(57)【要約】【課題】従来より高温域で用いられるデバイスの耐久性を検証することが可能なデバイス評価装置およびデバイス評価方法を提供する。【解決手段】評価装置３０は、発熱部ベースプレート４５と冷却部材（ベースプレート５、ペルチェ素子９、放熱器１１、冷媒流路１３、熱交換器１５、ポンプ１４、冷媒１７）とヒータと移動部材４０と制御装置２９とを備える。発熱部ベースプレート４５は、半導体デバイスを含み電力が供給される被測定体１を保持する。冷却部材は、発熱部ベースプレート４５と着脱可能に接触し、保持部材を介して被測定体１の熱を除去するためのものである。ヒータは、被測定体１を加熱する。移動部材４０は、発熱部ベースプレート４５を冷却部材のベースプレート５に対して着脱させるように移動する。制御装置２９は、冷却部材、ヒータ、および移動部材４０を制御する。【選択図】図１
2008309710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを含み電力が供給される被測定体を保持する保持部材と、
前記保持部材と着脱可能に接触し、前記保持部材を介して前記被測定体の熱を除去するための冷却部材と、
前記被測定体を加熱する加熱部材と、
前記保持部材を前記冷却部材に対して着脱させるように移動する移動部材と、
前記冷却部材、前記加熱部材、および前記移動部材を制御する制御部とを備える、デバイス評価装置。
【請求項２】
前記被測定体を少なくとも外気から隔離することが可能な密閉ケースをさらに備える、請求項１に記載のデバイス評価装置。
【請求項３】
前記被測定体の温度を測定する温度センサをさらに備える、請求項１または２に記載のデバイス評価装置。
【請求項４】
前記被測定体に供給される電流を測定する被測定体用電流センサをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス評価装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被測定体へ供給される電力をＰＷＭ制御または電圧制御により制御可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス評価装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記加熱部材へ供給される電力をＰＷＭ制御または電圧制御により制御可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス評価装置。
【請求項７】
前記冷却部材は、前記保持部材と着脱可能に接触する表面部分と、前記表面部分と電子冷却素子を介して接続されたベース部材と、前記ベース部材から熱を除去するための冷媒とを含み、
前記制御部は前記電子冷却素子に供給される電力を制御可能であり、
前記冷媒の温度を測定するための冷媒用温度センサをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス評価装置。
【請求項８】
前記電子冷却素子に供給される電流を測定する電子冷却素子用電流センサをさらに備える、請求項７に記載のデバイス評価装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記電子冷却素子へ供給される電力をＰＷＭ制御または電圧制御により制御可能である、請求項７または８に記載のデバイス評価装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイス評価装置を用いたデバイス評価方法であって、
前記被測定体を前記保持部材により保持する工程と、
前記移動部材を駆動することによって前記保持部材を前記冷却部材から隔離した状態で前記加熱部材に電力を供給することにより、前記被測定体の温度を上昇させる加熱工程と、前記移動部材を駆動することによって前記保持部材を前記冷却部材に接触した状態で、前記被測定体の熱を前記冷却部材へ伝達することにより、前記被測定体を冷却する冷却工程とを、１回以上繰返すように、前記冷却部材、前記加熱部材および前記移動部材を前記制御部により制御するテスト工程と、を備えるデバイス評価方法。
【請求項１１】
前記制御部による前記加熱部材および前記冷却部材の制御にＰＷＭ制御または電圧制御を用いる、請求項１０に記載のデバイス評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デバイス評価装置およびデバイス評価方法に関し、より特定的には、従来より高温領域におけるデバイスの評価が可能なデバイス評価装置およびデバイス評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスの用途の１つとして、高耐圧、高電力用途のパワーデバイスが知られている。このようなパワーデバイスとして、現在は主にシリコン（Ｓｉ）を用いたデバイスが用いられているが、より高性能なものとしてＳｉＣ（炭化シリコン）などのワイドバンドギャップ半導体を用いたデバイスも提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。このようなパワーデバイスについては、使用時の温度が比較的高温になることから、当該デバイスの実装材料間の熱膨張係数の差に起因する応力に対する耐久試験（サーマルサイクル試験）が行なわれる。
【非特許文献１】河合  寿、「ＳｉＣデバイスへの期待  自動車エレクトロニクスの立場から」、ＦＥＤレビュー、財団法人  新機能素子研究開発協会、Ｖｏｌ.２  Ｎｏ．１  ２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したサーマルサイクル試験については、ＪＩＳ  Ｃ７０２１に規定されている。しかし、現在行なわれているサーマルサイクル試験は、Ｓｉを用いたデバイスを前提としたものであり、Ｓｉを用いたデバイスの動作保証温度域（−４０〜１５０℃）を保証するためのものである。
【０００４】
一方、上述したＳｉＣを用いたデバイスをパワーデバイスとして用いる場合には、より高温域（たとえば２００℃以上の温度域）での動作が想定される。しかし、従来のサーマルサイクル試験を行なうための評価装置や評価方法では、このような高温域での試験を想定していないため、Ｓｉを用いたデバイスより高温域で用いられるデバイス（たとえばＳｉＣを用いたデバイス）について、その耐久性を検証するためのサーマルサイクル試験を十分に行なうことは困難であった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、従来より高温域で用いられるデバイスの耐久性を検証することが可能なデバイス評価装置およびデバイス評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従ったデバイス評価装置は、保持部材と冷却部材と加熱部材と移動部材と制御部とを備える。保持部材は、半導体デバイスを含み電力が供給される被測定体を保持する。冷却部材は、保持部材と着脱可能に接触し、保持部材を介して被測定体の熱を除去するためのものである。加熱部材は、被測定体を加熱する。移動部材は、保持部材を冷却部材に対して着脱させるように移動する。制御部は、冷却部材、加熱部材、および移動部材を制御する。
【０００７】
このようにすれば、移動部材により保持部材を冷却部材から隔離した状態にすることができる。このため、加熱部材によって被測定体を加熱する場合には、移動部材によって被測定体を保持する保持部材を冷却部材から離れた状態にできるので、被測定体から冷却部材に熱が伝わり被測定体の昇温速度が遅くなる、あるいは被測定体の昇温が十分できないといった問題の発生を抑制できる。また、被測定体を冷却する場合には、移動部材によって被測定体を保持する保持部材を冷却部材に接触した状態にすることができる。そのため、被測定体から保持部材を介して冷却部材へ熱を確実に伝えることができるので、被測定体の冷却を迅速かつ確実に行なうことができる。
【０００８】
また、被測定体が加熱されるときには、被測定体と冷却部材とが熱的に接続されていない状態になるので、冷却部材が被測定体の昇温に起因して過度に加熱されることを防止できる。このため、たとえば冷却部材に用いられる部品（たとえば電子冷却素子など）が過度の加熱によって故障する、あるいは寿命が短くなるといった問題の発生を抑制できる。さらに、冷却部材に対する過度の加熱による影響を抑制できることから、被測定体の加熱温度を十分高温域に設定することができる。したがって、被測定体の半導体デバイスがＳｉＣを用いたデバイスのように従来のシリコンを用いたデバイスよりより高温域で動作する場合であっても、被測定体の動作温度域（従来より高温域）における試験を簡単に実施することができる。
【０００９】
なお、ここで半導体デバイスとは、シリコン（Ｓｉ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）などの半導体を基板として用いたデバイスを意味する。また、被測定体は、上述した半導体デバイス単体、当該半導体デバイスを内部に組込んだ半導体パッケージ、あるいは当該半導体デバイスを部品の一部として用い、所定の機能を実現するために複数の部品を組合せて構成されたモジュールであってもよい。
【００１０】
また、ここで電子冷却素子とは、電力を投入することにより、素子の異なる面（両面）における温度に差をつけることができる素子、あるいは素子の異なる面の１つで吸熱、他の面で発熱が起こり結果的にヒートポンプとして作用することが可能な素子を意味し、具体的にはペルチェ素子が挙げられる。
【００１１】
この発明に従ったデバイス評価方法は、上記デバイス評価装置を用いたデバイス評価方法であって、被測定体を保持部材により保持する工程と、テスト工程とを備える。テスト工程では、移動部材を駆動することによって保持部材を冷却部材から隔離した状態で加熱部材に電力を供給することにより、被測定体の温度を上昇させる加熱工程と、移動部材を駆動することによって保持部材を冷却部材に接触した状態で、被測定体の熱を冷却部材へ伝達することにより、被測定体を冷却する冷却工程とを、１回以上繰返すように、冷却部材、加熱部材および移動部材を制御部により制御する。
【００１２】
このようにすれば、被測定体が冷却部材から熱的に接続されていない状態で被測定体を加熱部材により加熱することにより、冷却部材が過度に加熱されることを防止しながら被測定体の温度を効率的に昇温する一方、被測定体を冷却する場合には保持部材を介して被測定体と冷却部材とを熱的に接続することにより、被測定体の熱を冷却部材へ伝達することによって、被測定体に対するサーマルサイクル試験を簡便に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明によれば、被測定体のサーマルサイクル試験において、冷却部材に対する被測定体の加熱の影響を抑制しながら、かつ被測定体の加熱および冷却を迅速かつ確実に実施することができるので、被測定体の半導体デバイスがＳｉＣを用いたデバイスのように従来のシリコンを用いたデバイスよりより高温域で動作する場合であっても、被測定体の動作温度域における試験を簡単に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面に基づいて、本発明の実施の形態および実施例について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明に従った評価装置の実施の形態１の模式図である。図２は、図１に示した評価装置における被測定体を搭載した発熱部ベースプレートの平面模式図である。図３は、図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。図１〜図３を参照して、本発明に従った評価装置の実施の形態１を説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明に従ったデバイス評価装置としての評価装置３０は、半導体デバイスを含む被測定体１を搭載する発熱部ベースプレート４５と、発熱部ベースプレート４５を矢印４７に示す方向（上下方向）に移動させる移動部材４０と、発熱部ベースプレート４５がその上部表面に接触可能なベースプレート５と、ベースプレート５の上記上部表面と反対側の表面である裏面に接触するように配置された電子冷却素子としてのペルチェ素子９と、ペルチェ素子９と熱的に接続されたベース部材としての放熱器１１と、被測定体１と移動部材４０と発熱部ベースプレート４５とペルチェ素子９とへ入力する電力を制御する制御部としての制御装置２９とを備える。より具体的には、被測定体１は、グリス３を介して発熱部ベースプレート４５の表面に接続されている。発熱部ベースプレート４５の端部には複数のアーム部３９が形成されている。アーム部３９は、発熱部ベースプレート４５の端部から上方（ベースプレート５から離れる方向）へ延びるように形成されている。アーム部３９は柱状であり、当該アーム部３９に巻きつけるように移動部材４０を構成するソレノイドコイル４１が配置されている。アーム部３９は磁性体（たとえば鉄などの金属）からなる。ソレノイドコイル４１に通電することにより、アーム部３９はベースプレート５から離れる方向へ向かう応力を受ける。この結果、アーム部３９および発熱部ベースプレート４５をベースプレート５から離脱させることができる。なお、ソレノイドコイル４１への電力の供給を停止することにより、発熱部ベースプレート４５はベースプレート５側に向けて自重により押付けられた状態になる。
【００１７】
発熱部ベースプレート４５の上部表面には、図２および図３に示すようにヒータ用溝７４が形成されている。ヒータ用溝７４の平面形状は円環状である。ヒータ用溝７４の内部には、金属抵抗体７６および絶縁体７５からなるヒータ７１が配置されている。金属抵抗体７６としては、たとえばニクロム線などを用いることができる。また、絶縁体７５としては、高熱伝導絶縁セラミックスなどのセラミックス、たとえばＡｌＮ、ＳｉＮなどを用いることができる。金属抵抗体７６はヒータ用溝７４のほぼ中央に位置し、その平面形状は円環状である。絶縁体７５は金属抵抗体７６の周囲を取り囲むように配置されている。
【００１８】
また、発熱部ベースプレート４５の上部表面には、熱電対用溝７３が形成されている。熱電対用溝７３は、発熱部ベースプレート４５の端部から中央部にまで延在するように形成されている。熱電対用溝７３は、上記端部から発熱部ベースプレート４５の上部表面の中央部（あるいはヒータ用溝７４により囲まれた領域の中央部）にまで延在する。ヒータ用溝７４の内部には熱電対７ａが配置されている。発熱部ベースプレート４５の中央部においては、ヒータ用溝７４上に被測定体１がグリス３を介して配置されている。熱電対７ａは被測定体１の温度を測定するためのものである。被測定体１は固定部７２によって発熱部ベースプレート４５に接続固定されている。このように被測定体１より外側にヒータ用溝７４を形成することで、当該ヒータ用溝７４やヒータ７１によって被測定体１から発熱部ベースプレート４５への熱伝導が妨げられる程度を低くできる。
【００１９】
発熱部ベースプレート４５の下面と対向する位置にはベースプレート５が配置される。ベースプレート５の上部表面（発熱部ベースプレート４５と対向する面）上には被覆材３８が配置されている。被覆材３８は、発熱部ベースプレート４５がベースプレート５の上部表面に着脱するときの衝撃を吸収するための緩衝材として作用することが好ましい。たとえば、被覆材３８として比較的熱伝導率の高い樹脂などを用いることができる。発熱部ベースプレート４５は上記被覆材３８を介してベースプレート５と接続される。
【００２０】
発熱部ベースプレート４５の平面形状のサイズは被測定体１の平面形状のサイズより大きくなっている。また、ベースプレート５の平面形状のサイズは発熱部ベースプレート４５の平面形状のサイズより大きくなっている。また、発熱部ベースプレート４５およびベースプレート５を構成する材料としては、熱伝達を効率的に行なえる材料であればどのような材料を用いてもよい。たとえば、発熱部ベースプレート４５ベースプレート５をアルミニウムや銅、あるいはこれらを含む合金などの金属により構成してもよい。
【００２１】
また、ベースプレート５の下部表面には溝が形成され、当該溝の内部には熱電対７ｂが配置されている。熱電対７ｂは、ベースプレート５の下に配置されたペルチェ素子９の温度を測定するためのものである。
【００２２】
なお、被測定体１の温度を測定する方法としては、熱電対７ａに代えて、非接触型の温度計（たとえば赤外線温度計）を用いる方法や、被測定体１に含まれるダイオードのＶｆ（順方向電圧）を測定する方法を用いてもよい。この場合、たとえば非接触の温度計であれば被測定体１と対向する任意の位置に配置することができる。また、ペルチェ素子９の損度を測定する方法としても、熱電対７ｂに代えて非接触型の温度計を用いる方法を利用してもよい。
【００２３】
ベースプレート５の下面はグリス（図示せず）を介してペルチェ素子９の上面と接続されている。ペルチェ素子９の下面はグリス３を介して放熱器１１と接続されている。
【００２４】
放熱器１１は、その上部表面が平坦に形成されている一方、その下部には図１に示すように放熱部となる複数の放熱フィンが形成されている。放熱器１１を構成する材料としては、熱伝達を効率的に行なえる材料であればどのような材料を用いてもよい。たとえば、放熱器１１をアルミニウムや銅、あるいはこれらの元素を含む合金などの金属により構成してもよい。また、放熱器１１には上記放熱フィンに接触して熱を放熱器１１から除去するための冷媒１７を供給するため、冷媒流路１３が接続されている。冷媒流路１３は、放熱器１１の一方端部からポンプ１４、熱交換器１５を介して放熱器１１の他方端部を接続する循環路を構成している。
【００２５】
冷媒１７は、ポンプ１４を駆動することによって、たとえば放熱器１１の一方端部から放熱器１１の放熱フィンに接触するように流動する。放熱フィンに冷媒１７が接触することにより、冷媒１７は放熱器１１から熱を奪う。そして、冷媒１７は放熱器１１の他方端部に到達した後、放熱器１１の他方端部から冷媒流路１３を流動して熱交換器１５に到達する。熱交換器１５では冷媒１７と別の媒体（たとえば外気）との間で熱交換が行なわれる結果、冷媒１７が冷却される。熱交換器１５を通過した冷媒１７はポンプ１４に到達した後、再びポンプ１４の駆動により放熱器１１の一方端部へ供給される。図１に示すように、冷媒流路１３において放熱器１１の下流側に位置する部分には冷媒１７の温度を測定するための温度センサ１６が配置されている。
【００２６】
また、被測定体１、移動部材４０、発熱部ベースプレート４５、ベースプレート５、ペルチェ素子９、放熱器１１を内部に保持するように、密閉ケース２８が配置されている。密閉ケース２８はその内部を外部から隔離できるように構成されている。密閉ケース２８を構成する材料としては、その内部を外部から隔離でき、また内部に配置される雰囲気ガスに対する耐性を有する材料であればどのような材料を用いてもよい。
【００２７】
密閉ケース２８には、図示しないがその内部の圧力を調整するための圧力調整部材としての排気ポンプが配管を介して接続されていてもよい。また、密閉ケース２８には、その内部に所定の雰囲気ガス（たとえばアルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガス、あるいは結露を防止するための乾燥空気など）を供給するための雰囲気ガス供給部材としての流量計やマスフローコントローラなどが配管を介して接続されていてもよい。流量計やマスフローコントローラなどは、別の配管を介して上記雰囲気ガスの供給源（たとえば雰囲気ガスを蓄積するタンクなど）に接続されていてもよい。
【００２８】
評価装置３０は、上述したペルチェ素子９や被測定体１、発熱部ベースプレート４５のヒータ７１（図２参照）、ポンプ１４や熱交換器１５などに対して供給される電力を制御するための制御装置２９を備えている。制御装置２９は、昇降駆動用電源３５、被測定体用電源２１、ヒータ駆動用電源２２、ペルチェ素子用電源２３、冷却系電源２４、これらの電源を制御するためのコントローラ２６を含む。なお、制御装置２９は、コントローラ２６として動作するマイクロコンピュータ、各種電源、各種スイッチなどを搭載した専用の制御ボードにより構成してもよいし、一般的なパーソナルコンピュータにおいて制御プログラムと、当該パーソナルコンピュータに接続され各種電源、各種スイッチなどを搭載した装置とにより構成してもよい。
【００２９】
被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２は、それぞれ被測定体１およびヒータ７１（図２参照）に電流センサ２５を介して接続線により接続されている。また、昇降駆動用電源３５は、複数の移動部材４０にそれぞれ電流センサ２５を介して接続線により接続されている。また、ペルチェ素子用電源２３は、ペルチェ素子９に電流センサ２５を介して接続線により接続されている。冷却系電源２４は、ポンプ１４および熱交換器１５のそれぞれに電流センサ２５を介して接続されている。なお、熱交換器１５が電流による駆動を必要としないような構成の場合には、冷却系電源２４はポンプ１４のみに接続されていればよい。また、上述した、被測定体用電源２１、ヒータ駆動用電源２２、昇降駆動用電源３５、ペルチェ素子用電源２３、および冷却系電源２４は、それぞれ後述するＰＷＭ制御や電圧制御などを行なうための駆動回路を含むものである。
【００３０】
なお、ここでＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation control）とは、パルス幅変調制御を意味し、ここではたとえば被測定体１およびヒータ７１へ入力する電源をＯＮとＯＦＦとを繰返すパルス波状にし、当該パルス波のＯＮとＯＦＦとの比率（パルス幅）を変化させることによって被測定体およびヒータ７１へ入力する電力を制御している。また、ここで電圧制御とは、たとえば被測定体１およびヒータ７１へ入力する電流の電圧の値を時間とともに変更する制御を意味する。
【００３１】
上述した、被測定体用電源２１、ヒータ駆動用電源２２、昇降駆動用電源３５、ペルチェ素子用電源２３、および冷却系電源２４のそれぞれは、コントローラ２６と接続されており、当該コントローラ２６により制御される。また、コントローラ２６には、冷媒１７の温度を測定する温度センサ１６、被測定体１の温度を測定する熱電対７ａおよびペルチェ素子９の温度を測定する熱電対７ｂが接続されている。コントローラ２６には、これらの温度センサ１６や熱電対７ａ、７ｂからそれぞれ温度の測定データが入力される。また、コントローラ２６では、熱電対７ａ、７ｂから入力されるデータに基づいて熱電対７ａ、７ｂの断線を検出することが可能になっている。なお、熱電対７ａ、７ｂ自体や熱電対７ａ、７ｂとコントローラ２６とを接続する接続線の途中に、上記のような熱電対７ａ、７ｂの断線を検出するセンサを配置してもよい。コントローラ２６は、これらの測定データを評価装置３０の制御に用いている。
【００３２】
次に、図１に示した評価装置３０を用いた被測定体１のデバイス評価方法（サーマルサイクル試験）を例にして、評価装置３０の動作を説明する。図４は、図１に示した評価装置を用いたデバイス評価方法を示すフローチャートである。図５は、図４に示したフローチャートにおけるテスト工程の内容を示すフローチャートである。図４および図５を参照して、図１に示した評価装置を用いたデバイス評価方法を説明する。
【００３３】
図４に示すように、図１に示した評価装置３０を用いたデバイス評価方法は、被測定体準備工程（Ｓ１００）、テスト工程（Ｓ２００）、および後処理工程（Ｓ３００）を備える。被測定体準備工程（Ｓ１００）では、図１に示した発熱部ベースプレート４５上の所定の位置に、グリス３を介して、半導体デバイスを含むモジュールなどの被測定体１を配置する。また、密閉ケース２８を密閉することにより、密閉ケース２８の外部と、被測定体１が配置された密閉ケース２８の内部とを隔離するとともに、密閉ケース２８の内部の雰囲気ガスの組成や圧力を所定の条件に調整する。
【００３４】
次に、テスト工程（Ｓ２００）を実施する。このテスト工程（Ｓ２００）の具体的な内容は後述する。そして、テスト工程（Ｓ２００）が終了した後、後処理工程（Ｓ３００）を実施する。具体的には、テストが終了した被測定体１をベースプレート５上から取出す。
【００３５】
次に、上記テスト工程（Ｓ２００）の具体的な内容を、図５を参照しながら説明する。図５に示すように、テスト工程（Ｓ２００）（図４参照）では、まず被測定体１の温度を所定の温度まで上昇させた後、その温度（高温側の維持温度）において所定時間維持する昇温工程（Ｓ２１０）を実施する。この昇温工程（Ｓ２１０）では、具体的には、昇降駆動用電源３５から移動部材４０のソレノイドコイル４１に電力を供給することにより発熱部ベースプレート４５をベースプレート５から離れた状態に維持する。その上で、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２（図１参照）からそれぞれ被測定体１およびヒータ７１（図２参照）へ電力を供給することにより被測定体１からの発熱およびヒータ７１からの発熱によって被測定体１の温度を上昇させる。また、同時にペルチェ素子９に対してはペルチェ素子用電源２３からの電力の供給を停止しておく。この結果、被測定体１およびヒータ７１からの発熱量の方が発熱部ベースプレート４５を介して、あるいは被測定体１から直接除去される熱量より大きくなる。このため、被測定体１の温度を上昇させることができる。また、被測定体１の温度を高温側の維持温度で一定に保つ場合には、後述するように被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２から出力される電力を制御することにより、被測定体１の温度を上記維持温度で一定に保つことが可能になる。
【００３６】
次に、冷却工程（Ｓ２２０）を実施する。冷却工程（Ｓ２２０）では、上述した高温側の維持温度で一定時間保たれた被測定体１の温度を低下させ、所定の温度（低温側の維持温度）で所定時間維持する。具体的には、後述するように、昇降駆動用電源３５から移動部材４０のソレノイドコイル４１への電力の供給を停止することにより発熱部ベースプレート４５をベースプレート５に接触した状態にする。ここで、ソレノイドコイル４１に切断時（発熱部ベースプレート４５がベースプレート５から離れた状態のとき）と逆の方向に電流を流す（逆の電圧を印可する）ことにより、発熱部ベースプレート４５をベースプレート５へ押さえつけるようにしてもよい。このようにすれば、発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との間の熱的接続をよりよくする（接続部の熱抵抗を低減する）ことができる。また、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２からの電力の出力を停止させる一方、ペルチェ素子用電源２３から出力される電力を制御することにより、被測定体１の温度を上記低温側の維持温度で維持することができる。
【００３７】
次に、昇温、冷却を所定回数繰返したかどうかを判別する工程（Ｓ２３０）を実施する。この工程（Ｓ２３０）では、上述した昇温工程（Ｓ２１０）および冷却工程（Ｓ２２０）を所定回数繰返したかどうかを判別し、所定回数繰返されていないと判断された場合（ＮＯと判断された場合）には再度昇温工程（Ｓ２１０）、冷却工程（Ｓ２２０）を実施する。また、当該工程（Ｓ２３０）において上記工程が所定回数繰返されたと判断された場合（ＹＥＳと判断された場合）には、被測定体用電源２１とヒータ駆動用電源２２やペルチェ素子用電源２３などをＯＦＦにするといった後処理を行なう工程（Ｓ２４０）を実施する。このようにして、テスト工程（Ｓ２００）を実施できる。
【００３８】
上述した昇温工程（Ｓ２１０）および冷却工程（Ｓ２２０）においては、被測定体１の温度、より具体的には被測定体１に含まれる半導体デバイスの半導体接合温度Ｔｊを高温側または低温側の維持温度で維持するため、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２やペルチェ素子用電源２３の出力についてたとえばＰＷＭ制御や電圧制御を適用できる。以下、テスト工程（Ｓ２００）においてＰＷＭ制御や電圧制御を適用した場合について説明する。
【００３９】
なお、図１に示した評価装置３０では、後述するように高温サーマルサイクル試験を実施するため、半導体接合温度Ｔｊが高温側の維持温度Ｔｊｍａｘとなっている状態において、昇降駆動用電源３５から移動部材４０のソレノイドコイル４１に電力を供給した状態であり、かつペルチェ素子９の電源がＯＦＦになっているときの評価装置３０の系として冷却能力（輻射伝熱、自然対流伝熱、伝導熱伝達などにより決定される、上記状態での評価装置３０からの放散熱量）より被測定体１およびヒータ７１の合計発熱量（Ｑｇｅｎ）が大きくなるように、評価装置３０は設計されている。また、高温サーマルサイクル試験において時間的に早い応答を実現するためには、上記被測定体１の発熱量（Ｑｇｅｎ）をより大きくすることが有効である。なお、このように被測定体１およびヒータ７１の合計発熱量（Ｑｇｅｎ）を大きくすることは、被測定体１へ供給される被測定体用電源２１からの電源電圧およびヒータ７１へ供給されるヒータ駆動用電源２２からの電源電圧を高くすることで容易に実現できる。
【００４０】
また、発熱部ベースプレート４５、ベースプレート５、ペルチェ素子９および放熱器１１を介して被測定体１から除去される熱量（Ｑｒ）の大きさも大きくすることが好ましい。特に、評価装置３０の熱回路を考えると、半導体接合温度Ｔｊの低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎは冷媒１７の温度に大きく左右され、冷媒１７の温度はこの低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎと同程度の温度に設定されることが好ましい。
【００４１】
（ケース１）
被測定体１およびヒータ７１からの発熱量（Ｑｇｅｎ）を制御するため被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２に対してＰＷＭ制御を適用し、また、ペルチェ素子用電源２３に対してＰＷＭ制御を適用することによって、発熱部ベースプレート４５、ベースプレート５、ペルチェ素子９および放熱器１１を介して被測定体１から除去される熱量（Ｑｒ）を制御する場合である。具体的な制御フローは図６に示され、また、電源のＯＮ／ＯＦＦや温度条件の推移を示すタイミングチャートが図７に示されている。図６は、本発明によるデバイス評価方法の一例におけるテスト工程を示すフローチャートである。また、図７は、図６に示したフローチャートに従ったテスト工程における電源のＯＮ／ＯＦＦや温度条件の推移を示すタイミングチャートである。図７では、横軸が時間を示し、縦軸においては５つの特性値について記載されている。つまり、図７の縦軸には、上から半導体デバイスにおける半導体接合温度Ｔｊの変化、図１の熱電対７ａにより測定される被測定体１の温度（モニター温度Ｔｍｏｎ）の変化、ペルチェ素子用電源２３（ペルチェ駆動電源）のＯＮ／ＯＦＦ、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２（半導体およびヒータ駆動電源）のＯＮ／ＯＦＦ、および昇降駆動用電源３５のＯＮ／ＯＦＦ（移動部材４０の駆動制御である昇降部駆動制御による発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との隔離（切断）／接触（接続））が示されている。図６および図７を参照して、本発明によるデバイス評価方法の一例（ケース１）におけるテスト工程を説明する。
【００４２】
図６および図７を参照して、テスト工程では、まず昇温工程（Ｓ２１０）（図５参照）の一部として半導体およびヒータ駆動電源をＯＮにし、ペルチェ駆動電源をＯＦＦにし、かつ発熱部ベースプレート切断（発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との隔離）を行なう工程（Ｓ２１１）を実施する。この工程（Ｓ２１１）は、図７のタイミングチャートでは時点Ｔ１において実施される。この時点Ｔ１から、図７に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊは上昇を始める。また、昇降駆動用電源３５から移動部材４０のソレノイドコイル４１に電流が供給されることにより、発熱部ベースプレート４５がベースプレート５から離れた状態になる。なお、当該テスト工程（Ｓ２００）の間、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２（図１参照）から被測定体１およびヒータ７１には昇温に必要な電力が供給される。
【００４３】
そして、図６の工程（Ｓ２１２）において、半導体接合温度Ｔｊが高温側の維持温度であるＴｊｍａｘに到達したかどうかを判断する。この工程（Ｓ２１２）においては、図７の時点Ｔ１から時点Ｔ２までの間ＮＯと判断されるので、当該工程（Ｓ２１２）は図７の時点Ｔ２まで繰返される。
【００４４】
そして、図７の時点Ｔ２において、半導体接合温度Ｔｊは高温側の維持温度であるＴｊｍａｘに到達し、また、モニター温度Ｔｍｏｎは高温側の維持温度であるＴｍａｘに到達する。なお、半導体接合温度Ｔｊはモニター温度Ｔｍｏｎから演算により求められる。図７から分かるように、モニター温度Ｔｍｏｎの高温側の維持温度Ｔｍａｘは半導体接合温度Ｔｊの高温側の維持温度Ｔｊｍａｘより低くなっている。これは、被測定体１の内部に配置された半導体デバイスが発熱体として作用し、かつ、ヒータ７１と上記半導体デバイスでの発熱量との関係から、半導体デバイスにおける半導体接合温度Ｔｊより、被測定体１の外部での測定温度であるモニター温度Ｔｍｏｎの方が低くなっているためである。なお、ヒータ７１と上記半導体デバイスとの発熱量の設定を変更することにより、半導体デバイスにおける半導体接合温度Ｔｊより、被測定体１の外部での測定温度であるモニター温度Ｔｍｏｎの方が高くなるようにしてもよい。
【００４５】
このように時点Ｔ２において半導体接合温度ＴｊがＴｊｍａｘに到達すると、工程（Ｓ２１２）においてＹＥＳと判断され、次の工程（Ｓ２１３）が実施される。当該工程（Ｓ２１３）では、半導体およびヒータ駆動電源のＰＷＭ制御が開示される。具体的には、図７に示すように、半導体駆動電源のＯＮ／ＯＦＦが所定の間隔で繰返されることにより、半導体駆動電源の出力がパルス波状になっている。そして、当該パルス波の幅や間隔（ＯＮの時間とＯＦＦの時間）が適宜制御されることにより、被測定体１における半導体デバイスからの発熱量およびヒータ７１からの発熱量の合計発熱量Ｑｇｅｎが抑制される。この結果、被測定体１およびヒータ７１からの合計発熱量Ｑｇｅｎと、被測定体１から発熱部ベースプレート４５または被測定体１から直接装置外部へ除去される熱量Ｑｒとが等しくなる。そのため、図７に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを、それぞれ高温側の維持温度Ｔｍａｘ、Ｔｊｍａｘに維持することができる。
【００４６】
そして、上記のようなモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを一定に維持した状態は図７の時点Ｔ２から始まり、所定時間継続される。このとき、図５に示した制御フローでは、工程（Ｓ２１４）において半導体接合温度ＴｊがＴｊｍａｘになってから所定時間が経過したか（時点Ｔ２から時点Ｔ３までの間の時間が経過したか）が判断される。図７の時点Ｔ３になるまで、工程（Ｓ２１４）ではＮＯと判断されるため、工程（Ｓ２１４）が時点Ｔ３まで繰返されることになる。このため、時点Ｔ３まで半導体およびヒータ駆動電源のＰＷＭ制御は継続されることにより、モニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊが、それぞれ高温側の維持温度Ｔｍａｘ、Ｔｊｍａｘに維持される。
【００４７】
そして、時点Ｔ３に到達すると、工程（Ｓ２１４）においてＹＥＳと判断されるため、図５の冷却工程（Ｓ２２０）が開始される。具体的には、図７の時点Ｔ３において、半導体およびヒータ駆動電源をＯＦＦにし、ペルチェ駆動電源をＯＮにし、かつ、発熱部ベースプレートを接続する（発熱部ベースプレート４５とベースプレート５とを接触させる）工程（Ｓ２２１）が実施される。この結果、図７に示すように、時点Ｔ３において昇降駆動用電源３５からのソレノイドコイル４１へ供給される電源がＯＦＦになることにより発熱部ベースプレート４５がベースプレート５に接触するとともに、時点Ｔ３からモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊが低下し始める。
【００４８】
その後、図６に示したフローチャートでは、工程（Ｓ２２２）において半導体接合温度Ｔｊが低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎになったかどうかが判断される。そして、図７に示すように半導体接合温度Ｔｊが低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎになる（つまりモニター温度Ｔｍｏｎが低温側の維持温度Ｔｍｉｎになる）時点Ｔ４まで、上記工程（Ｓ２２２）ではＮＯと判断される。そのため、時点Ｔ４に到達するまで、工程（Ｓ２２２）は繰返される。
【００４９】
そして、図７に示した時点Ｔ４になり、半導体接合温度Ｔｊが低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎになると、上記工程（Ｓ２２２）においてＹＥＳと判断される。この結果、ペルチェ駆動電源のＰＷＭ制御を開始する工程（Ｓ２２３）が実施される。この工程（Ｓ２２３）が実施されると、図７に示すように、ペルチェ駆動電源が所定の間隔でＯＮ／ＯＦＦを繰返す。具体的には、図７に示すように、ペルチェ駆動電源のＯＮ／ＯＦＦが所定の間隔で繰返されることにより、ペルチェ駆動電源の出力がパルス波状になっている。そして、当該パルス波の幅や間隔（ＯＮの時間とＯＦＦの時間）が適宜制御されることにより、ペルチェ素子９においてベースプレート５側から放熱器１１側へ伝達される熱量Ｑｒが制御される。この結果、高い周囲温度の雰囲気から被測定体１あるいは発熱部ベースプレート４５などを経由して供給される熱量と、ベースプレート５、ペルチェ素子９を介して放熱器１１に伝えられ、冷媒１７により除去される熱量Ｑｒとが等しくなる。そのため、図７に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを、それぞれ低温側の維持温度Ｔｍｉｎ、Ｔｊｍｉｎに維持することができる。
【００５０】
そして、上記のようなモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを一定に維持した状態は図７の時点Ｔ４から始まり、所定時間継続される。このとき、図６に示した制御フローでは、工程（Ｓ２２４）において半導体接合温度ＴｊがＴｊｍｉｎになってから所定時間が経過したか（時点Ｔ４から時点Ｔ５までの間の時間が経過したか）が判断される。図７の時点Ｔ５になるまで、工程（Ｓ２２４）ではＮＯと判断されるため、工程（Ｓ２２４）が時点Ｔ５まで繰返されることになる。このため、時点Ｔ５までペルチェ駆動電源のＰＷＭ制御が継続されることにより、モニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊが、それぞれ低温側の維持温度Ｔｍｉｎ、Ｔｊｍｉｎに維持される。
【００５１】
そして、時点Ｔ５になると、工程（Ｓ２２４）においてＹＥＳと判断される。この結果、図６に示した工程（Ｓ２３０）が実施される。工程（Ｓ２３０）では、昇温工程（工程（Ｓ２１１）〜工程（Ｓ２１４））および冷却工程（工程（Ｓ２２１）〜工程（Ｓ２２４））までを所定回数繰返したかを判断する。工程（Ｓ２３０）においてＮＯと判断された場合、再び工程（Ｓ２１１）以下の工程が順次繰返される。
【００５２】
つまり、図７の時点Ｔ５から、再び昇温工程が開始される。時点Ｔ５から開始される制御は、丁度時点Ｔ１から開始された制御と同様である。すなわち、時点Ｔ５において、半導体およびヒータ駆動電源をＯＮにし、ペルチェ駆動電源をＯＦＦにし、かつ発熱部ベースプレート切断を行なう工程（Ｓ２１１）が実施される。この時点Ｔ５から、図７に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊは上昇を始める。そして、時点Ｔ６になるまで工程（Ｓ２１２）が繰返される。さらに、時点Ｔ６において、時点Ｔ２の場合と同様に、半導体接合温度Ｔｊは高温側の維持温度であるＴｊｍａｘに到達し、また、モニター温度Ｔｍｏｎは高温側の維持温度であるＴｍａｘに到達する。すると、時点Ｔ６において時点Ｔ２の場合と同様に工程（Ｓ２１２）においてＹＥＳと判断され、工程（Ｓ２１３）が実施される。
【００５３】
また、工程（Ｓ２３０）において、ＹＥＳと判断された場合、つまり昇温工程および冷却工程が所定回数繰返されたと判断された場合、サーマルサイクル試験は終了することになるので、後処理としてのペルチェ駆動電源をＯＦＦにする工程（Ｓ２４１）が実施される。このようにして、ケース１におけるテスト工程（Ｓ２００）は実施される。
【００５４】
（ケース２）
被測定体１およびヒータ７１からの合計発熱量（Ｑｇｅｎ）を制御するため被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２に対して電圧制御（電圧変更制御とも言う）を適用し、また、ペルチェ素子用電源２３に対しても電圧制御を適用することによって、発熱部ベースプレート４５、ベースプレート５、ペルチェ素子９および放熱器１１を介して被測定体１から除去される熱量（Ｑｒ）を制御する場合である。具体的な制御フローは図８に示され、また、電源のＯＮ／ＯＦＦや電圧条件の変更の推移、および温度条件の推移を示すタイミングチャートが図９に示されている。図８は、本発明によるデバイス評価方法の一例におけるテスト工程を示すフローチャートである。また、図９は、図８に示したフローチャートに従ったテスト工程における電源のＯＮ／ＯＦＦや電圧条件の変更の推移、および温度条件の推移を示すタイミングチャートである。図９では、横軸が時間を示し、縦軸においては６つの特性値について記載されている。つまり、図９の縦軸には、上から半導体デバイスにおける半導体接合温度Ｔｊの変化、図１の熱電対７ａにより測定される被測定体１の温度（モニター温度Ｔｍｏｎ）の変化、ペルチェ素子用電源２３（ペルチェ駆動電源）のＯＮ／ＯＦＦ、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２（半導体およびヒータ駆動電源）のＯＮ／ＯＦＦ、半導体およびヒータ駆動電源とペルチェ駆動電源との電圧レベルの変化、および昇降駆動用電源３５のＯＮ／ＯＦＦ（移動部材４０の駆動制御である昇降部駆動制御による発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との隔離（切断）／接触（接続））が示されている。図８および図９を参照して、本発明によるデバイス評価方法の一例（ケース２）におけるテスト工程を説明する。
【００５５】
図８および図９を参照して、テスト工程では、まず昇温工程（Ｓ２１０）（図３参照）の一部として半導体およびヒータ駆動電源をＯＮにし、ペルチェ駆動電源をＯＦＦにし、かつ発熱部ベースプレート切断（発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との隔離）を行なう工程（Ｓ２１８）を実施する。この工程（Ｓ２１８）は、図９のタイミングチャートでは時点Ｔ１において実施される。なお、このとき、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値は最大値（Ｖｍａｘ）に設定され、また、ペルチェ駆動電源の電圧設定値は最小値（Ｖｍｉｎ）に設定されている。この時点Ｔ１から、図９に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊは上昇を始める。なお、当該テスト工程（Ｓ２００）の間、被測定体用電源２１およびヒータ駆動用電源２２（図１参照）から被測定体１およびヒータ７１には昇温に必要な電力が供給される。
【００５６】
そして、図８の工程（Ｓ２１６）において、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値をＶｍａｘからＶｍｉｎに変更する。具体的には、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの間の特定の時点までの所定時間が経過したかどうかを判別する工程を実施し、当該工程において所定時間が時点Ｔ１から経過したと判断されたときに、電圧設定値をＶｍａｘから低下させる工程を開始する。そして、図６の工程（Ｓ２１２）と同様に、半導体接合温度Ｔｊが高温側の維持温度であるＴｊｍａｘに到達したかどうかをモニター温度Ｔｍｏｎにより判断する。この工程（Ｓ２１２）と同様の工程においては、図９の時点Ｔ２までの間ＮＯと判断されるので、当該工程は図９の時点Ｔ２まで繰返される。
【００５７】
そして、図９の時点Ｔ２において、半導体接合温度Ｔｊは高温側の維持温度であるＴｊｍａｘに到達し、また、モニター温度Ｔｍｏｎは高温側の維持温度であるＴｍａｘに到達する。なお、半導体接合温度Ｔｊはモニター温度Ｔｍｏｎから演算により求められる。
【００５８】
このように時点Ｔ２において半導体接合温度ＴｊがＴｊｍａｘに到達すると、工程（Ｓ２１２）と同様の上記工程においてＹＥＳと判断され、半導体駆動電源の電圧設定の低下が停止される。このときの半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定の値が、当該電圧設定の下限値（Ｖｍｉｎ）となる。この後、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値はＶｍｉｎに維持される。このように、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値を変更することにより、被測定体１およびヒータ７１からの合計発熱量Ｑｇｅｎと、被測定体１から発熱部ベースプレート４５を介して、あるいは被測定体１から直接除去される熱量Ｑｒとが等しくなる。そのため、図９に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを、それぞれ高温側の維持温度Ｔｍａｘ、Ｔｊｍａｘに維持することができる。
【００５９】
次に、工程（Ｓ２１７）において、ペルチェ駆動電源の電圧設定値をＶｍｉｎから最大値（Ｖｍａｘ）に変更する。具体的には、図９に示した時点Ｔ２から所定時間が経過したかどうか（時点Ｔ３に到達したかどうか）を判断する工程を実施し、当該工程において時点Ｔ３に到達したと判断されたときに、ペルチェ駆動電源の電圧設定値をＶｍｉｎから上昇させて最大値（Ｖｍａｘ）に変更する工程を開始する。この工程を開始したあと、ごく短い時間の経過後にペルチェ駆動電源の電圧設定値が最大値（Ｖｍａｘ）に変更される。
【００６０】
そして、上記のようなモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを一定に維持した状態は図９の時点Ｔ２から始まり、所定時間継続される。このとき、図８に示した制御フローでは、工程（Ｓ２１４）において半導体接合温度ＴｊがＴｊｍａｘになってから所定時間が経過したか（時点Ｔ２から時点Ｔ４までの間の時間が経過したか）が判断される。図９の時点Ｔ４になるまで、工程（Ｓ２１４）ではＮＯと判断されるため、工程（Ｓ２１４）が時点Ｔ４まで繰返されることになる。このため、時点Ｔ４まで半導体およびヒータ駆動電源のＯＮ状態は継続される。また、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値が時点Ｔ２から最小値（Ｖｍｉｎ）に維持されていることにより、上述のように被測定体１およびヒータ７１からの合計発熱量（Ｑｇｅｎ）と被測定体１からの放熱量（Ｑｒ）がバランスするため、モニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊが、それぞれ高温側の維持温度Ｔｍａｘ、Ｔｊｍａｘに維持される。
【００６１】
そして、時点Ｔ４に到達すると、工程（Ｓ２１４）においてＹＥＳと判断されるため、図５の冷却工程（Ｓ２２０）が開始される。具体的には、図９の時点Ｔ４において、半導体およびヒータ駆動電源をＯＦＦにし、ペルチェ駆動電源をＯＮにし、かつ発熱部ベースプレート４５をベースプレート５に接続する（昇降部駆動制御にて接続状態にする）工程（Ｓ２２１）が実施される。この結果、図９に示すように時点Ｔ４からモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊが低下し始める。
【００６２】
その後、図８に示したフローチャートでは、工程（Ｓ２２２）において半導体接合温度Ｔｊが低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎになったかどうかが判断される。そして、図９に示すように半導体接合温度Ｔｊが低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎになる（つまりモニター温度Ｔｍｏｎが低温側の維持温度Ｔｍｉｎになる）時点Ｔ５まで、上記工程（Ｓ２２２）ではＮＯと判断される。そのため、時点Ｔ５に到達するまで、工程（Ｓ２２２）は繰返される。
【００６３】
そして、図９に示した時点Ｔ５になり、半導体接合温度Ｔｊが低温側の維持温度Ｔｊｍｉｎになると、上記工程（Ｓ２２２）においてＹＥＳと判断される。この結果、工程（Ｓ２２５）が実施される。工程（Ｓ２２５）では、ペルチェ駆動電源の電圧設定値をＶｍａｘからＶｍｉｎへ変更するとともに、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値をＶｍｉｎからＶｍａｘへ変更する。なお、ペルチェ駆動電源の電圧設定値について、ＶｍａｘからＶｍｉｎへ変更を開始するタイミングは、時点Ｔ５より前であってもよい。具体的には、時点Ｔ４から所定時間経過したかどうかを判断する工程を実施し、当該工程において所定時間経過したときに、ペルチェ駆動電源の電圧設定値についてＶｍａｘからＶｍｉｎへの変更を開始してもよい。そして、ペルチェ駆動電源の電圧設定値がＶｍｉｎに変更されることにより、ペルチェ素子９においてベースプレート５側から放熱器１１側へ伝達される熱量Ｑｒが制御される。この結果、被測定体１およびヒータ７１からの合計発熱量Ｑｇｅｎと、被測定体１および発熱部ベースプレート４５からベースプレート５、ペルチェ素子９を介して放熱器１１に伝えられ、冷媒１７により除去される熱量Ｑｒとが所定のバランスとなる。そのため、図９に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを、それぞれ低温側の維持温度Ｔｍｉｎ、Ｔｊｍｉｎに維持することができる。
【００６４】
そして、上記のようなモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊを一定に維持した状態は図９の時点Ｔ５から始まり、所定時間継続される。このとき、図８に示した制御フローでは、工程（Ｓ２２４）において半導体接合温度ＴｊがＴｊｍｉｎになってから所定時間が経過したか（時点Ｔ５から時点Ｔ６までの間の時間が経過したか）が判断される。図９の時点Ｔ６になるまで、工程（Ｓ２２４）ではＮＯと判断されるため、工程（Ｓ２２４）が時点Ｔ６まで繰返されることになる。このため、時点Ｔ６までペルチェ駆動電源の電圧設定値をＶｍｉｎとした状態でペルチェ駆動電源をＯＮとする一方、半導体駆動電源をＯＦＦにする制御が継続されることにより、モニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊが、それぞれ低温側の維持温度Ｔｍｉｎ、Ｔｊｍｉｎに維持される。
【００６５】
そして、時点Ｔ６になると、工程（Ｓ２２４）においてＹＥＳと判断される。この結果、図８に示した工程（Ｓ２３０）が実施される。工程（Ｓ２３０）では、昇温工程（図８の工程（Ｓ２１８）〜工程（Ｓ２１４））および冷却工程（図８の工程（Ｓ２２１）〜工程（Ｓ２２４））までを所定回数繰返したかを判断する。工程（Ｓ２３０）においてＮＯと判断された場合、再び工程（Ｓ２１８）以下の工程が順次繰返される。
【００６６】
つまり、図９の時点Ｔ６から、再び昇温工程が開始される。時点Ｔ６から開始される制御は、丁度時点Ｔ１から開始された制御と同様である。つまり、時点Ｔ６において、半導体およびヒータ駆動電源をＯＮにし、ペルチェ駆動電源をＯＦＦにし、かつ発熱部ベースプレート切断（発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との隔離）を行なう工程（Ｓ２１８）が実施される。なお、このとき、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値は最大値（Ｖｍａｘ）に設定され、また、ペルチェ駆動電源の電圧設定値は最小値（Ｖｍｉｎ）に設定されている。この時点Ｔ６から、図９に示すようにモニター温度Ｔｍｏｎおよび半導体接合温度Ｔｊは上昇を始める。そして、図９の時点Ｔ７において、図８の工程（Ｓ２１６）を実施する。具体的には、半導体およびヒータ駆動電源の電圧設定値をＶｍａｘからＶｍｉｎに変更する工程を開始する。そして、図９の時点Ｔ８において、半導体接合温度Ｔｊは高温側の維持温度であるＴｊｍａｘに到達し、また、モニター温度Ｔｍｏｎは高温側の維持温度であるＴｍａｘに到達する。
【００６７】
また、工程（Ｓ２３０）において、ＹＥＳと判断された場合、つまり昇温工程および冷却工程が所定回数繰返されたと判断された場合、サーマルサイクル試験は終了することになるので、後処理としてのペルチェ駆動電源をＯＦＦにする工程（Ｓ２４１）が実施される。このようにして、ケース２におけるテスト工程（Ｓ２００）は実施される。
【００６８】
図１０は、図１に示した評価装置の実施の形態１の変形例を示す模式図である。図１０を参照して、図１に示した評価装置の変形例を説明する。
【００６９】
図１０を参照して、評価装置３０は、基本的には図１に示した評価装置と同様の構成を備えるが、発熱部ベースプレート４５を矢印４７に示す方向に移動させるための構造が図１に示した評価装置３０と異なっている。具体的には、図１０に示した評価装置３０において、発熱部ベースプレート４５を矢印４７に示した方向のうちの上方向（ベースプレート５から離れる方向）に向けて移動させるためには、図１と同様にソレノイドコイル４１を含む移動部材４０を用いている。一方、発熱部ベースプレート４５を矢印４７に示した方向のうち下方向（ベースプレート５に近づく方向）に向けて移動させる（押圧する）ために、弾性部材としてのばね５１を用いている。
【００７０】
ばね５１は、ベースプレート５に対して相対的な位置が固定されている部材（たとえば密閉ケース２８）に一方端部が接続固定されている。そして、ばね５１の一方端部と反対側の端部である他方端部は、発熱部ベースプレート４５に応力を加えることが可能な状態で接続されている。たとえば、ばね５１の他方端部は、図１０に示したように発熱部ベースプレート４５に接続されたアーム部３９の端部に設置される上壁部５０に接触あるいは固定されていてもよい。あるいは、ばね５１の他方端部は、上記アーム部３９の上部（発熱部ベースプレート４５と接続した端部（下端）と反対側の端部）に接触あるいは固定されていてもよい。
【００７１】
また、ばね５１は１本でもよいが２本以上の複数本であってもよい。このような構成によっても、図１に示した評価装置と同様の効果を得ることができる。さらに、図１０に示した評価装置３０では、発熱部ベースプレート４５をベースプレート５に接触させる場合、ばね５１によって発熱部ベースプレート４５の下面をベースプレート５の表面に押圧することになるので、発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との接触を確実に行なうことができる。さらに、発熱部ベースプレート４５とベースプレート５との接触部の接触熱抵抗を低減することができる。このため、被測定体１の冷却を効率的に行なうことができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図１１は、本発明に従った評価装置の実施の形態２の模式図である。図１２は、図１１に示した評価装置における移動部材を示す拡大模式図である。図１１および図１２を参照して、本発明に従った評価装置の実施の形態２を説明する。
【００７３】
図１１および図１２に示すように、本発明に従ったデバイス評価装置の実施の形態２としての評価装置３０は、基本的には図１に示した評価装置３０と同様の構成を備えるが、発熱部ベースプレート４５を矢印４７に示す方向に移動させるための構造が図１に示した評価装置３０と異なっている。
【００７４】
すなわち、図１１および図１２に示した評価装置３０では、発熱部ベースプレート４５に接続された支柱部５２を介して１つの移動部材５５が配置されている。移動部材５５は、移動部材５５は、ベースプレート５に対して相対的に位置が固定された、発熱部ベースプレート４５とは別の部材（たとえば密閉ケース２８）に固定されている。移動部材５５は、支柱部５２を矢印４７に沿った方向に移動させることにより、発熱部ベースプレート４５をベースプレート５に対して着脱させる。移動部材５５は、図１２に示すように駆動源としてのモータ５６の回転力により、支柱部５２を移動させる。
【００７５】
より具体的には、図１１および図１２に示した評価装置３０では、発熱部ベースプレート４５の端部にアーム部３９が接続され、当該アーム部３９の上端に上壁部５０が接続されている。この発熱部ベースプレート４５と対向する位置に配置される上壁部５０の上面には支柱部５２が接続されている。支柱部５２の側面には、ねじ溝が支柱部５２の延在方向に沿って形成されたねじ溝部６０が配置されている。
【００７６】
移動部材５５は、支柱部５２の上記ねじ溝部６０のねじ溝に噛み合う中継ギア５９と、当該中継ギア５９を回転させるモータ５６とからなる。モータ５６のモータ軸５７にはモータ側ギア５８が設置されている。モータ側ギア５８と中継ギア５９とが図１２に示すように噛み合っている。モータ５６が駆動することによりモータ側ギア５８が矢印６１に示す方向に回転すると、中継ギア５９が矢印６２に示す方向に回転する。この結果、支柱部５２が矢印４７に示す方向に移動することにより、発熱部ベースプレート４５がベースプレート５に対して着脱される。なお、中継ギア５９の歯数はモータ側ギア５８の歯数より多くなっているため、モータ軸５７の回転速度より中継ギア５９の回転速度を遅くすることができる。このため、支柱部５２の上下方向（矢印４７に示す方向）での移動速度や移動量をより正確に制御することができる。
【００７７】
このような評価装置３０によっても、図１に示した評価装置と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
なお、支柱部５２は、図１１および図１２に示すように発熱部ベースプレート４５とアーム部３９を介して接続された上壁部５０に設置されていてもよいが、発熱部ベースプレート４５に直接設置されていてもよい。
【００７９】
図１３は、図１１および図１２に示した評価装置の実施の形態２の第１の変形例を示す拡大模式図である。図１３を参照して、本発明による評価装置の実施の形態２の第１の変形例を説明する。なお、図１３は図１２に対応する。
【００８０】
図１３を参照して、評価装置の実施の形態２の第１の変形例は、基本的には図１１および図１２に示した評価装置３０と同様の構成を備えるが、発熱部ベースプレート４５を上下方向（矢印４７に示す方向）に移動させるための機構が異なっている。具体的には、支柱部５２は接続部６４において回転可能な状態で上壁部５０に接続されている。
【００８１】
また、支柱部５２には螺旋状のねじ溝からなるねじ溝部６３が形成されている。また、このねじ溝部６３に噛み合うようにモータ側ギア５８が配置されている。モータ側ギア５８はモータ５６のモータ軸５７に接続されている。モータ５６は評価装置３０における発熱部ベースプレート４５と独立した他の部材に固定されている。また、モータ側ギア５８と支柱部５２のネジ溝部６３との接触が維持された状態で、支柱部５２はその延在方向に移動可能に支持されている。支柱部５２の支持方法は、従来周知の任意の方法を用いることができる。モータ軸５７の回転によって、モータ側ギア５８が回転し、この結果支柱部５２が回転する。この支柱部５２の回転に応じて、モータ側ギア５８に対する支柱部５２の上下方向での相対的な位置が変化することにより、支柱部５２とともに発熱部ベースプレート４５を上下方向に移動させることができる。このような構成を備える評価装置によっても、図１１および図１２に示した評価装置と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
図１４および図１５は、図１１および図１２に示した評価装置の実施の形態２の第２の変形例を示す拡大模式図である。図１４および図１５を参照して、本発明による評価装置の実施の形態２の第２の変形例を説明する。なお、図１５は図１２に対応する。また、図１４は、図１５に示した評価装置の支柱部に形成されたフィンを示している。
【００８３】
図１４および図１５を参照して、評価装置の実施の形態２の第２の変形例は、基本的には図１１および図１２に示した評価装置３０と同様の構成を備えるが、発熱部ベースプレート４５を上下方向（矢印４７に示す方向）に移動させるための機構が異なっている。具体的には、支柱部５２は接続部６４において回転可能な状態で上壁部５０に接続されている。また、支柱部５２には平面形状が円盤状であって、支柱部５２の側壁から外側に延びるように配置されたフランジ状のフィン６５が形成されている。フィン６５は、支柱部５２の延在方向（軸方向）における位置が異なる部分６７、６８が交互に配置されており、全体として支柱部５２の延在方向に波打つような形状になっている。部分６７と部分６８とを繋ぐフィン６５の部分はその表面が滑らかな曲面状になっている。
【００８４】
また、支柱部５２の上部には駆動部材としてのステッピングモータ７０のモータ軸５７が直接接続されている。この結果、ステッピングモータ７０のモータ軸５７の回転を直接支柱部５２に伝えることができる。つまり、モータ軸５７が回転することにより、支柱部５２も回転する。なお、ステッピングモータ７０は、支柱部５２とともに上下方向に移動可能になっている。たとえば、ステッピングモータ７０が、発熱部ベースプレート４５と独立した部材にリニアガイドなどを介して上下方向に移動可能に接続されていてもよい。
【００８５】
そして、上記フィン６５の下面（発熱部ベースプレート４５に対向する面）に接触するように、支持部６６が配置されている。支持部６６は、発熱部ベースプレート４５と独立した部材（たとえば密閉ケース２８など）に固定されている。そして、支柱部５２が回転することにより、フィン６５も回転するが、そのフィン６５の回転にともなって支持部６６に接触するフィン６５の部分が部分６７から部分６８になると、当該部分６７の下面と部分６８の下面との間の、支柱部５２の延在方向に沿った方向での距離だけ支柱部５２が上方（モータ５６側）に持ち上げられる。この結果、発熱部ベースプレート４５をベースプレート５から離脱させることができる。そして、ステッピングモータ７０を駆動することによりモータ軸５７をさらに回転させると、フィン６５において支持部６６と接触部分が部分６８から部分６７に変わる。この結果、支柱部５２は下方向に自重によって移動する。このようにして、ステッピングモータ７０の回転とフィン６５と支持部６６との接触とによって、発熱部ベースプレート４５をベースプレート５から着脱させることができる。このような構成を備える評価装置によっても、図１１および図１２に示した評価装置と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
上述した本発明による評価装置の実施の形態２を用いても、図４〜図９に示したようなデバイス評価方法を実施することができる。
【００８７】
次に、上記の実施の形態と重複するものもあるが本発明の実施例を羅列的に挙げて説明する。
【００８８】
この発明に従ったデバイス評価装置としての評価装置３０は、保持部材（発熱部ベースプレート４５）と冷却部材（ベースプレート５、ペルチェ素子９、放熱器１１、冷媒流路１３、熱交換器１５、ポンプ１４、冷媒１７）と加熱部材（ヒータ７１）と移動部材４０、５５と制御部（制御装置２９）とを備える。保持部材（発熱部ベースプレート４５）は、半導体デバイスを含み電力が供給される被測定体１を保持する。冷却部材は、保持部材（発熱部ベースプレート４５）と着脱可能に接触し、保持部材を介して被測定体１の熱を除去するためのものである。加熱部材（ヒータ７１）は、被測定体１を加熱する。移動部材４０、５５は、保持部材（発熱部ベースプレート４５）を冷却部材（具体的にはベースプレート５）に対して着脱させるように移動する。制御部（制御装置２９）は、冷却部材、加熱部材、および移動部材を制御する。
【００８９】
このようにすれば、移動部材４０、５５により発熱部ベースプレート４５を冷却部材を構成するベースプレート５から隔離した状態にすることができる。このため、ヒータ７１によって被測定体１を加熱する場合や被測定体１自体から発熱させる場合には、移動部材４０、５５によって被測定体１を保持する発熱部ベースプレート４５をベースプレート５から離れた状態にできるので、被測定体１からベースプレート５を介して放熱器１１に熱が伝わり被測定体１の昇温速度が遅くなる、あるいは被測定体１の昇温が十分できないといった問題の発生を抑制できる。また、被測定体１を冷却する場合には、移動部材４０、５５によって被測定体１を保持する発熱部ベースプレート４５をベースプレート５に接触した状態にすることができる。そのため、被測定体１から発熱部ベースプレート４５を介してベースプレート５、ペルチェ素子９および放熱器１１へ熱を確実に伝えることができるので、被測定体１の冷却を迅速かつ確実に行なうことができる。
【００９０】
また、被測定体１を昇温するときには、被測定体１とベースプレート５およびペルチェ素子９とが熱的に接続されていない状態になるので、冷却部材を構成するペルチェ素子９が被測定体１の昇温に起因して過度に加熱されることを防止できる。このため、ペルチェ素子９が過度の加熱によって故障する、あるいは寿命が短くなるといった問題の発生を抑制できる。さらに、ペルチェ素子９に対する過度の加熱による影響を抑制できることから、被測定体１の加熱温度を十分高温域に設定することができる。したがって、被測定体１の半導体デバイスがＳｉＣを用いたデバイスのように従来のシリコンを用いたデバイスよりより高温域で動作する場合であっても、被測定体１の動作温度域（従来より高温域）における試験を簡単に実施することができる。
【００９１】
上記評価装置３０は、図１などに示すように、電子冷却素子（ペルチェ素子９）と熱的に接続される被測定体１を少なくとも外気から隔離することが可能な密閉ケース２８をさらに備えていてもよい。この場合、密閉ケース２８の内部の雰囲気ガスの組成を適宜調整することにより、被測定体１の温度が上昇、下降することにともなって被測定体１の表面に結露が発生することを防止できる。この結果、当該結露により被測定体１に故障などの問題が起きることを防止できる。
【００９２】
また、上記評価装置３０において、密閉ケース２８は被測定体１、電子冷却素子（ペルチェ素子９）、放熱部材の一部（放熱器１１、冷媒流路１３の放熱器１１との接続部）を囲むように形成されていてもよい。この場合、密閉ケース２８の内部の雰囲気ガスの組成を適宜調整することにより、被測定体１や電子冷却素子（ペルチェ素子９）、放熱部材（放熱器１１や冷媒流路１３）などの表面において結露が発生することを防止できる。このため、当該結露によって電子冷却素子や放熱部材などに故障が発生する、あるいは電子冷却素子(ペルチェ素子９)などを正常に動作させることができないため、結果的に試験を正常に行なえないといった問題の発生を防止できる。
【００９３】
上記評価装置３０は、被測定体１の温度を測定する温度センサ（熱電対７ａ）をさらに備えていてもよい。この場合、被測定体１の温度を当該温度センサ（熱電対７ａ）により測定できるので、被測定体１の温度変化が試験において予定する温度変化と合致しているかどうかを正確にモニターすることができる。また、当該温度センサ（熱電対７ａ）により被測定体１の温度を正確に測定できるので、当該温度データを評価装置３０の制御にフィードバックさせることができる。この結果、評価装置３０において正確な温度制御を行なうことができる。
【００９４】
上記評価装置３０は、被測定体１に供給される電流を測定する被測定体用電流センサ（被測定体用電源２１に接続された電流センサ２５）をさらに備えていてもよい。この場合、被測定体１に供給される電流の値を測定することで、当該電流の値に影響を及ぼすような評価装置３０や被測定体１の異常を迅速に検出することができる。
【００９５】
たとえば、電流センサ２５では電流検出センサとしてホール素子やカレントトランスなどを用いることができる。なお、当該電流センサ２５において所定の電流値より高い値の電流値が検出されたとき（過電流が検出されたとき）には、コントローラ２６により被測定体１への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。報知手段としては、たとえば評価装置３０に設置されるＬＣＤやＣＲＴなどの表示装置に被測定体１へ供給される電流の値が過大になったことを表示してもよいし、または／同時にスピーカなどからアラーム音などを発生させてもよい。
【００９６】
また、電流センサ２５において所定の電流値より低い値の電流値が検出されたとき（過小電流が検出されたとき）も、上述の場合と同様に、コントローラ２６により被測定体１への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。報知手段としては、上述したような表示装置やスピーカなどを用いてもよい。
【００９７】
上記評価装置３０は、移動部材４０、５５に供給される電流を測定する被測定体用電流センサ（昇降駆動用電源３５に接続された電流センサ２５）をさらに備えていてもよい。この場合、移動部材４０、５５に供給される電流の値を測定することで、当該電流の値に影響を及ぼすような評価装置３０や移動部材４０、５５の異常を迅速に検出することができる。
【００９８】
たとえば、電流センサ２５では電流検出センサとしてホール素子やカレントトランスなどを用いることができる。なお、当該電流センサ２５において所定の電流値より高い値の電流値が検出されたとき（過電流が検出されたとき）には、コントローラ２６により移動部材４０、５５への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。報知手段としては、たとえば評価装置３０に設置されるＬＣＤやＣＲＴなどの表示装置に移動部材４０、５５へ供給される電流の値が過大になったことを表示してもよいし、または／同時にスピーカなどからアラーム音などを発生させてもよい。
【００９９】
また、電流センサ２５において所定の電流値より低い値の電流値が検出されたとき（過小電流が検出されたとき）も、上述の場合と同様に、コントローラ２６により移動部材４０、５５への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。報知手段としては、上述したような表示装置やスピーカなどを用いてもよい。
【０１００】
上記評価装置３０は、電子冷却素子（ペルチェ素子９）に供給される電流を測定する電子冷却素子用電流センサ（ペルチェ素子用電源２３に接続された電流センサ２５）をさらに備えていてもよい。この場合、電子冷却素子（ペルチェ素子９）の故障などに伴い、電子冷却素子に供給される電流の値に変化が起きる場合、そのような電子冷却素子の故障に伴う評価装置３０の異常を迅速に検出できる。
【０１０１】
なお、この電流センサ２５において用いる電流検出センサとしては、たとえばホール素子やシャント抵抗などを用いることができる。なお、当該電流センサ２５において所定の電流値より高い値の電流値が検出されたとき（過電流が検出されたとき）には、コントローラ２６によりペルチェ素子９および被測定体１への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。
【０１０２】
また、電流センサ２５において所定の電流値より低い値の電流値が検出されたとき（過小電流が検出されたとき）も、上述の場合と同様に、コントローラ２６によりペルチェ素子９および被測定体１への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。報知手段としては、上述したような表示装置やスピーカなどを用いてもよい。
【０１０３】
上記評価装置３０において、冷却部材は、保持部材（発熱部ベースプレート４５）と着脱可能に接触する表面部分（ベースプレート５の上部表面部分）と、当該表面部分と電子冷却素子（ペルチェ素子９）を介して接続されたベース部材（放熱器１１）と、ベース部材（放熱器１１）から熱を除去するための冷媒１７とを含んでいてもよい。制御部（制御装置２９）は電子冷却素子（ペルチェ素子９）に供給される電力を制御可能である。上記評価装置３０は、冷媒１７の温度を測定するための冷媒用温度センサ（冷媒流路１３に設置された温度センサ１６）をさらに備えていてもよい。この場合、冷媒用の温度センサ１６によって冷媒１７の温度をモニターできるので、放熱部材において発生した異常（たとえば冷媒流路１３などからの冷媒１７の漏洩により冷媒量が減少することにより冷却効率が低下した場合など）を迅速に検出することができる。
【０１０４】
なお、上述した温度センサ１６として熱電対などを用いることができる。そして、温度センサ１６において設定温度以上の高い温度を検出したときには、コントローラ２６により被測定体１およびペルチェ素子９への電力の供給を遮断する。また、同時にコントローラ２６により試験が中止され、評価装置３０の異常がユーザに報知される。報知手段としては、上述したような表示装置やスピーカなどを用いてもよい。
【０１０５】
上記評価装置３０において、被測定体用電源２１、ヒータ駆動用電源２２、ペルチェ素子用電源２３、冷却系電源２４、昇降駆動用電源３５のそれぞれには、これらの電源への過大な負荷から装置を保護するためにヒューズを設定しておくことが好ましい。この結果、評価装置３０が過電流などにより破損することを防止できる。
【０１０６】
上記評価装置３０において、制御部（制御装置２９）は、被測定体１へ供給される電力および／またはヒータ７１へ供給される電力をＰＷＭ制御または電圧制御により制御可能であってもよい。この場合、被測定体１やヒータ７１から発生する熱量を細かく制御することが可能になる。したがって、被測定体１での温度を相対的に高温状態あるいは相対的に低温状態で温度一定の状態に高い精度で保つことができる。
【０１０７】
上記評価装置３０において、制御部（制御装置２９）は、電子冷却素子（ペルチェ素子９）へ供給される電力をＰＷＭ制御または電圧制御により制御可能であってもよい。この場合、電子冷却素子（ペルチェ素子９）における冷却能力を細かく制御することができる。したがって、被測定体１の温度制御を高精度に行なうことができる。
【０１０８】
上記評価装置３０は、電子冷却素子（ペルチェ素子９）を放熱部材（放熱器１１の上部表面）へ接続固定する固定部材をさらに備えていてもよい。この場合、固定部材（たとえばペルチェ素子９の形成されたフランジ部と、当該フランジ部および放熱器１１とを接続固定する固定用ネジなど）により電子冷却素子（ペルチェ素子９）を放熱部材（放熱器１１）へ確実に接続固定することができる。
【０１０９】
上記評価装置３０では、複数の被測定体１を発熱部ベースプレート４５に設置してもよい。この場合、複数の被測定体１に対して同時に評価試験（サーマルサイクル試験）を行なうことができる。たとえば、図１に示した評価装置３０では、発熱部ベースプレート４５の上部表面上に複数の被測定体１を並べて配置してもよい。この場合、発熱部ベースプレート４５の上面においてそれぞれの被測定体１の下面と対向する位置に溝（凹部）を形成し、当該溝の内部にそれぞれ熱電対を配置することが好ましい。このようにすれば、個々の被測定体１の温度を正確に測定しながら評価試験を行なうことができる。
【０１１０】
上記評価装置３０では、図１に示すように被測定体１は発熱部ベースプレート４５およびベースプレート５を介して電子冷却素子（ペルチェ素子９）と接続されていてもよい。発熱部ベースプレート４５およびベースプレート５の平面形状は被測定体１の平面形状より大きくてもよい。この場合、被測定体１から発生した熱を発熱部ベースプレート４５やベースプレート５である程度拡散させた上で、電子冷却素子（ペルチェ素子９）へ伝達することができる。そのため、電子冷却素子（ペルチェ素子９）において単位面積当りの冷却能力が余り大きくないような場合、発熱部ベースプレート４５やベースプレート５によって熱を伝える面積を大きくした上で、当該ベースプレート５に接続される電子冷却素子（ペルチェ素子９）の吸熱面の面積を大きくすることで、十分な冷却能力を確保することができる。
【０１１１】
この発明に従ったデバイス評価方法は、上記評価装置３０を用いたデバイス評価方法であって、図５に示すように、被測定体１を保持部材（発熱部ベースプレート４５）により保持する工程（被測定体準備工程（Ｓ１００））と、テスト工程（Ｓ２００）とを備える。テスト工程（Ｓ２００）では、移動部材４０、５５を駆動することによって保持部材（発熱部ベースプレート４５）を冷却部材（ベースプレート５）から隔離した状態で加熱部材（ヒータ７１）に電力を供給することにより、被測定体１の温度を上昇させる加熱工程（昇温工程（Ｓ２１０））と、移動部材４０、５５を駆動することによって保持部材（発熱部ベースプレート４５）を冷却部材（ベースプレート５）に接触した状態で、被測定体１の熱を冷却部材（ベースプレート５、ペルチェ素子９、放熱器１１、冷媒１７）へ伝達することにより、被測定体１を冷却する冷却工程（Ｓ２２０）とを、１回以上繰返すように、冷却部材、加熱部材および移動部材を制御部（制御装置２９）により制御する。
【０１１２】
このようにすれば、被測定体１が冷却部材を構成するベースプレート５に熱的に接続されていない状態で被測定体１の昇温を行なうことができるので、冷却部材を構成するペルチェ素子９が過度に加熱されることを防止しながら被測定体１の温度を効率的に昇温する一方、被測定体１を冷却する場合には保持部材（発熱部ベースプレート４５）を介して被測定体１と冷却部材とを熱的に接続することにより、被測定体１の熱を冷却部材へ伝達することによって、被測定体１に対するサーマルサイクル試験を簡便に行なうことができる。
【０１１３】
上記デバイス評価方法において、制御部（制御装置２９）による加熱部材（ヒータ７１）および冷却部材（電子冷却素子としてのペルチェ素子９など）の制御にＰＷＭ制御または電圧制御を用いてもよい。この場合、ＰＷＭ制御または電圧制御によって、被測定体１からの発熱量およびペルチェ素子９での吸熱量（つまり放熱器１１へ伝達される熱量）を正確に制御することができる。したがって、サーマルサイクル試験において高温域および低温域での温度一定の条件を容易に実現できる。
【０１１４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に従ったデバイス評価装置およびデバイス評価方法は、特に従来のシリコン基板を用いた半導体デバイスよりも高温域で使用されるようなデバイス（たとえばＳｉＣを用いたデバイス）のサーマルサイクル試験を行なう場合に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に従った評価装置の実施の形態１の模式図である。
【図２】図１に示した評価装置における被測定体を搭載した発熱部ベースプレートの平面模式図である。
【図３】図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。
【図４】図１に示した評価装置を用いたデバイス評価方法を示すフローチャートである。
【図５】図４に示したフローチャートにおけるテスト工程の内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明によるデバイス評価方法の一例におけるテスト工程を示すフローチャートである。
【図７】図６に示したフローチャートに従ったテスト工程における電源のＯＮ／ＯＦＦや温度条件の推移を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明によるデバイス評価方法の一例におけるテスト工程を示すフローチャートである。
【図９】図８に示したフローチャートに従ったテスト工程における電源のＯＮ／ＯＦＦや電圧条件の変更の推移、および温度条件の推移を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１に示した評価装置の実施の形態１の変形例を示す模式図である。
【図１１】本発明に従った評価装置の実施の形態２の模式図である。
【図１２】図１１に示した評価装置における移動部材を示す拡大模式図である。
【図１３】図１１および図１２に示した評価装置の実施の形態２の第１の変形例を示す拡大模式図である。
【図１４】図１１および図１２に示した評価装置の実施の形態２の第２の変形例を示す拡大模式図である。
【図１５】図１１および図１２に示した評価装置の実施の形態２の第２の変形例を示す拡大模式図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  被測定体、３  グリス、５  ベースプレート、７ａ，７ｂ  熱電対、９  ペルチェ素子、１０  フランジ部、１１  放熱器、１２  固定用ネジ、１３  冷媒流路、１４  ポンプ、１５  熱交換器、１６  温度センサ、１７  冷媒、１８ａ，１８ｂ  押え部材、１９  支持部材、２０  固定部材、２１  被測定体用電源、２２  ヒータ駆動用電源、２３  ペルチェ素子用電源、２４  冷却系電源、２５  電流センサ、２６  コントローラ、２８  密閉ケース、２９  制御装置、３０  評価装置、３５  昇降駆動用電源、３８  被覆材、３９  アーム部、４０，５５  移動部材、４１  ソレノイドコイル、４５  発熱部ベースプレート、４７，６１，６２  矢印、５０  上壁部、５２  支柱部、５６  モータ、５７  モータ軸、５８  モータ側ギア、５９  中継ギア、６０，６３  ねじ溝部、６４  接続部、６５  フィン、６６  支持部、６７，６８  部分、７０  ステッピングモータ、７１  ヒータ、７２  固定部、７３  熱電対用溝、７４  ヒータ用溝、７５  絶縁体、７６  金属抵抗体。
【図１】
2008309710.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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