이므로 정전압 전류계(10)의 전압범위는 2.0V로 하는 것이 좋다. 따라서 일정한 전류(1.0-3.0mA)와 측정된 순방향 전압에 의해서 상온에서의 팩키지(P₁)의 저항값을 계산하다.

그다음, 자동제어형 오븐(30)의 내부온도를 점차적으로 증가시켜 팩키지(P₁)의 표면온도를 높이는 바, 팩키지(P₁)의 표면온도가 평형상태에 있으면 이 온도를 반도체소자의 접속온도로 간주한다. 그러나, 오븐(30)의 온도가 높을수록 보다 정확한 반도체소자의 일계수값을 얻을수 있지만, 그 온도는 팩키지 보관 최고온도를 넘지않도록 100-200°C가 가장 바람직하다. 따라서, 열전선(L₃)에 연결된 온도 측정장치(40)의 온도계(31)가 100-120을 표시할 때 오븐(30)의 가열을 중지한후 상온에서와 동일한 정전류를 공급하여 팩키지(P₁)의 순방향 전압값을 측정하는바, 측정된 순방향전압은 전압표시부(2)에 표시된다. 따라서, 정전류와 측정된 순방향전압값에 의해 고온에서의 팩키지(P₁)의 저항값을 계산할 수 있다.

이와같이 측정된 상온에서의 저항값과 고온에서의 저항값의 차이를 이용하여 열계수를 규정함으로써 반도체 소자의 열적수준을 평가할 수 있다.

한편, 다수의 반도체소자의 열계수값을 신속히 측정하기 위해서 정전압전류계(10)에 로터리스위치(SW)를 장착시켰는바, 이 로터리스위치(SW)를 사용하면 특정 반도체의 순방향 전압값을 신속히 측정할수 있다. 즉, 다수(예컨데 N개)의 반도체소자의 열계수를 측정하고자 할 경우 제 1 도에 도시한 바와같이 각각의 시험용소켓(S₁-S_n)에 N개의 반도체소자를 각각 설치하고 일정한 정전류와 정전압을 공급한 다음, 먼저 로터리스위치(SW)를 1번에 셋트시켜 상온에서 1번 반도체소자의 순방향전압을 측정한 뒤 로터리스위치(SW)를 2번에 셋트시켜 2번 반도체소자의 순방향전압을 측정한다. 이런순서를 N번째 반도체소자까지 반복한 뒤 자동제어오븐(30)의 내부온도를 일정한 온도로 증가시킨 뒤 로터리스위치(SW)를 1번에 셋트시켜 상기와 같은 절차에 의해 고온에서 각각의 반도체소자의 순방향전압을 순차적으로 측정한다. 따라서 상온과 고온에서의 순방향 전압값에 의해 열저항의 차이를 얻을수 있으므로 반도체소자의 열계수를 신속히 측정할 수 있다.

이와같이 본 발명의 간단한 장치를 이용하여 반도체소자의 역적안정성을 신속, 종확히 평가함으로써 제품의 신뢰성과 상품가치를 고조시킬 뿐만 아니라 MOS, CMOS 및 바이포라 IC등에도 적용할수 있는 특징을 지닌 것이다.

Claims

일정한 측정조건하에서 반도체소자의 열계수를 측정하기 위한 시스템에 있어서, 정전류공급부(1), 전압표시부(2), 로터리스위치(SW)를 구비한 정전압전류계(10), 시험용 소켓(S₁-S_N), 접지단자(GD)가 실장된 인쇄회로판(20), 상기의 인쇄회로판(20)을 넣기위한 자동제어형오븐(30) 및 온도계(31)가 내장된 온도측정장치(40)로 구성됨을 특징으로 하는 반도체소자의 열계수 측정시스템.
제 1 항에 있어서, 상기의 시험용소켓(S₁-S_n)에 측정하고자 하는 반도체소자를 설치하고 상기의 반도체소자에 정전압전류계(10)의 Vcc연결선(L₁), 접지연결선(L₂), 온도측정장치(40)의 열전선(L₃)을 연결함을 특징으로 하는 반도체소자의 열계수 측정시스템.
제1항에 있어서, 상기의 측정조건중 온도는 상온(20-30°C)과 110-120°C이고 정전류는 1.0-3.0mA임을 특징으로 하는 반도체소자의 열계수 측정시스템.