JPH0964128A - バーンイン方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の温度を正確に測定できるバーン
イン装置を提供する。 【構成】 半導体装置２を複数種の温度に加熱する液体
Ｌと、半導体装置２に電源電圧を印加する電源供給部１
１と、半導体装置２に形成された感熱ダイオード２ａの
出力電圧を測定する電圧測定部１２と、半導体装置２に
電源電圧が印加されていないときの複数種の加熱温度と
これに対応する感熱ダイオード２ａの出力電圧値とから
該半導体装置２固有の温度特性を求め、バーンイン時に
は、感熱ダイオード２ａの出力電圧を温度特性に当ては
めて半導体装置２の温度を算出する温度算出部１４とを
有するバーンイン装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーンイン方法および
装置に関し、特に被検査対象である半導体装置のバーン
イン時における温度制御に適用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固有欠陥や製造上のバラツキに起因して
時間とストレスに依存する故障を引き起こす半導体装置
を取り除くための試験装置として、バーンイン装置があ
る。このバーンイン装置では、半導体装置をたとえば 1
00℃程度に加熱した状態で電源電圧を印加し、デバイス
に電流を流して温度および電圧ストレスを加えながらス
クリーニングが行われる。

【０００３】なお、このようなバーンインに関する技術
を詳しく記載している例としては、たとえば、プレスジ
ャーナル発行、「月刊 Semiconductor World」1993年 8
月号（平成 5年 7月20日発行）、P121〜P123がある。

【０００４】バーンイン時における半導体装置の温度
は、電源電位供給による装置自体の発熱により、加熱す
る気体や液体の温度より高温になるのが一般的である。
したがって、チップに形成された感熱ダイオードの出力
電圧を測定し、この値を予め用意された感熱ダイオード
の代表的な温度特性（感熱ダイオードの出力電圧と半導
体装置の温度との関係）に当てはめて半導体装置の温度
を求めることが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感熱ダ
イオードの温度特性は個々にバラツキがあるため、前述
のように代表的なものを用いて半導体装置の温度を求め
た場合には誤差を生じることになり、正確な測定がなさ
れていないことになる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、バーンイン時に
おける半導体装置の温度を正確に測定することのできる
技術を提供することにある。

【０００７】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から明らかにな
るであろう。

【０００８】

【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、
次のとおりである。

【０００９】すなわち、本発明によるバーンイン方法
は、電源電圧が印加されていないときの半導体装置の感
熱ダイオードの出力電圧と加熱温度とから半導体装置の
温度特性を予め求めておき、感熱ダイオードの出力電圧
を測定してこれを温度特性に当てはめて半導体装置の温
度を算出しながらバーンインを行うことを特徴とするも
のである。

【００１０】また、本発明によるバーンイン装置は、半
導体装置を複数種の温度に加熱する加熱媒体と、半導体
装置に電源電圧を印加する電源供給部と、半導体装置に
形成された感熱ダイオードの出力電圧を測定する電圧測
定部と、半導体装置に電源電圧が印加されていないとき
の複数種の加熱温度とこれに対応する感熱ダイオードの
出力電圧値とから該半導体装置固有の温度特性を求め、
バーンイン時には、感熱ダイオードの出力電圧を温度特
性に当てはめて半導体装置の温度を算出する温度算出部
とを有することを特徴とするものである。この場合にお
いて、加熱媒体には気体または液体を用いることができ
る。

【００１１】

【作用】上記した手段によれば、バーンインされる半導
体装置個々に対して固有の温度特性を求め、バーンイン
時には感熱ダイオードの出力電圧をこの温度特性に当て
はめて半導体装置の温度を算出するようにしているの
で、バーンイン時における半導体装置の温度を正確に測
定することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例であるバーンイン
装置を示す概略図、図２はそのバーンイン装置で検査さ
れる半導体装置の温度とその半導体装置に形成された感
熱ダイオードの出力電圧との関係を示すグラフである。

【００１４】本実施例のバーンイン装置は、検査治具１
に保持された半導体装置２を加熱するための加熱機構を
有している。図示するように、この加熱機構は、加熱媒
体として相互に温度が異なる液体Ｌが収容された第１〜
第３の槽３ａ，３ｂ，３ｃを持っており、たとえば第１
の槽３ａ内の液体Ｌの温度は50℃、第２の槽３ｂ内は10
0℃、第３の槽３ｃ内は 150℃に、内部のヒータによっ
てそれぞれ温調されている。なお、加熱媒体としては気
体を用いることもでき、また、槽は３つに限定されるこ
となく、複数設けられていればよい。

【００１５】液体Ｌを半導体装置２に噴射するため、槽
３ａ，３ｂ，３ｃと半導体装置２との間には供給配管４
が設けられている。この供給配管４の一方側は各槽３
ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ固定されており、切換バルブ
５を介して集合されて他方側が半導体装置２に向けられ
ている。また、供給配管４の途中には、槽３ａ，３ｂ，
３ｃ内の液体Ｌを半導体装置２に向かって送り出すため
のポンプ６が設けられている。さらに、供給配管４の半
導体装置２側には噴射ノズル７が取り付けられている。
これにより、切換バルブ５を操作してたとえば第１の槽
３ａを選択すれば、半導体装置２には50℃の液体Ｌが噴
射される。

【００１６】半導体装置２に噴射した液体Ｌを回収する
ために、槽３ａ，３ｂ，３ｃと半導体装置２との間には
回収配管８が設けられている。すなわち、この回収配管
８は、噴射された液体Ｌの落下位置に配置された回収プ
レート９に一方側が取り付けられ、切換バルブ１０を介
して３つに分岐されて他方側が各槽３ａ，３ｂ，３ｃに
取り付けられている。なお、この切換バルブ１０は、供
給配管４に取り付けられた切換バルブ５とリンクして動
作するようになっており、たとえば切換バルブ５が第１
の槽３ａを選択する位置にある時には、この切換バルブ
１０は自動的に第１の槽３ａを選択する位置に設定され
る。

【００１７】このバーンイン装置には、半導体装置２に
電源電圧を印加するための電源供給部１１、半導体装置
２に形成された感熱ダイオード２ａの出力電圧を測定す
るための電圧測定部１２、および、噴射される液体Ｌの
温度を噴射ノズル７の位置で測定する温度測定部１３が
設けられ、電圧測定部１２での出力電圧値と温度測定部
１３での液温とが入力される温度算出部１４を有してい
る。この温度算出部１４は、半導体装置２に電源電圧が
印加されていないときの所定の温度下における感熱ダイ
オード２ａの出力電圧値から検査対象の半導体装置２に
固有の温度特性を求め、バーンイン時には、感熱ダイオ
ード２ａの出力電圧をこの温度特性に当てはめて半導体
装置２の温度を算出するようになっている（図２参
照）。なお、算出された温度を表示するための温度表示
部１５が温度算出部１４に接続されている。

【００１８】このようなバーンイン装置による半導体装
置２の温度測定は次のようにして行われる。

【００１９】先ず、電源電圧を印加しない状態で槽３
ａ，３ｂ，３ｃからの液体Ｌを用いて半導体装置２を加
熱し、この半導体装置２の温度と形成された感熱ダイオ
ード２ａの出力電圧との関係、つまり半導体装置２の温
度特性を求める。感熱ダイオード２ａの出力電圧は温度
と比例関係を有しているので、複数種たとえば２種の温
度に加熱してそれぞれのときの出力電圧を求めることに
より得られる。

【００２０】本実施例においては、３つの槽３ａ，３
ｂ，３ｃの液体Ｌで半導体装置２を３種の温度、すなわ
ち、50℃、 100℃、 150℃に加熱し、このときの出力電
圧を電圧測定部１２で測定する。たとえば、50℃に加熱
したときの出力電圧が 500mV、100℃のときが1000mV、
150℃のときが1500mVと測定されたとき、これをグラフ
にプロットして求められた半導体装置２の温度と感熱ダ
イオード２ａの出力電圧との関係を図２に示す。そし
て、マイコンよりなる温度算出部１４には、電圧測定部
１２で測定された感熱ダイオード２ａの出力電圧値（つ
まり、 500mV、1000mV、1500mV）と温度測定部１３で測
定された液体Ｌの液温（つまり、50℃、 100℃、 150
℃）とが入力され、これらのデータから図２のような温
度特性がメモリに格納される。

【００２１】温度特性を求めた後、バーンインを開始す
る。

【００２２】電源供給部１１により定格もしくはそれを
超える電源電圧が半導体装置２に印加されてバーンイン
が行われるので、たとえば第２の槽３ｂから 100℃の液
体Ｌを噴射したとしても、半導体装置２の温度は 100℃
以上になる。そして、特に発熱量の大きいものである場
合には、その傾向が顕著になる。

【００２３】ここで、バーンイン時の感熱ダイオード２
ａの出力電圧が電圧測定部１２によりたとえば1200mVと
測定されたとする。前述のように、温度算出部１４には
図２に示すような温度特性が格納されているので、これ
から出力電圧が1200mVのときの半導体装置２の温度は 1
20℃と算出される（図２参照）。そして、このようにし
て半導体装置２の温度を測定しながらバーンインを行
う。

【００２４】半導体装置２に対してのバーンインの終了
後、これを検査治具から取り外して次の半導体装置をセ
ットする。そして、同様の要領で温度特性を求めてから
バーンインを行う。

【００２５】このように、本実施例のバーンイン装置に
よれば、バーンインされる半導体装置２個々に対して固
有の温度特性を求め、バーンイン時には感熱ダイオード
２ａの出力電圧をこの温度特性に当てはめて半導体装置
２の温度を算出するようにしているので、バーンイン時
における半導体装置２の温度を正確に測定することがで
きる。

【００２６】以上、本発明者によってなされた発明を実
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
で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００２７】

【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以
下のとおりである。

【００２８】(1).すなわち、本発明のバーンイン技術に
よれば、バーンインされる半導体装置個々に対して固有
の温度特性を求め、バーンイン時には感熱ダイオードの
出力電圧をこの温度特性に当てはめて半導体装置の温度
を算出するようにしているので、バーンイン時における
半導体装置の温度を正確に測定することができる。

【００２９】(2).また、同一スペックの半導体装置を同
一条件でバーンインしたときの各半導体装置の温度差を
測定することが可能になるので、半導体装置の放熱特性
の良否を判断することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるバーンイン装置を示す
概略図である。

【図２】図１のバーンイン装置で検査される半導体装置
の温度とその半導体装置に形成された感熱ダイオードの
出力電圧との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 検査治具 ２ 半導体装置 ２ａ 感熱ダイオード ３ａ 第１の槽 ３ｂ 第２の槽 ３ｃ 第３の槽 ４ 供給配管 ５ 切換バルブ ６ ポンプ ７ 噴射ノズル ８ 回収配管 ９ 回収プレート １０ 切換バルブ １１ 電源供給部 １２ 電圧測定部 １３ 温度測定部 １４ 温度算出部 １５ 温度表示部 Ｌ 液体（加熱媒体）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源電圧が印加されていないときの半導
   体装置の感熱ダイオードの出力電圧と加熱温度とから前
   記半導体装置の温度特性を予め求めておき、前記感熱ダ
   イオードの出力電圧を測定してこれを前記温度特性に当
   てはめて前記半導体装置の温度を算出しながらバーンイ
   ンを行うことを特徴とするバーンイン方法。
2. 【請求項２】 半導体装置を複数種の温度に加熱する加
   熱媒体と、 前記半導体装置に電源電圧を印加する電源供給部と、 前記半導体装置に形成された感熱ダイオードの出力電圧
   を測定する電圧測定部と、 前記半導体装置に電源電圧が印加されていないときの複
   数種の加熱温度とこれに対応する前記感熱ダイオードの
   出力電圧値とから該半導体装置固有の温度特性を求め、
   バーンイン時には、前記感熱ダイオードの出力電圧を前
   記温度特性に当てはめて前記半導体装置の温度を算出す
   る温度算出部とを有することを特徴とするバーンイン装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のバーンイン装置におい
   て、前記加熱媒体は気体または液体であることを特徴と
   するバーンイン装置。