JP2000241494A

JP2000241494A - 恒温槽付半導体試験装置

Info

Publication number: JP2000241494A
Application number: JP11048766A
Authority: JP
Inventors: Tokuyuki Suzuki; 徳之鈴木
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】多数の信号のやり取りをしつつ、高速に試験
を行う安価な恒温槽付半導体試験装置を提供する。【解決手段】恒温槽１０と信号ユニット２０の間に、
遮断板５１を用いて２つのブロック５２，５３に分割さ
れ、かつ、乾燥空気５４，５５を流す断熱層５０を設け
る。恒温槽１０から信号中継ボード４０に伝わった熱
は、乾燥空気３１に放熱されるため、信号中継ボード４
０を従来より短くできる。このため、信号の正確さを維
持したまま周波数を高くできる。また、筐体１２からの
放射熱は遮断板５１によって遮断されて筐体２２には届
かないため、恒温槽１０からの熱はさらに信号ユニット
２０に伝わりにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被試験半導体を一
定温度に保ちつつ試験する、或いは温度負荷を加えなが
ら試験する恒温槽付半導体試験装置に係わり、特に、多
数の信号のやり取りをしつつ、高速に試験を行う安価な
恒温槽付半導体試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の使用環境の広がりに伴って、半
導体試験装置も様々な環境を作り出して試験を行ってい
る。この一例として、高温下での半導体の信頼性あるい
は温度変化の大きな環境下での半導体の信頼性を調べ
る、恒温槽付半導体試験装置がある。

【０００３】ここで、従来例である恒温槽付半導体試験
装置１００について、図３，図４，図５を用いて説明す
る。図３は恒温槽付半導体試験装置１００の構成の概略
を説明する図であり、図４は恒温槽付半導体試験装置１
００の一構成部である信号中継ボード１４０の構成を説
明する概略図であり、図５は恒温槽付半導体試験装置１
００内部の熱伝達状況を説明する概略図である。

【０００４】恒温槽付半導体試験装置１００は、図３に
示すように、被試験半導体３を内部に保持する恒温槽１
１０と、試験用信号を発生すると共に被試験半導体３の
分析を行う信号ユニット１２０と、恒温槽１１０と信号
ユニット１２０とを断熱する断熱材１３０と、恒温槽１
１０と信号ユニット１２０とを電気的に接続する信号中
継ボード１４０と、によって概略構成されている。

【０００５】すなわち、恒温槽付半導体試験装置１００
には、恒温槽１１０からの熱が信号ユニット１２０に伝
わって信号ユニット１２０の信頼性を低下させたり信号
ユニット１２０が故障することを防ぐために、断熱材１
３０が、十分な断熱効果を得る厚さほど設けてある。

【０００６】また、図４に示すように、信号中継ボード
１４０は両端にコネクタ１４１を備えており、図５に示
すように、一方のコネクタ１４１を恒温槽１１０内部の
実装ボード１１１に接続し、他方のコネクタ１４１を信
号ユニット１２０内部の信号処理ボード１２１とを接続
することにより、実装ボード１１１と信号処理ボード１
２１とを電気的に接続する。従って、信号中継ボード１
４０の長さは断熱材１３０の厚みと概略等しくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】被試験半導体３の試験
をより高速に行うためには、信号の周波数をより高くす
ればよい。ここで、高い周波数の信号を正確に伝達する
には、高周波の特性により、信号中継ボード１４０を短
くする必要性が出てくる。しかし、恒温槽１１０と信号
ユニット１２０との間の断熱性を維持するために、断熱
材１３０の厚さ、すなわち信号中継ボード１４０の長さ
を一定値以下にはできなかった。従って、恒温槽付半導
体試験装置１００の試験速度の高速化には限界があっ
た。

【０００８】また、信号の正確さを保ったまま信号の周
波数をあげる方法として、信号中継ボード１４０の代わ
りに高周波ケーブルを用いることも考えられる。しか
し、被試験半導体３の複雑化に伴って恒温槽１１０と信
号ユニット１２０との間でやり取りする信号数が多くな
った現在において、この方法は、制作コストが大幅に向
上するために実用的ではなかった。

【０００９】上記事情に鑑み、本発明は、多数の信号の
やり取りを、高速で行う安価な恒温槽付半導体試験装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、恒温槽内に保持した被試験
半導体に電気信号を入出力することにより、前記被試験
半導体の試験を行う恒温槽付半動体試験装置において、
前記恒温槽と、前記電気信号の入出力を行う信号ユニッ
トと、の間に、気体が流れる断熱部を備えることを特徴
とする。

【００１１】この請求項１に記載の発明によれば、前記
恒温槽と前記信号ユニットの間に設けた断熱部に、気体
を流したので、前記恒温槽と前記信号ユニットとの信号
伝達を確保する接続手段に前記恒温槽から伝わった熱
は、この接続手段から前記気体に放熱される。また、前
記恒温槽からの放射熱によって前記信号ユニットに熱が
伝わっても、この熱は前記気体に吸熱される。従って、
従来と比べて前記恒温槽の熱は前記信号ユニットに伝わ
りにくい恒温槽付半導体試験装置を作製できる。

【００１２】従って、請求項２に記載の発明のように、
前記恒温槽と前記信号ユニットとを電気的に接続するた
めに前記断熱部内に設けられる接続手段として、プリン
ト基板を用いる構成としても、前記恒温槽と前記信号ユ
ニットとの間を従来より短くすることができる。この場
合は、より高速に被試験半導体の試験を行う恒温槽付半
導体試験装置を、低コストのまま作製できる。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の恒温槽付半導体試験装置において、前記プリン
ト基板は、前記気体と前記プリント基板との熱伝達効率
を向上させる放熱体を備えることを特徴とする。

【００１４】この請求項３に記載の発明によれば、前記
プリント基板は、前記気体と前記プリント基板との熱伝
達効率を向上させる放熱体を備えたので、さらに短くで
きる。従って、信号の正確性を維持したまま信号の周波
数をさらに高くできるため、さらに高速に被試験半導体
の試験を行う恒温槽付半導体試験装置を、大幅なコスト
アップを伴わずに作製できる。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜請求項３のいずれかに記載の恒温槽付半導体試験装置
において、前記気体として乾燥空気を用いることを特徴
とする。

【００１６】この請求項４に記載の発明によれば、前記
恒温槽内部の温度が周囲より低く設定されている場合で
も、前記気体として乾燥空気を用いているため、前記断
熱部内部は結露しにくい。従って、水滴に起因した故障
や誤動作を起こしにくい恒温槽付半導体試験装置を作製
できる。

【００１７】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
〜請求項４のいずれかに記載の恒温槽付半導体試験装置
において、前記断熱部の内部は、前記恒温槽と前記信号
ユニットとを接続する方向に、複数のブロックに区切ら
れていることを特徴とする。

【００１８】この請求項５に記載の発明によれば、前記
恒温槽と前記信号ユニットの間に位置する前記断熱層
を、複数のブロックに区切ったので、前記恒温槽からの
放射熱は直接前記信号ユニットには伝わらない。従っ
て、前記恒温槽からの熱はさらに前記信号ユニットに伝
わりにくくなる。

【００１９】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載の恒温槽付半導体試験装置において、前記恒温槽
に隣接する前記ブロックを流れる前記気体の温度は、前
記恒温槽の温度にほぼ等しく、また、前記信号ユニット
に隣接する前記ブロックを流れる前記気体の温度は、前
記信号ユニット内部の温度にほぼ等しいことを特徴とす
る。

【００２０】この請求項６に記載の発明によれば、前記
恒温槽に隣接する前記ブロックを流れる前記気体の温度
は、前記恒温槽の温度にほぼ等しく、また、前記信号ユ
ニットに隣接する前記ブロックを流れる前記気体の温度
は、前記信号ユニット内部の温度にほぼ等しいので、前
記恒温槽の外壁および前記信号ユニットの外壁の温度は
それぞれの内部の温度とほとんど変わらない。このた
め、前記恒温槽の内部および前記信号ユニットの内部に
結露はほとんど生じない。従って、前記恒温槽および信
号ユニットは水滴に起因した誤動作及び故障をほとんど
起こさなくなる。

【００２１】上述した請求項５または請求項６の効果を
得るには、最低、請求項７に記載するように、前記断熱
部の内部は２つのブロックに区切る構成とすればよい
が、さらに区切りの数を増やすと、その効果はさらに増
大する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図を用いて詳細に説明する。

【００２３】＜第１の実施例＞図１は、本発明の第１の
実施例である恒温槽付半導体試験装置１を説明する斜視
概略図である。恒温槽付半導体試験装置１は、被試験半
導体３を内部に保持する恒温槽１０と、試験用信号を発
生すると共に被試験半導体３の分析を行う信号ユニット
２０と、恒温槽１０と信号ユニット２０とを断熱する断
熱部３０と、恒温槽１０と信号ユニット２０とを電気的
に接続する信号中継ボード４０（プリント基板）と、に
よって概略構成されている。

【００２４】恒温槽１０は、実装ボード１１と、実装ボ
ード１１を内部に保持する筐体１２と、筐体１２内部の
温度を所定の範囲内で任意の値、例えば−１０℃〜＋１
５０℃の間で任意の値に保つ温度保持手段１３（図示省
略）と、により概略構成されている。

【００２５】実装ボード１１は、周知の実装ボードと概
略同じ構成であり、複数の被試験半導体３を保持すると
共に、被試験半導体３と信号中継ボード４０とを電気的
に接続する。すなわち、実装ボード１１は、信号中継ボ
ード４０を介して入力される信号ユニット２０からの試
験信号を、被試験半導体３の所定箇所に加えると共に、
試験信号に応答して被試験半導体３が発した応答信号
を、信号中継ボード４０を介して信号ユニット２０に出
力する。また、単位時間あたりに試験を行う被試験半導
体３の数、すなわち被試験半導体３のスループットを向
上させるため、実装ボード１１は筐体１２内部に複数並
列に設けらている。

【００２６】筐体１２は、通常の恒温槽付半導体試験装
置の恒温槽に用いられる周知の筐体であるため、詳細は
省略する。また、温度保持手段１３も周知の温度保持手
段であるため、詳細は省略する。

【００２７】信号ユニット２０は、複数並列に並べられ
ている信号処理ボード２１と、信号処理ボードを内部に
保持する筐体２２と、により概略構成されている。

【００２８】信号処理ボード２１は周知の信号処理ボー
ドであり、信号中継ボード４０に接続されている。すな
わち、信号処理ボード２１は、被試験半導体３に加える
試験信号を発生すると共に、被試験半導体３が発した応
答信号を解析してこの被試験半導体３の合否を判断す
る。

【００２９】筐体２２は、通常の半導体試験装置の信号
ユニットに用いられる筐体であるため、詳細は省略す
る。

【００３０】断熱部３０は、恒温槽１０と信号ユニット
２０との間に設けられた空間であり、その幅は従来例の
恒温槽付半導体試験装置１００の断熱材１３０より狭
い。また、断熱部３０の中は乾燥空気３１が一方向に流
されている。乾燥空気３１の温度は信号ユニット２０内
部の温度とほぼ等しくなっている。

【００３１】信号中継ボード４０は、試験信号や応答信
号を伝達するように所定の配線を施されたプリント基板
４１と、プリント基板４１の両端に設けられる接続用の
コネクター４２と、プリント基板４１の表面に設けられ
た放熱体４３と、により概略構成されている。また、信
号中継ボード４０の長さは断熱部３０の幅を所定の値に
するように設計されている。

【００３２】プリント基板４１は周知のプリント基板で
あるため、詳細は省略する。また、コネクター４２は周
知のコネクターであり、実装ボード１１または信号処理
ボード２１の端部に接続される。

【００３３】放熱体４３は、プリント基板４１と効率よ
く熱交換を行うように、かつ、プリント基板４１とプリ
ント基板４１に固定されており、また、乾燥空気３１と
接する面積を広くするために表面には凹凸を設けられて
いる。

【００３４】次に、恒温槽付半導体試験装置１の動作に
ついて説明する。断熱部３０以外の動作は従来の恒温槽
付半導体試験装置の動作と同様であるので、ここでは断
熱部３０の動作についてのみ説明する。なお、信号ユニ
ット２０の内部は、周知のファンにより外気が入ってく
るため、外部とほぼ同じ温度となっている。

【００３５】恒温槽１０内部の温度は、通常、他の場所
の温度とは異なった値に保たれている。従って、信号中
継ボード４０には、恒温槽１０内部の熱が伝達する。

【００３６】ここで、断熱部３０には乾燥空気３１を流
しているため、信号中継ボード４０に伝達した熱は乾燥
空気３１によって奪われる。従って、断熱部３０の幅は
従来例より狭いにも係わらず、恒温槽１０内部の熱は信
号ユニット２０に伝わりにくい。

【００３７】また、信号中継ボード４０に放熱体４３を
設けたため、信号中継ボード４０の熱は、さらに効率よ
く乾燥空気３１に放熱される。従って、さらに、恒温槽
１０内部の熱は信号ユニット２０に伝わりにくい。

【００３８】また、放射により、恒温槽１０から信号ユ
ニット２０の筐体２２に直接熱が伝わる場合もあるが、
筐体２２は乾燥空気３１に直接さらされるため、この熱
も信号ユニット２０の内部には伝わらずに乾燥空気３１
に放熱される。

【００３９】また、恒温槽１０内部の温度が周囲より低
く設定されている場合は、恒温槽１０からの熱によって
断熱部３０内部は冷却されるため、断熱部３０内部に結
露する可能性があるが、断熱部３０に乾燥空気３１を流
しているため、断熱部３０内部は結露しにくい。従っ
て、信号中継ボード４０は従来より腐食しにくい。

【００４０】以上より、本発明の第１の実施例である恒
温槽付半導体試験装置１によれば、恒温槽１０と信号ユ
ニット２０の間に設けた断熱部３０に、恒温槽１０外部
と概略同じ温度の乾燥空気３１を流したので、恒温槽１
０から信号中継ボード４０に伝わった熱は、乾燥空気３
１に放熱される。従って、断熱部３０の幅は従来例にお
ける断熱材１３０の厚さより狭いにも係わらず、恒温槽
１０内部の熱は信号ユニット２０に伝わりにくい。従っ
て、断熱部３０の幅、すなわち信号中継ボード４０の長
さを従来例より短くしても、恒温槽１０の熱は信号ユニ
ット２０に伝わりにくい。すなわち、信号中継ボード４
０を従来より短くできる為、信号の正確性を維持したま
ま信号の周波数をさらに高くできる。従って、恒温槽付
半導体試験装置１の試験速度すなわち被試験半導体３の
スループットは向上する。

【００４１】また、信号中継ボード４０に放熱体４３を
設け、信号中継ボード４０と乾燥空気３１との熱交換効
率を向上させたので、さらに信号中継ボード４０を短く
できる。従って、信号の正確性を維持したまま信号の周
波数をさらに高くできるため、恒温槽付半導体試験装置
１の試験速度はさらに向上する。また、放射により、恒
温槽１０から信号ユニット２０の筐体２２に直接熱が伝
わっても、この熱も信号ユニット２０の内部には伝わら
ずに乾燥空気３１に放熱される。

【００４２】また、恒温槽１０内部の温度が周囲より低
く設定されている場合でも、断熱部３０に乾燥空気３１
を流しているため、断熱部３０内部は結露しにくい。従
って、信号中継ボード４０は従来より腐食しにくい。

【００４３】＜第２の実施例＞図２は、本発明の第２の
実施例である恒温槽付半導体試験装置２を説明する斜視
概略図である。恒温槽付半導体試験装置２は、恒温槽付
半導体試験装置１と概略同じ構成をとるが、断熱部３０
の代わりに断熱部５０を用いた構成である。なお、図２
においては、被試験半導体３と放熱体４３を省略してあ
り、また、実装ボード１１，信号処理ボード２１，信号
中継ボード４０もそれぞれ１つのみ図示してある。

【００４４】断熱部５０は、遮断板５１を用いて断熱部
３０の内部を２つのブロック５２，５３に区切った構成
をしている。さらに、恒温槽１０に近いほうのブロック
５２の内部には乾燥空気５４が、また、信号ユニット２
０に近いほうのブロック５３の内部には乾燥空気５５
が、それぞれ別個に流されている。乾燥空気５４の温度
は恒温槽１０内部の温度にほぼ等しく設定されており、
また、乾燥空気５５の温度は信号ユニット２０内部の温
度にほぼ等しく設定されている。

【００４５】このため、恒温槽付半導体試験装置２にお
いては、恒温槽１０から信号中継ボード４０に逃げ出し
た熱は、ブロック５３にて乾燥空気５５に吸熱されるた
め、信号ユニット２０には伝わりにくい。また、筐体１
２からの放射熱は、遮断板５１によって遮断されて筐体
２２には届かない。従って、恒温槽付半導体試験装置２
によれば、恒温槽１０からの熱はさらに信号ユニット２
０に伝わりにくくなる。

【００４６】また、恒温槽１０の筐体１２は乾燥空気５
４に接しているため、筐体１２の温度は恒温槽１０内部
の気温とほぼ等しいままである。また、信号ユニット２
０の筐体２２は乾燥空気５５に接しているため、筐体２
２の温度は信号ユニット２０内部の気温とほぼ等しいま
まである。従って、筐体１２の内部および筐体２２の内
部に結露はほとんど生じない。この結果、恒温槽１０お
よび信号ユニット２０は結露による誤動作及び故障をほ
とんど起こさない。

【００４７】以上より、本発明の第２の実施例である恒
温槽付半導体試験装置２によれば、恒温槽１０と信号ユ
ニット２０の間に位置する断熱層５０を、遮断板５１を
用いて２つのブロック５２，５３に分割したので、恒温
槽付半導体試験装置１と同様の効果を得るほか、筐体１
２からの放射熱は遮断板５１によって遮断されて筐体２
２には届かないため、恒温槽１０からの熱はさらに信号
ユニット２０に伝わりにくい。また、ブロック５２，５
３内部を流れる空気５４，５５の温度はそれぞれ恒温槽
１０内部の温度および信号ユニット２０内部の温度にほ
ぼ等しいので、筐体１２の内部および筐体２２の内部に
結露はほとんど生じず、恒温槽１０および信号ユニット
２０は結露による誤動作及び故障をほとんど起こさな
い。

【００４８】なお、本発明は本実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形
可能である。例えば、断熱層５０に設ける遮断板の数を
さらに増やしてブロック数を増やしてもよい。この場合
は恒温槽１０からの熱はさらに信号ユニット２０に伝わ
りにくくなる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、前記恒
温槽と前記信号ユニットとの信号伝達を確保する接続手
段に前記恒温槽から伝わった熱は、前記気体に吸熱され
るため、従来と比べて前記恒温槽の熱は前記信号ユニッ
トに伝わりにくい恒温槽付半導体試験装置を作製でき
る。

【００５０】また、請求項２に記載の発明によれば、よ
り高速に被試験半導体の試験を行う恒温槽付半導体試験
装置を、低コストのまま作製できる。

【００５１】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記プリント基板をさらに短くできるため、信号の正確性
を維持したまま信号の周波数をさらに高くできる。従っ
て、さらに高速に被試験半導体の試験を行う恒温槽付半
導体試験装置を、大幅なコストアップを伴わずに作製で
きる。

【００５２】また、請求項４に記載の発明によれば、前
記恒温槽内部の温度が周囲より低く設定されている場合
でも、前記断熱部内部は結露しにくいため、故障を起こ
しにくい恒温槽付半導体試験装置を作製できる。

【００５３】また、請求項５に記載の発明によれば、前
記恒温槽からの放射熱は、直接前記信号ユニットには伝
わらないため、前記恒温槽からの熱はさらに前記信号ユ
ニットに伝わりにくくなる。

【００５４】また、請求項６に記載の発明によれば、前
記恒温槽の内部および前記信号ユニットの内部に結露は
ほとんど生じないので、前記恒温槽および信号ユニット
は結露による誤動作及び故障をほとんど起こさなくな
る。

【００５５】また、請求項７に記載の発明によれば、最
も簡単な構成で請求項５または請求項６に記載の発明の
効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である恒温槽付半導体試
験装置１を説明する斜視概略図である。

【図２】本発明の第２の実施例である恒温槽付半導体試
験装置２を説明する斜視概略図である。

【図３】従来例である恒温槽付半導体試験装置１００の
構成を説明する概略図である。

【図４】恒温槽付半導体試験装置１００の一構成部であ
る信号中継ボード１４０の構成を説明する概略図であ
る。

【図５】恒温槽付半導体試験装置１００内部の熱伝達状
況を説明する概略図である。

【符号の説明】

１，２恒温槽付半導体試験装置３被試験半導体１０恒温槽１１実装ボード１２筐体２０信号ユニット２１信号処理ボード２２筐体３０断熱部３１乾燥空気４０信号中継ボード（プリント基板）４１プリント基板４２コネクター４３放熱体５０断熱部５１遮断板５２ブロック５３ブロック５４乾燥空気５５乾燥空気１００恒温槽付半導体試験装置

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月５日（１９９９．３．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】放熱体４３は、プリント基板４１と効率よ
く熱交換を行うようにプリント基板４１に固定されてお
り、また、乾燥空気３１と接する面積を広くするために
表面には凹凸を設けられている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】恒温槽内に保持した被試験半導体に電気信
号を入出力することにより、前記被試験半導体の試験を
行う恒温槽付半動体試験装置において、前記恒温槽と、前記電気信号の入出力を行う信号ユニッ
トと、の間に、気体が流れる断熱部を備えることを特徴
とする恒温槽付半導体試験装置。
【請求項２】請求項１に記載の恒温槽付半導体試験装置
において、前記恒温槽と前記信号ユニットとを電気的に接続するた
めに前記断熱部内に設けられる接続手段として、プリン
ト基板を用いることを特徴とする恒温槽付半導体試験装
置。
【請求項３】請求項２に記載の恒温槽付半導体試験装置
において、前記プリント基板は、前記気体と前記プリント基板との
熱伝達効率を向上させる放熱体を備えることを特徴とす
る恒温槽付半導体試験装置。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかに記載の恒
温槽付半導体試験装置において、前記気体として乾燥空気を用いることを特徴とする恒温
槽付半導体試験装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかに記載の恒
温槽付半導体試験装置において、前記断熱部の内部は、前記恒温槽と前記信号ユニットと
を接続する方向に、複数のブロックに区切られているこ
とを特徴とする恒温槽付半導体試験装置。
【請求項６】請求項５に記載の恒温槽付半導体試験装置
において、前記恒温槽に隣接する前記ブロックを流れる前記気体の
温度は、前記恒温槽の温度にほぼ等しく、また、前記信号ユニットに隣接する前記ブロックを流れ
る前記気体の温度は、前記信号ユニット内部の温度にほ
ぼ等しいこと、を特徴とする恒温槽付半導体装置。
【請求項７】請求項５または請求項６に記載の恒温槽付
半導体試験装置において、前記断熱部の内部は２つのブロックに区切られているこ
とを特徴とする恒温槽付半導体試験装置。