JP7416439B2 - 電子部品試験装置 - Google Patents
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Description
本開示は、自己発熱を生じる電子部品を常温より高い所定の試験温度で試験する電子部品試験置に関する。
自己発熱を生じる電子部品に対して、常温より高い所定の試験温度で電圧、または電流を印加して試験を行う電子部品試験装置が知られている。
しかしながら、従来より試験対象となる電子部品を所定の試験温度まで加熱して維持するとともに、試験中に自己発熱する電子部品から効果的に熱を放熱する電子部品試験装置を開発されていない。
本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、試験対象となる電子部品を所定の試験温度まで加熱して維持するとともに、試験中に自己発熱する電子部品から効果的に熱を放熱する電子部品試験装置を提供することを目的とする。
本開示は、第１外部電極と第２外部電極とを有し自己発熱を生じる電子部品を常温より高い所定の試験温度で試験する電子部品試験装置において、前記電子部品の前記第１外部電極に当接する第１プローブと、前記電子部品の前記第２外部電極に当接する前記第２プローブと、前記第１プローブに接続された、第１プローブヒータおよび第１プローブ温度センサと、前記第２プローブに接続された、第２プローブヒータおよび第２プローブ温度センサと、制御部とを備え、前記第１プローブと前記第２プローブとの間で前記電子部品に対して電気が印加され、前記制御部は、前記第１プローブ温度センサからの信号に基づいて、前記第１プローブの温度を前記電子部品の試験温度より高い加熱温度に維持するよう、前記第１プローブヒータを制御し、前記第２プローブ温度センサからの信号に基づいて、前記第２プローブの加熱温度を前記試験温度より低い加熱温度に維持するよう、前記第２プローブヒータを制御する、電子部品試験装置である。
本開示は、前記制御部は前記第１プローブの加熱温度と前記第２プローブの加熱温度との間の温度差を５℃～１５℃の範囲とするよう前記第１プローブヒータおよび前記第２プローブヒータを制御する、電子部品試験装置である。
本開示は、前記電子部品試験装置は複数の電子部品を試験するものであり、前記第１プローブは第１プローブホルダに保持され、複数の電子部品に対応する単一の第１プローブ要素を含み、前記第１プローブヒータおよび前記第１プローブ温度センサは、前記第１プローブホルダに内蔵され、前記第２プローブは第２プローブホルダに保持され、各電子部品に対応する複数の第２プローブ要素を含み、前記第２プローブヒータおよび前記第２プローブ温度センサは、前記第２プローブホルダに内蔵されている、電子部品試験装置である。
本開示は、前記電子部品試験装置は複数の電子部品を試験するものであり、前記第１プローブは第１プローブホルダに保持され、各電子部品に対応する複数の第１プローブ要素を含み、前記第１プローブヒータおよび前記第１プローブ温度センサは、前記第１プローブホルダに内蔵され、前記第２プローブは第２プローブホルダに保持され、各電子部品に対応する複数の第２プローブ要素を含み、前記第２プローブヒータおよび前記第２プローブ温度センサは、前記第２プローブホルダに内蔵されている、電子部品試験装置である。
本開示は、前記第１プローブと前記第２プローブとの間で、前記電子部品に対して直流電圧、または直流電流、または交流電圧、または交流電流、または直流電圧と交流電圧の重畳、または直流電流と交流電流の重畳を印加する、電子部品試験装置である。
本開示によれば、試験対象となる電子部品を所定の試験温度まで加熱して維持するとともに、試験中に自己発熱する電子部品から効果的に熱を放熱する電子部品試験装置を提供することができる。
＜第１の実施の形態＞
以下、図１および図２を参照して本開示の第１の実施の形態について説明する。
以下、図１および図２を参照して本開示の第１の実施の形態について説明する。
本実施の形態による電子部品試験装置１０は、自己発熱を生じる複数の電子部品（例えば積層セラミックコンデンサ）Ｗを常温より高い所定の試験温度（例えば１００℃～１７０℃）に加熱して電子部品Ｗに対して試験を行うものである。ここで、電子部品Ｗに対して試験を行うとは、電子部品Ｗを加熱して熱負荷をかけながら、電気的負荷を印加する試験、あるいは電子部品Ｗを加熱して熱負荷をかけながら、電気的負荷を印加し、かつ電子部品Ｗの電気的測定を行う試験を含む。
まず第１の実施の形態により試験される電子部品Ｗについて説明する。図１に示すように、電子部品Ｗは電子部品本体Ｗ０と、電子部品本体Ｗ０に設けられた第１外部電極Ｗ１および第２外部電極Ｗ２とを有する。そして電子部品試験装置１０はこのような電子部品Ｗを常温よりも高い所定の温度（試験温度）に加熱し、試験温度まで加熱した後、電子部品に電気を印加して、バーンインのようなスクリーニング工程や、高温での測定工程を施すものである。
具体的には電子部品試験装置１０は、複数、例えば２００個の積層セラミックコンデンサからなる電子部品Ｗを常温より高い試験温度（１００℃～１７０℃）まで加熱し、この電子部品Ｗに対して電気を印加して、例えば耐電圧試験、静電容量、絶縁抵抗、漏れ電流等の電気的試験を行う。
このような電子部品試験装置１０は、電子部品Ｗの第１外部電極Ｗ１に当接する第１プローブ１１と、電子部品Ｗの第２外部電極Ｗ２に当接する第２プローブ２１と、第１プローブ１１に接続された第１プローブヒータ１３および第１プローブ温度センサ１５と、第２プローブ２１に接続された第２プローブヒータ２３および第２プローブ温度センサ２５とを備えている。
このうち、第１プローブ１１は、水平方向に延びる細長状の第１プローブホルダ１２に保持され、複数の電子部品Ｗに対応する単一の第１プローブ要素１１ａを含む。本実施の形態において第１プローブ１１の第１プローブ要素１１ａは帯状の導電体からなる。
また第１プローブヒータ１３は第１プローブホルダ１２内に内蔵され、第１プローブホルダ１２の長手方向略全長に渡って延びるラバーヒータからなり、第１プローブ温度センサ１５は第１プローブホルダ１２の長手方向略中央部に設けられている。
一方、第２プローブ２１は、水平方向に延びる細長状の第２プローブホルダ２２に保持され、複数の電子部品Ｗに対応して設けられた複数の第２プローブ要素２１ａを含む。本実施の形態において、第２プローブ２１の各第２プローブ要素２１ａは、各々の電子部品Ｗに対応して設けられたピン状の導電体からなる。
また第２プローブヒータ２３は第２プローブホルダ２２内に内蔵され、第２プローブホルダの長手方向略全長に渡って延びるラバーヒータからなり、第２プローブ温度センサ２５は第２プローブホルダ２２の長手方向略中央部に設けられている。
上述のように、第１プローブ要素１１ａは帯状の導電体からなり、第２プローブ要素２１ａはピン状の導電体からなる。また第１プローブホルダ１２および第２プローブホルダ２２は、いずれも非導電体、例えばマシナブルセラミックスのような材料からなる。
さらに第１プローブ１１と第２プローブ２１との間には、電子部品Ｗに対して直流電圧、または直流電流、または交流電圧、または交流電流、または直流電圧と交流電圧の重畳、または直流電流と交流電流の重畳を印加して、電子部品Ｗの電気的負荷印加、または電気的測定、またはその両方を行う試験回路部３０が配線３１，３２を介して接続されている。
さらに電子部品試験装置１０は、上記の構成部分を駆動制御する制御部４０を有する。
本実施の形態による電子部品試験装置１０を用いて試験を行うことが可能な電子部品としては、上述のような積層セラミックコンデンサ以外にも、負特性サーミスタ、ダイオード、トランジスタなどの半導体素子、セラミックコンデンサ以外のコンデンサの一部などが例示される。
次に電子部品試験装置１０の各構成部分について以下説明する。
電子部品試験装置１０のうち、第１プローブ１１は単一の第１プローブ要素１１ａを含み、この第１プローブ要素１１ａは、帯状の金属製導電体からなる。そして、電子部品Ｗを所定の位置に配置したときに、第１プローブ要素１１ａは電子部品Ｗの第１外部電極Ｗ１と当接する。
第１プローブ要素１１ａに用いられる金属材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌなどの金属が挙げられる。
また、良好な電気的接触を図るため、第１プローブ要素１１ａには、電子部品Ｗの第１外部電極Ｗ１との接触面に、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｓｎなどのめっきを施すことも可能である。
また第２プローブ２１は、ピン状の複数の第２プローブ要素２１ａを有する。そして電子部品Ｗを所定の位置に配置したときに、各第２プローブ要素２１ａは電子部品Ｗの第２外部電極Ｗ２と当接する。
第２プローブ要素２１ａに用いられる金属材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌなどの金属が挙げられる。また良好な電気的接触を図るため、第２プローブ要素２１ａには、電子部品Ｗの第２外部電極Ｗ２との接触面に、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｓｎなどのめっきを施すことも可能である。
また第１プローブ１１側の第１プローブ温度センサ１５、および第２プローブ２１側の第２プローブ温度センサ２５は、いずれも熱電対型またはPt測温抵抗体型またはサーミスタの温度センサからなる。
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について図２を用いて説明する。
まず制御部４０は第１プローブヒータ１３を駆動して、第１プローブホルダ１２を加熱する。このことにより第１プローブ１１が加熱される。
同時に制御部４０は第２プローブヒータ２３を駆動して、第２プローブホルダ２２を加熱する。このことにより第２プローブ２１が加熱される。
この間、第１プローブ温度センサ１５および第２プローブ温度センサ２５からの信号が制御部４０に入力され、制御部４０は第１プローブヒータ１３および第２プローブヒータ２３を駆動制御して、第１プローブ１１および第２プローブ２１を各々所定の温度に維持する。
本実施の形態において、電子部品Ｗを所定の試験温度（例えば１５０℃）で加熱しながら、電子部品Ｗに対して電気を印加することにより電子部品Ｗの電気的試験を行うことを考える。
この場合、制御部４０は第１プローブ１１を１５０℃の試験温度よりわずかに高い１５３℃に維持するよう第１プローブヒータ１３を駆動制御する。同様に制御部４０は第２プローブ２１を１５０℃の試験温度よりわずかに低い１４７℃に維持するよう第２プローブヒータ２３を駆動制御する。
このように第１プローブ１１を１５３℃まで加熱して維持し、かつ第２プローブ２１を１４７℃まで加熱して維持することにより、電子部品Ｗは第１プローブ１１と第２プローブ２１により加熱され、電子部品Ｗの温度が第１プローブ１１の温度と、第２プローブ２１の温度との中間の値、すなわち１５０℃の試験温度まで上昇して維持される。
本実施の形態において、第１プローブ１１の加熱温度と、第２プローブ２１の加熱温度との差は６℃となっているが、この第１プローブ１１の加熱温度と第２プローブ２１の加熱温度の差は５℃～１５℃となっていることが好ましい。
この場合、第１プローブ１１と第２プローブ２１との間の加熱温度の差が５℃以下となると、後述のように電子部品Ｗが自己発熱した際、この自己発熱により生じた熱を第２プローブ２１から放熱することがむずかしくなる。
他方、第１プローブ１１と第２プローブ２１との間の加熱温度の差が１５℃以上となると、電子部品Ｗの温度制御がむずかしくなる。
次に試験回路部３０から第１プローブ１１と第２プローブ２１との間に、直流電圧、または直流電流、または交流電圧、または交流電流等の電気が印加され、電子部品Ｗに対する電気的特性を試験する。
このようにして、電子部品Ｗに対する電気的試験が行われる間、電子部品Ｗが自己発熱を生じさせ、電子部品Ｗの温度が上記試験温度、１５０℃から例えば１５３℃まで上昇する。
上述のように電子部品Ｗは、第１プローブ１１および第２プローブ２１により加熱されて、その温度が試験温度（１５０℃）まで加熱されてその温度が維持される。この場合、電子部品Ｗは、電子部品Ｗの試験温度より高温の第１プローブ１１からより高温で加熱され、電子部品Ｗの熱が電子部品Ｗの試験温度より低温の第２プローブ２１側へ放熱されている。このため電子部品Ｗに対して電気的試験を行う前から第１プローブ１１、電子部品Ｗおよび第２プローブ２１間には熱の移動が生じており、これら第１プローブ１１、電子部品Ｗおよび第２プローブ２１間では熱に対する応答性が高い状態が形成されている。
このため電子部品Ｗに対する電気的試験が行われて、電子部品Ｗが自己発熱により例えばその温度が１５０℃から１５３℃へ上昇した場合、１５３℃に加熱されている第１プローブ１１から電子部品Ｗ側から熱が伝わることはない。
他方、電子部品Ｗからの熱が第２プローブ２１側へ伝わるため、電子部品Ｗが電気的試験をする間に印加される電気により高温に加熱されても、電子部品Ｗの熱を第２プローブ２１により効果的に放熱することができる。このため電子部品Ｗの急速な高温加熱（いわゆる熱暴走）が生じることを未然に防止することができる。例えば電子部品Ｗが自己発熱により１５３℃まで加熱された場合、１５３℃の電子部品Ｗと１４７℃の第２プローブ２１との間の温度差は３℃から６℃まで増加するため、自己発熱により加熱した電子部品Ｗの熱を第２プローブ２１により効果的に放熱することができる。
以上のように本実施の形態によれば、電子部品Ｗの一つ一つについてその温度を検出する必要はなく、第１プローブ１１と第２プローブ２１を各々所定の加熱温度まで加熱するだけで、電子部品Ｗの試験温度を第１プローブ１１の加熱温度と、第２プローブ２１の加熱温度の中間の値に確実に維持することができる。また電子部品Ｗが電気的試験を行う間に印加される電気により自己発熱が生じて温度が上昇しても、この電子部品Ｗの熱を第２プローブ２１により効果的に放熱することができる。
さらに本実施の形態によれば、電子部品Ｗは第１プローブ１１と第２プローブ２１とにより加熱された電子部品Ｗの試験温度は、第１プローブ１１の加熱温度と第２プローブ２１の加熱温度の中間の値をとり、このため加熱後の電子部品Ｗ中には第１プローブ１１側から第２プローブ２１側に向かって温度分布が生じる。
しかしながら、上述のように第１プローブ１１の加熱温度と第２プローブ２１の加熱温度との差は、５℃～１５℃となっているため、電子部品Ｗ中の温度分布を比較的小さく抑えることができ、このため電子部品Ｗの電気的試験をする際に支障が生じることはない。
さらにまた、電子部品Ｗの一つ一つに対応してプローブ温度センサを設ける必要はなく、第１プローブ１１側に単一の第１プローブヒータ１３と単一の第１プローブ温度センサ１５を設け、第２プローブ２１側に単一の第２プローブヒータ２３と単一の第２プローブ温度センサ２５を設けられている。そして、第１プローブヒータ１３を第１プローブ温度センサ１５からの信号により制御部４０により制御し、第２プローブヒータ２３を第２プローブ温度センサ２５からの信号により制御部４０により制御する。このため装置全体の簡略化を図り、制御系をできる限り単純化することができる。
＜第２の実施の形態＞
次に図３により本開示の第２の実施の形態について説明する。
次に図３により本開示の第２の実施の形態について説明する。
図３に示す第２の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図３に示すように、電子部品試験装置１０は、複数、例えば２００個の積層セラミックコンデンサからなる電子部品Ｗを常温より高い試験温度（１００℃～１７０℃）まで加熱し、この電子部品Ｗに対して電気を印加して、例えば耐電圧試験、静電容量、絶縁抵抗、漏れ電流等の電気的試験を行うものである。
このような電子部品試験装置１０は、電子部品Ｗの第１外部電極Ｗ１に当接する第１プローブ１１と、電子部品Ｗの第２外部電極Ｗ２に当接する第２プローブ２１と、第１プローブ１１に接続された第１プローブヒータ１３および第１プローブ温度センサ１５と、第２プローブ２１に接続された第２プローブヒータ２３および第２プローブ温度センサ２５とを備えている。
このうち、第１プローブ１１は、水平方向に延びる細長状の第１プローブホルダ１２に保持され、複数の電子部品Ｗに対応して設けられた複数の第１プローブ要素１１ａを含む。本実施の形態において第１プローブ１１の第１プローブ要素１１ａは各々の電子部品Ｗに対応して設けられたピン状の導電体からなる。
また第１プローブヒータ１３は第１プローブホルダ１２内に内蔵され、第１プローブホルダ１２の長手方向略全長に渡って延びるラバーヒータからなり、第１プローブ温度センサ１５は第１プローブホルダ１２の長手方向略中央部に設けられている。
一方、第２プローブ２１は、水平方向に延びる細長状の第２プローブホルダ２２に保持され、複数の電子部品Ｗに対応して設けられた複数の第２プローブ要素２１ａを含む。本実施の形態において、第２プローブ２１の各第２プローブ要素２１ａは、各々の電子部品Ｗに対応して設けられたピン状の導電体からなる。
また第２プローブヒータ２３は第２プローブホルダ２２内に内蔵され、第２プローブホルダの長手方向略全長に渡って延びるラバーヒータからなり、第２プローブ温度センサ２５は第２プローブホルダ２２の長手方向略中央部に設けられている。
上述のように、第１プローブ要素１１ａはピン状の導電体からなり、第２プローブ要素２１ａはピン状の導電体からなる。また第１プローブホルダ１２および第２プローブホルダ２２は、いずれも非導電体、例えばマシナブルセラミックスのような材料からなる。
さらに第１プローブ１１と第２プローブ２１との間には、電子部品Ｗに対して直流電圧、または直流電流、または交流電圧、または交流電流、または直流電圧と交流電圧の重畳、または直流電流と交流電流の重畳を印加して、電子部品Ｗの電気的試験を行う試験回路部３０が配線３１，３２を介して接続されている。
さらに電子部品試験装置１０は、上記の構成部分を駆動制御する制御部４０を有する。
図３に示す第２の実施の形態における電子部品試験装置１０の作用効果は、図１および図２に示す第１の実施の形態における電子部品試験装置１０の作用効果と略同一である。
１０ 電子部品試験装置
１１ 第１プローブ
１１ａ 第１プローブ要素
１２ 第１プローブホルダ
１３ 第１プローブヒータ
１５ 第１プローブ温度センサ
２１ 第２プローブ
２１ａ 第２プローブ要素
２２ 第２プローブホルダ
２３ 第２プローブヒータ
２５ 第２プローブ温度センサ
３０ 試験回路部
４０ 制御部
Ｗ 電子部品
Ｗ０ 電子部品本体
Ｗ１ 第１外部電極
Ｗ２ 第２外部電極
１１ 第１プローブ
１１ａ 第１プローブ要素
１２ 第１プローブホルダ
１３ 第１プローブヒータ
１５ 第１プローブ温度センサ
２１ 第２プローブ
２１ａ 第２プローブ要素
２２ 第２プローブホルダ
２３ 第２プローブヒータ
２５ 第２プローブ温度センサ
３０ 試験回路部
４０ 制御部
Ｗ 電子部品
Ｗ０ 電子部品本体
Ｗ１ 第１外部電極
Ｗ２ 第２外部電極
Claims (5)
- 第１外部電極と第２外部電極とを有し自己発熱を生じる電子部品を常温より高い所定の試験温度で試験する電子部品試験装置において、
前記電子部品の前記第１外部電極に当接する第１プローブと、
前記電子部品の前記第２外部電極に当接する第２プローブと、
前記第１プローブに接続された、第１プローブヒータおよび第１プローブ温度センサと、
前記第２プローブに接続された、第２プローブヒータおよび第２プローブ温度センサと、
制御部とを備え、
前記第１プローブと、前記第２プローブとの間で前記電子部品に対して電気が印加され、
前記制御部は、前記第１プローブ温度センサからの信号に基づいて、前記第１プローブの温度を前記電子部品の試験温度より高い加熱温度に維持するよう、前記第１プローブヒータを制御し、前記第２プローブ温度センサからの信号に基づいて、前記第２プローブの加熱温度を前記試験温度より低い加熱温度に維持するよう、前記第２プローブヒータを制御する、電子部品試験装置。 - 前記制御部は前記第１プローブの加熱温度と前記第２プローブの加熱温度との間の温度差を５℃～１５℃の範囲とするよう前記第１プローブヒータおよび前記第２プローブヒータを制御する、請求項１記載の電子部品試験装置。
- 前記電子部品試験装置は複数の電子部品を試験するものであり、前記第１プローブは第１プローブホルダに保持され、複数の電子部品に対応する単一の第１プローブ要素を含み、
前記第１プローブヒータおよび前記第１プローブ温度センサは、前記第１プローブホルダに内蔵され、
前記第２プローブは第２プローブホルダに保持され、各電子部品に対応する複数の第２プローブ要素を含み、
前記第２プローブヒータおよび前記第２プローブ温度センサは、前記第２プローブホルダに内蔵されている、請求項１または２記載の電子部品試験装置。 - 前記電子部品試験装置は複数の電子部品を試験するものであり、前記第１プローブは第１プローブホルダに保持され、各電子部品に対応する複数の第１プローブ要素を含み、
前記第１プローブヒータおよび前記第１プローブ温度センサは、前記第１プローブホルダに内蔵され、
前記第２プローブは第２プローブホルダに保持され、各電子部品に対応する複数の第２プローブ要素を含み、
前記第２プローブヒータおよび前記第２プローブ温度センサは、前記第２プローブホルダに内蔵されている、請求項１または２記載の電子部品試験装置。 - 前記第１プローブと前記第２プローブとの間で、前記電子部品に対して直流電圧、または直流電流、または交流電圧、または交流電流、または直流電圧と交流電圧の重畳、または直流電流と交流電流の重畳を印加する、請求項１乃至４のいずれか記載の電子部品試験装置。
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