JPH0651019A - 恒温ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】恒温ユニット２において、製品５を初期温度か
ら設定温度まで到達させる時間を短縮し、小型化を図
る。又、恒温ユニット２において、製品５の設定温度の
安定化を図れる。 【構成】製品５を加熱し若しくは冷却する恒温ユニット
２において、前記製品５に直接々触する熱伝達ブロック
２０を設け、この熱伝達ブロック２０にこの熱伝達ブロ
ック２０を加熱する加熱手段（２２）を設けるととも
に、この熱伝達ブロック２０を冷却する冷却手段（２
１）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製品の温度制御技術に
関し、特に、測定、検査、試験、加工等を行うことを目
的として製品を加熱若しくは冷却する技術に適用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＤＩＰ構造、ＳＯＰ構造、ＱＦＰ構造等
の構造を採用する樹脂封止型半導体装置は、その組立製
造プロセスが終了すると、半導体製品として良品か不良
品かが選別され、良品となった半導体製品は市場に出荷
される。半導体製品の選別においては、一般的に外観不
良検査等、外観的な検査に加え、正常な回路動作が行わ
れる否か、設定された寿命まで性能を維持できるか否か
といった内部的な特性検査が行われる。この内部的な特
性検査の代表的な検査法としては加速試験（寿命試験）
がある。

【０００３】前記加速試験は、通常、ハンドラに装備さ
れた検査ユニットで行われる。前記ハンドラの一般的構
成は、半導体製品の搬送経路に、複数個の未検査の半導
体製品を順次供給する供給ユニット、この未検査の半導
体製品の加速試験を行う検査ユニット、検査後の半導体
製品を収納する収納ユニットの夫々が装備される。

【０００４】前記ハンドラの検査ユニットに又はこの検
査ユニットに連結して、加速試験を行うために未検査の
半導体製品を加熱し若しくは冷却する恒温ユニットが装
備される。恒温ユニットは、未検査の半導体製品をヒー
トブロックを介して直接加熱する方式のものがあるが、
これは高温加速試験に限られており、現在、加速試検の
項目として低温加速試験があるので、高温、低温のいず
れの加速試験も行える下記の槽方式が採用される。この
槽方式が採用される恒温ユニットは、未検査の半導体製
品が搬送された糟内の雰囲気を加熱し若しくは冷却し、
この加熱若しくは冷却された雰囲気で未検査の半導体製
品を初期温度（例えば常温）から設定温度（高温度若し
くは低温度）まで加熱若しくは冷却できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ハンドラに装備される恒温ユニットは、高温、低温のい
ずれの加速試験も行えるが、加熱若しくは冷却した雰囲
気を使用し、未検査の半導体製品を初期温度から設定温
度まで到達させるので、未検査の半導体製品を設定温度
まで到達するまでの時間（到達時間）が長くなる。未検
査の半導体製品はハンドラにより逐次検査ユニットに供
給され加速試験が行われるので、急激に未検査の半導体
製品を設定温度まで到達させることは雰囲気からの熱伝
導方式では困難である。このため、恒温ユニットは、未
検査の半導体製品を予じめ設定温度まで近づける予備加
熱領域若しくは予備冷却領域を槽内に備え、半導体製品
の収納容量を増加する必要があるので、どうしても恒温
ユニットが大型化になるという問題があった。この恒温
ユニットの大型化はハンドラの大型化を意味する。

【０００６】また、この問題点を解決するために、恒温
ユニットの槽内の予備加熱領域若しくは予備冷却領域に
相当する部分を取り除き、この恒温ユニットの小型化を
図ることが考えられるが、逆に、未検査の半導体製品を
設定温度に到達するまでの時間が長くなり、加速試験の
効率が低下するという問題が発生する。

【０００７】本発明の目的は、恒温ユニットにおいて、
製品を初期温度から設定温度まで到達させる時間を短縮
し、小型化を図ることが可能な技術を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の他の目的は、恒温ユニットにおい
て、製品の設定温度の安定化を図ることが可能な技術を
提供することにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。

【００１１】（１）製品を加熱し若しくは冷却する恒温
ユニットにおいて、前記製品に直接々触する熱伝達ブロ
ックを設け、この熱伝達ブロックにこの熱伝達ブロック
を加熱する加熱手段を設けるとともに、この熱伝達ブロ
ックを冷却する冷却手段を設ける。

【００１２】（２）前記手段（１）に記載の熱伝達ブロ
ックはそれに直接々触される製品を含めて断熱カバーで
被覆され、この断熱カバーで被覆された熱伝達ブロック
を含む内部の雰囲気は断熱カバーを介在してその外部の
雰囲気に対して実質的に遮断される。

【００１３】（３）前記手段（２）に記載の断熱カバー
の内部にその内部の雰囲気の温度を制御する雰囲気温度
制御手段、前記製品の特性を検査する検査ユニットの少
なくともいずれか一方を設ける。

【００１４】

【作用】上述した手段（１）によれば、以下の作用効果
が得られる。

【００１５】（Ａ）前記恒温ユニットにおいて、熱伝達
ブロックからなる固体物質から直接製品に熱を伝達し、
気体雰囲気から製品に熱を伝達する場合に比べて、製品
が初期温度から設定温度に達するまでの時間（到達時
間）を短縮できるので、製品を初期温度から設定温度ま
でにある程度到達させる予備領域（予備加熱領域若しく
は予備冷却領域）を廃止し、小型化が図れる。

【００１６】（Ｂ）前記作用効果（Ａ）の恒温ユニット
の小型化が図れることに基づき、製品の初期温度から設
定温度までに到達させる熱エネルギ量を低減できるの
で、省エネルギ化が図れる。

【００１７】（Ｃ）前記恒温ユニットにおいて、熱伝達
ブロックに加熱手段、冷却手段の双方を設けたので、熱
伝達ブロックを加熱した際の温度制御（例えば、温度が
若干高い場合は冷却手段で温度を下げる）、冷却した際
の温度制御（例えば、温度が若干低い場合は加熱手段で
温度を上げる）のいずれも行うことができ、恒温を確保
できる。

【００１８】上述した手段（２）によれば、前記恒温ユ
ニットにおいて、熱伝達ブロックで製品を加熱若しくは
冷却する際に、前記製品が存在する雰囲気の温度を設定
温度に近づけた状態に保持できるので、製品の初期温度
から設定温度まで到達する時間をより短縮できる。

【００１９】上述した手段（３）によれば、前記恒温ユ
ニットにおいて、雰囲気温度制御手段を設けた場合は、
熱伝達ブロックで製品を加熱若しくは冷却する際に、前
記製品が存在する雰囲気の温度を設定温度に近づけられ
るので、製品の初期温度から設定温度まで到達する時間
をより短縮でき、前記検査ユニットを設けた場合は、製
品が初期温度から設定温度に到達した後に、この設定温
度に製品が保持された状態で即座に製品の特性を検査で
きる。

【００２０】以下、本発明の構成について、半導体製品
の加速試験で使用される恒温ユニットに本発明を適用し
た一実施例とともに説明する。

【００２１】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００２２】

【実施例】

（実 施 例 １）本発明の実施例１である恒温ユニット
を含むハンドラの概略構成を図１（システムブロック
図）で示す。

【００２３】図１に示すように、加速試験を行うハンド
ラは、供給ユニット（ローダ）１、収納ユニット（アン
ローダ）４の夫々の間の製品供給経路に、供給ユニット
１から収納ユニット４に向って、恒温ユニット２、検査
ユニット３の夫々が順次装備される。前記供給ユニット
１は未検査の半導体製品５を複数個逐次検査ユニット３
に供給できる。収納ユニット４は検査ユニット３で加速
試験が行われた検査終了後の半導体製品５を複数個逐次
収納できる。

【００２４】前記半導体製品５は例えば、ＤＩＰ構造、
ＳＯＰ構造、ＱＦＰ構造等の構造を採用する樹脂封止型
半導体装置である。この樹脂封止型半導体装置は、回路
システムが搭載された半導体ペレットを樹脂封止体で封
止した構造で構成され、半導体ペレットに搭載された回
路システムはリードを通して外部装置に電気的に接続さ
れる構造で構成される。

【００２５】前記検査ユニット３は、前記半導体製品５
つまり樹脂封止型半導体装置の半導体ペレットに搭載さ
れた回路システムの電気的特性検査、寿命検査の夫々を
主体に行う。この検査ユニット３に搬送される半導体製
品５は、その搬送経路の前段において、加速試験を行う
ために、恒温ユニット２で所定の設定温度に加熱若しく
は冷却される。

【００２６】恒温ユニット２は、熱伝達ブロック（ヒー
トブロック）２０、冷却管２１、冷却装置２１Ａ、加熱
用ヒータ２２、加熱制御装置２２Ａ、温度センサ２３、
温度制御装置２３Ａ、断熱カバー２４を主体に構成され
る。

【００２７】この恒温ユニット２の熱伝達ブロック２０
はその表面側にレール形状を有する搬送経路２０Ａが構
成される。この搬送経路２０Ａは、断熱カバー２４の一
壁面に形成された供給口２４Ａを通して、供給ユニット
１から複数個の未検査の半導体製品５が逐次供給され、
断熱カバー２４の一壁面に対向する他の壁面に形成され
た排出口２４Ｂを通して、複数個の未検査の半導体製品
５を検査ユニット３に逐次供給する。この熱伝達ブロッ
ク２０の搬送経路２０Ａは、未検査の半導体製品５を搬
送しながら、この未検査の半導体製品５を初期温度から
加速試験を行う設定温度まで加熱若しくは冷却する領域
である。

【００２８】熱伝達ブロック２０は、その搬送経路２０
Ａにおいて未検査の半導体製品５を搬送しながらこの未
検査の半導体製品５に直接々触し、固体間の接触に基づ
く熱伝達により、未検査の半導体製品５を設定温度まで
加熱若しくは冷却する。この熱伝達ブロック２０は、熱
伝導性が高く、加工性に優れ、しかも化学的に変化の少
ない材質、例えばステンレス鋼（Ｆｅ−Ｃｒ合金）で形
成される。

【００２９】この熱伝達ブロック２０は冷却管２１が埋
設され、この冷却管２１は冷却装置２１Ａに連結され
る。冷却管２１の埋設が難しい場合においては、熱伝達
ブロック２０に冷却孔を設けこの冷却孔を冷却管を通し
て冷却装置２１Ａに連結してもよい。この冷却装置２１
Ａ及び冷却管２１を含む冷却システムは、本実施例にお
いては、ボルテクスの原理に基づき、高圧高速で冷却媒
体（例えば空気）を流すことで冷却する方式を採用し、
熱伝達ブロック２０を冷却し、この熱伝達ブロック２０
を通して未検査の半導体製品５を冷却する。冷却システ
ムは、例えば常温（例えば、２５〔℃〕）から−１０
〔℃〕までの範囲の冷却が行える。

【００３０】また、前記冷却システムとしては、冷却媒
体に液体窒素、液体ヘリウム等を使用する冷却システム
で構成してもよい。

【００３１】また、この熱伝達ブロック２０は前述の冷
却管２１の埋設に加えて加熱用ヒータ２２が埋設され、
この加熱用ヒータ２２は加熱制御装置２２Ａに連結され
る。この加熱制御装置２２Ａ及び加熱用ヒータ２２を含
む加熱システムは、本実施例においては高周波コイル方
式が採用され、熱伝達ブロック２０を加熱し、この熱伝
達ブロック２０を通して未検査の半導体製品５を加熱す
る。加熱システムは、例えば常温から１００〔℃〕若し
くは１５０〔℃〕までの範囲の加熱が行える。

【００３２】また、熱伝達ブロック２０は温度センサ２
３が装備され、この温度センサ２３は熱伝達ブロック２
０の加熱温度若しくは冷却温度を検出する。温度センサ
２３で熱伝達ブロック２０の加熱温度若しくは冷却温度
が検出されると、温度センサ２３に連結された温度制御
装置２３Ａは、加熱温度制御装置２２Ａを介して加熱温
度の制御若しくは冷却装置２１Ａを介して冷却温度の制
御を行う。

【００３３】この熱伝達ブロック２０は、その搬送経路
２０Ａで搬送される未検査の半導体製品５を含み、断熱
カバー２４で被覆される。断熱カバー２４は、加熱若し
くは冷却された未検査の半導体製品５に接触する内部雰
囲気を設定温度に近い温度に保持するとともに、この内
部雰囲気と外部雰囲気との間を遮断できる。この断熱カ
バー２４の一壁面に配置された供給口２４Ａ、他の壁面
に配置された排出口２４Ｂの夫々は、断熱カバー２４の
内部雰囲気の容量に対して開口面積が極めて小さく、内
部雰囲気に与える温度変化が小さいので、開口した状態
でもよいが、内部雰囲気の温度変化を極力少なくするた
めに、シャッタ方式の開閉構造を採用する。断熱カバー
２４はこの材料に限定されないが例えばベーク材で構成
される。

【００３４】このように、半導体製品５を加熱し若しく
は冷却する恒温ユニット２において、前記半導体製品５
に直接々触する熱伝達ブロック２０を設け、この熱伝達
ブロック２０にこの熱伝達ブロック２０を加熱する加熱
手段（加熱用ヒータ２２）を設けるとともに、この熱伝
達ブロック２０を冷却する冷却手段（冷却管２１）を設
ける。この構成により、以下の作用効果が得られる。
（Ａ）前記恒温ユニット２において、熱伝達ブロック２
０からなる固体物質から直接半導体製品５に熱を伝達
し、気体雰囲気から半導体製品５に熱を伝達する場合に
比べて、半導体製品５が初期温度から設定温度に達する
までの時間（到達時間）を短縮できるので、半導体製品
５を初期温度から設定温度までにある程度到達させる予
備領域（予備加熱領域若しくは予備冷却領域）を廃止
し、小型化が図れる。（Ｂ）しかも、前記恒温ユニット
２は半導体製品５に加熱、冷却のいずれも行える。
（Ｃ）前記作用効果（Ａ）の恒温ユニット２の小型化が
図れることに基づき、半導体製品５の初期温度から設定
温度までに到達させる熱エネルギ量を低減できるので、
省エネルギ化が図れる。（Ｄ）前記恒温ユニット２にお
いて、熱伝達ブロック２０に加熱手段、冷却手段の双方
を設けたので、熱伝達ブロック２０を加熱した際の温度
制御（例えば、温度が若干高い場合は冷却手段で温度を
下げる）、冷却した際の温度制御（例えば、温度が若干
低い場合は加熱手段で温度を上げる）のいずれも行うこ
とができ、恒温を確保できる。

【００３５】また、前記恒温ユニット２の熱伝達ブロッ
ク２０はそれに直接々触される半導体製品５を含めて断
熱カバー２４で被覆され、この断熱カバー２４で被覆さ
れた熱伝達ブロック２０を含む内部の雰囲気は断熱カバ
ー２４を介在してその外部の雰囲気に対して実質的に遮
断される。この構成により、前記恒温ユニット２におい
て、熱伝達ブロック２０で半導体製品５を加熱若しくは
冷却する際に、前記半導体製品５が存在する雰囲気の温
度を設定温度に近づけた状態に保持できるので、半導体
製品５の初期温度から設定温度まで到達する時間をより
短縮できる。

【００３６】（実 施 例 ２）本実施例２は、前述の実
施例１のハンドラにおいて、検査ユニット、恒温ユニッ
トの夫々を同一系内に装備した、本発明の第２実施例で
ある。

【００３７】本発明の実施例２であるハンドラの恒温ユ
ニットの概略構成を図２（要部斜視図）で示す。

【００３８】図２に示すように、本実施例２のハンドラ
は、製品搬送経路に装備される恒温ユニット２、検査ユ
ニット３の夫々を１つの断熱カバー２４で被覆し、この
恒温ユニット２、検査ユニット３の夫々を同一系内に装
備する。つまり、このハンドラは、恒温ユニット２の熱
伝達ブロック２０で設定温度まで到達させた未検査の半
導体製品５をこの設定温度を確保した状態において即座
に次段の検査ユニット３で加速試験を行える。

【００３９】また、前記断熱カバー２４の内部には内部
雰囲気を制御する雰囲気加熱ヒータ２５が装備される。

【００４０】このように、本実施例２によれば、前述の
実施例１の作用効果の他に、ハンドラの恒温ユニット２
と同一系内に半導体製品５の特性を検査する検査ユニッ
ト３を設ける。この構成により、前記恒温ユニット２で
半導体製品５が初期温度から設定温度に到達した後に、
この設定温度に半導体製品５が保持された状態で即座に
半導体製品５の加速試験ができる。

【００４１】また、断熱カバー２４の内部にその内部の
雰囲気の温度を制御する雰囲気温度制御手段（雰囲気加
熱ヒータ２５）を設ける。この構成により、前記恒温ユ
ニット２において、熱伝達ブロック２０で半導体製品５
を加熱若しくは冷却する際に、前記半導体製品５が存在
する雰囲気の温度を設定温度に近づけられるので、半導
体製品５の初期温度から設定温度まで到達する時間をよ
り短縮できる。

【００４２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００４３】例えば、本発明は、前述の恒温ユニット２
の熱伝達ブロックを中空体（例えば箱型）で構成し、こ
の中空体の内部を冷却システムの冷却管２１として使用
し、この中空体の内部に加熱用ヒータ２２を設けてもよ
い。

【００４４】また、本発明は、半導体製品の加速試験に
限らず、半導体製品を所定温度に加熱若しくは冷却した
状態で加工する場合にも適用できる。

【００４５】また、本発明は、半導体製品に限らず、配
線基板等の検査、加工、その他、機械部品の検査、加工
等に使用する恒温ユニットに適用できる。

【００４６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００４７】恒温ユニットにおいて、製品を初期温度か
ら設定温度まで到達させる時間を短縮し、小型化を図れ
る。

【００４８】恒温ユニットにおいて、製品の設定温度の
安定化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１である恒温ユニットを含む
ハンドラのシステムブロック図。

【図２】 本発明の実施例２である恒温ユニット及び検
査ユニットの要部斜視図。

【符号の説明】

１…供給ユニット、２…恒温ユニット、２０…熱伝達ブ
ロック、２０Ａ…搬送経路、２１…冷却管、２１Ａ…冷
却装置、２２…加熱用ヒータ、２２Ａ…加熱制御装置、
２３…温度センサ、２３Ａ…温度制御装置、２４…断熱
カバー、３…検査ユニット、４…収納ユニット、５…半
導体製品。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品を加熱し若しくは冷却する恒温ユニ
   ットにおいて、前記製品に直接々触する熱伝達ブロック
   を設け、この熱伝達ブロックにこの熱伝達ブロックを加
   熱する加熱手段を設けるとともに、この熱伝達ブロック
   を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする恒温ユニ
   ット。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の熱伝達ブロックは
   それに直接々触される製品を含めて断熱カバーで被覆さ
   れ、この断熱カバーで被覆された熱伝達ブロックを含む
   内部の雰囲気は断熱カバーを介在してその外部の雰囲気
   に対して実質的に遮断されることを特徴とする恒温ユニ
   ット。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載の断熱カバーの内部
   にその内部の雰囲気の温度を制御する雰囲気温度制御手
   段、前記製品の特性を検査する検査ユニットの少なくと
   もいずれか一方を設けたことを特徴とする恒温ユニッ
   ト。