JPH09236633A - 液体デュア装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被試験素子を速やかに且つ高精度に所望温度
に設定できる液体デュア装置を得る。 【解決手段】 規定の試験温度に設定された液体Ａが注
入される液体槽１と、液体槽の一部に形成された熱伝導
部１ｂと、液体槽の周囲に形成された真空槽２と、熱伝
導部に着脱自在に配設された被試験素子４とを備えた液
体デュア装置において、熱伝導部の端面に形成された開
口部１０と、開口部に配置されたシール部材１１とを設
け、被試験素子がシール部材を介して開口部に圧着され
て液体に直接接触するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば半導体
素子等の被試験素子を常温以外の温度で試験または評価
するために用いられる液体デュア装置に関し、特に被試
験素子を速やかに且つ高精度に所望温度に設定すること
のできる液体デュア装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の液体デュア装置の構成を示
す側断面図であり、被試験素子がヘッドに固定される前
の状態を示している。図において、１は温度設定用の液
体Ａが注入される液体槽、１ａは液体槽１の上部に設け
られた液体注入孔、１ｂは液体槽１の側面に設けられた
ヘッドとなる熱伝導部、１ｃは熱伝導部１ｂの周辺に立
設された被試験素子（後述する）を加圧固定するための
ネジ穴部、２は液体槽１を覆うように形成された真空
槽、２ａは真空槽２の一端に形成された真空孔である。

【０００３】３は熱伝導部１ｂの外側に配置されるイン
ジウムシート等からなる熱伝導部材、４は熱伝導部材３
を介して熱伝導部１ｂ上に圧着される被試験素子、５は
半導体素子等からなる被試験素子４を支持するソケッ
ト、６は真空槽２のカバー部の側面から被試験素子４を
透視するためのウィンドウである。また、二点鎖線の矢
印は、ソケット５および真空槽２のカバー部を、それぞ
れ、熱伝導部１ｂ周辺のネジ穴１ｃおよび真空槽２の本
体側端面に固定するビス挿入方向を示す。

【０００４】次に、図４に示した従来の液体デュア装置
の動作について説明する。まず、試験温度での評価対象
となる被試験素子４は、ソケット５に装着された後、熱
伝導部材３を介して液体槽１の熱伝導部１ｂに圧着され
る。このとき、二点鎖線矢印のように、ソケット５を通
してビスをネジ穴１ｃに係合することにより、熱伝導部
材３が潰れて熱伝導部１ｂと被試験素子４との間の熱伝
導性が向上する。

【０００５】この状態で、常温以外の試験温度に設定さ
れた液体Ａを液体注入孔１ａから液体槽１内に注入し、
熱伝導部１ｂおよび被試験素子４の温度を試験温度に維
持しながら、電気的または光学的な信号を印加して被試
験素子４を評価する。

【０００６】ここで、液体槽１の周囲に真空槽２が形成
されていない場合を想定すると、液体Ａの温度に応じて
被試験素子４の周辺空気の温度も変動するので、周辺空
気内の水蒸気は、高温時には水滴となり、低温時には霜
となり、それぞれ被試験素子４に付着する。もし、この
状態になると、被試験素子４を評価できなくなるうえ、
特に、電気的な信号を印加した場合には、水滴または霜
を介して信号が短絡して試験回路を破壊するおそれがあ
る。

【０００７】したがって、従来より、液体槽１の周囲に
真空槽２を形成してウィンドウ６を有するカバー部を本
体側にネジ止めし、真空孔２ａに真空ポンプ（図示せ
ず）を接続して被試験素子４の周辺空気を除去すること
により、水滴や霜の発生を防止している。

【０００８】しかしながら、近年においては、超ＬＳＩ
化が進み、被試験素子４の大形化によりその熱容量が増
大しつつあるので、液体Ａを注入してから被試験素子４
の温度が試験温度に達して安定するまでに、たとえば２
時間程度の長い時間を要している。

【０００９】また、液体Ａと被試験素子４との間に熱伝
導部１ｂおよび熱伝導部材３が介在されているので、液
体Ａから被試験素子４に実際に到達する温度は、環境温
度の影響により、液体Ａの温度よりも２〜３℃程度の差
が生じることになる。したがって、被試験素子４の温度
を規定の試験温度に設定するためには、液体Ａの温度を
再度調整する必要があり、さらに時間と労力を要してい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の液体デュア装置
は以上のように、液体槽１に注入される液体Ａと被試験
素子４との間に、熱伝導部１ｂの側壁および熱伝導部材
３が介在されているので、液体Ａを注入してから被試験
素子４の温度が試験温度に達して安定するまでに長い時
間を要するうえ、被試験素子４への到達温度を規定の試
験温度に設定するために液体Ａの温度を再調整する必要
があり、さらに多大な時間と労力を要するという問題点
があった。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、被試験素子を速やかに且つ高精
度に所望温度に設定できる液体デュア装置を得ることを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る液体デュア装置は、規定の試験温度に設定された液体
が注入される液体槽と、液体槽の一部に形成された熱伝
導部と、液体槽の周囲に形成された真空槽と、熱伝導部
に着脱自在に配設された被試験素子とを備え、被試験素
子を試験温度に設定するための液体デュア装置におい
て、熱伝導部の端面に形成された開口部と、開口部に配
置されたシール部材とを設け、被試験素子は、シール部
材を介して開口部に圧着され、液体に直接接触するよう
に構成されたものである。

【００１３】また、この発明の請求項２に係る液体デュ
ア装置は、請求項１において、熱伝導部を液体槽の本体
側に対して着脱自在に構成し、被試験素子を開口部の内
側に配設したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１を示す側
断面図、図２は図１内の一点鎖線円内の拡大斜視図であ
る。各図において、１、１ａ〜１ｃ、２、２ａおよび４
〜６は前述と同様のものである。

【００１５】液体槽１は、以下のように、熱伝導部１ｂ
の周辺構造が前述と異なる。１０は液体槽１の熱伝導部
１ｂに形成された開口部、１１は開口部１０の周囲に設
けられたシール部材である。シール部材１１は、周知の
隙間遮断部材、たとえば、ワイヤインジュームや、金属
製またはゴム製のパッキン等により構成されている。こ
の場合、被試験素子４は、シール部材１１を介して、熱
伝導部１ｂの開口部１０に圧着される。

【００１６】次に、図１および図２に示したこの発明の
実施の形態１の動作について説明する。まず、液体槽１
に液体Ａを注入する前に、液体Ａが液体デュワ装置の真
空槽２内に漏れないように、熱伝導部１ｂの開口部１の
周囲にシール部材１１を配設した後、二点鎖線矢印のよ
うに、ソケット５とともに被試験素子４をビスで固定す
る。

【００１７】このとき、ネジ止め時に被試験素子４の裏
面でシール部材１１を加圧することにより、熱伝導部１
ｂの開口部１０と被試験素子４との間を完全に封止す
る。以下、前述と同様に、真空槽２のカバー部とともに
ウィンドウ６を固定し、真空孔２ａに真空ポンプを接続
して真空槽２内を真空にする。

【００１８】この状態で、液体槽１内に液体Ａを注入す
ると、被試験素子４の裏面に液体Ａが直接接触するの
で、被試験素子４が規定の試験温度に達するまでに要す
る時間が大幅に短縮される。また、液体Ａと被試験素子
４との温度差がほとんどなくなるので、液体Ａを試験温
度に設定するのみで、被試験素子４が所望の試験温度に
到達し、液体Ａの温度を再調整する手間が不要となる。

【００１９】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、被試験素子４を開口部１０の外側から圧着したが、
被試験素子４に対するビスの加圧方向（二点鎖線参照）
が液体Ａの圧力と逆方向になるので、シール部材１１に
対する加圧力が減少して隙間が発生し、真空封止効果を
損なうおそれがある。特に、被試験素子４は機械的強度
が低い場合も考えられ、ネジ止め時の加圧力を大きくす
ることができない場合があるので、シール部材１１に対
する圧着力が十分に得られないおそれがある。

【００２０】そこで、被試験素子４を液体槽１内に配置
して開口部１０の内側から圧着し、液体槽１と真空槽２
との間の封止性を向上させてもよい。図３は被試験素子
４を開口部１０の内側から圧着したの発明の実施の形態
２を示す側断面図であり、図において、１、１ａ、１
ｃ、２、２ａ、４、６、１０および１１は前述と同様の
ものである。また、１Ｂは前述の熱伝導部１ｂに対応し
ており、二点鎖線矢印はビスによるネジ止め方向を示し
ている。

【００２１】この場合、熱伝導部１Ｂは、液体槽１の本
体側に対して着脱自在になっており、前述のソケット５
としての機能を兼ねている。したがって、被試験素子４
は熱伝導部１Ｂの開口部１０の内側に、シール部材１１
を介して固定されている。１２は液体槽１の本体側と熱
伝導部１Ｂとの間の着脱部に介在されたシール部材であ
る。

【００２２】次に、図３に示したこの発明の実施の形態
２の動作について説明する。まず、液体槽１の本体側か
ら熱伝導部１Ｂを分離して、開口部１０の内側にシール
部材１１を配置し、シール部材１１を介して、被試験素
子４を熱伝導部１Ｂの内側にネジ止め固定する（二点鎖
線矢印参照）。

【００２３】続いて、シール部材１２を介して、熱伝導
部１Ｂを液体槽１の本体側にネジ止め固定する。このと
き、熱伝導部１Ｂは十分な機械的強度を有しているの
で、十分な加圧力でシール部材１２を圧着して封止する
ことができる。

【００２４】その後、液体槽１のカバー部およびウィン
ドウ６を取り付け、真空孔２ａに真空ポンプを接続して
真空槽２内の空気を抜き、液体槽１内に試験温度の液体
Ａを注入する。このとき、被試験素子４は、開口部１０
のシール部材１１に対して、二点鎖線矢印のように液体
Ａの圧力方向にネジ止めされているので、比較的小さい
ネジ止め圧着力により十分な封止性を達成することがで
き、シール部材１１による封止効果が損なわれることは
ない。

【００２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、液体槽
１のヘッド部すなわち熱伝導部１ｂに開口部１０を設
け、液体槽１内に注入される液体Ａが被試験素子４に直
接接触するようにしたので、液体Ａと被試験素子４との
温度差を小さくすることができ、被試験素子４を所望の
試験温度に設定するまでの時間が短縮され、速やかに且
つ高精度に試験温度に設定するとともに、液体Ａの温度
の再調整を不要とした液体デュア装置が得られる効果が
ある。

【００２６】また、この発明によれば、被試験素子４を
熱伝導部１Ｂの内側（液体槽１内）に配置したので、液
体槽１と真空層２との間の封止構造が破壊されにくくな
り、温度調整動作の安定化を実現した液体デュア装置が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す側断面図であ
る。

【図２】 図１内の要部を拡大して示す斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態２を示す側断面図であ
る。

【図４】 従来の液体デュア装置を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 液体槽、１ｂ、１Ｂ 熱伝導部、２ 真空槽、４
被試験素子、１０ 開口部、１１ シール部材、Ａ 液
体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 規定の試験温度に設定された液体が注入
   される液体槽と、 前記液体槽の一部に形成された熱伝導部と、 前記液体槽の周囲に形成された真空槽と、 前記熱伝導部に着脱自在に配設された被試験素子とを備
   え、 前記被試験素子を前記試験温度に設定するための液体デ
   ュア装置において、 前記熱伝導部の端面に形成された開口部と、 前記開口部に配置されたシール部材とを設け、 前記被試験素子は、前記シール部材を介して前記開口部
   に圧着され、前記液体に直接接触するように構成された
   ことを特徴とする液体デュア装置。
2. 【請求項２】 前記熱伝導部を前記液体槽の本体側に対
   して着脱自在に構成し、前記被試験素子を前記開口部の
   内側に配設したことを特徴とする請求項１に記載の液体
   デュア装置。