(57)【要約】【課題】試験対象の部品を直接、所定の温度にすることができ、正確な温度での動作確認試験をしかも速く行うことが可能な温度試験装置を提供すること。【解決手段】  複数の電子熱電素子を平板上に設けた熱電変換板１１と、この熱電変換板１１の一方の面に一方の面を当接され他方の面を温度試験の対象となる電子部品に当接する導体板と、前記熱電変換板の他方の面に当接され、内部に冷却液の流路３１を有する冷却液流通部材１４と、前記流路に流す前記冷却液を導入し排出する冷却液入出手段と、を備え、前記電子熱電素子に加える電圧を制御することにより、前記電子部品の温度を制御して各温度における動作試験を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子熱電素子を平板上に設けた熱電変換板と、
この熱電変換板の一方の面に一方の面を当接され他方の面を温度試験の対象となる電子部品に当接する導体板と、
前記熱電変換板の他方の面に当接され、内部に冷却液の流路を有する冷却液流通部材と、
前記流路に流す前記冷却液を導入し排出する冷却液入出手段と、を備え、
前記電子熱電素子に加える電圧を制御することにより、前記電子部品の温度を制御して各温度における動作試験を可能とすることを特徴とする電子部品用温度試験装置。
【請求項２】
複数の電子熱電素子を平板上に設けた熱電変換板と、
この熱電変換板の一方の面に、一方の面を当接され他方の面を温度試験の対象となる電子部品に当接する導体板と、
前記熱電変換板の他方の面に当接され、内部に冷却液を流す蛇行形状の流路を有し、結露防止ガスを流入させ前記熱電変換板に当接された面の周囲から前記電子部品の周囲に前記結露防止ガスを噴出させる冷却液流通部材と、
前記流路に流す前記冷却液を導入し排出する冷却液入出手段と、を備え、
前記電子熱電素子に加える電圧を制御することにより、前記電子部品の温度を制御して各温度における動作試験を可能とすることを特徴とする電子部品用温度試験装置。
【請求項３】
前記電子熱電素子は、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置。
【請求項４】
前記熱電変換板は、絶縁性の基板と、この基板に開けられた複数の貫通孔に通して各々設けられたスケルトンペルチェ素子と、これらのスケルトンペルチェ素子を直列に接続した直列接続体の両端に電圧を加える電極とから成ることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置。
【請求項５】
前記電子熱電素子は、ゼーベック素子であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置。
【請求項６】
前記導体板は、熱電変換板とほぼ同一の大きさの第１の導体と、前記電子部品に当接される、前記第１の導体よりも狭い第２の導体とを一体にした構造を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置。
【請求項７】
前記導体板は、前記第２の導体の面積が異なる複数個を有し、前記電子部品の大きさに応じてこれらの導体板を取り替えることを可能とする請求項６記載の電子部品用温度試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペルチェ効果を利用した電子熱電素子を用いて半導体素子などの電子部品の各温度において動作試験を行うことができる温度試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に所定温度における動作確認試験には、電子部品の設けられたプリント基板などを恒温槽に入れてその恒温槽自体を所定に温度にしていた。しかし、この方法では装置が大掛かりとなりまた、所定温度にするまでに時間がかかるので、正確で速い温度試験は不可能であった。
【０００３】
一方、ペルチェ効果を用いて電子冷却を行う熱電冷却器はよく知られており（例えば特許文献１参照）、このようなペルチェモジュールを用いて電子部品など試料の温度試験を行う電子冷却ユニットも知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、このような電子冷却ユニットでは、温度試験を行う電子部品を完全に所定の温度にすることが困難であり、正確な温度試験を行うことができないという問題点があった。
【特許文献１】特開平６−８９９５５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５８３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の、ペルチェ素子など電子熱電素子を用いた温度試験装置では、試験対象となる電子部品などの温度を所定の温度にすることが難しく、正確な温度測定を行うことが困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の温度試験装置の問題点にかんがみてなされたもので、試験対象の部品を直接、所定の温度にすることができ、正確な温度での動作確認試験をしかも速く行うことが可能な温度試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１によれば、複数の電子熱電素子を平板上に設けた熱電変換板と、この熱電変換板の一方の面に一方の面を当接され他方の面を温度試験の対象となる電子部品に当接する導体板と、前記熱電変換板の他方の面に当接され、内部に冷却液の流路を有する冷却液流通部材と、前記流路に流す前記冷却液を導入し排出する冷却液入出手段と、を備え、前記電子熱電素子に加える電圧を制御することにより、前記電子部品の温度を制御して各温度における動作試験を可能とすることを特徴とする電子部品用温度試験装置を提供する。
【０００８】
本発明の請求項２によれば、複数の電子熱電素子を平板上に設けた熱電変換板と、この熱電変換板の一方の面に、一方の面を当接され他方の面を温度試験の対象となる電子部品に当接する導体板と、前記熱電変換板の他方の面に当接され、内部に冷却液を流す蛇行形状の流路を有し、結露防止ガスを流入させ前記熱電変換板に当接された面の周囲から前記電子部品の周囲に前記結露防止ガスを噴出させる冷却液流通部材と、前記流路に流す前記冷却液を導入し排出する冷却液入出手段と、を備え、前記電子熱電素子に加える電圧を制御することにより、前記電子部品の温度を制御して各温度における動作試験を可能とすることを特徴とする電子部品用温度試験装置を提供する。
【０００９】
本発明の請求項３によれば、請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置において、前記電子熱電素子は、ペルチェ素子であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４によれば、請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置において、前記熱電変換板は、絶縁性の基板と、この基板に開けられた複数の貫通孔に通して各々設けられたスケルトンペルチェ素子と、これらのスケルトンペルチェ素子を直列に接続した直列接続体の両端に電圧を加える電極とから成ることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５によれば、請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置において、前記電子熱電素子は、ゼーベック素子であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６によれば、請求項１又は２記載の電子部品用温度試験装置において、前記導体板は、熱電変換板とほぼ同一の大きさの第１の導体と、前記電子部品に当接される、前記第１の導体よりも狭い第２の導体とを一体にした構造を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７によれば、請求項６記載の電子部品温度試験装置において、前記導体板は、前記第２の導体の面積が異なる複数個を有し、前記電子部品の大きさに応じてこれらの導体板を取り替えることを可能とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子部品の設けられている基板などを恒温槽などに入れる必要はなく、速くしかも正確な所定温度における動作確認試験を行うことが可能な電子熱電素子を用いた温度試験装置が得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に本発明一実施形態の構成例を示す。この温度試験装置１０は、複数のスケルトン型のペルチェ素子を上下面に配設された熱電変換板１１と、この熱電変換板１１の温度を試験対象である高機能樹脂板に設けられた半導体素子などの電子部品１２に伝える伝導部材１３と、冷却液を流す溝を有し結露防止ガスを噴出する冷却液流通部材１４と、この冷却液流通部材１４の溝に冷却液を導入し排出する冷却液入出部材１５とから成る。
【００１６】
熱電変換板１１の構造を図２（ａ）（ｂ）に示す。図２（ａ）は熱電変換板１１の斜視図であり、図２（ｂ）はこの断面図である。熱電変換板１１は、高機能樹脂板の表裏を貫通する穴２２が設けられ、この穴２２にペルチェ素子２３が通され、ペルチェ素子２３の両端を素子電極２４で接続され、アルミでモールドされた構造を有する。このようにして直列接続されたペルチェ素子２３に直流電圧を印加するために、電極２５ａ，２５ｂが設けられている。
【００１７】
冷却液入出部材１５は、冷却液（水又は不凍液）を外部から導く冷却液導入管１６ａと、冷却液流通部材１４を通った冷却液を外部に排出する冷却液排出管１６ｂと、これらの冷却液導入管１６ａ及び冷却液排出管１６ｂを囲む円筒状部材１７と、結露防止ガスを導入する結露防止ガス導入管１８ａ，１８ｂと、この冷却液入出部材１５を冷却液流通部材１４に固定部材１９とから成る。
【００１８】
冷却液導入管１６ａにより導入される冷却液は例えば、水又は不凍液であり、結露防止ガス導入管１８ａ，１８ｂにより導入される結露防止ガスは例えばチッ素ガスである。固定部材１９の四隅には、冷却液流通部材１４に固定するためのネジが挿入される穴が設けられている。
【００１９】
冷却液流通部材１４は、図３の斜視図に示すように、中央に冷却液が流れる蛇行形状の流路３１が設けられ、四隅にこの冷却液流通部材１４を冷却液入出部材１５と固定するためのネジが挿入される穴３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄがあけられている。更に、上記冷却液入出部材１５の結露防止ガス導入管１８ａ，１８ｂから入れられた結露防止ガスを、この冷却液流通部材１４の他方の面（下面）の周囲から噴出させるための結露防止ガス導入穴３３が設けられている。
【００２０】
図４に、図１の矢印Ａ方向から見た温度試験装置１０の構造を示す。冷却液流通部材１４の下面の周囲には、上記結露防止ガス導入穴３３から導かれた結露防止ガスが噴出される結露防止ガス噴出穴４１が複数個、所定間隔で設けられている。この面には一回り小さく、熱電変換板１１と伝導部材１３が重ねてネジ４３ａ，４３ｂにより止められる。冷却流通部材１４の下面及び伝導部材１３の上面には、絶縁層が設けられている。
【００２１】
伝導部材１３は狭い板４４ｂの部分の大きさを変えたものをいくつか用意しておき、それらを電子部品の当接部分の大きさに応じて取り替える。このようにすれば、電子部品の必要な部分だけを所定の温度にすることができるので、効率よく正確な温度試験を行うことが可能となる利点がある。
【００２２】
伝導部材１３は導電性の良好な材料で作られ、熱電変換板とほぼ同一の大きさの第１の導体４４ａと、前記電子部品１２に当接される、前記第１の導体よりも狭い第２の導体４４ｂとを一体にした２段構造を有しており、この第２の導体４４ｂの部分が温度試験を行う電子部品１２の上面に直接、当接されて温度試験がされる。
【００２３】
次に、本発明のこの実施形態の動作を説明する。冷却液流通部材１４と冷却液入出部材１５はネジにより予め固定されている。温度試験を行う人は、まず温度試験の対象となる電子部品１２の上面の大きさに合わせて、伝導部材１３を取り替え、この伝導部材１３及び熱電変換板１１をネジ４３ａ，４３ｂにより冷却液流通部材１４の下面に固定する。
【００２４】
次に電子部品１２の上面に上記伝導部材１３が当接するように、この温度試験装置１０を固定する。次に、冷却液導入管１６ａから冷却液を導入し、結露防止ガス導入管１８ａ，１８ｂから結露防止ガスを入れる。そして、熱電変換板１１の電極２５ａ，２５ｂから、例えば＋１５Ｖの直流電圧を印加し、６アンペアの電流を流し、所定の温度例えば−４０℃に持っていく。
【００２５】
このとき、冷却液は冷却液導入管１６ａから入り冷却液流通部材１４の冷却溝３１を通ってこれらの部材を冷却し、冷却液排出管１６ｂを通って外部に排出され外部で冷やされて再び、冷却液導入間１６ａから導入される。
【００２６】
一方、結露防止ガス導入管１８ａ，１８ｂから導入された結露防止ガスは、冷却液流通部材１４の結露防止ガス導入穴３３から入れられて、冷却液流通部材１４の下面の冷却液噴出穴４１から噴出される。図４に示すように熱電変換板１１及び伝導部材１３は冷却液流通部材１４の下面より小さくされており、噴出された結露防止ガスは伝導部材の下に当接されている電子部品１２を周囲から包むようにして外気から遮断し、結露防止ガス雰囲気中に置くことになる。したがって外気の温度が非常に高くても電子部品の温度を下げることが容易となる利点がある。
【００２７】
このような状態で、熱電変換板１１の電極２５ａ，２５ｂに印加する電圧、電流を制御することにより電子部品１２の温度を各所定温度にして、その温度における電子部品の動作を確認することができる。
【００２８】
本発明の上記実施形態によれば、面積の広い板第１の導体の他に、面積の異なる狭い第２の導体を設けた構造の伝導部材を用いるので、熱電変換板の熱を効率よく電子部品に伝えることが可能である。しかも、第２の導体の面積が異なる伝導部材を複数個用意し、電子部品の大きさに応じてそれらの伝導部材１３を取り替えて用いるので、温度測定の対象となる電子部品の大きさに応じて温度を変えることができ、更に効率的でかつ正確な温度試験を行える利点がある。
【００２９】
本発明の上記実施形態では、図２（ａ）（ｂ）に示す構造の熱電変換板１１を用いているので、下方面では導電部材１３に効率よく所定の温度を伝えることが可能となる。一方、熱電変換板１１の上方面では、温度が上昇するので、冷却液流通部材１４に流される冷却液により温度を下げることが可能となる。また冷却液流通部材１４に通される結露防止ガスにより結露を防止することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の上記実施形態では、スケルトンペルチェ素子により温度を変える温度試験装置について述べたが、本発明はスケルトンペルチェ素子だけでなくペルチェ素子を用いてもよく、更にペルチェ素子に限られず、ゼーベック効果を利用するゼーベック素子など一般的には電子熱電素子を用いて温度を変えて、温度試験の対象となる電子部品の動作を確認する温度試験装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明一実施形態の温度試験装置の構成を示す斜視図。
【図２】本発明一実施形態の温度試験装置における伝導部材１３の構造を示す図。
【図３】本発明一実施形態の温度試験装置における冷却液流通部材１４の構造を示す図。
【図４】本発明一実施形態の温度試験装置を下面から見た図。
【符号の説明】
【００３２】
１０・・・温度試験装置、
１１・・・熱電変換板、
１２・・・電子部品、
１３・・・伝導部材、
１４・・・冷却液流通部材、
１５・・・冷却液入出部材、
１６ａ・・・冷却液導入管、
１６ｂ・・・冷却液排出管、
１７・・・円筒状部材、
１８ａ，１８ｂ・・・結露防止ガス導入管、
１９・・・固定部材、
２２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ・・・穴、
２３・・・ペルチェ素子、
２４・・・素子電極、
２５ａ，２５ｂ・・・電極、
３１・・・流路、
３３・・・結露防止ガス導入穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006105724.tif 000006