JP3608998B2 - 回路装置、パッケージ部材、回路試験方法および装置 - Google Patents
回路装置、パッケージ部材、回路試験方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される回路装置、この回路装置の回路要素の回路特性を所定の試験温度で電気的に測定する回路試験方法および装置、に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各種用途に集積回路装置が利用されており、その高集積化と長寿命化も進行している。しかし、金属は電流が一定方向に通電されると反対方向にイオンが移動するため、これが原因となって微細な金属配線に断線などが発生することがある。
【０００３】
上述の現象はＥＭと呼称されており、このＥＭに起因した集積回路装置の寿命を試験する方法としてＥＭ寿命試験がある。ここで、このＥＭ寿命試験が実行される集積回路装置と、この集積回路装置にＥＭ寿命試験を実行する回路試験装置との従来例を図１５ないし図２０を参照して以下に説明する。
【０００４】
なお、図１５は集積回路装置を示す縦断側面図、図１６は回路要素である配線パターンの外形を示す平面図、図１７は配線パターンの等価回路を示す回路図、図１８は回路試験装置である回路試験システムの全体構造を示す模式図、図１９は回路試験システムにより回路試験方法のメインルーチンを示すフローチャート、図２０はサブルーチンを示すフローチャート、である。
【０００５】
まず、ここで一従来例として例示する集積回路装置１００は、例えば、ＥＭ寿命の試験対象となる開発途中の試作品であり、図１５に示すように、主要部品として回路基板１０１とパッケージ部材１０２とを具備している。
【０００６】
この回路基板１０１は、例えば、シリコン製の半導体基板からなり、図１６に示すように、その表面には金属層からなる配線パターン１０４が形成されており、この配線パターン１０４の両端に一対の電流端子１０５と一対の電圧端子１０６とが各々一個ずつ接続されている。
【０００７】
パッケージ部材１０２は、一個のセラミック製のパッケージ本体１０７と複数の金属製のリード端子１０８からなり、図１５に示すように、これら複数のリード端子１０８がパッケージ本体１０７の周囲に配列されている。そして、回路基板１０１はパッケージ本体１０７の上面中央に搭載されており、回路基板１０１の端子１０５，１０６とパッケージ部材１０２のリード端子１０８とがボンディングワイヤ１０９により個々に結線されている。
【０００８】
回路試験装置である回路試験システム１１０は、図１８に示すように、複数のテストボード１１１、一個の恒温槽１１２、コントロールユニット１１３、等を主要部品として具備しており、複数のテストボード１１１の各々に集積回路装置１００が着脱自在に実装される。
【０００９】
より詳細には、テストボード１１１の表面には複数の回路ソケットが装着されており（図示せず）、これら複数の回路ソケットの各々に集積回路装置１００が一個ずつ着脱自在に装着される。この回路ソケットはテストボード１１１のプリント配線に実装されており、このプリント配線は接続コネクタなどによりコントロールユニット１１３に結線されている（図示せず）。
【００１０】
恒温槽１１２は、断熱性が良好なボックス状の槽本体や、その内部温度を可変するヒータ機構からなる（図示せず）。このような構造の恒温槽１１２は、集積回路装置１００が装着されてコントロールユニット１１３に結線された状態の複数のテストボード１１１を装置保持手段として槽内に交換自在に保持し、外部操作に対応して槽内の温度を可変する。
【００１１】
コントロールユニット１１３は、適切な制御プログラムが事前に実装されたコンピュータシステムからなり、制御プログラムに対応した処理動作により多数の集積回路装置１００や恒温槽１１２を統合制御する。つまり、コントロールユニット１１３は、抵抗測定手段として集積回路装置１００の配線パターン１０４の電気抵抗を測定し、要素通電手段として配線パターン１０４に電流を通電し、温度制御手段として恒温槽１１２の槽内温度を制御する。
【００１２】
上述のような構成において、この回路試験システム１１０では、配線パターン１０４のＥＭ寿命を試験することができる。その場合、配線パターン１０４が形成されている回路基板１０１をパッケージ本体１０２に搭載し、試験対象の集積回路装置１００を用意しておく。
【００１３】
そして、図１９に示すように、ＥＭ寿命試験の試験精度を向上させるための初期設定として、複数種類の試験温度から一つを選択してコントロールユニット１１３にデータ設定してから（ステップＳ１）、ＥＭ寿命試験を実行することになる（ステップＳ２）。
【００１４】
その場合、図２０に示すように、複数のテストボード１１１の各々に複数の集積回路装置１００を装着し（ステップＴ１）、これらのテストボード１１１をコントロールユニット１１３に配線してから恒温槽１１２の内部に設置する（ステップＴ２）。
【００１５】
つぎに、コントロールユニット１１３の動作制御により恒温槽１１２の内部を前述の試験温度まで加熱させ（ステップＴ３）、この状態でコントロールユニット１１３により多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４の各々の電気抵抗を電圧端子１０６から個々に測定する（ステップＴ４）。これで試験温度に加熱されながら試験電流が通電されない状態の配線パターン１０４の電気抵抗が判明するので、この電気抵抗に“１．１”などの係数を乗算した許容抵抗を算出して登録する（ステップＴ５）。
【００１６】
つぎに、コントロールユニット１１３により多数の配線パターン１０４の各々に試験電流を電流端子１０５から個々に通電するが（ステップＴ６）、このとき、多数の配線パターン１０４を複数グループに区分しておき、これらのグループごとに複数種類の試験電流の一つを通電する。
【００１７】
この試験電流の通電の開始と同時に時間の積算も開始され、さらに、配線パターン１０４の電気抵抗も継続して測定される（ステップＴ７）。そして、この測定される電気抵抗が許容抵抗を超過すると（ステップＴ８）、その時間が配線パターン１０４ごとに記録される（ステップＴ９）。
【００１８】
この寿命試験が全部の配線パターン１０４で完了すると（ステップＴ１０）、図１９に示すように、電気抵抗が許容抵抗を超過した時間から、複数種類の試験電流ごとに半分の配線パターン１０４が寿命となる時間が算出される（ステップＳ３）。
【００１９】
しかし、これでは複数種類の試験温度ごとの寿命時間は測定されていないので、試験温度が切り換えられて上述のような寿命試験が繰り返され（ステップＳ１〜Ｓ４）、複数種類の試験温度の全部でも寿命試験が実行される。これで複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とで配線パターン１０４の寿命時間が測定されたことになるので、試験温度の相違に対応して寿命時間の温度依存性が検出され（ステップＳ５）、試験電流の相違に対応して寿命時間の電流密度依存性が検出される（ステップＳ６）。
【００２０】
上述のような回路試験システム１１０では、多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４に複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とを作用させてＥＭ寿命試験を実行するので、その寿命時間を精度よく測定することが可能である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の回路試験システム１１０では、多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４の寿命時間を精度よく測定するため、恒温槽１１２により多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４を試験温度に加熱している。しかし、恒温槽１１２は内部の上方と下方とで温度が相違するので、多数の配線パターン１０４を同一の試験温度に厳密に維持することは困難である。
【００２２】
また、恒温槽１１２は装置が大規模であり、消費電力も膨大なので好ましくない。しかし、上述の回路試験システム１１０では、微細な配線パターン１０４を試験温度に加熱するため、恒温槽１１２の大容量の内部空間の全体を試験温度まで加熱するので、そのエネルギ効率が良好でない。
【００２３】
しかも、複数の試験温度でＥＭ寿命試験を実行するためには、前述のように恒温槽１１２が一個ならば試験温度を切り換えて寿命試験を繰り返す必要があるので作業が遅滞することになり、寿命試験を一度で完了するためには複数の恒温槽１１２が必要となるので装置規模が過大となる。
【００２４】
上述のような課題の解決を目的とした集積回路装置は、例えば、特開平１１−２０４６０７号公報や特開平０７−２０１９４４号公報などに開示されている。これらの公報に開示された集積回路装置は、試験対象の配線パターンの近傍に発熱抵抗体を形成し、この発熱抵抗体により配線パターンを試験温度とする。
【００２５】
しかし、発熱抵抗体は発熱温度を厳密に制御することが困難であり、配線パターンを試験温度に正確に維持することができないので、ＥＭ寿命試験の精度が低下することになる。さらに、寿命試験によっては試験対象の回路要素の冷却が必要な場合も想定できるが、発熱抵抗体では回路要素を冷却することはできない。
【００２６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、寿命試験を簡単に実行できる回路装置、寿命試験を簡単に実行できる回路装置のパッケージ部材、回路装置の寿命試験を簡単に実行できる回路試験方法および装置、の少なくとも一つを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路装置は、回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される試験対象の回路装置であって、
前記回路要素を熱電効果により前記試験温度とする熱電素子と、一個のパッケージ本体と複数のリード端子からなるパッケージ部材と、を具備しており、前記回路要素が前記熱電素子とは別体の回路基板に形成されており、この回路基板と前記熱電素子とが前記パッケージ部材のパッケージ本体に搭載されており、前記熱電素子と前記回路要素とが複数の前記リード端子に個々に結線されている。
【００２８】
従って、本発明の回路装置の回路特性を測定する場合、その熱電素子の熱電効果により回路要素が所定の試験温度とされる。熱電素子は熱電効果により温度が変化するので、通電量により所望の温度に制御される。一般的に熱電素子は通電方向により熱伝導の方向が切り換えられるので、回路要素の加熱と冷却とが所望により実行される。さらに、微小な回路基板が大型のパッケージ本体に搭載されているので取り扱いが容易であり、微細な回路要素と熱電素子とが大型のリード端子に結線されているので通電も容易である。試験対象の回路要素が形成されている回路基板と熱電素子とがパッケージ部材に搭載されているので、回路基板の近傍に別体の熱電素子を配置する必要もない。
【００２９】
なお、このように試験温度で測定される回路要素の回路特性は、例えば、配線パターンのＥＭ寿命時間、トランジスタのオン電流（の温度依存性）、トランジスタの閾値電圧（の温度依存性）、等がある。
【００３６】
上述のような回路装置において、前記熱電素子は、一個の接合電極の両端と一対の端子電極とがｎ型半導体とｐ型半導体とを個々に介してП型に接続されたペルチェ素子からなり、前記回路基板は、前記熱電素子の接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に配置されていることも可能である。この場合、П型のペルチェ素子は一対の端子電極に所定の電流が通電されると接合電極が所定の温度となるので、この接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に位置する回路基板を介して回路要素が試験温度とされる。
【００３７】
上述のような回路装置において、前記回路基板と前記熱電素子との間隙に熱を拡散して均一化する熱拡散手段が設けられていることも可能である。この場合、熱電素子の接合電極の温度変化により回路基板を介して回路要素が所定の試験温度とされるとき、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化される。
【００３８】
上述のような回路装置において、前記回路要素は、試験電流が通電されて電気抵抗の変化から回路特性としてＥＭ寿命の寿命時間が測定される配線パターンからなることも可能である。この場合、回路要素である配線パターンは、試験電流が通電されて電気抵抗の変化からＥＭ寿命の寿命時間が測定されるとき、熱電素子により試験温度とされる。
【００３９】
本発明のパッケージ部材は、試験対象の回路装置の回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される回路基板が搭載されるパッケージ部材であって、
前記回路基板が搭載されるパッケージ本体と、前記回路基板の回路要素が一部に結線される複数のリード端子と、これら複数のリード端子の一部に結線されていて前記回路基板を介して前記回路要素を熱電効果により前記試験温度とする熱電素子と、を具備している。
【００４０】
従って、本発明のパッケージ部材に回路基板を搭載して回路特性を測定する場合、微小な回路基板は大型のパッケージ本体に搭載されるので機械的な取り扱いが容易となり、微細な回路要素は大型のリード端子に結線されるので電気的な取り扱いも容易となる。そして、熱電素子の熱電効果により回路基板の温度が制御されるので、この回路基板の回路要素が所定の試験温度とされる。熱電素子は熱電効果により温度が変化するので、通電量により所望の温度に制御される。一般的に熱電素子は通電方向により熱伝導の方向が切り換えられるので、回路基板の加熱と冷却とが所望により実行される。
【００４１】
上述のようなパッケージ部材において、前記熱電素子は、一個の接合電極の両端と一対の端子電極とがｎ型半導体とｐ型半導体とを個々に介してП型に接続されたペルチェ素子からなり、前記回路基板は、前記熱電素子の接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に配置されることも可能である。この場合、П型のペルチェ素子は一対の端子電極に所定の電流が通電されると接合電極が所定の温度となるので、この接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に位置する回路基板の回路要素が試験温度とされる。
【００４２】
上述のようなパッケージ部材において、前記回路基板が配置される位置と前記熱電素子との間隙に熱を拡散して均一化する熱拡散手段が設けられていることも可能である。この場合、熱電素子の接合電極の温度変化により回路基板が所定の試験温度とされるとき、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化される。
【００４６】
本発明の第一の回路試験方法は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験方法であって、
本発明の回路装置の前記配線パターンに前記試験電流を通電するとともに前記熱電素子に固有の電流を通電する。従って、本発明の回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流が通電されるとき、その熱電素子にも所定の電流が通電されるので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００４７】
本発明の第二の回路試験方法は、試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験方法であって、
本発明のパッケージ部材のパッケージ本体に前記回路基板を搭載し、この回路基板の回路要素を前記パッケージ部材のリード端子に結線し、前記熱電素子に所定の電流を通電しながら前記パッケージ部材のリード端子から前記回路基板の回路要素の回路特性を測定する。
【００４８】
従って、本発明の回路試験方法では、微小な回路基板は大型のパッケージ本体に搭載されるので機械的な取り扱いが容易となり、微細な回路要素は大型のリード端子に結線されるので電気的な取り扱いも容易となる。そして、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を測定するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされる。
【００４９】
本発明の第三の回路試験方法は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験方法であって、
本発明のパッケージ部材のパッケージ本体に前記回路基板を搭載し、この回路基板の配線パターンを前記パッケージ部材のリード端子に結線し、前記パッケージ部材のリード端子から前記回路基板の配線パターンに前記試験電流を通電するとともに前記熱電素子に固有の電流を通電する。
【００５０】
従って、本発明の回路試験方法では、微小な回路基板は大型のパッケージ本体に搭載されるので機械的な取り扱いが容易となり、微細な配線パターンは大型のリード端子に結線されるので電気的な取り扱いも容易となる。そして、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流を通電するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００５１】
本発明の第一の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験装置であって、
本発明の回路装置の熱電素子に所定の電流を通電する素子通電手段と、前記回路要素の回路特性を測定する特性測定手段と、を具備している。
【００５２】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子に素子通電手段が所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされる。
【００５３】
本発明の第二の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験装置であって、
前記回路基板が搭載される本発明のパッケージ部材と、このパッケージ部材の熱電素子に所定の電流を通電する素子通電手段と、前記回路基板の回路要素の回路特性を測定する特性測定手段と、を具備している。
【００５４】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされる。
【００５５】
本発明の第三の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験装置であって、
本発明の回路装置の配線パターンの電気抵抗を測定する抵抗測定手段と、前記配線パターンに前記試験電流を通電する要素通電手段と、前記回路基板の熱電素子に固有の電流を通電する素子通電手段と、を具備している。
【００５６】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００５７】
本発明の第四の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験装置であって、
前記回路基板が搭載される本発明のパッケージ部材と、このパッケージ部材に搭載された前記回路基板の配線パターンの電気抵抗を測定する抵抗測定手段と、前記回路基板の配線パターンに前記試験電流を通電する要素通電手段と、前記パッケージ部材の熱電素子に固有の電流を通電する素子通電手段と、を具備している。
【００５８】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
本発明の参考例を図１ないし図５を参照して以下に説明する。ただし、これより以下の説明において前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００６０】
なお、図１は本発明の参考例の集積回路装置の回路要素である配線パターンや熱電素子であるペルチェ素子などの構造を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本参考例の回路試験装置の全体構造を示す模式図、図４および図５は本参考例の集積回路装置を製造する回路製造方法を示す工程図、図６は本参考例の集積回路装置の寿命時間を測定する回路試験方法を示すフローチャート、である。
【００６１】
本参考例の集積回路装置２００も、前述した集積回路装置１００と同様に、図３に示すように、パッケージ部材１０２に回路基板２０１が搭載されており、この回路基板２０１の表面に配線パターン２０２と一対の電流端子２０３と一対の電圧端子２０４とが形成されている。
【００６２】
ただし、本参考例の集積回路装置２００では、前述した集積回路装置１００とは相違して、回路基板２０１に熱電素子としてペルチェ素子２１０も形成されており、このペルチェ素子２１０の上方に配線パターン２０２が位置している。
【００６３】
より詳細には、図１および図２に示すように、回路基板２０１の表面には一対の端子電極２１１，２１２が並列に形成されており、これら一対の端子電極２１１，２１２の各々の上面には、ｎ型半導体２１３とｐ型半導体２１４とが個々に積層されている。
【００６４】
これら一対の半導体２１３，２１４の上面には一個の接合電極２１５が積層されているので、これでП型のペルチェ素子２１０が形成されている。なお、このペルチェ素子２１０では、接合電極２１５が平面形状で配線パターン２０２をカバーする長方形状に形成されており、その長手方向の両端に半導体２１３，２１４や端子電極２１１，２１２が位置している。
【００６５】
ペルチェ素子２１０の接合電極２１５の上面には、熱拡散手段である熱拡散板２１６が積層されており、この熱拡散板２１６の表面に絶縁層２１７を介して配線パターン２０２が積層されている。熱拡散板２１６は、アルミニウムなどの熱伝導性が良好な金属からなり、その長手方向に多数のスリット２１８が形成されている。
【００６６】
なお、配線パターン２０２の両端には電流端子２０３と電圧端子２０４とが接続されているが、ペルチェ素子２１０の端子電極２１１，２１２にも素子端子２１９が接続されており、これらの素子端子２１９が電流端子２０３と電圧端子２０４とに並設されている。
【００６７】
本参考例の回路試験装置である回路試験システム２２０は、前述した回路試験システム１１０と同様に、複数のテストボード１１１と一個のコントロールユニット２２１とを具備しているが、恒温槽１１２は具備していない。コントロールユニット２２１は、適切な制御プログラムが事前に実装されたコンピュータシステムからなり、制御プログラムに対応した処理動作により多数の集積回路装置２００を動作制御する。
【００６８】
つまり、本参考例のコントロールユニット２２１は、前述したコントロールユニット１１３と同様に、要素通電手段として集積回路装置２００の配線パターン２０２に試験電流を通電し、抵抗測定手段として配線パターン２０２の電気抵抗を測定することにより、特性測定手段として配線パターン２０２のＥＭ寿命を測定する。しかし、前述したコントロールユニット１１３とは相違して、恒温槽１１２の温度制御は実行せず、素子通電手段としてペルチェ素子２１０にも所定の電流を通電する。
【００６９】
ここで、本参考例の集積回路装置２００を製造する回路製造方法を以下に簡単に説明する。まず、一般的なシリコン製の回路基板２０１を用意し、図４(ａ)に示すように、その表面にシリコン酸化物であるＳiＯ2層２３１を成長させる。
【００７０】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、このＳｉＯ２層２３１をフォトリソグラフィ技術によりエッチングして一対の開口孔２３２を形成し、これら一対の開口孔２３２の底部に露出した回路基板２０１の表面にスパッタリング法により金属を堆積させて端子電極２１１，２１２を形成する。
【００７１】
つぎに、図４（ｃ）に示すように、この端子電極２１１，２１２の表面にＢＰＳＧ等のシリコン酸化物２３４を堆積させて開口孔２３２を充填し、このシリコン酸化物２３４をフォトリソグラフィ技術によりエッチングして一対の開口孔２３５を形成し、図４（ｄ）に示すように、これら一対の開口孔２３５の底部に露出した端子電極２１１，２１２の表面にｎ／ｐ型半導体２１３，２１４を一個ずつ堆積させる。
【００７２】
つぎに、図５（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ技術によりｎ／ｐ型半導体２１３，２１４の間隙に突出しているＳｉＯ２層２３１をエッチングして面一とし、さらに、フォトリソグラフィ技術により一対のシリコン酸化物２３４をエッチングして表面から端子電極２１１，２１２の外側の端部まで到達するスルーホールを形成する。
【００７３】
つぎに、面一となったｎ／ｐ型半導体２１３，２１４とＳｉＯ２層２３１との表面にスパッタリング法により金属を堆積させて接合電極２１５を形成することによりペルチェ素子２１０を完成し、シリコン酸化物２３４のスルーホールにもスパッタリング法により金属を堆積させて素子配線２３６を形成する。
【００７４】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、接合電極２１５の表面にスパッタリング法により金属を堆積させてからフォトリソグラフィ技術により多数のスリット２１８をパターニングして熱拡散板２１６を形成し、図４（ｃ）に示すように、この熱拡散板２１６の表面にスパッタリング法によりＢＰＳＧ等のシリコン酸化物を堆積させて絶縁層２１７を形成する。
【００７５】
つぎに、図４（ｄ）に示すように、絶縁層２１７の表面にスパッタリング法により金属を堆積させてからフォトリソグラフィ技術によりパターニングして配線パターン２０２を形成し、以下は従来と同様に、配線パターン２０２に接続された電流／電圧端子２０３，２０４や素子配線２３６に接続された素子端子２１９を形成する。
【００７６】
上述のような構成において、本参考例の集積回路装置２００は、本参考例の回路試験システム２２０により、配線パターン２０２のＥＭ寿命が試験される。その場合、複数のテストボード１１１を一個のコントロールユニット２２１に結線して常温常圧の位置に設置し、図３および図６に示すように、これら複数のテストボード１１１の各々に多数の試験対象の集積回路装置２００を所定個数ずつ装着する(ステップＥ１)。
【００７７】
つぎに、所望により多数の集積回路装置２００を複数種類の試験温度に対応した複数グループに区分し、この複数グループの集積回路装置２００のペルチェ素子２１０をコントロールユニット２２１により複数種類の試験温度まで各々発熱させる（ステップＥ２）。
【００７８】
このとき、多数の集積回路装置２００は、例えば、テストボード１１１の表面での配列の各行ごとなどで複数種類の試験温度にグループ区分される。また、ペルチェ素子２１０の発熱はコントロールユニット２２１から所定の電流を通電することにより実行され、その発熱温度は配線パターン２０２が試験温度となるように制御される。
【００７９】
つぎに、複数グループごとに複数種類の試験温度まで加熱された多数の集積回路装置２００の配線パターン２０２の電気抵抗をコントロールユニット２２１により電圧端子２０４から個々に測定し（ステップＥ３）、この試験温度に加熱されながら試験電流が通電されない状態の配線パターン２０２の電気抵抗に“１．１”などの係数を乗算した許容抵抗を算出して登録する（ステップＥ４）。
【００８０】
つぎに、所望により多数の集積回路装置２００を複数種類の試験電流に対応した複数グループに区分し、この複数グループの集積回路装置２００の配線パターン２０２にコントロールユニット２２１により複数種類の試験電流を電流端子２０３から通電する（ステップＥ５）。
【００８１】
このとき、多数の集積回路装置２００は、例えば、テストボード１１１の表面での配列の各列ごとなどで、複数種類の試験温度のグループとは相違するように複数種類の試験電流にグループ区分されるので、これで多数の集積回路装置２００が複数種類の試験温度と複数種類の試験電流との組み合わせでグループ区分されることになる。
【００８２】
この試験電流の通電の開始と同時に時間の積算も開始され、さらに、配線パターン２０２の電気抵抗も継続して測定される（ステップＥ６）。そして、この測定される電気抵抗が許容抵抗を超過すると（ステップＥ７）、その時間が配線パターン２０２ごとに記録される（ステップＥ８）。
【００８３】
この寿命試験が全部の配線パターン２０２で完了すると（ステップＥ９）、電気抵抗が許容抵抗を超過した時間から、試験温度と試験電流との組み合わせのグループごとに、半数の配線パターン２０２が寿命となる時間が算出される（ステップＥ１０）。
【００８４】
これで複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とで配線パターン２０２の寿命時間が測定されたことになるので、以下は従来と同様に、試験温度の相違に対応して寿命時間の温度依存性が検出され（ステップＥ１１）、試験電流の相違に対応して寿命時間の電流密度依存性が検出される（ステップＥ１２）。
【００８５】
本参考例の回路試験システム２２０では、多数の集積回路装置２００の配線パターン２０２に複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とを作用させてＥＭ寿命試験を実行するので、その寿命時間を精度よく測定することが可能である。
【００８６】
ただし、本参考例の集積回路装置２００は、配線パターン２０２の下方にペルチェ素子２１０が形成されており、このペルチェ素子２１０により配線パターン２０２を試験温度まで加熱する。このため、本参考例の集積回路装置２００にＥＭ寿命試験を実行する回路試験システム２２０は、集積回路装置２００を試験温度まで加熱する大規模な恒温槽が不要であり、従来より装置規模と消費電力とを削減することができる。
【００８７】
特に、上述のように多数の集積回路装置２００のＥＭ寿命試験を複数種類の試験温度で実行する場合、従来は複数の恒温槽か、一個の恒温槽による複数の作業か、が必要であったが、本参考例の回路試験システム２２０では、複数の恒温槽を必要とすることなく一回の作業で複数種類の試験温度でのＥＭ寿命試験を完了することができる。
【００８８】
さらに、本参考例の集積回路装置２００では、熱電素子であるペルチェ素子２１０の熱電効果により配線パターン２０２を加熱するので、発熱抵抗体とは相違して通電量の制御により配線パターン２０２を試験温度に正確に加熱することができ、精度よくＥＭ寿命試験を実行することができる。
【００８９】
特に、本参考例の集積回路装置２００では、ペルチェ素子２１０がП型に形成されており、その接合電極２１５の上方に配線パターン２０２が位置しているので、ペルチェ素子２１０により配線パターン２０２を簡単な構造で良好に加熱することができる。
【００９０】
しかも、本参考例の集積回路装置２００では、配線パターン２０２とペルチェ素子２１０との間隙に熱拡散板２１６が形成されているので、ペルチェ素子２１０と配線パターン２０２とを伝導される熱を熱拡散板２１６により拡散して均一化することができ、配線パターン２０２の全体を試験温度に均一に加熱することができ、さらに精度よくＥＭ寿命試験を実行することができる。
【００９１】
また、一般的にＥＭ寿命試験を完了すると集積回路装置２００の配線パターン２０２を上方から観察することになるが、本参考例の集積回路装置２００では、ペルチェ素子２１０の上方に配線パターン２０２が位置しており、配線パターン２０２を上方から観察するときにペルチェ素子２１０が邪魔となることはない。
【００９２】
なお、上記の参考例ではペルチェ素子２１０の接合電極２１５が平面形状で配線パターン２０２をカバーする長方形状に形成されており、その長手方向の両端に半導体２１３，２１４や端子電極２１１，２１２が位置していることを例示したが、図７および図８に示すように、ペルチェ素子２３０のｎ／ｐ型半導体２３１，２３２や端子電極２３３，２３４を短手方向の両端に位置させることも可能である。
【００９３】
また、上記の参考例ではペルチェ素子２１０と熱拡散板２１６とを配線パターン２０２の下方のみに位置させることを例示したが、図９および図１０に示すように、熱拡散板２４０の短手方向の両側に凸部２４１を形成し、熱拡散板２４０を配線パターン２０２の下方と両側とに位置させることも可能である。上述のように熱拡散板２１６を形成する場合には、図１１に示すように、その金属層２４２を厚膜に堆積させてから中央に凹部をエッチングすれば良い。
【００９４】
なお、ペルチェ素子２１０の接合電極２１５の短手方向の両側に凸部を形成し、ペルチェ素子２１０を配線パターン２０２の下方と両側とに位置させることも同様に可能であり（図示せず）、図１２および図１３に示すように、一対のペルチェ素子２５０を配線パターン２０２の両側に一個ずつ配置することも可能である。
【００９５】
また、上記の参考例では試験対象の回路要素として配線パターン２０２を例示し、これをペルチェ素子２５０により加熱してＥＭ寿命を試験することを例示した。しかし、このような試験対象の回路要素をトランジスタとし、その回路特性としてオン電流(オン状態でのドレインの電流値)の温度依存性(例えば、−40〜125(℃))や、閾値電圧(ＶT)の温度依存性を測定することも可能である。この場合も、試験対象の回路要素であるトランジスタを恒温槽内に配置する必要がなく、トランジスタの近傍に別体の熱電素子を配置する必要もない。
【００９６】
さらに、上記の参考例では試験対象の回路要素である配線パターン２０２をＥＭ寿命を試験するため、これをペルチェ素子２５０により加熱することを例示したが、このペルチェ素子２５０などの熱電素子は通電方向により加熱と冷却とを自在に切り換えることができるので、例えば、回路特性を測定する回路要素を熱電素子により冷却することも可能である。
【００９７】
また、上記の参考例ではペルチェ素子２１０の発熱温度をコントロールユニット２２１が単純に通電量により制御することを例示したが、例えば、ペルチェ素子２１０の発熱温度を温度センサなどの温度計測手段で計測し、この計測結果に対応してコントロールユニット２２１が通電量をフィードバック制御することも可能である。
【００９８】
つぎに、本発明の実施の第一の形態の集積回路装置を図１４を参照して以下に説明する。なお、図１４は集積回路装置の内部構造を示す縦断側面図である。本実施の形態の集積回路装置３００も、パッケージ部材３０１に回路基板１０１が搭載されているが、この回路基板１０１の構造は前述した集積回路装置１００と同一であり、パッケージ部材３０１の構造が前述した集積回路装置１００とは相違している。
【００９９】
本実施の形態の集積回路装置３００のパッケージ部材３０１では、セラミック製の一個のパッケージ本体３０２の周囲に金属製の複数のリード端子３０３が配列されているが、回路基板１０１はパッケージ本体３０２の上面中央に熱電素子であるペルチェ素子３１０を介して搭載されており、このペルチェ素子３１０も回路基板１０１とともにリード端子３０３にボンディングワイヤ１０９で個々に結線されている。
【０１００】
より詳細には、パッケージ本体３０２は上面中央が凹状に形成されており、その底面に一対の端子電極３１１，３１２が並列に形成されている。これら一対の端子電極３１１，３１２の各々の上面には、ｎ型半導体３１３とｐ型半導体３１４とが個々に積層されており、これら一対の半導体３１３，３１４の上面には一個の接合電極３１５が積層されている。これでП型のペルチェ素子３１０が形成されており、このペルチェ素子３１０の接合電極３１５の上面には、熱拡散手段である熱拡散板３１６と絶縁材３１７とを介して回路基板１０１が積層されている。
【０１０１】
なお、本実施の形態の回路試験装置である回路試験システム（図示せず）も、前述した回路試験システム２２０と同様に、複数のテストボード１１１と一個のコントロールユニット２２１とを具備しており、恒温槽１１２は具備していない。
【０１０２】
上述のような構成において、本実施の形態の集積回路装置３００も、前述した集積回路装置２００と同様に回路試験システムにより配線パターン１０４のＥＭ寿命が試験されるが、その場合、試験対象である配線パターン１０４はペルチェ素子３１０により回路基板１０１とともに試験温度まで加熱される。
【０１０３】
このため、本実施の形態の集積回路装置３００にＥＭ寿命試験を実行する回路試験システムも、集積回路装置３００を試験温度まで加熱する大規模な恒温槽が不要であり、従来より装置規模と消費電力とを削減することができ、複数種類の試験温度でのＥＭ寿命試験を一回の作業で完了することができる。
【０１０４】
なお、前述した参考例の集積回路装置２００では、ペルチェ素子２１０により試験対象の配線パターン２０２のみを加熱するので、回路基板１０１の全体をペルチェ素子３１０により加熱する第一の形態の集積回路装置３００より消費電力を削減することができる。
【０１０５】
一方、第一の形態の集積回路装置３００では、回路基板１０１の構造を実際の製品と完全に同一にしてＥＭ寿命試験の精度を向上させることができ、例えば、回路基板１０１のみ交換してパッケージ部材３０１を繰り返し使用するようなことも可能である。
【０１０６】
なお、パッケージ本体３０２の材料は、試験温度、熱膨張率、耐久性、加工性、等の各種要因を考慮して選択され、ここでは試験温度が２００（℃）となることを考慮してセラミックを選択している。特に、試験対象である配線パターン１０４が銅製の場合には試験温度が３００（℃）以上となるため、パッケージ本体３０２の材料としてはセラミックが好適である。
【０１０７】
また、上述の第一の形態のパッケージ部材３０１をトランジスタなどの回路特性の測定に利用することも当然ながら可能である。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明の回路装置は、回路要素を熱電効果により試験温度とする熱電素子を具備しており、回路基板と熱電素子とがパッケージ部材のパッケージ本体に搭載されていることにより、
熱電効果により温度が変化する熱電素子は通電量により所望の温度に制御することができるので、回路要素の回路特性の測定を正確な試験温度で精度よく実行することができ、熱電素子は通電方向により熱伝導の方向が切り換えられるので、回路特性を測定するときに回路要素を加熱するだけでなく冷却することも可能であり、回路特性の測定に恒温槽が必要でないので、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができ、複数の熱電素子により複数の回路要素を相互に相違する試験温度とすることもできるので、複数種類の試験温度での回路特性の測定を同時に実行することもでき、作業を効率良く迅速に実行することができ、さらに、回路基板の近傍に別体の熱電素子を配置する必要がなく、簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１４】
また、回路要素がП型のペルチェ素子の接合電極に対してｎ型半導体およびｐ型半導体とは反対の方向に位置していることにより、
П型のペルチェ素子は一対の端子電極に所定の電流が通電されると接合電極が所定の温度となるので、簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１５】
また、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化されることにより、
回路基板の全体が均一に試験温度となるので、回路要素の回路特性の測定精度を向上させることができる。
【０１１６】
本発明のパッケージ部材は、複数のリード端子の一部に結線されている熱電素子が回路基板を介して回路要素を熱電効果により試験温度とすることにより、
回路基板の近傍に別体の熱電素子を配置する必要がなく、簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１７】
また、上述のようなパッケージ部材において、П型のペルチェ素子の接合電極に対してｎ型半導体およびｐ型半導体とは反対の方向に回路基板が搭載されることにより、
簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１８】
また、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化されることにより、
回路基板の全体が均一に試験温度となるので、回路要素の回路特性の測定精度を向上させることができる。
【０１２１】
本発明の第一の回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流が通電されるとき、その熱電素子にも所定の電流が通電されることにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２２】
本発明の第二の回路試験方法では、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を測定するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされるので、回路要素の回路特性の測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２３】
本発明の第三の回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流を通電するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２４】
本発明の第一の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子に素子通電手段が所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされるので、回路要素の回路特性の測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２５】
本発明の第二の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされるので、回路要素の回路特性の測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２６】
本発明の第三の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２７】
本発明の第四の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例の回路装置の回路要素である配線パターンや熱電素子であるペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】参考例の回路試験装置の全体構造を示す模式図である。
【図４】参考例の回路装置を製造する回路製造方法の前半部分を示す工程図である。
【図５】後半部分を示す工程図である。
【図６】参考例の回路装置の回路特性を測定する回路試験方法を示すフローチャートである。
【図７】第一の変形例の回路装置の配線パターンやペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】第二の変形例の回路装置の配線パターンやペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】第三の変形例の回路装置の回路製造方法の要部を示す工程図である。
【図１２】第四の変形例の回路装置の配線パターンやペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】本発明の実施の第一の形態の回路装置の回路要素である配線パターンや熱電素子であるペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図１５】回路装置を示す縦断側面図である。
【図１６】回路要素である配線パターンの外形を示す平面図である。
【図１７】配線パターンの等価回路を示す回路図である。
【図１８】回路試験装置である回路試験システムの全体構造を示す模式図である。
【図１９】回路試験システムにより回路試験方法のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】サブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１，２０１ 回路基板
１０２，３０１ パッケージ部材
１０４，２０２ 回路要素である配線パターン
１０７，３０２ パッケージ本体
１０８，３０３ リード端子
１１１ テストボード
２００，３００ 集積回路装置
２１０，２３０，２５０，３１０ 熱電素子であるペルチェ素子
２１１，２１２，２３３，２３４，３１１，３１２ 端子電極
２１３，２３１，３１３ ｎ型半導体
２１４，２３２，３１４ ｐ型半導体
２１５，３１５ 接合電極
２１６，２４０，３１６ 熱拡散手段である熱拡散板
２２０ 回路試験装置である回路試験システム
２２１ 各種手段として機能するコントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される回路装置、この回路装置の回路要素の回路特性を所定の試験温度で電気的に測定する回路試験方法および装置、に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各種用途に集積回路装置が利用されており、その高集積化と長寿命化も進行している。しかし、金属は電流が一定方向に通電されると反対方向にイオンが移動するため、これが原因となって微細な金属配線に断線などが発生することがある。
【０００３】
上述の現象はＥＭと呼称されており、このＥＭに起因した集積回路装置の寿命を試験する方法としてＥＭ寿命試験がある。ここで、このＥＭ寿命試験が実行される集積回路装置と、この集積回路装置にＥＭ寿命試験を実行する回路試験装置との従来例を図１５ないし図２０を参照して以下に説明する。
【０００４】
なお、図１５は集積回路装置を示す縦断側面図、図１６は回路要素である配線パターンの外形を示す平面図、図１７は配線パターンの等価回路を示す回路図、図１８は回路試験装置である回路試験システムの全体構造を示す模式図、図１９は回路試験システムにより回路試験方法のメインルーチンを示すフローチャート、図２０はサブルーチンを示すフローチャート、である。
【０００５】
まず、ここで一従来例として例示する集積回路装置１００は、例えば、ＥＭ寿命の試験対象となる開発途中の試作品であり、図１５に示すように、主要部品として回路基板１０１とパッケージ部材１０２とを具備している。
【０００６】
この回路基板１０１は、例えば、シリコン製の半導体基板からなり、図１６に示すように、その表面には金属層からなる配線パターン１０４が形成されており、この配線パターン１０４の両端に一対の電流端子１０５と一対の電圧端子１０６とが各々一個ずつ接続されている。
【０００７】
パッケージ部材１０２は、一個のセラミック製のパッケージ本体１０７と複数の金属製のリード端子１０８からなり、図１５に示すように、これら複数のリード端子１０８がパッケージ本体１０７の周囲に配列されている。そして、回路基板１０１はパッケージ本体１０７の上面中央に搭載されており、回路基板１０１の端子１０５，１０６とパッケージ部材１０２のリード端子１０８とがボンディングワイヤ１０９により個々に結線されている。
【０００８】
回路試験装置である回路試験システム１１０は、図１８に示すように、複数のテストボード１１１、一個の恒温槽１１２、コントロールユニット１１３、等を主要部品として具備しており、複数のテストボード１１１の各々に集積回路装置１００が着脱自在に実装される。
【０００９】
より詳細には、テストボード１１１の表面には複数の回路ソケットが装着されており（図示せず）、これら複数の回路ソケットの各々に集積回路装置１００が一個ずつ着脱自在に装着される。この回路ソケットはテストボード１１１のプリント配線に実装されており、このプリント配線は接続コネクタなどによりコントロールユニット１１３に結線されている（図示せず）。
【００１０】
恒温槽１１２は、断熱性が良好なボックス状の槽本体や、その内部温度を可変するヒータ機構からなる（図示せず）。このような構造の恒温槽１１２は、集積回路装置１００が装着されてコントロールユニット１１３に結線された状態の複数のテストボード１１１を装置保持手段として槽内に交換自在に保持し、外部操作に対応して槽内の温度を可変する。
【００１１】
コントロールユニット１１３は、適切な制御プログラムが事前に実装されたコンピュータシステムからなり、制御プログラムに対応した処理動作により多数の集積回路装置１００や恒温槽１１２を統合制御する。つまり、コントロールユニット１１３は、抵抗測定手段として集積回路装置１００の配線パターン１０４の電気抵抗を測定し、要素通電手段として配線パターン１０４に電流を通電し、温度制御手段として恒温槽１１２の槽内温度を制御する。
【００１２】
上述のような構成において、この回路試験システム１１０では、配線パターン１０４のＥＭ寿命を試験することができる。その場合、配線パターン１０４が形成されている回路基板１０１をパッケージ本体１０２に搭載し、試験対象の集積回路装置１００を用意しておく。
【００１３】
そして、図１９に示すように、ＥＭ寿命試験の試験精度を向上させるための初期設定として、複数種類の試験温度から一つを選択してコントロールユニット１１３にデータ設定してから（ステップＳ１）、ＥＭ寿命試験を実行することになる（ステップＳ２）。
【００１４】
その場合、図２０に示すように、複数のテストボード１１１の各々に複数の集積回路装置１００を装着し（ステップＴ１）、これらのテストボード１１１をコントロールユニット１１３に配線してから恒温槽１１２の内部に設置する（ステップＴ２）。
【００１５】
つぎに、コントロールユニット１１３の動作制御により恒温槽１１２の内部を前述の試験温度まで加熱させ（ステップＴ３）、この状態でコントロールユニット１１３により多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４の各々の電気抵抗を電圧端子１０６から個々に測定する（ステップＴ４）。これで試験温度に加熱されながら試験電流が通電されない状態の配線パターン１０４の電気抵抗が判明するので、この電気抵抗に“１．１”などの係数を乗算した許容抵抗を算出して登録する（ステップＴ５）。
【００１６】
つぎに、コントロールユニット１１３により多数の配線パターン１０４の各々に試験電流を電流端子１０５から個々に通電するが（ステップＴ６）、このとき、多数の配線パターン１０４を複数グループに区分しておき、これらのグループごとに複数種類の試験電流の一つを通電する。
【００１７】
この試験電流の通電の開始と同時に時間の積算も開始され、さらに、配線パターン１０４の電気抵抗も継続して測定される（ステップＴ７）。そして、この測定される電気抵抗が許容抵抗を超過すると（ステップＴ８）、その時間が配線パターン１０４ごとに記録される（ステップＴ９）。
【００１８】
この寿命試験が全部の配線パターン１０４で完了すると（ステップＴ１０）、図１９に示すように、電気抵抗が許容抵抗を超過した時間から、複数種類の試験電流ごとに半分の配線パターン１０４が寿命となる時間が算出される（ステップＳ３）。
【００１９】
しかし、これでは複数種類の試験温度ごとの寿命時間は測定されていないので、試験温度が切り換えられて上述のような寿命試験が繰り返され（ステップＳ１〜Ｓ４）、複数種類の試験温度の全部でも寿命試験が実行される。これで複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とで配線パターン１０４の寿命時間が測定されたことになるので、試験温度の相違に対応して寿命時間の温度依存性が検出され（ステップＳ５）、試験電流の相違に対応して寿命時間の電流密度依存性が検出される（ステップＳ６）。
【００２０】
上述のような回路試験システム１１０では、多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４に複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とを作用させてＥＭ寿命試験を実行するので、その寿命時間を精度よく測定することが可能である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の回路試験システム１１０では、多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４の寿命時間を精度よく測定するため、恒温槽１１２により多数の集積回路装置１００の配線パターン１０４を試験温度に加熱している。しかし、恒温槽１１２は内部の上方と下方とで温度が相違するので、多数の配線パターン１０４を同一の試験温度に厳密に維持することは困難である。
【００２２】
また、恒温槽１１２は装置が大規模であり、消費電力も膨大なので好ましくない。しかし、上述の回路試験システム１１０では、微細な配線パターン１０４を試験温度に加熱するため、恒温槽１１２の大容量の内部空間の全体を試験温度まで加熱するので、そのエネルギ効率が良好でない。
【００２３】
しかも、複数の試験温度でＥＭ寿命試験を実行するためには、前述のように恒温槽１１２が一個ならば試験温度を切り換えて寿命試験を繰り返す必要があるので作業が遅滞することになり、寿命試験を一度で完了するためには複数の恒温槽１１２が必要となるので装置規模が過大となる。
【００２４】
上述のような課題の解決を目的とした集積回路装置は、例えば、特開平１１−２０４６０７号公報や特開平０７−２０１９４４号公報などに開示されている。これらの公報に開示された集積回路装置は、試験対象の配線パターンの近傍に発熱抵抗体を形成し、この発熱抵抗体により配線パターンを試験温度とする。
【００２５】
しかし、発熱抵抗体は発熱温度を厳密に制御することが困難であり、配線パターンを試験温度に正確に維持することができないので、ＥＭ寿命試験の精度が低下することになる。さらに、寿命試験によっては試験対象の回路要素の冷却が必要な場合も想定できるが、発熱抵抗体では回路要素を冷却することはできない。
【００２６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、寿命試験を簡単に実行できる回路装置、寿命試験を簡単に実行できる回路装置のパッケージ部材、回路装置の寿命試験を簡単に実行できる回路試験方法および装置、の少なくとも一つを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路装置は、回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される試験対象の回路装置であって、
前記回路要素を熱電効果により前記試験温度とする熱電素子と、一個のパッケージ本体と複数のリード端子からなるパッケージ部材と、を具備しており、前記回路要素が前記熱電素子とは別体の回路基板に形成されており、この回路基板と前記熱電素子とが前記パッケージ部材のパッケージ本体に搭載されており、前記熱電素子と前記回路要素とが複数の前記リード端子に個々に結線されている。
【００２８】
従って、本発明の回路装置の回路特性を測定する場合、その熱電素子の熱電効果により回路要素が所定の試験温度とされる。熱電素子は熱電効果により温度が変化するので、通電量により所望の温度に制御される。一般的に熱電素子は通電方向により熱伝導の方向が切り換えられるので、回路要素の加熱と冷却とが所望により実行される。さらに、微小な回路基板が大型のパッケージ本体に搭載されているので取り扱いが容易であり、微細な回路要素と熱電素子とが大型のリード端子に結線されているので通電も容易である。試験対象の回路要素が形成されている回路基板と熱電素子とがパッケージ部材に搭載されているので、回路基板の近傍に別体の熱電素子を配置する必要もない。
【００２９】
なお、このように試験温度で測定される回路要素の回路特性は、例えば、配線パターンのＥＭ寿命時間、トランジスタのオン電流（の温度依存性）、トランジスタの閾値電圧（の温度依存性）、等がある。
【００３６】
上述のような回路装置において、前記熱電素子は、一個の接合電極の両端と一対の端子電極とがｎ型半導体とｐ型半導体とを個々に介してП型に接続されたペルチェ素子からなり、前記回路基板は、前記熱電素子の接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に配置されていることも可能である。この場合、П型のペルチェ素子は一対の端子電極に所定の電流が通電されると接合電極が所定の温度となるので、この接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に位置する回路基板を介して回路要素が試験温度とされる。
【００３７】
上述のような回路装置において、前記回路基板と前記熱電素子との間隙に熱を拡散して均一化する熱拡散手段が設けられていることも可能である。この場合、熱電素子の接合電極の温度変化により回路基板を介して回路要素が所定の試験温度とされるとき、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化される。
【００３８】
上述のような回路装置において、前記回路要素は、試験電流が通電されて電気抵抗の変化から回路特性としてＥＭ寿命の寿命時間が測定される配線パターンからなることも可能である。この場合、回路要素である配線パターンは、試験電流が通電されて電気抵抗の変化からＥＭ寿命の寿命時間が測定されるとき、熱電素子により試験温度とされる。
【００３９】
本発明のパッケージ部材は、試験対象の回路装置の回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される回路基板が搭載されるパッケージ部材であって、
前記回路基板が搭載されるパッケージ本体と、前記回路基板の回路要素が一部に結線される複数のリード端子と、これら複数のリード端子の一部に結線されていて前記回路基板を介して前記回路要素を熱電効果により前記試験温度とする熱電素子と、を具備している。
【００４０】
従って、本発明のパッケージ部材に回路基板を搭載して回路特性を測定する場合、微小な回路基板は大型のパッケージ本体に搭載されるので機械的な取り扱いが容易となり、微細な回路要素は大型のリード端子に結線されるので電気的な取り扱いも容易となる。そして、熱電素子の熱電効果により回路基板の温度が制御されるので、この回路基板の回路要素が所定の試験温度とされる。熱電素子は熱電効果により温度が変化するので、通電量により所望の温度に制御される。一般的に熱電素子は通電方向により熱伝導の方向が切り換えられるので、回路基板の加熱と冷却とが所望により実行される。
【００４１】
上述のようなパッケージ部材において、前記熱電素子は、一個の接合電極の両端と一対の端子電極とがｎ型半導体とｐ型半導体とを個々に介してП型に接続されたペルチェ素子からなり、前記回路基板は、前記熱電素子の接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に配置されることも可能である。この場合、П型のペルチェ素子は一対の端子電極に所定の電流が通電されると接合電極が所定の温度となるので、この接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に位置する回路基板の回路要素が試験温度とされる。
【００４２】
上述のようなパッケージ部材において、前記回路基板が配置される位置と前記熱電素子との間隙に熱を拡散して均一化する熱拡散手段が設けられていることも可能である。この場合、熱電素子の接合電極の温度変化により回路基板が所定の試験温度とされるとき、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化される。
【００４６】
本発明の第一の回路試験方法は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験方法であって、
本発明の回路装置の前記配線パターンに前記試験電流を通電するとともに前記熱電素子に固有の電流を通電する。従って、本発明の回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流が通電されるとき、その熱電素子にも所定の電流が通電されるので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００４７】
本発明の第二の回路試験方法は、試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験方法であって、
本発明のパッケージ部材のパッケージ本体に前記回路基板を搭載し、この回路基板の回路要素を前記パッケージ部材のリード端子に結線し、前記熱電素子に所定の電流を通電しながら前記パッケージ部材のリード端子から前記回路基板の回路要素の回路特性を測定する。
【００４８】
従って、本発明の回路試験方法では、微小な回路基板は大型のパッケージ本体に搭載されるので機械的な取り扱いが容易となり、微細な回路要素は大型のリード端子に結線されるので電気的な取り扱いも容易となる。そして、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を測定するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされる。
【００４９】
本発明の第三の回路試験方法は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験方法であって、
本発明のパッケージ部材のパッケージ本体に前記回路基板を搭載し、この回路基板の配線パターンを前記パッケージ部材のリード端子に結線し、前記パッケージ部材のリード端子から前記回路基板の配線パターンに前記試験電流を通電するとともに前記熱電素子に固有の電流を通電する。
【００５０】
従って、本発明の回路試験方法では、微小な回路基板は大型のパッケージ本体に搭載されるので機械的な取り扱いが容易となり、微細な配線パターンは大型のリード端子に結線されるので電気的な取り扱いも容易となる。そして、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流を通電するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００５１】
本発明の第一の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験装置であって、
本発明の回路装置の熱電素子に所定の電流を通電する素子通電手段と、前記回路要素の回路特性を測定する特性測定手段と、を具備している。
【００５２】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子に素子通電手段が所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされる。
【００５３】
本発明の第二の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験装置であって、
前記回路基板が搭載される本発明のパッケージ部材と、このパッケージ部材の熱電素子に所定の電流を通電する素子通電手段と、前記回路基板の回路要素の回路特性を測定する特性測定手段と、を具備している。
【００５４】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が所定の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされる。
【００５５】
本発明の第三の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験装置であって、
本発明の回路装置の配線パターンの電気抵抗を測定する抵抗測定手段と、前記配線パターンに前記試験電流を通電する要素通電手段と、前記回路基板の熱電素子に固有の電流を通電する素子通電手段と、を具備している。
【００５６】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００５７】
本発明の第四の回路試験装置は、試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験装置であって、
前記回路基板が搭載される本発明のパッケージ部材と、このパッケージ部材に搭載された前記回路基板の配線パターンの電気抵抗を測定する抵抗測定手段と、前記回路基板の配線パターンに前記試験電流を通電する要素通電手段と、前記パッケージ部材の熱電素子に固有の電流を通電する素子通電手段と、を具備している。
【００５８】
従って、本発明の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定する。ただし、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電するので、この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
本発明の参考例を図１ないし図５を参照して以下に説明する。ただし、これより以下の説明において前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００６０】
なお、図１は本発明の参考例の集積回路装置の回路要素である配線パターンや熱電素子であるペルチェ素子などの構造を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本参考例の回路試験装置の全体構造を示す模式図、図４および図５は本参考例の集積回路装置を製造する回路製造方法を示す工程図、図６は本参考例の集積回路装置の寿命時間を測定する回路試験方法を示すフローチャート、である。
【００６１】
本参考例の集積回路装置２００も、前述した集積回路装置１００と同様に、図３に示すように、パッケージ部材１０２に回路基板２０１が搭載されており、この回路基板２０１の表面に配線パターン２０２と一対の電流端子２０３と一対の電圧端子２０４とが形成されている。
【００６２】
ただし、本参考例の集積回路装置２００では、前述した集積回路装置１００とは相違して、回路基板２０１に熱電素子としてペルチェ素子２１０も形成されており、このペルチェ素子２１０の上方に配線パターン２０２が位置している。
【００６３】
より詳細には、図１および図２に示すように、回路基板２０１の表面には一対の端子電極２１１，２１２が並列に形成されており、これら一対の端子電極２１１，２１２の各々の上面には、ｎ型半導体２１３とｐ型半導体２１４とが個々に積層されている。
【００６４】
これら一対の半導体２１３，２１４の上面には一個の接合電極２１５が積層されているので、これでП型のペルチェ素子２１０が形成されている。なお、このペルチェ素子２１０では、接合電極２１５が平面形状で配線パターン２０２をカバーする長方形状に形成されており、その長手方向の両端に半導体２１３，２１４や端子電極２１１，２１２が位置している。
【００６５】
ペルチェ素子２１０の接合電極２１５の上面には、熱拡散手段である熱拡散板２１６が積層されており、この熱拡散板２１６の表面に絶縁層２１７を介して配線パターン２０２が積層されている。熱拡散板２１６は、アルミニウムなどの熱伝導性が良好な金属からなり、その長手方向に多数のスリット２１８が形成されている。
【００６６】
なお、配線パターン２０２の両端には電流端子２０３と電圧端子２０４とが接続されているが、ペルチェ素子２１０の端子電極２１１，２１２にも素子端子２１９が接続されており、これらの素子端子２１９が電流端子２０３と電圧端子２０４とに並設されている。
【００６７】
本参考例の回路試験装置である回路試験システム２２０は、前述した回路試験システム１１０と同様に、複数のテストボード１１１と一個のコントロールユニット２２１とを具備しているが、恒温槽１１２は具備していない。コントロールユニット２２１は、適切な制御プログラムが事前に実装されたコンピュータシステムからなり、制御プログラムに対応した処理動作により多数の集積回路装置２００を動作制御する。
【００６８】
つまり、本参考例のコントロールユニット２２１は、前述したコントロールユニット１１３と同様に、要素通電手段として集積回路装置２００の配線パターン２０２に試験電流を通電し、抵抗測定手段として配線パターン２０２の電気抵抗を測定することにより、特性測定手段として配線パターン２０２のＥＭ寿命を測定する。しかし、前述したコントロールユニット１１３とは相違して、恒温槽１１２の温度制御は実行せず、素子通電手段としてペルチェ素子２１０にも所定の電流を通電する。
【００６９】
ここで、本参考例の集積回路装置２００を製造する回路製造方法を以下に簡単に説明する。まず、一般的なシリコン製の回路基板２０１を用意し、図４(ａ)に示すように、その表面にシリコン酸化物であるＳiＯ2層２３１を成長させる。
【００７０】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、このＳｉＯ２層２３１をフォトリソグラフィ技術によりエッチングして一対の開口孔２３２を形成し、これら一対の開口孔２３２の底部に露出した回路基板２０１の表面にスパッタリング法により金属を堆積させて端子電極２１１，２１２を形成する。
【００７１】
つぎに、図４（ｃ）に示すように、この端子電極２１１，２１２の表面にＢＰＳＧ等のシリコン酸化物２３４を堆積させて開口孔２３２を充填し、このシリコン酸化物２３４をフォトリソグラフィ技術によりエッチングして一対の開口孔２３５を形成し、図４（ｄ）に示すように、これら一対の開口孔２３５の底部に露出した端子電極２１１，２１２の表面にｎ／ｐ型半導体２１３，２１４を一個ずつ堆積させる。
【００７２】
つぎに、図５（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ技術によりｎ／ｐ型半導体２１３，２１４の間隙に突出しているＳｉＯ２層２３１をエッチングして面一とし、さらに、フォトリソグラフィ技術により一対のシリコン酸化物２３４をエッチングして表面から端子電極２１１，２１２の外側の端部まで到達するスルーホールを形成する。
【００７３】
つぎに、面一となったｎ／ｐ型半導体２１３，２１４とＳｉＯ２層２３１との表面にスパッタリング法により金属を堆積させて接合電極２１５を形成することによりペルチェ素子２１０を完成し、シリコン酸化物２３４のスルーホールにもスパッタリング法により金属を堆積させて素子配線２３６を形成する。
【００７４】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、接合電極２１５の表面にスパッタリング法により金属を堆積させてからフォトリソグラフィ技術により多数のスリット２１８をパターニングして熱拡散板２１６を形成し、図４（ｃ）に示すように、この熱拡散板２１６の表面にスパッタリング法によりＢＰＳＧ等のシリコン酸化物を堆積させて絶縁層２１７を形成する。
【００７５】
つぎに、図４（ｄ）に示すように、絶縁層２１７の表面にスパッタリング法により金属を堆積させてからフォトリソグラフィ技術によりパターニングして配線パターン２０２を形成し、以下は従来と同様に、配線パターン２０２に接続された電流／電圧端子２０３，２０４や素子配線２３６に接続された素子端子２１９を形成する。
【００７６】
上述のような構成において、本参考例の集積回路装置２００は、本参考例の回路試験システム２２０により、配線パターン２０２のＥＭ寿命が試験される。その場合、複数のテストボード１１１を一個のコントロールユニット２２１に結線して常温常圧の位置に設置し、図３および図６に示すように、これら複数のテストボード１１１の各々に多数の試験対象の集積回路装置２００を所定個数ずつ装着する(ステップＥ１)。
【００７７】
つぎに、所望により多数の集積回路装置２００を複数種類の試験温度に対応した複数グループに区分し、この複数グループの集積回路装置２００のペルチェ素子２１０をコントロールユニット２２１により複数種類の試験温度まで各々発熱させる（ステップＥ２）。
【００７８】
このとき、多数の集積回路装置２００は、例えば、テストボード１１１の表面での配列の各行ごとなどで複数種類の試験温度にグループ区分される。また、ペルチェ素子２１０の発熱はコントロールユニット２２１から所定の電流を通電することにより実行され、その発熱温度は配線パターン２０２が試験温度となるように制御される。
【００７９】
つぎに、複数グループごとに複数種類の試験温度まで加熱された多数の集積回路装置２００の配線パターン２０２の電気抵抗をコントロールユニット２２１により電圧端子２０４から個々に測定し（ステップＥ３）、この試験温度に加熱されながら試験電流が通電されない状態の配線パターン２０２の電気抵抗に“１．１”などの係数を乗算した許容抵抗を算出して登録する（ステップＥ４）。
【００８０】
つぎに、所望により多数の集積回路装置２００を複数種類の試験電流に対応した複数グループに区分し、この複数グループの集積回路装置２００の配線パターン２０２にコントロールユニット２２１により複数種類の試験電流を電流端子２０３から通電する（ステップＥ５）。
【００８１】
このとき、多数の集積回路装置２００は、例えば、テストボード１１１の表面での配列の各列ごとなどで、複数種類の試験温度のグループとは相違するように複数種類の試験電流にグループ区分されるので、これで多数の集積回路装置２００が複数種類の試験温度と複数種類の試験電流との組み合わせでグループ区分されることになる。
【００８２】
この試験電流の通電の開始と同時に時間の積算も開始され、さらに、配線パターン２０２の電気抵抗も継続して測定される（ステップＥ６）。そして、この測定される電気抵抗が許容抵抗を超過すると（ステップＥ７）、その時間が配線パターン２０２ごとに記録される（ステップＥ８）。
【００８３】
この寿命試験が全部の配線パターン２０２で完了すると（ステップＥ９）、電気抵抗が許容抵抗を超過した時間から、試験温度と試験電流との組み合わせのグループごとに、半数の配線パターン２０２が寿命となる時間が算出される（ステップＥ１０）。
【００８４】
これで複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とで配線パターン２０２の寿命時間が測定されたことになるので、以下は従来と同様に、試験温度の相違に対応して寿命時間の温度依存性が検出され（ステップＥ１１）、試験電流の相違に対応して寿命時間の電流密度依存性が検出される（ステップＥ１２）。
【００８５】
本参考例の回路試験システム２２０では、多数の集積回路装置２００の配線パターン２０２に複数種類の試験電流と複数種類の試験温度とを作用させてＥＭ寿命試験を実行するので、その寿命時間を精度よく測定することが可能である。
【００８６】
ただし、本参考例の集積回路装置２００は、配線パターン２０２の下方にペルチェ素子２１０が形成されており、このペルチェ素子２１０により配線パターン２０２を試験温度まで加熱する。このため、本参考例の集積回路装置２００にＥＭ寿命試験を実行する回路試験システム２２０は、集積回路装置２００を試験温度まで加熱する大規模な恒温槽が不要であり、従来より装置規模と消費電力とを削減することができる。
【００８７】
特に、上述のように多数の集積回路装置２００のＥＭ寿命試験を複数種類の試験温度で実行する場合、従来は複数の恒温槽か、一個の恒温槽による複数の作業か、が必要であったが、本参考例の回路試験システム２２０では、複数の恒温槽を必要とすることなく一回の作業で複数種類の試験温度でのＥＭ寿命試験を完了することができる。
【００８８】
さらに、本参考例の集積回路装置２００では、熱電素子であるペルチェ素子２１０の熱電効果により配線パターン２０２を加熱するので、発熱抵抗体とは相違して通電量の制御により配線パターン２０２を試験温度に正確に加熱することができ、精度よくＥＭ寿命試験を実行することができる。
【００８９】
特に、本参考例の集積回路装置２００では、ペルチェ素子２１０がП型に形成されており、その接合電極２１５の上方に配線パターン２０２が位置しているので、ペルチェ素子２１０により配線パターン２０２を簡単な構造で良好に加熱することができる。
【００９０】
しかも、本参考例の集積回路装置２００では、配線パターン２０２とペルチェ素子２１０との間隙に熱拡散板２１６が形成されているので、ペルチェ素子２１０と配線パターン２０２とを伝導される熱を熱拡散板２１６により拡散して均一化することができ、配線パターン２０２の全体を試験温度に均一に加熱することができ、さらに精度よくＥＭ寿命試験を実行することができる。
【００９１】
また、一般的にＥＭ寿命試験を完了すると集積回路装置２００の配線パターン２０２を上方から観察することになるが、本参考例の集積回路装置２００では、ペルチェ素子２１０の上方に配線パターン２０２が位置しており、配線パターン２０２を上方から観察するときにペルチェ素子２１０が邪魔となることはない。
【００９２】
なお、上記の参考例ではペルチェ素子２１０の接合電極２１５が平面形状で配線パターン２０２をカバーする長方形状に形成されており、その長手方向の両端に半導体２１３，２１４や端子電極２１１，２１２が位置していることを例示したが、図７および図８に示すように、ペルチェ素子２３０のｎ／ｐ型半導体２３１，２３２や端子電極２３３，２３４を短手方向の両端に位置させることも可能である。
【００９３】
また、上記の参考例ではペルチェ素子２１０と熱拡散板２１６とを配線パターン２０２の下方のみに位置させることを例示したが、図９および図１０に示すように、熱拡散板２４０の短手方向の両側に凸部２４１を形成し、熱拡散板２４０を配線パターン２０２の下方と両側とに位置させることも可能である。上述のように熱拡散板２１６を形成する場合には、図１１に示すように、その金属層２４２を厚膜に堆積させてから中央に凹部をエッチングすれば良い。
【００９４】
なお、ペルチェ素子２１０の接合電極２１５の短手方向の両側に凸部を形成し、ペルチェ素子２１０を配線パターン２０２の下方と両側とに位置させることも同様に可能であり（図示せず）、図１２および図１３に示すように、一対のペルチェ素子２５０を配線パターン２０２の両側に一個ずつ配置することも可能である。
【００９５】
また、上記の参考例では試験対象の回路要素として配線パターン２０２を例示し、これをペルチェ素子２５０により加熱してＥＭ寿命を試験することを例示した。しかし、このような試験対象の回路要素をトランジスタとし、その回路特性としてオン電流(オン状態でのドレインの電流値)の温度依存性(例えば、−40〜125(℃))や、閾値電圧(ＶT)の温度依存性を測定することも可能である。この場合も、試験対象の回路要素であるトランジスタを恒温槽内に配置する必要がなく、トランジスタの近傍に別体の熱電素子を配置する必要もない。
【００９６】
さらに、上記の参考例では試験対象の回路要素である配線パターン２０２をＥＭ寿命を試験するため、これをペルチェ素子２５０により加熱することを例示したが、このペルチェ素子２５０などの熱電素子は通電方向により加熱と冷却とを自在に切り換えることができるので、例えば、回路特性を測定する回路要素を熱電素子により冷却することも可能である。
【００９７】
また、上記の参考例ではペルチェ素子２１０の発熱温度をコントロールユニット２２１が単純に通電量により制御することを例示したが、例えば、ペルチェ素子２１０の発熱温度を温度センサなどの温度計測手段で計測し、この計測結果に対応してコントロールユニット２２１が通電量をフィードバック制御することも可能である。
【００９８】
つぎに、本発明の実施の第一の形態の集積回路装置を図１４を参照して以下に説明する。なお、図１４は集積回路装置の内部構造を示す縦断側面図である。本実施の形態の集積回路装置３００も、パッケージ部材３０１に回路基板１０１が搭載されているが、この回路基板１０１の構造は前述した集積回路装置１００と同一であり、パッケージ部材３０１の構造が前述した集積回路装置１００とは相違している。
【００９９】
本実施の形態の集積回路装置３００のパッケージ部材３０１では、セラミック製の一個のパッケージ本体３０２の周囲に金属製の複数のリード端子３０３が配列されているが、回路基板１０１はパッケージ本体３０２の上面中央に熱電素子であるペルチェ素子３１０を介して搭載されており、このペルチェ素子３１０も回路基板１０１とともにリード端子３０３にボンディングワイヤ１０９で個々に結線されている。
【０１００】
より詳細には、パッケージ本体３０２は上面中央が凹状に形成されており、その底面に一対の端子電極３１１，３１２が並列に形成されている。これら一対の端子電極３１１，３１２の各々の上面には、ｎ型半導体３１３とｐ型半導体３１４とが個々に積層されており、これら一対の半導体３１３，３１４の上面には一個の接合電極３１５が積層されている。これでП型のペルチェ素子３１０が形成されており、このペルチェ素子３１０の接合電極３１５の上面には、熱拡散手段である熱拡散板３１６と絶縁材３１７とを介して回路基板１０１が積層されている。
【０１０１】
なお、本実施の形態の回路試験装置である回路試験システム（図示せず）も、前述した回路試験システム２２０と同様に、複数のテストボード１１１と一個のコントロールユニット２２１とを具備しており、恒温槽１１２は具備していない。
【０１０２】
上述のような構成において、本実施の形態の集積回路装置３００も、前述した集積回路装置２００と同様に回路試験システムにより配線パターン１０４のＥＭ寿命が試験されるが、その場合、試験対象である配線パターン１０４はペルチェ素子３１０により回路基板１０１とともに試験温度まで加熱される。
【０１０３】
このため、本実施の形態の集積回路装置３００にＥＭ寿命試験を実行する回路試験システムも、集積回路装置３００を試験温度まで加熱する大規模な恒温槽が不要であり、従来より装置規模と消費電力とを削減することができ、複数種類の試験温度でのＥＭ寿命試験を一回の作業で完了することができる。
【０１０４】
なお、前述した参考例の集積回路装置２００では、ペルチェ素子２１０により試験対象の配線パターン２０２のみを加熱するので、回路基板１０１の全体をペルチェ素子３１０により加熱する第一の形態の集積回路装置３００より消費電力を削減することができる。
【０１０５】
一方、第一の形態の集積回路装置３００では、回路基板１０１の構造を実際の製品と完全に同一にしてＥＭ寿命試験の精度を向上させることができ、例えば、回路基板１０１のみ交換してパッケージ部材３０１を繰り返し使用するようなことも可能である。
【０１０６】
なお、パッケージ本体３０２の材料は、試験温度、熱膨張率、耐久性、加工性、等の各種要因を考慮して選択され、ここでは試験温度が２００（℃）となることを考慮してセラミックを選択している。特に、試験対象である配線パターン１０４が銅製の場合には試験温度が３００（℃）以上となるため、パッケージ本体３０２の材料としてはセラミックが好適である。
【０１０７】
また、上述の第一の形態のパッケージ部材３０１をトランジスタなどの回路特性の測定に利用することも当然ながら可能である。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明の回路装置は、回路要素を熱電効果により試験温度とする熱電素子を具備しており、回路基板と熱電素子とがパッケージ部材のパッケージ本体に搭載されていることにより、
熱電効果により温度が変化する熱電素子は通電量により所望の温度に制御することができるので、回路要素の回路特性の測定を正確な試験温度で精度よく実行することができ、熱電素子は通電方向により熱伝導の方向が切り換えられるので、回路特性を測定するときに回路要素を加熱するだけでなく冷却することも可能であり、回路特性の測定に恒温槽が必要でないので、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができ、複数の熱電素子により複数の回路要素を相互に相違する試験温度とすることもできるので、複数種類の試験温度での回路特性の測定を同時に実行することもでき、作業を効率良く迅速に実行することができ、さらに、回路基板の近傍に別体の熱電素子を配置する必要がなく、簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１４】
また、回路要素がП型のペルチェ素子の接合電極に対してｎ型半導体およびｐ型半導体とは反対の方向に位置していることにより、
П型のペルチェ素子は一対の端子電極に所定の電流が通電されると接合電極が所定の温度となるので、簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１５】
また、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化されることにより、
回路基板の全体が均一に試験温度となるので、回路要素の回路特性の測定精度を向上させることができる。
【０１１６】
本発明のパッケージ部材は、複数のリード端子の一部に結線されている熱電素子が回路基板を介して回路要素を熱電効果により試験温度とすることにより、
回路基板の近傍に別体の熱電素子を配置する必要がなく、簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１７】
また、上述のようなパッケージ部材において、П型のペルチェ素子の接合電極に対してｎ型半導体およびｐ型半導体とは反対の方向に回路基板が搭載されることにより、
簡単な構造で回路基板を介して回路要素を試験温度とすることができる。
【０１１８】
また、熱電素子と回路基板とを伝導される熱が熱拡散手段により拡散されて均一化されることにより、
回路基板の全体が均一に試験温度となるので、回路要素の回路特性の測定精度を向上させることができる。
【０１２１】
本発明の第一の回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流が通電されるとき、その熱電素子にも所定の電流が通電されることにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２２】
本発明の第二の回路試験方法では、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を測定するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされるので、回路要素の回路特性の測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２３】
本発明の第三の回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに試験電流を通電するとき、パッケージ部材の熱電素子にも所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２４】
本発明の第一の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子に素子通電手段が所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされるので、回路要素の回路特性の測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２５】
本発明の第二の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の回路要素の回路特性を特性測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が所定の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により回路要素が試験温度とされるので、回路要素の回路特性の測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２６】
本発明の第三の回路試験装置による回路試験方法では、本発明の回路装置の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
【０１２７】
本発明の第四の回路試験装置による回路試験方法では、試験対象の回路装置の回路基板が本発明のパッケージ部材に搭載され、このパッケージ部材に搭載された回路基板の配線パターンに要素通電手段が電流を通電し、配線パターンの電気抵抗を抵抗測定手段が測定するとき、回路基板の熱電素子にも素子通電手段が固有の電流を通電することにより、
この通電による熱電素子の熱電効果により配線パターンが試験温度とされるので、配線パターンのＥＭ寿命の時間測定に恒温槽が必要でなく、回路試験装置の装置規模と消費電力とを削減することができる。
。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例の回路装置の回路要素である配線パターンや熱電素子であるペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】参考例の回路試験装置の全体構造を示す模式図である。
【図４】参考例の回路装置を製造する回路製造方法の前半部分を示す工程図である。
【図５】後半部分を示す工程図である。
【図６】参考例の回路装置の回路特性を測定する回路試験方法を示すフローチャートである。
【図７】第一の変形例の回路装置の配線パターンやペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】第二の変形例の回路装置の配線パターンやペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】第三の変形例の回路装置の回路製造方法の要部を示す工程図である。
【図１２】第四の変形例の回路装置の配線パターンやペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】本発明の実施の第一の形態の回路装置の回路要素である配線パターンや熱電素子であるペルチェ素子などの構造を示す平面図である。
【図１５】回路装置を示す縦断側面図である。
【図１６】回路要素である配線パターンの外形を示す平面図である。
【図１７】配線パターンの等価回路を示す回路図である。
【図１８】回路試験装置である回路試験システムの全体構造を示す模式図である。
【図１９】回路試験システムにより回路試験方法のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】サブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１，２０１ 回路基板
１０２，３０１ パッケージ部材
１０４，２０２ 回路要素である配線パターン
１０７，３０２ パッケージ本体
１０８，３０３ リード端子
１１１ テストボード
２００，３００ 集積回路装置
２１０，２３０，２５０，３１０ 熱電素子であるペルチェ素子
２１１，２１２，２３３，２３４，３１１，３１２ 端子電極
２１３，２３１，３１３ ｎ型半導体
２１４，２３２，３１４ ｐ型半導体
２１５，３１５ 接合電極
２１６，２４０，３１６ 熱拡散手段である熱拡散板
２２０ 回路試験装置である回路試験システム
２２１ 各種手段として機能するコントロールユニット
Claims (14)
- 回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される試験対象の回路装置であって、
前記回路要素を熱電効果により前記試験温度とする熱電素子と、一個のパッケージ本体と複数のリード端子からなるパッケージ部材と、を具備しており、
前記回路要素が前記熱電素子とは別体の回路基板に形成されており、
この回路基板と前記熱電素子とが前記パッケージ部材のパッケージ本体に搭載されており、
前記熱電素子と前記回路要素とが複数の前記リード端子に個々に結線されている回路装置。 - 前記熱電素子は、一個の接合電極の両端と一対の端子電極とがｎ型半導体とｐ型半導体とを個々に介してП型に接続されたペルチェ素子からなり、
前記回路基板は、前記熱電素子の接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に配置されている請求項１に記載の回路装置。 - 前記回路基板と前記熱電素子との間隙に熱を拡散して均一化する熱拡散手段が設けられている請求項１または２に記載の回路装置。
- 前記回路要素は、試験電流が通電されて電気抵抗の変化から回路特性としてＥＭ(Electro-Migration)寿命の寿命時間が測定される配線パターンからなる請求項１ないし３の何れか一項に記載の回路装置。
- 試験対象の回路装置の回路要素の回路特性が所定の試験温度で電気的に測定される回路基板が搭載されるパッケージ部材であって、
前記回路基板が搭載されるパッケージ本体と、
前記回路基板の回路要素が一部に結線される複数のリード端子と、
これら複数のリード端子の一部に結線されていて前記回路基板を介して前記回路要素を熱電効果により前記試験温度とする熱電素子と、
を具備しているパッケージ部材。 - 前記熱電素子は、一個の接合電極の両端と一対の端子電極とがｎ型半導体とｐ型半導体とを個々に介してП型に接続されたペルチェ素子からなり、
前記回路基板は、前記熱電素子の接合電極に対して前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体とは反対の方向に配置される請求項５に記載のパッケージ部材。 - 前記回路基板が配置される位置と前記熱電素子との間隙に熱を拡散して均一化する熱拡散手段が設けられている請求項５または６に記載のパッケージ部材。
- 試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験方法であって、
請求項４に記載の回路装置の前記配線パターンに前記試験電流を通電するとともに前記熱電素子に固有の電流を通電する回路試験方法。 - 試験対象の回路装置の回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験方法であって、
請求項５ないし７の何れか一項に記載のパッケージ部材のパッケージ本体に前記回路基板を搭載し、
この回路基板の回路要素を前記パッケージ部材のリード端子に結線し、
このパッケージ部材のリード端子から前記熱電素子に所定の電流を通電しながら前記回路要素の回路特性を測定する回路試験方法。 - 試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験方法であって、
請求項５ないし７の何れか一項に記載のパッケージ部材のパッケージ本体に前記回路基板を搭載し、
この回路基板の配線パターンを前記パッケージ部材のリード端子に結線し、
前記パッケージ部材のリード端子から前記回路基板の配線パターンに前記試験電流を通電するとともに前記熱電素子に固有の電流を通電する回路試験方法。 - 試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験装置であって、
請求項１ないし４の何れか一項に記載の回路装置の熱電素子に所定の電流を通電する素子通電手段と、
前記回路要素の回路特性を測定する特性測定手段と、
を具備している回路試験装置。 - 試験対象の回路装置の回路基板に形成されている回路要素を所定の試験温度にして回路特性を電気的に測定する回路試験装置であって、
前記回路基板が搭載される請求項５ないし７の何れか一項に記載のパッケージ部材と、
このパッケージ部材の熱電素子に所定の電流を通電する素子通電手段と、
前記回路基板の回路要素の回路特性を測定する特性測定手段と、
を具備している回路試験装置。 - 試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験装置であって、
請求項４に記載の回路装置の配線パターンの電気抵抗を測定する抵抗測定手段と、
前記配線パターンに前記試験電流を通電する要素通電手段と、
前記回路基板の熱電素子に固有の電流を通電する素子通電手段と、
を具備している回路試験装置。 - 試験対象の回路装置の回路基板に回路要素として形成されている配線パターンを所定の試験温度にするとともに所定の試験電流を通電し、前記配線パターンの回路特性としてＥＭ寿命を電気抵抗の変化により試験する回路試験装置であって、
前記回路基板が搭載される請求項５ないし７の何れか一項に記載のパッケージ部材と、
このパッケージ部材に搭載された前記回路基板の配線パターンの電気抵抗を測定する抵抗測定手段と、
前記回路基板の配線パターンに前記試験電流を通電する要素通電手段と、
前記パッケージ部材の熱電素子に固有の電流を通電する素子通電手段と、
を具備している回路試験装置。
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