(57)【要約】【課題】  恒温槽内の温度分布を安定化させるために回転するファンによって発生する自己発熱を解放することにより恒温槽の内部の温度を安定化させる。【解決手段】  恒温槽２に備えられたシャッタ開閉制御部１０５は、ファン１００が高速回転することによって自己発熱が発生した場合、恒温槽２の内部の温度が本来ＩＣデバイスＤを試験すべき温度よりも外れることが許容される許容温度の上限よりも超えたか否かを監視し、超えたときには、タイマ１０５ｅを作動させる。温度監視手段１０５ａは、タイマ１０５ｅが計測する時間が、制限時間記憶部１０５ｄに記憶された制限時間を越えたか否かを判定し、超えたと判定したときには、シャッタ装置２０を閉鎖状態にする。その後、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限よりも下回ったときには、シャッタ装置２０を開放状態にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣデバイスを試験する温度に温度管理がなされている恒温槽において、
前記恒温槽は、この恒温槽の内部を加熱させるためのヒータと、
前記恒温槽内の空気を循環させるファンと、
前記恒温槽の内部の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサが測定する温度が、前記ＩＣデバイスを試験する温度範囲のうち、その許容温度範囲の上限よりも予め決められた時間以上越えたときには、前記開閉装置を開放状態にし、また許容温度範囲の下限よりも下回ったときには、前記開閉装置を閉鎖状態にする開閉装置制御部と、を具備することを特徴とするＩＣデバイスの試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣデバイスなどの半導体装置の電気的な特性を試験する半導体装置の試験装置に関し、特に半導体装置に所定の温度条件を与える恒温槽の温度制御を安定化させる半導体装置の試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣ（Integral Circuit）デバイスなどの半導体装置は、所定の温度条件下で所定の電気的特性を得ることができるか否かの試験を行わなくてはならない。この試験を行うための試験装置は、半導体装置に通電を行い所定の電気的特性が得られるか否かを判定するＩＣテスタと、半導体装置を運搬および分類分けを行うＩＣハンドラとにより概略構成される。さらにこのＩＣハンドラは、未試験のＩＣデバイスをＩＣテスタに接続する位置にまで搬送するローダ部と、試験の結果により分類分けして収納を行うアンローダ部とにより構成される。また、ＩＣテスタは、ＩＣハンドラにより搬送されたＩＣデバイスを所定の位置に位置決めする機構と、テストヘッドにＩＣデバイスを接離する機構とを含んで構成される。
【０００３】
以上のように試験が行われるＩＣデバイスは、所定の温度条件下で所定の電気的特性を得ることができるか否かを試験しなくてはならないため、ＩＣデバイスは加熱または冷却が行われた状態でＩＣテスタに接続されて試験が行われる。ここで、ＩＣデバイスに与えられる温度条件としては、高温試験時には１００℃乃至１５０℃、低温試験時には−５０℃乃至それ以下の温度が与えられる。このため、ＩＣデバイスの試験を行うＩＣテスタのテストヘッドは所定の設定温度で管理されている恒温槽に臨んでいる。高温試験の場合この恒温槽の内部は、ＩＣテスタのテストヘッドの他に、未試験のＩＣデバイスを設定温度にまで加熱を行うプリヒート部が設けられる。このプリヒート部により予め加熱が行われたＩＣデバイスは、ＩＣテスタのテストヘッドに接続され、試験が行われる。このような恒温槽はテストヘッドとプリヒート部とを有して構成されるが、これらテストヘッドとプリヒート部とは区画壁により区画形成してそれぞれ独立に設けられてもよい。ただし、一体に構成される場合でも、独立に設けられる場合でも、プリヒート部はできるだけ多くのデバイスを加熱または冷却を行うことができるようにするため、広いスペースが必要になり、また極めて厳格な温度管理が必要になる。
【０００４】
このように構成されるＩＣデバイスの試験装置において、ローダ部から搬送された未試験のＩＣデバイスは、最初に恒温槽のプリヒート部に搬入され、所定の設定温度で試験が行われるように加熱される。そして、所定の設定温度にまで加熱が行われたＩＣデバイスがテストヘッドに接続され、通電されて電気的特性の試験が行われる。試験が終了したら、ＩＣデバイスはテストヘッドから取り外され、アンローダ部に移行される。このアンローダ部は、試験の結果によりＩＣデバイスを例えば良品、不良品に分類分けするものであり、一般に、恒温槽の外部に設けられる。
【０００５】
以上のような恒温槽は、極めて厳格に温度管理をする必要があるため、断熱壁により外部と熱的に隔離された状態で構成される。そのため、この恒温槽の断熱壁の一部を開口させて、ＩＣデバイスの通路を形成して導入部と排出部とを形成する。ＩＣデバイスは、この導入部により恒温槽に搬入され、恒温槽内部で試験が行われて、排出部よりアンローダ部に搬出される。ここで、恒温槽は極めて厳格に温度管理がされてなくてはならないため、ＩＣデバイスが通る通路は、ＩＣデバイスが通るときのみ開口されるようにしなくてはならない。すなわち、通路が常時開口している場合、温度を一定に保持することができなくなるためである。そのため、一般に、ＩＣデバイスが通る通路には開閉自在のシャッタが設けられ、ＩＣデバイスが通るときのみシャッタは開口し、その他のときは常にシャッタは閉じられているように構成する。
【０００６】
ここで、近年のＩＣデバイスの試験装置は、ＩＣデバイスを１個ずつ試験するのではなく、テストボードにＩＣデバイスを複数個搭載して、これら搭載された複数個のＩＣデバイスを一斉に試験することが一般的になってきている。すなわち、テストボードに複数個のＩＣデバイスを搭載し、ＩＣデバイスが搭載されたテストボードをＩＣテスタのテストヘッドに接続することにより、複数個のＩＣデバイスとＩＣテスタとを電気的に接続し、電気的特性の試験を行うことが一般的になってきている。さらに、近年では、高速且つ効率的に多くのＩＣデバイスを試験するために、多くのＩＣデバイスをテストボードに搭載するようになってきている。しかしながら、テストボードに多くのＩＣデバイスを搭載すると、その分だけテストボードは大型化し、またその結果、恒温槽の容積も大きくなる。このようにテストボードが大型化すると、恒温槽の通路に設けられるシャッタも大型化してしまうため、シャッタの開閉時に断熱効果に欠けてしまい、極めて厳格に温度管理をすることができなくなる。
【０００７】
そこで、テストボードが大型化することにより、恒温槽内部の温度を一定温度に保持することが困難になるという問題を解決するために、円柱状の部材からなるシャッタ部材を有し、このシャッタ部材の周胴部にテストボードを通過させるボード挿通路が形成され、回転軸によりシャッタ開放位置とシャッタ閉鎖位置との間に回動変位するシャッタ装置を構成した恒温チャンバの通路閉鎖装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１９２７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した特許文献１の発明では、恒温槽からの熱拡散を最小限に抑制することができるが、恒温槽内部に設けられるファンの自己発熱により温度を一定温度に保持することができないという問題がある。
【０００９】
一般に、恒温槽の内部にはプリヒート部が設けられるため、恒温槽の内部は比較的その形状が大きくなる。特に、近年のテストボードは、高速且つ効率的にＩＣデバイスの試験を行うために、その形状がさらに大きくなる傾向にあるため、プリヒート部も大型化し、恒温槽全体の大きさも大型化する。このように恒温槽全体の大きさが大型化すると、恒温槽の内部の温度を均一に保持することが難しくなり、温度分布の安定化を図ることが難しい。このように温度分布が安定しないと、極めて厳格な温度でＩＣデバイスの試験を行うことができないため、一般に恒温槽の内部にファンが設けられる。このファンは恒温槽の内部に空気の循環流を発生させるため、これにより恒温槽の内部の温度分布の安定化を図ることができる。
【００１０】
特に、近年の恒温槽の形状が大型化しているという傾向から、より早く温度分布の安定化を図るために、ファンは高速に回転するようになってきている。しかしながら、ファンが高速に回転すると、ファンを形成している金属が回転時に空気との間に摩擦熱を生じてしまう。この摩擦熱により、ファンの金属部分乃至その近辺の温度が高くなってしまい、恒温槽内部の温度が上昇傾向になり、一定温度に保持することが難しくなってしまう。特に、恒温槽の形状が大型化すると、より高速にファンを回転させて温度分布の安定化を図らなくてはならないため、ファンの回転による摩擦熱は無視できないほど高くなり、恒温槽内部の温度を一定温度に保持するという観点から見ると、大きな弊害になってくる。
【００１１】
そこで、ファンの回転によって発生する摩擦熱により恒温槽内部の温度が高くなった場合、この恒温槽内部を加熱させるためのヒータの温度を低くすることにより恒温槽内部の温度を一定温度にまで低下する手法が考えられる。しかしながら、ヒータの温度を低くすることにより恒温槽内部の温度を低下する手法においては、恒温槽内部を冷却するための手段がないため、恒温槽内部の温度を一定にするまで時間がかかり、温度の制御性が悪いという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、以上の点に鑑み、ファンの自己回転によって発生する摩擦熱を恒温槽外部に解放することによって恒温槽内部の温度を一定温度にするＩＣデバイスの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】
【００１３】
本発明の半導体の試験装置は、ＩＣデバイスを試験する温度に温度管理がなされている恒温槽において、前記恒温槽は、この恒温槽の内部を加熱させるためのヒータと、  前記恒温槽内の空気を循環させるファンと、前記恒温槽の内部の温度を測定する温度センサと、  前記温度センサが測定する温度が、前記ＩＣデバイスを試験する温度範囲のうち、その許容温度範囲の上限よりも予め決められた時間以上越えたときには、前記開閉装置を開放状態にし、また許容温度範囲の下限よりも下回ったときには、前記開閉装置を閉鎖状態にする開閉装置制御部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＩＣハンドラの試験装置は、ファンの自己発熱によって摩擦熱が発生し、恒温槽の内部の温度が過剰に上昇した場合、恒温槽に設けられたシャッタ装置が開放状態になるので、恒温槽内部の温度を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本実施の形態におけるＩＣデバイスの試験装置の概略構成図である。図１において、本実施の形態のＩＣデバイスの試験装置は、ローダ部１と、恒温槽２と、アンローダ部３とを有して構成される。このうち、恒温槽２は、プリヒート部２ａおよび試験測定部２ｂにより構成され、この試験測定部２ｂにＩＣテスタのテストヘッド４が臨んでいる。また、恒温槽２の壁面には、開口している開口部２ｃが設けられる。さらに、恒温槽２には、ファン１００およびヒータ１０１が設けられ、ヒータ１０１により恒温槽２の内部が所定の設定温度にまで加熱され、シロッコファン等のファン１００により加熱された空気が、ダクト１０２および吹き出し口１０３ａ、１０３ｂおよび１０３ｃを介して恒温槽２の内部で循環される。そして、恒温槽２の内部の適宜の箇所、例えばファン１００の近傍に温度を計測する温度センサ１０４が設けられ、この温度センサ１０４はシャッタ開閉制御部１０５に接続され、温度センサ１０４により測定された温度はシャッタ開閉制御部１０５に送られる。
【００１６】
以上のように構成される本実施の形態のＩＣデバイスの試験装置では、図２および図３に示されるようにＩＣデバイスＤの電気的特性の試験測定が行われるが、多数のＩＣデバイスＤを同時に試験するために、ＩＣデバイスＤを搬送するテストボード６が用いられる。テストボード６は、図２に示されるように、平板状の部材の表面に多数の凹部が形成されており、これら各凹部にはＩＣデバイスＤを所定の位置に位置決めしてクランプするデバイスクランプ手段７が設けられている。このようにデバイスクランプ手段７が設けられて構成される多数の凹部がデバイス収容部８としてテストボード６に多数設けられる。
【００１７】
以上のように構成されるテストボード６は、ローダ部１によりパレット９から恒温槽２に搬送される。ローダ部１は、パレット９からＩＣデバイスＤをテストボード６の各デバイス収容部８に移載する手段と、テストボード６を恒温槽２の内部に搬送する手段とを有する。また、恒温槽２は、テストボード６を搬送する手段と、テストヘッド４に接離する手段とを備え、アンローダ部３には、恒温槽２から搬送されてきたテストボード６を試験の結果に基づいて分類分けしてパレット９に移載する手段が設けられている。
【００１８】
次に、図４乃至図６を用いてテストボード６の搬入・搬出用の開口部２ｃについて説明する。開口部２ｃは、恒温槽２にある断熱壁に装着された通路構成枠１１と、この通路構成枠１１に装着されているシャッタ装置２０とにより構成される。通路構成枠１１は、図４に示されているように、左右の側板部１１ａ、１１ｂおよび上下の端板部１１ｃ、１１ｄにより構成され、その内部にシャッタ装置２０が設けられている。このシャッタ装置２０は円柱状の部材からなるシャッタ部材２１を有し、このシャッタ部材２１の外径は、断熱壁の厚み寸法とほぼ同じ程度の寸法を有するものである。そして、シャッタ部材２１の周胴部には、その中心軸線を含む位置に、テストボード６の厚さ寸法より幅が広く、且つその短編方向の寸法より長いスリット状に開口させたボード挿通路２２が形成されている。ここで、ボード挿通路２２は、テストボード６を挿通させるのに支障を来たさないことを条件として、できるだけ開口面積を小さく形成する。このボード挿通路２２は、回動軸２４に回転自在に接続され、この回転軸２４が回動することにより、ボード挿通路２２が回転する。この回動軸２４は軸受ブロック１５により支持されており、回動軸２４の端部にはレバー２６が連結されている。そして、このレバー２６を概略９０°に往復回動させるために、シリンダ２７を備えており、このシリンダ２７のチューブ２７ａの端部は断熱壁の所定の位置に枢着されている。また、このチューブ２７ａから突出するロッド２７ｂの先端は、レバー２６に枢着されているため、シリンダ２７によるレバー２６の回動によってボード挿通路２２が図５に示したシャッタ開放位置と、図６に示したシャッタ閉鎖位置とに回動変位するようになっている。
【００１９】
図５のシャッタ開放位置では、シャッタ部材２１に形成したボード挿通路２２の両端は恒温槽２の内部と外部とに開口することになり、テストボード６はこのボード挿通路２２を挿通できるようになる。また、図６のシャッタ閉鎖位置では、シャッタ部材２１における外周壁部により恒温槽２の内部と外部との間を密閉状態にする。このために、通路構成枠１１の上下の端板部１１ｃと１１ｄとの間には４本のロッド状シール部材１６を立設する。このロッド状シール部材１６は、硬質の樹脂や金属等からなる丸棒１６ａの外周面に均一な厚みを有する耐熱性のあるゴム等で形成した弾性シール部材としてのシール１６ｂを貼り付けたものから構成される。このロッド状シール部材１６は通路構成枠１１において、恒温槽２の内部側および外部側において、左右に各一対設けられている。そして、各ロッド状シール部材１６のシール１６ｂは、通路構成枠１１の側板部１１ａ、１１ｂに密着するとともに、シャッタ部材２１が少なくともシャッタ閉鎖位置にあるときには、このシャッタ部材２１の外周面にも密着するようになっている。
【００２０】
これによって、恒温槽２の内部から恒温槽２の外部にテストボード６を移行させるボード挿通路２２は、それがシャッタ閉鎖位置にあるときには、その両端の開口する部位が通路構成枠１１の両側板部１１ａ、１１ｂに対面し、且つロッド状シール部材１６に密着することにより、密閉空間になる。この結果、恒温槽２は、シャッタ部材２１のボード挿通路２２の両側の外周面により密閉される。しかも、ボード挿通路２２も密閉した空間となり、開口部２ｃの断熱性が向上する。そして、本実施形態においては、このシャッタ装置２０に恒温槽２の内部温度を制御する機能を発揮させるようにしている。
【００２１】
本実施の形態では、シャッタ装置２０は開放する位置と、閉鎖する位置とに回動制御されるが、シャッタ装置２０の開閉制御は、シャッタ開閉制御部１０５により行われる。シャッタ開閉制御部１０５は、温度監視手段１０５ａと、シャッタ制御手段１０５ｂと、許容温度記憶部１０５ｃと、制限時間記憶部１０５ｄと、タイマ１０５ｅとを有して構成され、温度センサ１０４が測定する温度が本来テストボード６の試験を行う温度から外れることが許容される温度（以下、許容温度）から予め決められた時間（以下、一定時間）以上外れていた場合には、シリンダ２７を作動させることにより、シャッタ装置２０を開放させ、恒温槽２の内部の温度を低下させる。すなわち、シャッタ開閉制御手段１０５は、ファン１００が回転することによって摩擦による自己発熱が発生した場合、恒温槽２の内部の温度が上昇するので、恒温槽２の内部の温度が許容温度よりも一定時間以上越えていたときには、シャッタ装置２０を開放状態にすることにより、恒温槽２の内部をＩＣデバイスＤのテストを行う所定の温度にまで低下する。このようにシャッタ装置２０を開放状態にすることにより恒温槽２の内部の温度を低下することができるのは、恒温槽２の内部の温度よりも低い恒温槽２の外部と恒温槽２の内部との間が導通状態になるからである。また、シャッタ開閉制御手段１０５は、温度センサ１０４が測定する温度が許容温度よりも下回ったら、シャッタ装置２０を閉鎖状態になるように制御することにより、恒温槽２の内部の温度を所定の温度に安定させる。なお、本実施形態では、シャッタ装置２０はシリンダ２７により開閉制御が行われているため、シャッタ開閉制御部１０５はシリンダ２７を作動させているが、恒温槽２の壁面に設けられる開口部２ｃが本実施形態とは異なる開閉手段、例えばシャッタ板などで構成されている場合は、シャッタ開閉制御部１０５は、適宜の開閉手段を開閉させるように制御を行う。
【００２２】
上述したようなシャッタ装置２０の開閉制御を行うシャッタ開閉制御部１０５について説明する。温度監視手段１０５ａは、常に温度センサ１０４の監視を行い、許容温度記憶部１０５ｃに予め記憶されている許容温度の上限と温度センサ１０４が監視する温度とを比較することにより、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限を超えているか否かの判定を行う。ここで、温度監視手段１０５ａは、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限よりも上回ったと判断した場合は、タイマ１０５ｅを作動させる。そして、温度監視手段１０５ａは、予め設定された制限時間記憶部１０５ｄに記憶されている制限時間とタイマ１０５ｅとを比較し、タイマ１０５ｅがカウントする時間が制限時間記憶部１０５ｄに記憶されている制限時間よりも超えた場合には、シャッタ制御手段１０５ｂに指示を出し、シャッタ装置２０を開放状態にする。すなわち、本実施の形態では、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限を超えたときにシャッタ装置２０を開放状態にするように制御するのではなく、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限を超えた状態が制限時間以上続いときに初めてシャッタ装置２０を開放状態にするように制御を行う。
【００２３】
以上のように、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限を超えた状態が制限時間以上続いたときにシャッタ装置２０は開放状態になるが、温度センサ１０４が計測する温度が許容温度の上限を下回ったときには、シャッタ制御手段１０５ｂに指示を出し、シャッタ装置２０を閉鎖状態にする。すなわち、シャッタ装置２０を開放状態にすることにより、恒温槽２の内部の温度は低下していくが、恒温槽２の内部の温度が過剰に低くなると、ＩＣデバイスＤの試験が本来行われるべき温度で実施されないので、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限よりも下回ったときにはシャッタ装置２０を閉鎖状態になるように制御する。
【００２４】
本実施の形態では、以上のようにして、恒温槽２の内部の温度が制限時間以上、許容温度の上限よりも下回った場合、シャッタ装置２０を開放状態にし、この開放状態にされたシャッタ装置２０は、恒温槽２の内部の温度が許容温度の上限よりも上回ったときに閉鎖状態になるように制御することにより、恒温槽２の内部の安定化を図ることができる。すなわち、大型の恒温槽２の内部の温度を安定化させるためにファン１００が高速に回転することにより、ファン１００が自己発熱を発生したとしても、上述したように恒温槽２の内部の温度が過剰に上昇したときにはシャッタ装置２０を開放し、許容温度内に戻ったときにはシャッタ装置２０を閉鎖するように制御することにより、ファン１００によって発生する自己発熱を解放することができ、温度分布の安定化を図ることができる。
【００２５】
特に、本実施の形態では、シャッタ装置２０の開閉制御を行うことにより、ファン１００によって発生する自己発熱を解放させるように構成しているので、ヒータ１０１の設定温度を低くすることによって恒温槽２の内部温度を低下させる手法と比較して、冷却効率が良い。すなわち、ファン１００の自己摩擦熱によって過剰に上昇した恒温槽２の内部温度を、この恒温槽２よりも温度が低い外気と連通させることによって効率良く温度調整を行うことができる。
【００２６】
ここで、恒温槽２の内部はファン１００によって空気が循環しているので、この恒温槽２の内部に取り込まれている外気は直ちに恒温槽内の空気と混合されることになる。従って、恒温槽２の内部に温度分布にばらつきが生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＩＣデバイスの試験装置の概略構成図である。
【図２】テストボードにおけるデバイス収容部の構成説明図である。
【図３】テストボードの外観図である。
【図４】シャッタ部材の外観図である。
【図５】シャッタ部材のシャッタ開放位置における断面図である。
【図６】シャッタ部材のシャッタ閉鎖位置における断面図である。
【図７】シャッタ開閉制御部の構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ローダ部            ２  恒温槽
３  アンローダ部        ４  テストヘッド
６  テストボード            ２０  シャッタ装置
２６  レバー                ２７  シリンダ
１００  ファン              １０１  ヒータ
１０４  温度センサ          １０５  シャッタ開閉制御部
１０５ａ  温度監視手段      １０５ｂ  シャッタ制御手段
１０５ｃ  許容温度記憶部    １０５ｄ  制限時間記憶部
１０５ｅ  タイマ
【図１】
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【図２】
2005140741.tif 000004
【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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