(57)【要約】【課題】半導体試験装置の起動時におけるウォームアップによって発生する無駄な時間を短縮することで試験時間の短縮を図ると共に、温度ドリフトに起因する測定精度の悪化を防止し試験歩留まりの改善を図る。【解決手段】冷却手段を備えるテストヘッド内に収納される複数の回路基板上に実装されている電子部品のウォームアップを行う半導体試験装置であって、１つ若しくは複数の前記回路基板上に実装された電子部品の内、予め回路基板毎に選定された１つ若しくは複数の発熱部品の温度を示す発熱部品温度信号を入力とし、前記ウォームアップの開始以降、前記発熱部品の温度の最大値を求め、当該最大値を予め設定された目標温度に一致させるように前記冷却手段を制御する温度制御手段を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却手段を備えるテストヘッド内に収納される複数の回路基板上に実装されている電子部品のウォームアップ機能を有する半導体試験装置であって、
１つ若しくは複数の前記回路基板上に実装された電子部品の内、予め回路基板毎に選定された１つ若しくは複数の発熱部品の温度を示す発熱部品温度信号を入力とし、前記ウォームアップの開始以降、前記発熱部品の温度の最大値を求め、当該最大値を予め設定された目標温度に一致させるように前記冷却手段を制御する温度制御手段を具備することを特徴とする半導体試験装置。
【請求項２】
前記温度制御手段は、１つ若しくは複数の前記回路基板上に実装された電子部品の内、予め回路基板毎に選定された１つ若しくは複数の温度基準部品の温度を示す基準部品温度信号を入力とし、全ての前記温度基準部品の温度勾配がウォームアップ完了と判断される値となった場合に、ウォームアップ完了信号を上位の制御手段に出力することを特徴とする請求項１記載の半導体試験装置。
【請求項３】
前記発熱部品として、絶対最大定格温度と通常動作状態における温度実測値との差が最も小さい電子部品、または、所定の異常試験を行なった場合に最初に破損した電子部品、または、複数種類の異常試験を行なった場合に各異常試験で最初に破損した電子部品の各々を選定することを特徴とする請求項１または２記載の半導体試験装置。
【請求項４】
前記温度基準部品として、最も温度平衡状態に到達する時間が遅い電子部品、または、回路基板の特性に影響を及ぼす１つ若しくは複数の電子部品を選定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体試験装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は、前記最大値が、予め前記目標温度より高く設定されたアラーム温度を超えた場合に、アラーム発生信号を上位の制御手段に出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体試験装置。
【請求項６】
前記温度制御手段は、前記温度勾配として、全ての基準部品温度信号の時間微分値を算出し、当該算出した全ての時間微分値が予め設定された第１の閾値と第２の閾値との間に含まれる場合にウォームアップ完了と判定し、ウォームアップ完了信号を上位の制御手段に出力することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の半導体試験装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記ウォームアップ開始時において、前記テストヘッド内に収納される複数の回路基板上に実装されている電子部品の予備動作制御を行い、前記ウォームアップ完了信号の入力後に、自動的に校正及び診断処理を実行することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の半導体試験装置。
【請求項８】
前記温度制御手段は、前記最大値が、前記目標温度と前記アラーム温度との間に設定された第３の閾値に到達するまでは前記冷却手段の制御を停止することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の半導体試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被試験デバイスの試験を行う半導体試験装置に関し、特に、起動時においてテストヘッド内に収納された回路基板上の電子部品のウォームアップ機能を有する半導体試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、半導体試験装置は、被試験デバイス（ＤＵＴ）である半導体集積回路に試験信号を印加して得られる信号と予め定められている期待値とが一致している（パス）か否か（フェイル）を判定することにより、被試験デバイスが良品か不良品かを試験するものである。一般的に半導体試験装置では、ピンエレクトロ二クス基板などの回路基板がテストヘッド内に収納されており、この回路基板によって被試験デバイスへの電源電圧や試験信号の供給を行うと共に、被試験デバイスの出力信号を受信して出力信号と期待値との比較判定を行い、当該判定結果を上位の制御部に送信するという構成が採用されている。
【０００３】
このような半導体試験装置において、信頼性のある試験結果を得るためには高精度な電源電圧や試験信号を被試験デバイスに供給する必要がある。これら電源電圧や試験信号の精度は、上記のテストヘッド内に収納された回路基板上に実装されている電子部品の温度特性に大きく影響を受ける。そこで、従来では半導体試験装置の起動時において、これら電子部品のウォームアップを行って熱的に安定させた後に、実際の試験を行っていた。
【０００４】
具体的には、テストヘッドには電動ファン等の冷却装置が設けられており、ウォームアップ開始時にはテストヘッド（回路基板上の電子部品）に通電を開始すると共に冷却装置も動作させ、テストヘッド内を冷却しつつ電子部品が熱的に安定状態（つまり温度平衡状態）になるまで通電を継続し、事前評価を基に決定した所定のウォームアップ時間が経過したことを以ってウォームアップの完了と判定していた。
なお、このような半導体試験装置におけるウォームアップに関する技術については、例えば下記特許文献１を参照されたい。
【特許文献１】特許第３３７２０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、上述したように、ウォームアップ開始時からテストヘッド内の温度に拘わらず冷却装置によって冷却を行うため、各電子部品の温度が低い状態から冷却が開始されることになる。従って、ウォームアップ開始時からの各電子部品の温度平衡到達時間が長くなる。また、事前評価により決定した所定のウォームアップ時間を当該半導体試験装置のウォームアップ時間と看做していたため、装置の個体差や設置環境の違い等により、ウォームアップに要する時間が実際には異なってしまった場合に、その違いを判別することができなかった。その結果、余分に電子部品のウォームアップ完了を待った場合にはウォームアップ開始（起動）から実試験開始までに要する時間に無駄な時間が生じたり、逆に電子部品のウォームアップが未完了の内に実試験を開始した場合には、電子部品の温度ドリフトに起因する測定精度の悪化などの問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体試験装置の起動時におけるウォームアップによって発生する無駄な時間を短縮することで試験時間の短縮を図ると共に、温度ドリフトに起因する測定精度の悪化を防止し試験歩留まりの改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、半導体試験装置に係る第１の解決手段として、冷却手段を備えるテストヘッド内に収納される複数の回路基板上に実装されている電子部品のウォームアップ機能を有する半導体試験装置であって、１つ若しくは複数の前記回路基板上に実装された電子部品の内、予め回路基板毎に選定された１つ若しくは複数の発熱部品の温度を示す発熱部品温度信号を入力とし、前記ウォームアップの開始以降、前記発熱部品の温度の最大値を求め、当該最大値を予め設定された目標温度に一致させるように前記冷却手段を制御する温度制御手段を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記温度制御手段は、１つ若しくは複数の前記回路基板上に実装された電子部品の内、予め回路基板毎に選定された１つ若しくは複数の温度基準部品の温度を示す基準部品温度信号を入力とし、全ての前記温度基準部品の温度勾配がウォームアップ完了と判断される値となった場合に、ウォームアップ完了信号を上位の制御手段に出力することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記発熱部品として、絶対最大定格温度と通常動作状態における温度実測値との差が最も小さい電子部品、または、所定の異常試験を行なった場合に最初に破損した電子部品、または、複数種類の異常試験を行なった場合に各異常試験で最初に破損した電子部品の各々を選定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記温度基準部品として、最も温度平衡状態に到達する時間が遅い電子部品、または、回路基板の特性に影響を及ぼす１つ若しくは複数の電子部品を選定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、前記温度制御手段は、前記最大値が、予め前記目標温度より高く設定されたアラーム温度を超えた場合に、アラーム発生信号を上位の制御手段に出力することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第６の解決手段として、上記第２〜第５のいずれかの解決手段において、前記温度制御手段は、前記温度勾配として、全ての基準部品温度信号の時間微分値を算出し、当該算出した全ての時間微分値が予め設定された第１の閾値と第２の閾値との間に含まれる場合にウォームアップ完了と判定し、ウォームアップ完了信号を上位の制御手段に出力することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第７の解決手段として、上記第２〜第６のいずれかの解決手段において、前記制御手段は、前記ウォームアップ開始時において、前記テストヘッド内に収納される複数の回路基板上に実装されている電子部品の予備動作制御を行い、前記ウォームアップ完了信号の入力後に、自動的に校正及び診断処理を実行することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、半導体試験装置に係る第８の解決手段として、上記第５〜第７のいずれかの解決手段において、前記温度制御手段は、前記最大値が、前記目標温度と前記アラーム温度との間に設定された第３の閾値に到達するまでは前記冷却手段の制御を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る半導体試験装置によれば、起動時におけるウォームアップによって発生する無駄な時間を短縮することで試験時間の短縮を図ることが可能であると共に、温度ドリフトに起因する測定精度の悪化を防止し試験歩留まりの改善を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る半導体試験装置におけるテストヘッドＴＨの外観図である。この図１（ａ）に示すように、本半導体試験装置におけるテストヘッドＴＨは、略立方形状の筐体であり、その側面には電動ファンからなる冷却装置（冷却手段）ＣＬと、冷却装置ＣＬを制御する温度制御装置（温度制御手段）ＴＣが設けられ、その内部には例えばピンエレクトロニクス基板である複数（ｎ個）の回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎが収納されている。また、本半導体試験装置には、テストヘッドＴＨの他に、半導体試験装置の全体動作を制御する制御部や、試験パターン発生回路、タイミング信号発生回路、フォーマッタ等の信号処理部が設けられており、これら制御部や信号処理部とテストヘッドＴＨ（回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎ）とは信号ケーブルによって接続されているが、これらの構成要素は従来と同じであるため図示及び説明を省略する。
【００１７】
図１（ｂ）は、回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの外観図である。なお、図１（ｂ）では、回路基板ＣＢ１を代表的に用いて図示している。この図１（ｂ）に示すように、回路基板ＣＢ１（〜ＣＢｎ）には、ピンエレクトロニクス回路、つまり被試験デバイスに電源電圧や試験信号を供給すると共に、被試験デバイスの出力信号を受信して出力信号と期待値との比較判定を行い、当該判定結果を上位の制御部に送信する機能を有する回路を構成する各種の電子部品ＥＰ１〜ＥＰ９が実装されている。なお、本実施形態では、説明の簡略化のため、１つの回路基板に９個の電子部品が実装されている場合を例示しているが、勿論電子部品数はこれに限定されない。
【００１８】
また、図示は省略しているが、回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの各々の上端部には、電源電圧や試験信号を出力すると共に被試験デバイスの出力信号を受信するためのインタフェースコネクタが設けられており、このインタフェースコネクタを被試験デバイスが搭載されたテストボード側のインタフェースコネクタと接続することにより、回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎ（つまりピンエレクトロニクス回路）から電源電圧や試験信号を被試験デバイスに供給すると共に被試験デバイスの出力信号を受信する構成となっている。
【００１９】
図２は、温度制御装置ＴＣの機能ブロック図である。この図２に示すように、温度制御装置ＴＣは、最大値検出部１０、目標温度設定部１１、第１の差動アンプ１２、アラーム温度設定部１３、第２の差動アンプ１４、時間微分回路１５、第１の閾値設定部１６、第２の閾値設定部１７、比較器１８及びＡＮＤ回路１９から構成されている。
【００２０】
最大値検出部１０は、回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの各々について選定した発熱部品の温度を示す発熱部品温度信号を入力とし、これら回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの各々に対応する発熱部品温度信号の内、最も高い温度を示す発熱部品温度信号（以下、最大温度信号と称す）を第１の差動アンプ１２の負極入力端子及び第２の差動アンプ１４の正極入力端子に出力する。
【００２１】
ここで、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて選定する発熱部品について説明する。発熱部品は、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎに実装されている電子部品ＥＰ１〜ＥＰ９から選定するが、その選定方法としては、例えば通常動作状態における各電子部品ＥＰ１〜ＥＰ９の温度を予め測定しておき、各電子部品ＥＰ１〜ＥＰ９の絶対最大定格温度Tabsと、測定された温度Toprとから、温度マージンTmgn＝Tabs−Toprを計算して、この温度マージンTmgnが最も小さい部品を発熱部品として選定する。また、例えば、ある故障モード（例えば冷却装置ＣＬの故障）を想定した異常試験を行い、最初に破損した部品を発熱部品として選定しても良い。
【００２２】
また、故障モードを複数想定した場合には、それらの複数の故障モードについて異常試験を行い、それぞれの異常試験において最初に破損した部品が異なる場合には発熱部品を複数選定しても良い。このように、１つの回路基板で複数の発熱部品を選定した場合には、それぞれの発熱部品に対応して複数の発熱部品温度信号が発生することになる。さらに、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて、テストヘッドＴＨ内における基板間の熱分布の違いなどにより、特定の回路基板の温度マージンが少ないことが予め判明している場合には、回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの全てについて発熱部品を選定せず、温度マージンの少ない特定の回路基板についてのみ発熱部品を選定しても良い。
【００２３】
本実施形態では、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて、温度マージンTmgnが最も小さい部品（例えば電子部品ＥＰ１）を発熱部品として選定する場合を例示して説明する。すなわち、図２に示すように、回路基板ＣＢ１に実装されている発熱部品ＥＰ１は、自身の温度を示す発熱部品温度信号Ｓ１−１を最大値検出部１０に出力し、回路基板ＣＢ２に実装されている発熱部品ＥＰ１は、自身の温度を示す発熱部品温度信号Ｓ２−１を最大値検出部１０に出力し、以下同様に、回路基板ＣＢｎに実装されている発熱部品ＥＰ１は、自身の温度を示す発熱部品温度信号Ｓｎ−１を最大値検出部１０に出力する。なお、発熱部品ＥＰ１が自身の温度測定機能を備える場合には、このように発熱部品ＥＰ１から直接発熱部品温度信号を出力すれば良いが、発熱部品ＥＰ１が温度測定機能を備えていない場合には、発熱部品ＥＰ１の表面に熱電対などの温度センサを取り付け、当該温度センサから発熱部品温度信号を出力する構成とすれば良い。
【００２４】
目標温度設定部１１は、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて選定された発熱部品ＥＰ１の最大温度の目標温度を設定し、当該目標温度を示す目標温度設定信号を第１の差動アンプ１２の正極入力端子に出力する。第１の差動アンプ１２は、最大値検出部１０から出力される最大温度信号を負極入力端子の入力とし、目標温度設定部１１から出力される目標温度設定信号を正極入力端子の入力とし、最大温度信号の電圧値と目標温度設定信号の電圧値との差分に比例した電圧値を有する温度制御信号を冷却装置ＣＬに出力する。つまり、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて選定された発熱部品ＥＰ１の最大温度が目標温度と同一の値となるように、冷却装置ＣＬは制御される。
【００２５】
アラーム温度設定部１３は、上記の目標温度よりも高い値を有するアラーム温度を設定し、当該アラーム温度を示すアラーム温度設定信号を第２の差動アンプ１４の負極入力端子に出力する。第２の差動アンプ１４は、最大値検出部１０から出力される最大温度信号を正極入力端子の入力とし、アラーム温度設定部１３から出力されるアラーム温度設定信号を負極入力端子の入力とし、最大温度信号の電圧値とアラーム温度設定信号の電圧値との差分に比例した電圧値を有するアラーム信号を上位の制御部（図示せず）に出力する。つまり、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて選定された発熱部品ＥＰ１の最大温度がアラーム設定温度を上回った場合に、正の電圧値を有するアラーム信号が第２の差動アンプ１４から出力されるので、上位の制御部はその正の電圧値を有するアラーム信号の発生を以って温度の過上昇を検知する。
【００２６】
時間微分回路１５は、回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの各々について選定した温度基準部品の温度示す基準部品温度信号を入力とし、これら回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの各々に対応する基準部品温度信号の時間微分値（つまり温度勾配を示す値）を算出し、当該算出した回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの各々に対応する時間微分値を比較器１８に出力する。
【００２７】
ここで、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて選定する温度基準部品について説明する。温度基準部品は、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎに実装されている電子部品ＥＰ１〜ＥＰ９から選定するが、その選定方法としては、例えば起動（通電開始）から温度平衡状態に移行する際の温度プロファイルを各電子部品ＥＰ１〜ＥＰ９について予め測定しておき、それらの温度プロファイルから最も温度平衡状態に到達する時間が遅い部品を温度基準部品として選定する。また、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの特性に重大な影響を及ぼす部品（例えばＤＣ精度に影響を及ぼすリファレンス電圧発生部品等）が予め事前評価により判明している場合には、その部品を温度基準部品として選定しても良い。
【００２８】
また、１つの回路基板に上記のような特性に重大な影響を及ぼす部品が複数存在する場合は、それらの複数の部品を１つの回路基板についての温度基準部品として選定しても良い。さらに、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて、事前評価により回路基板の特性に重大な影響を及ぼす部品が存在しないことが判明している場合には、その回路基板においては温度基準部品を選定しなくても良い。
【００２９】
本実施形態では、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて、最も温度平衡状態に到達する時間が遅い部品（例えば電子部品ＥＰ９）を温度基準部品として選定する場合を例示して説明する。すなわち、図２に示すように、回路基板ＣＢ１に実装されている温度基準部品ＥＰ９は、自身の温度を示す基準部品温度信号Ｓ１−２を時間微分回路１５に出力し、回路基板ＣＢ２に実装されている温度基準部品ＥＰ９は、自身の温度を示す基準部品温度信号Ｓ２−２を時間微分回路１５に出力し、以下同様に、回路基板ＣＢｎに実装されている温度基準部品ＥＰ９は、自身の温度を示す基準部品温度信号Ｓｎ−２を時間微分回路１５に出力する。なお、温度基準部品ＥＰ９が自身の温度測定機能を備える場合には、このように温度基準部品ＥＰ９から直接基準部品温度信号を出力すれば良いが、温度基準部品ＥＰ９が温度測定機能を備えていない場合には、温度基準部品ＥＰ９の表面に熱電対などの温度センサを取り付け、当該温度センサから基準部品温度信号を出力する構成とすれば良い。
【００３０】
第１の閾値設定部１６は、時間微分値に対する第１の閾値を設定し、当該第１の閾値を示す第１の閾値設定信号を比較器１８に出力する。第２の閾値設定部１７は、時間微分値に対する第２の閾値を設定し、当該第２の閾値を示す第２の閾値設定信号を比較器１８に出力する。ここで、第１の閾値と第２の閾値は、時間微分値、つまり温度基準部品ＥＰ９の温度勾配が第１の閾値と第２の閾値との間に含まれている場合にウォームアップ完了（温度平衡状態への移行完了）と判断できるような値に設定される。
【００３１】
比較器１８は、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの温度基準部品ＥＰ９に対応する時間微分値のそれぞれについて、上記の第１の閾値及び第２の閾値との比較を行い、第１の閾値と第２の閾値との間に含まれる時間微分値が存在する場合に、当該時間微分値に対応する正論理信号（例えばハイレベル信号）をＡＮＤ回路１９に出力する。ＡＮＤ回路１９は、比較器１８の出力信号のＡＮＤ信号をウォームアップ完了信号として上位の制御部に出力する。つまり、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの温度基準部品ＥＰ９に対応する時間微分値の全てが第１の閾値と第２の閾値との間に含まれ、比較器１８の出力信号が全てハイレベル信号に遷移した場合に、ＡＮＤ回路１９からハイレベルのウォームアップ完了信号が出力される。上位の制御部は、このハイレベルのウォームアップ完了信号の発生を以ってウォームアップ完了を検知する。
【００３２】
次に、上記のように構成された本半導体試験装置における温度制御装置ＴＣの動作について図３を参照しながら説明する。
【００３３】
図３は、本半導体試験装置の起動時においてウォームアップ開始（各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎへの通電開始）からウォームアップ完了までの期間における、全ての回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの発熱部品ＥＰ１の温度の最大値（最大値検出部１０から出力される最大温度信号が示す温度）と、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの温度基準部品ＥＰ９の温度（基準部品温度信号Ｓ１−２〜Ｓｎ−２が示す温度）との時間変化を示すものである。図３において、符号Ｔｍは、全ての発熱部品ＥＰ１の温度の最大値（以下、最大発熱温度と称す）であり、符号Ｔ１〜Ｔｎは、基準部品温度信号Ｓ１−２〜Ｓｎ−２の各々に対応する基準部品温度である。
【００３４】
図３の時刻ｔ１において通電開始されると、最大発熱温度Ｔｍと基準部品温度Ｔ１〜Ｔｎは共に上昇を始めるが、最大発熱温度Ｔｍが目標温度より低い期間では、第１の差動アンプ１２から冷却装置ＣＬへ出力される温度制御信号は冷却を抑制する方向に制御されるため、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの発熱部品ＥＰ１、温度基準部品ＥＰ９及び他の電子部品は自身の発熱により温度上昇する。
【００３５】
そして、時刻ｔ２において最大発熱温度Ｔｍが目標温度より上昇した場合、第１の差動アンプ１２から冷却装置ＣＬへ出力される温度制御信号は、冷却を促し最大発熱温度Ｔｍを目標温度一定にする方向に制御されるため、時刻ｔ２以降において最大発熱温度Ｔｍは目標温度一定となる。また、このように時刻ｔ２以降は、最大発熱温度Ｔｍが目標温度一定となるように冷却が行われるため、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの温度基準部品ＥＰ９に対応する基準部品温度Ｔ１〜Ｔｎも温度平衡状態に移行していく。
【００３６】
そして、時刻ｔ３において全ての基準部品温度Ｔ１〜Ｔｎが温度平衡状態への移行を完了した場合、つまり基準部品温度信号Ｓ１−２〜Ｓｎ−２の各々に対応する時間微分値の全てが第１の閾値と第２の閾値との間に含まれてウォームアップ完了と看做すことができる場合、ＡＮＤ回路１９からハイレベルのウォームアップ完了信号が出力され、上位の制御部はウォームアップの完了を検知する。このように、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎの温度基準部品ＥＰ９の全てが温度平衡状態に移行した場合、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎに実装されている全ての電子部品は温度平衡状態になっていると考えられるので、この時刻ｔ３をウォームアップ完了時刻と考えても問題はない。
【００３７】
一方、図４は、従来の半導体試験装置の起動時からウォームアップ完了までの電子部品の温度変化を示すものである。図４に示すように、従来では通電開始時刻ｔ１から事前評価を基に決定した所定のウォームアップ時間ｔ４が経過した場合に、ウォームアップ完了と看做していた。この場合、通電開始時刻ｔ１から冷却が行われていたため、図３（本実施形態）におけるウォームアップ完了時刻ｔ３と比較して、図４（従来）におけるウォームアップ完了時刻ｔ４は必ず遅くなる。また、従来では、半導体試験装置の個体差や設置環境の違い等により、ウォームアップに要する時間が実際には異なってしまった場合に、その違いを判別することができなかった。その結果、余分に電子部品のウォームアップ完了を待った場合にはウォームアップ開始（起動）から実試験開始までに要する時間に無駄な時間が生じたり、逆に電子部品のウォームアップが未完了の内に実試験を開始した場合には、電子部品の温度ドリフトに起因する測定精度の悪化などの問題があった。
【００３８】
これに対し、本実施形態に係る半導体試験装置によれば、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて発熱部品を選定し、発熱部品の温度の最大値（最大発熱温度Ｔｍ）が目標温度より低い期間では、冷却装置ＣＬによる冷却を抑制して部品自身の発熱による温度上昇を促し、最大発熱温度Ｔｍが目標温度より高くなった場合には目標温度一定となるように冷却装置ＣＬを制御することにより、起動時におけるウォームアップ時間を短縮することができ、試験時間の短縮を図ることが可能である。また、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎについて温度基準部品を選定し、全ての温度基準部品が温度平衡状態に移行した場合、つまり全ての電子部品が温度平衡状態に移行したと看做される場合をウォームアップ完了とすることにより、装置の個体差や設置環境の違い等によるウォームアップ時間のバラツキよって生じる
電子部品の温度ドリフトに起因する測定精度の悪化を防止することができ、試験歩留まりの改善を図ることが可能である。
【００３９】
（変形例１）
次に、本実施形態に係る半導体試験装置の変形例１について説明する。図５は、変形例１における半導体試験装置の構成ブロック図である。なお、図５において図２と同様の構成要素には同一符号を付し説明を省略する。図５に示すように、本変形例１における半導体試験装置は、温度制御装置ＴＣの出力信号であるウォームアップ完了信号をテスタコントロールユニット（制御手段）ＴＳＣに入力する構成としている。
【００４０】
以下、図６を参照して本変形例１における半導体試験装置、特にテスタコントロールユニットＴＳＣの動作について説明する。テスタコントロールユニットＴＳＣは、半導体試験装置の起動時（時刻ｔ１）において、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎに実装された各電子部品を予備動作させ、ウォームアップを促進するための制御を開始する（図６中のＡ命令が実行された状態）。続いて、テスタコントロールユニットＴＳＣは、時刻ｔ３において温度制御装置ＴＣからウォームアップ完了信号が入力されると、半導体試験装置の校正及び診断プログラムを実行する（図６中のＢ命令が実行された状態）。
【００４１】
従来では、図６に示すように、ウォームアップ完了時刻がｔ４であったが、上述したように本実施形態の半導体試験装置では温度制御装置ＴＣを設けることにより、ウォームアップ完了時刻はｔ３と早くなる。さらに、本変形例１による付加的効果として、テスタコントロールユニットＴＳＣによる予備動作制御によりウォームアップ完了時間の短縮を図ることができる。また、従来では、図６に示すように、ウォームアップ完了後における校正及び診断の開始を作業者が判断していたので、そのための作業時間が必要であったが、本変形例１ではテスタコントロールユニットＴＳＣによって、その作業を自動化することにより迅速な校正及び診断の開始が可能となる。これにより、作業者による校正及び診断の開始を判断する作業時間が不要となるので、作業者が半導体試験装置の傍に待機する必要がなくなり、作業の利便性及び効率の向上を図ることができる。
【００４２】
（変形例２）
次に、本実施形態に係る半導体試験装置の変形例２について説明する。図７は、変形例２における半導体試験装置の構成ブロック図である。なお、図７において図２と同様の構成要素には同一符号を付し説明を省略する。図７に示すように、本変形例２における半導体試験装置は、温度制御装置ＴＣ内に、比較器２０ａ及び保持回路２０ｂからなる温度制御マスク回路２０と閾値温度設定部２１とを新たに備え、さらに第１の差動アンプ１２がイネーブル機能付きの差動アンプ１２’と置き換わった構成となっている。
【００４３】
比較器２０ａは、最大値検出部１０から出力される最大温度信号と、閾値温度設定部２１から出力される閾値設定信号とを入力とし、最大温度信号が示す温度（最大加熱温度Ｔｍ）と閾値設定信号が示す温度（閾値温度Ｔｓ）とを比較し、最大加熱温度Ｔｍが閾値温度Ｔｓに到達した場合に、ハイレベル信号を保持回路２０ｂに出力する。保持回路２０ｂは、リセット機能付きのフリップフロップ回路であり、入力信号（つまり比較器２０ａの出力信号）の状態をリセット信号が入力されるまで保持し、当該保持した状態を示す出力信号（イネーブル／ディセーブル信号）を差動アンプ１２’のイネーブル制御端子ＥＮに出力する。閾値温度設定部２１は、上記閾値温度（第３の閾値）Ｔｓを設定し、当該閾値温度Ｔｓを示す閾値設定信号を比較器２０ａに出力する。なお、この閾値温度Ｔｓは、目標温度より高く、アラーム温度より低い値に設定されている。イネーブル機能付きの差動アンプ１２’は、イネーブル制御端子ＥＮにイネーブル（ハイレベル）信号が入力された場合に動作を行い、ディセーブル（ローレベル）信号が入力された場合に動作を停止するものである。
【００４４】
以下、図８を参照して本変形例２における半導体試験装置、特に温度制御装置ＴＣの動作について説明する。図８の時刻ｔ１において通電開始されると、保持回路２０ｂにリセット信号が入力され、保持されている状態はリセットされる。そして、最大発熱温度Ｔｍと基準部品温度Ｔ１〜Ｔｎは共に上昇を始めるが、最大発熱温度Ｔｍが閾値温度Ｔｓより低い期間では、比較器２０ａからローレベル信号が保持回路２０ｂに出力されるため、保持回路２０ｂはディセーブル（ローレベル）信号を差動アンプ１２’のイネーブル制御端子ＥＮに出力する。これにより、差動アンプ１２’は動作を停止し、冷却装置ＣＬの制御は停止される。時刻ｔ２において最大発熱温度Ｔｍが目標温度に到達しても冷却装置ＣＬの制御は停止されたままとなる。
【００４５】
そして、時刻ｔ２’において最大発熱温度Ｔｍが閾値温度Ｔｓに到達すると、比較器２０ａからハイレベル信号が保持回路２０ｂに出力されるため、保持回路２０ｂはイネーブル（ハイレベル）信号を差動アンプ１２’のイネーブル制御端子ＥＮに出力する。これにより、差動アンプ１２’は動作を開始し、最大発熱温度Ｔｍが目標温度一定となるように冷却装置ＣＬの制御が行われる。
【００４６】
このように、本変形例２によると、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎにおける各電子部品の加熱時間が、図３と比較してｔ２’−ｔ２分だけ長くなる。つまり、各回路基板ＣＢ１〜ＣＢｎにおける基準温度部品の加熱時間が長くなるため、温度平衡状態到達時刻（つまりウォームアップ完了時刻）が図３のｔ３からｔ３’へと短縮され、その結果、ウォームアップ時間の短縮を図ることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、温度制御装置ＴＣをハードウェアで実現する場合を例に挙げて説明したが、この温度制御装置ＴＣの機能をソフトウェアにより実現しても良い。つまり、温度制御装置ＴＣの機能を実現するプログラムを上位の制御部やテスタコントロールユニットＴＳＣ等のコンピュータに実行させることにより実現しても良い。このプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ（登録商標）−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。この記録媒体に記録されたプログラムをＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ（登録商標）−ＲＯＭドライブ等のドライブ装置を用いて読み取れば、コンピュータにインストールすることができる。或いは、インターネット等のネットワークにコンピュータを接続し、プログラムをネットワークからコンピュータにダウンロード可能にしても良い。コンピュータにダウンロードされたプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読み取る場合と同様にコンピュータにインストールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置におけるテストヘッドＴＨとテストヘッドＴＨ内に収納された回路基板ＣＢ１の外観図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置における温度制御装置ＴＣの機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置における温度制御装置ＴＣの動作に関する第１の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置における温度制御装置ＴＣの動作に関する第２の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置の変形例１の構成図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置の変形例１の動作説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置の変形例２の構成図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る半導体試験装置の変形例２の動作説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
ＴＨ…テストヘッド、ＣＢ１〜ＣＢｎ…回路基板、ＥＰ１〜ＥＰ９…電子部品、ＥＰ１…発熱部品、ＥＰ９…温度基準部品、ＣＬ…冷却装置、ＴＣ…温度制御装置、１０…最大値検出部、１１…目標温度設定部、１２…第１の差動アンプ、１３…アラーム温度設定部、１４…第２の差動アンプ、１５…時間微分回路、１６…第１の閾値設定部、１７…第２の閾値設定部、１８…比較器、１９…ＡＮＤ回路、２０…温度制御マスク回路、２０ａ…比較器、２０ｂ…保持回路、２１…閾値温度設定部、１２’ …イネーブル機能付きの差動アンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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