JPH112655A - 半導体の高温度試験装置 - Google Patents

半導体の高温度試験装置

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JPH112655A
JPH112655A JP17110597A JP17110597A JPH112655A JP H112655 A JPH112655 A JP H112655A JP 17110597 A JP17110597 A JP 17110597A JP 17110597 A JP17110597 A JP 17110597A JP H112655 A JPH112655 A JP H112655A
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JP
Japan
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semiconductor
heater
terminal
test
tested
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JP17110597A
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English (en)
Inventor
Yoshio Ishida
良夫 石田
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Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的簡素な試験装置とすると共に、容易に数百MHzか
ら数GHzといった高周波数の半導体の試験が行えるよう
にする。 【構成】ソケットの一部に端子を有し、当該端子に接続
するパターンを有するキャリアと、当該端子から導出さ
れ外部の試験装置への接続部となる導通ピンと、前記キ
ャリア上に被試験半導体を配置し、前記被試験半導体に
はヒータが圧接し、恒温槽を使用することなく高温試験
を行うことを特徴とする半導体の高温度試験装置とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の生産工程にお
いて行われる高温度耐久試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体の出荷前の生産工程において、ス
クリーリングのためにバーンインテストなどの高温度試
験が行われているが、この高温度試験は、従来より恒温
槽が使用されている。すなわち、被試験半導体を電気通
電するためのソケット等の試験治具一式を80-150℃程度
の一定温度の恒温槽に入れて試験が行われている。
【0003】半導体の試験手順は、図11に示すような
ものとなっている。すなわち、トレイに搭載される複数
の被試験半導体10は、先ず常温下での試験を行い、合格
の後にチャンバを使用する高温度試験に移行するが、被
試験半導体10は、常温時にトレイやソケット、試験装置
等から構成される試験治具で試験を行った後は、常温下
とほぼ同一の試験治具がセットされた恒温槽の中に入れ
テストする。この高温試験において、恒温槽内部の被試
験治具と恒温槽外部の試験用制御装置との接続は、前記
常温試験で用いたリード線よりも長い数cmから十数cmの
リード線によってなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記試験治具の熱容量
は被試験半導体の熱容量より格段に大きいために、試験
治具は当初より恒温槽内にセットされているが、試験用
の制御装置は近年の数百MHzといった高周波数で高集積
の半導体試験に対応する装置のために、高温度に弱く、
このために恒温槽内部の試験治具と、恒温槽外部の制御
装置とは上記の通り長いリード線により接続されること
になる。しかしながらこのような高周波数で動作する電
子部品では、被試験部品と制御装置との間が離れること
で信号の応答性が損なわれ、実際の動作テストが行えな
いものとなっている。すなわち、上記従来技術のように
被試験部品から長いリード線を介して制御装置に接続す
ることで高周波数で動作する電子部品は制御装置からの
正確な命令を受け取れなくなっている。上記試験での電
子部品の周波数は150MHzが限度となっており、近年の50
0MHzから数GHzといった周波数の半導体では、試験が行
えないものとなっている。
【0005】同時に、上記試験治具の熱容量は被試験半
導体の熱容量より格段に大きく、恒温槽内温度が所定の
温度に達するには図10の曲線aで示すようにかなり時
間がかかり、試験時間短縮の弊害になっている。また、
恒温槽を用いることなく被試験半導体を常温下で試験治
具にセットした状態のまま被試験半導体にヒータを圧接
できれば初期の目的が達成できる可能性があったが、従
来ヒータの発熱密度は極めて小さいために所定の温度に
昇温しようとすればヒータが大型化し、上記ヒータ自身
の熱容量が大きいため図10の曲線bで示すようにオー
バーシュート特性となり、被半導体を破壊に至らせると
いった問題のために、このような試験装置は造られたこ
とがなかった。
【0006】本発明は上記課題に鑑み、簡素な試験装置
とすると共に、数百MHzから数GHzといった高周波数の半
導体の試験が容易に行えるようにすることを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、ソケットの一部に端子を有し、当該端
子に接続するパターンを有するキャリアと、当該端子か
ら導出され外部の試験装置への接続部となる導通ピン
と、前記キャリア上に被試験半導体を配置し、前記被試
験半導体にはヒータが圧接し、恒温槽を使用することな
く高温試験を行うことを特徴とする半導体の高温度試験
装置とする。上記被試験半導体はキャリアが不要な半導
体素子を使用してもよい。
【0008】
【実施例】本発明の第1の実施例とする半導体の高温度
試験装置を図1と図2に示す。図1には被試験半導体の
試験用ソケットへの装着前の外形斜視図を示し、図2に
はこの側面断面図を示している。
【0009】図1と図2が示すように、ソケット40は半
導体と電気的接続される端子42を備え、当該ソケット40
の下部(外部)には前記端子42が延長された導通ピン44
が備えられている。このソケット40の中心空間には次の
ような被試験部分が埋設される。この被試験部分は、前
記端子42に接続されるパターン64を有するキャリア60
と、このキャリア60の上面に配置される固定材62と、固
定材62により位置決め固定される被試験半導体10と、こ
の上部に配置されるヒータ30とから構成され、前記被試
験半導体10とヒータ30との間にはシリコン・シート等を
成形した緩衝材20が配置されており、当該緩衝材20を介
して被試験半導体10とヒータ30とが圧接されている。
【0010】上記構成において、ソケット40はプラスチ
ックや樹脂を成型したものであり、また、キャリア60は
テストボードを兼用する被試験半導体10の支持具となっ
ている。本実施例においては、被試験半導体10はチップ
部品と呼ばれるリード部分のない半導体を使用した例を
示しており、キャリア60上のパターン64とは半導体の裏
面で接続されている。
【0011】本実施例においては、上述の通り被試験半
導体10に空気間隙を極小にすることが主目的で暑さ0.3m
m程度の緩衝材20を介してヒータ30が取り付けられてい
る。当該ヒータ30は図6に示すようなものとなってお
り、リード32-32によりエネルギーを取り込み、発熱を
行うものである。当該ヒータ30は次のようにして作られ
る。先ず窒化珪素シートをシート成形機で成形し、窒化
チタンもしくはタングステン等のペーストを印刷する。
この後に窒化珪素シートをラミネート成形し、リード線
穴開加工、焼成を行い、リード線穴に銀ロー等のロー付
材を挿入し、コバール等のリード線を挿入後ロー付けを
行い、表面を研磨している。このようにして形成される
ヒータ30は、39W/平方センチメートル以上の発熱密度を
持ち、且つ被試験半導体の熱容量より小さな熱容量とす
ることが望ましい。
【0012】また本実施例では、ヒータ30の断熱を考慮
し、蓋50と固定材62の一部に突起を設けている。これに
よりヒータ30と被試験半導体10との熱が他の部分に逃げ
ないようになり、安定した熱負荷が被試験半導体10に与
えられるようになっている。この突起は上記位置でなく
とも、ヒータ30と被試験半導体10とが周囲の部分に接触
しなければ、別の位置に設けてもよい。
【0013】また、図6に示すように、ヒータ30もしく
は被試験半導体10の少なくとも一方に熱電対34等の温度
センサを取り付ければ、次のような作用が得られる。す
なわちこのような構成によれば、ヒータ30もしくは被試
験半導体10自身の動作状況が監視でき、図10の下の波形
が示すように、ヒータ30が必要以上に熱量を有する場合
にはエネルギー供給をオフし、逆に不足する場合にはオ
ンできるので、ヒータ30の熱容量が小さいことにより図
10のc曲線が示すような理想的なヒータ特性に沿った細
かい温度調節が行える。
【0014】上記導通ピン44は外部の試験装置(図示な
し)に接続されており、この試験装置から実使用時をシ
ュミレーションした環境を作り出し、導通ピン44から端
子42、パターン64といった経路で被試験半導体10に負荷
を与えている。
【0015】次に第2の実施例を図3と図4に示す。図
3と図4には、上記第1の実施例に示した被試験半導体
10をLSIやMPUといった比較的大型の半導体とした
例を示している。すなわち、被試験半導体10のピン12は
キャリアを使用することなく直接にパターン64に当接
し、当該被試験半導体10の下部に緩衝材20を介してヒー
タ30が圧接されている。本実施例では、固定材62はソケ
ット40に一体形成されている。なお図3と4において説
明のなかった部分については上記第1の実施例において
述べたものと同一もしくは相当分であるので説明は省略
する。
【0016】第3の実施例を図5に示す。図5では、ソ
ケット40の内壁下面にバネ70を持ち、このバネ70により
支持されるキャリア60上にヒータ30を有し、この上部に
緩衝材20を介して被試験半導体10を配置している。本実
施例では、被試験半導体10をラジアル部品とし、このピ
ン12の側面を端子42に当てている。また、上記実施例と
異なり、バネ70の弾性により被試験半導体10とヒータ30
との圧接がなされている。本実施例においてキャリア60
は特別な配線パターン64を持たず、ヒータ30の支持のみ
行っており、第1の実施例において述べたキャリア64と
は異なるものである。しかしながら他の部分において、
上記に説明のなかったものは第1の実施例に示したもの
と同一もしくは相当分であるので説明は省略する。
【0017】上記第1の実施例にはチップ部品を、第2
乃至第3の実施例においては、フラットパッケージ形や
ラジアル形の被試験半導体10を使用したが、これは図7
乃至図9に示す半導体等に相互置き換え可能なものであ
る。
【0018】また、上記それぞれの実施例において、被
試験半導体10とヒータ30とは緩衝材20を用いて圧接して
いるが、この被試験半導体10とヒータ30とは直接接触さ
せてもよい。また、被試験半導体10とヒータ30との位置
関係は第1の実施例と第2第3の実施例を相互に置き換
えてもよい。すなわち、ヒータ30は被試験半導体10の上
部でも下部でもいずれの位置に配置してもよい。またこ
のとき被試験半導体10の外形にあわせてヒータ30を立体
的に成形できるが、多数半導体の検査を行う場合には平
板状のヒータとするのが望ましい。
【0019】また、上記それぞれの実施例において、被
試験半導体10のヒータ30圧接面と対向する側に圧接保持
具を当接させてもよいし、ソケット40の一部にヒータ30
の固定材62を組み込んでもよい。上記「圧接保持具」と
は第1の実施例に示す蓋50に包含されるものであり、被
試験半導体10とヒータ30両者の圧接を保持するものであ
る。また上記第1の実施例で述べたように、蓋50や固定
材62、もしくはヒータ30や被試験半導体10が接する部分
の一部に突起を設け、ヒータ30及び被試験半導体10の断
熱性の向上を図ってもよい。
【0020】
【発明の効果】上記構成により、従来使用していたよう
な恒温槽といった大型の環境試験を使用しなくとも個々
の被試験半導体のセット治具にヒータがそれぞれ備えら
れるので、外部の制御装置と被試験半導体との間に長い
リード線が不要になる。したがって被試験半導体が高周
波数であっても安定した性能試験が行える。
【0021】また、恒温槽ではなく、被試験半導体に直
接もしくは緩衝材を介してヒータを接続するので、試験
時間が数秒で済み、同時に試験時装置自体の台数を減ら
すなど省力化が実現できる。すなわち試験時間の大幅な
短縮と、省エネルギーが実現できる。
【0022】また、熱容量の小さいヒータに熱電対等の
センサを付加することで、きめ細かにヒータ温度が監視
できるので、この監視結果に基づき被試験半導体へ出力
される熱伝導エネルギーを調節することで、理想的な温
度特性が得られるものとなっている。
【0023】すなわち、小熱容量且つ発熱密度の極めて
大きなヒータを開発することにより、図10の曲線cで
示す理想の特性を得て、例えば100℃といった所定の温
度へ数秒で昇温するものであり、大幅な試験時間の短縮
と製造工程の省エネルギーを達成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高温試験装置の斜視図を示す
【図2】図1の側面断面図を示す
【図3】本発明の第2の実施例とする試験装置の斜視図
を示す
【図4】図4の側面断面図を示す
【図5】本発明の第3の実施例を示す
【図6】ヒータの正面図と側面図を示す
【図7】被試験半導体の実施例を示す
【図8】被試験半導体の実施例を示す
【図9】被試験半導体の実施例を示す
【図10】ヒータの特性グラフを示す
【図11】従来の試験装置を示す
【符号の説明】
図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 10 被試験半導体 12 ピン 20 緩衝材 30 ヒータ 32 リード 34 温度センサ 40 ソケット 42 端子 44 導通ピン 50 蓋 60 キャリア 62 固定材 64 パターン 70 バネ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被試験半導体に圧接するヒータを用いた半
    導体の高温度試験装置。
  2. 【請求項2】被試験半導体の熱容量より小さな熱容量の
    ヒータを用いた請求項1記載の半導体の高温度試験装
    置。
  3. 【請求項3】ヒータにセラミックヒータを用いた請求項
    1記載の半導体の高温度試験装置。
  4. 【請求項4】窒化珪素を基材としたセラミックヒータを
    用いた請求項3記載の半導体の高温度試験装置。
  5. 【請求項5】圧接する面に熱伝導性緩衝シート材を用い
    た請求項1記載の半導体の高温度試験装置。
  6. 【請求項6】被試験半導体のヒータ圧接面と対向する側
    に断熱と圧接保持具を当接する請求項1記載の半導体の
    高温度試験装置。
  7. 【請求項7】ソケットにヒータを組み込んだ請求項1記
    載の半導体の高温度試験装置。
  8. 【請求項8】ヒータの一部に温度センサを取り付けた請
    求項1記載の半導体の高温度試験装置。
  9. 【請求項9】被試験半導体と接する一部に温度センサを
    取り付けた請求項1及び5乃至7に記載の半導体の高温
    度試験装置。
  10. 【請求項10】ソケットの一部に端子を有し、当該端子
    に接続するパターンを有するキャリアと、当該端子から
    導出され外部の試験装置への接続部となる導通ピンと、
    前記キャリア上に被試験半導体を配置し、前記被試験半
    導体にはヒータが圧接し、恒温槽を使用することなく高
    温試験を行うことを特徴とする半導体の高温度試験装
    置。
  11. 【請求項11】ソケットの一部に端子を有し、当該端子
    に直接接続するピンを有する被試験半導体と、当該端子
    から導出され外部の試験装置への接続部となる導通ピン
    とを備え、前記被試験半導体にはヒータが圧接し、恒温
    槽を使用することなく高温試験を行うことを特徴とする
    半導体の高温度試験装置。
JP17110597A 1997-06-11 1997-06-11 半導体の高温度試験装置 Pending JPH112655A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896814A (en) * 1987-07-28 1990-01-30 Societe Anonyme Dite: Alsthom Method of welding inside a groove machined in a solid steel part, and utilization of the method for repairing a cracked rotor
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