(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載した通電ボードを恒温槽に繰り返し着脱して試験を行う電子部品の通電試験装置であって、
前記通電ボードは、前記恒温槽内外への通気を封止するように前記恒温槽の挿入口に設けられており、該通電ボードは封止部が導電性材で形成されて前記恒温槽の挿入口に密接するとともに前記封止部の先端には、複数の前記電子部品を搭載するソケット部が設けられていることを特徴とする電子部品の通電試験装置。
【請求項２】
電子部品を搭載した通電ボードを恒温槽に繰り返し着脱して試験を行う電子部品の通電試験装置であって、
前記通電ボードは、前記恒温槽内外への通気を封止するように前記恒温槽の挿入口に設けられており、該通電ボードは封止部が非導電性樹脂で形成され、その非導電性樹脂の表面であって前記挿入口に密接する部分が導電性熱収縮チューブで覆われているとともに、前記封止部の先端には、複数の前記電子部品を搭載するソケット部が設けられていることを特徴とする電子部品の通電試験装置。
【請求項３】
前記封止部が導電性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の通電試験装置。
【請求項４】
前記封止部が非導電性樹脂で形成されるとともに、前記封止部の前記恒温槽の挿入口に密接する部分には、厚さ０．０５ｍｍ以上の金属性薄板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の通電試験装置。
【請求項５】
前記封止部を形成する材質が、前記恒温槽の挿入口の前記封止部と密接する部分の材質と同じ材質か、あるいは帯電列で近い材質のものが用いられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の通電試験装置。
【請求項６】
前記恒温槽の挿入口の前記封止部と密接する部分の材質が導電性樹脂または厚さ０．０５ｍｍ以上の金属性薄板で形成されるとともに、接地されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の通電試験装置。
【請求項７】
前記恒温槽から前記通電ボードが着脱される時に、前記封止部を接地して前記通電ボードに帯電する静電気を除電することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子部品の通電試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置や、この半導体装置に抵抗やコンデンサ部品等で回路構成する電子部品を、通電ボードに搭載し恒温槽中の高温、低温の雰囲気下で、性能確認試験を行う通電試験装置に関するものであり、特に通電ボードの静電気放電による電子部品の絶縁破壊を抑制した構成を有する通電ボードを備えた電子部品の通電試験装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を含む電子部品の性能試験は、通常電子部品を専用のボードのソケットに搭載した後、恒温槽内にて高温あるいは低温の状況下で実施される。前記ソケットに電子部品を搭載あるいは取り外しする時、通電ボードが帯電していると電子部品が静電気放電（ＥＳＤ）によって絶縁破壊されるか、あるいは潜在的なダメージを受けてしまう可能性がある。
【０００３】
最近に至るまでの従来の半導体装置を含む電子部品は、絶縁耐力が比較的強いため通電ボードに電子部品を着脱する際に生じる静電気放電（ＥＳＤ）問題は顕著でなかった。しかしながら、ここ数年来の半導体装置の微細化、高集積化等の軽薄短小化に伴い、前記着脱作業時のＥＳＤによる絶縁破壊現象が大きく顕在化してきた。発明者は通電ボードが帯電するメカニズムを鋭意追求した結果、通電ボードを恒温槽に着脱する際、後に詳述する通電ボードの樹脂性封止部と恒温槽の通電ボード挿入口とが接触することによって、接触摩擦帯電が発生し、この接触摩擦帯電からの誘導帯電で通電ボードに設けられた電子部品にＥＳＤが発生するという知見を得た。このような帯電で、電子部品をソケットに着脱する時のＥＳＤによる絶縁破壊を防止した電子部品の通電試験装置の開発が急務とされている。
【０００４】
静電気放電（ＥＳＤ）による絶縁破壊を防止するため、従来半導体装置のバーンイン方法として、半導体装置の複数の電極に対応してバーンインボードの基板上に設けられた複数のパターン配線と、複数のパターン配線に対応してコネクタに設けられ、互いに短絡しているとともに接地されている複数の端子とを電気的に接続させる行程と、バーンインボードの複数のパターン配線とコネクタの複数の端子とを電気的に接続することにより、基板に帯電した電荷を除去後、基板上に設けられており複数のパターン配線に電気的に接続されたソケットに半導体装置を装着する行程と、バーンインボードの複数のパターン配線とコネクタの複数の端子とを離した後、半導体装置のバーンインを行う行程が示されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０２４３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に示されたバーンイン方法は、バーンインボードの基板に帯電した電荷を除去するという技術思想のもとに、基板上のパターン配線と短絡コネクタ端子とを電気的に接続させて基板に帯電した電荷を接地端に除去した後、半導体装置をソケットに装着するものであるが、この特許文献１には、半導体装置１個をバーンインテストすることに関する記載があるのみで、多量の半導体装置を同時にバーンインテストする大量生産方式には適用できるものではない。また、基板材の電気抵抗に関する記載がなく、基板の材質や寸法によっては、帯電した電荷が必ずしも接地に逃げるとは限らないという問題点がある。
【０００７】
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って、通電ボードの封止部と恒温槽の通電ボード挿入口とが接触することによって発生する摩擦帯電による静電気を除電することが可能な電子部品の通電試験装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、電子部品を搭載した通電ボードを恒温槽に繰り返し着脱して試験を行う電子部品の通電試験装置であって、通電ボードは、恒温槽内外への通気を封止するように恒温槽の挿入口に設けられており、該通電ボードは封止部が導電性材で形成されて恒温槽の挿入口に密接するとともに封止部の先端には、複数の電子部品を搭載するソケット部が設けられているものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る電子部品の通電試験装置は、上記のような構成を備えているので、電子部品をソケットから取り外す時のＥＳＤが発生せず、電子部品の絶縁破壊を防止可能とし、その結果歩留まりを向上させるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は電子部品の通電試験装置１００の断面を示す説明図、図１（ｂ）はその平面説明図である。
図１（ａ）に示すように電子部品の通電試験装置１００は、恒温槽１とこの恒温槽１の挿入口２に装着される通電ボード２００とから構成されている。通電ボード２００は図１（ｂ）に示すように挿入口２に接して恒温槽１内外への通気を封止する導電性樹脂で形成される封止部５と、この封止部５の後部に設けられたフランジ６と、封止部５に電気的に接続された導電性材で形成される取っ手７が設けられており、さらに封止部５の先端で支持されるとともに半導体装置や、この半導体装置に抵抗やコンデンサで回路構成される電子部品３を複数個搭載可能なソケット部４と、このソケット部４に設けられた電子部品３の端子と図示省略した電子部品特性評価装置を電気的に接続する絶縁ケーブル８とを構成要素としている。
【００１１】
以上のような構成の電子部品の通電試験装置１００を使用した電子部品の通電、電気特性評価試験とその前後における静電気発生のメカニズムについて説明する。
通電ボード２００のソケット部４に電子部品３を並べ、通電試験装置１００中で電気特性を測定する。通電試験装置１００は加速試験を実施するために、恒温槽１は−４０℃〜２００℃付近まで温度変化することの出来る機能を有している。この恒温槽１の温度を精度よく維持し、作業性を良くするため、通電ボード２００の封止部５が挿入口２に密着するよう接して装着されることで通電試験装置１００は外気との通気を封止している。
【００１２】
通電ボード２００を恒温槽１の挿入口２で挿抜することで、恒温槽１に着脱できる。ここで、通電ボード２００を恒温槽１に装着した状態では、封止部５を挿入口２と密着するため、通電ボード２００を恒温槽１から着脱すると、封止部５と挿入口２とが摩擦により、それぞれ別の極性に摩擦帯電することになる。
【００１３】
静電気放電発生の状況について図２を用いて説明する。
図２は通電ボード２００のソケット部４に、検査対象である電子部品３を設置する際の静電気放電を説明するイメージ図である。なお、この発明は帯電しない構成を備えているものであるが、ここでは、仮に帯電した状態（図２）での説明を行う。
恒温槽１から取り出した通電ボード２００の封止部５が挿入口２との摩擦により、帯電した状態となっている。
通電ボード２００を作業台１４に載せ、アースを取った作業者９がピンセット１３を用いて電子部品３を通電ボード２００のソケット４に設置するが、このとき、電子部品３は、ピンセット１３、人体９、リストストラップ１０を経由してグラウンドに接地されている。このとき封止部５が帯電した状態を保っていると誘電帯電により電子部品３をソケット部４に設置する際に、ピンセット１３を通じて静電気放電が発生し、電子部品３が破壊される可能性がある。
なお、上記は恒温槽１から電子部品３の無装荷の通電ボード２００を取り出し後、電子部品３をソケット部４に搭載する場合を述べたが、恒温槽１内で通電電気特性試験完了後の電子部品３をソケット部４から取り出す場合についても同じように静電気放電が生じる。
またピンセット１３を用いて電子部品３をつかむ状態を示しているが、電子部品３が直径２ｍｍ程度の小部品であり、この電子部品３のサイズによりピンセット１３は金属性のものが使用される。
【００１４】
以上は静電気放電（ＥＳＤ）発生のメカニズムを説明するものであった。
しかしながら、この実施の形態１による構成の電子部品の通電装置１００を構成する通電ボード２００は図３に示すように、封止部５が導電性樹脂５０で形成されており、通電ボード２００を恒温槽１から取り出す際に、封止部５が挿入口２と接触摩擦により帯電しても、導電性樹脂５０の表面の帯電はすぐに放電される。従って、電子部品３にＥＳＤが発生することが抑制される。
【００１５】
導電性樹脂５０で形成された封止部５を恒温槽１の挿入口２から取り出す際に、摩擦帯電による静電気がすぐに除電され、導電性樹脂５０の表面が高電位にならないのは、次のような理由が考えられる。第１の理由は、金属や導電性材料のような電気抵抗の小さい物体は、静電気が発生しても、瞬時に金属や導電性材料が等電位になるように均一に帯電電荷が広がるためである。また、少しでも帯電電荷が移動できる経路があれば、この経路を介して静電気は徐々に緩和されるからである。この系では、導電性の封止部５で発生した帯電電荷は等電位面に均一に広がり、かつ、恒温槽または低い電気抵抗を有する導電性の材料（取っ手や人体など）へも広がるので、電位は高くならない。
【００１６】
第２の理由は、帯電物周辺の電界が高くなると、放電が発生して帯電電荷が緩和するためである。この系では、導電性の封止部５が恒温槽１から離れるときに、コロナ放電が発生し、導電性の封止部５の表面の帯電電荷が空気中へ逃げやすい可能性がある。封止部５が絶縁体の場合には、放電後、帯電電荷はその場に残る。しかしながら、封止部５の表面が導電性材料の場合には、ほとんど全ての帯電電荷が緩和してしまう。このような理由によって、接地されていない導電性材料で発生した静電気は、瞬時に空気中へ放電するか、または、接地経路を伝って除電されると考えられる。なお、導電性材料の表面で発生した帯電電荷が帯電したままの状態を維持することは大変難しいことは、導電性材料の表面で発生した帯電電荷を実測定することが困難であることから明らかである。
【００１７】
このように、恒温槽１の挿入口２に接する部分を導電性樹脂５０で形成した封止部５を備えたので、封止部５の表面で発生した静電気が蓄積することがなく、電子部品３をソケット４から取り外す時のＥＳＤが発生せず、電子部品３の絶縁破壊を防止可能とし、その結果歩留まりを向上させることができる。封止部５の導電性材料５０は抵抗値が１０１０Ω・ｍ以下の静電気拡散材料を使用することが望ましく、例えばカーボン入りのテフロン（登録商標）材やポリエチレン材等が適用される。
【００１８】
実施の形態２．
次に、実施の形態２による通電ボード２００の封止部５ａの構造を図４によって説明する。
この封止部５ａはウレタン、テフロン（登録商標）、ポリエチレン等の非導電性樹脂材５１で形成されているとともに、恒温槽１の挿入口２と接触する部分に、例えば銅、アルミ等の金属薄板１１を設けたものである。この金属薄板の厚さは０．０５ｍｍ以上とし、耐摩耗性を確保している。このような構成の封止部５ａを採用することで、安価な樹脂材を使用でき、また金属薄板１１を設けているので、実施の形態１で述べたと同様に、電子部品３にＥＳＤは生じない。
【００１９】
実施の形態３．
この実施の形態３は図５に示すような封止部５ｂを備えている。すなわち、前記実施の形態２と同様な非導電性樹脂材５１で形成され、その表面であって、少なくとも恒温槽１の挿入口２に接する部分を導電性熱収縮チューブ５２で覆ったものである。
このような構成を採用することで、安価な樹脂材を使用できまた、導電性熱収縮チューブ５２を設けているので、実施の形態１で述べたと同様に、電子部品３にＥＳＤは生じない。
【００２０】
実施の形態４．
この実施の形態４は図６に示すような導電性樹脂材５０または非導電性樹脂材５１のいずれかの樹脂材を有する封止部５ｃを備えている。すなわち封止部５ｃの樹脂材は、恒温槽１の挿入口２に用いられているウレタン、テフロン（登録商標）、ポリエチレン等の非導電性樹脂材またはカーボン入りの導電性樹脂材と同じ材質が用いられて形成されている。
このように、挿入口２と封止部５ｃとが同材質であるので、電気的特性が同一となり、接触帯電や摩擦帯電による静電気が引き起こされにくい。
また、上記同材質を用いることに代替して、帯電列の近い順位の材料を組み合わせてもよい。例えば、挿入口２にポリエチレンが適用されていれば、図７に示す帯電列からポリプロピレン、あるいは塩化ビニルを封止部５ｃに使用すれば静電気の発生が少なくなり、電子部品３へのＥＳＤは生じない。
【００２１】
実施の形態５．
次に実施の形態５による恒温槽１ａの構成を示す。実施の形態１〜４においては、封止部５の表面を導電性として静電気が蓄積することを抑制する場合について説明したが、本実施の形態では、導電性の封止部５を接地することで更に静電気を除電する場合について説明する。
図８において、恒温槽１ａの挿入口２ａには、前記実施の形態１〜４で述べた封止部５が接触する部分に導電性樹脂または金属性材の接地設定部２ｂが設けられているとともに、この接地設定部２ｂが接地されている。
このように恒温槽１ａが接地されることにより、恒温槽１ａには、通電ボード２００の封止部５との接触摩擦による帯電が防止され、その結果、封止部５にも帯電されない。従って、このような構成の恒温槽１ａを備えた電子部品の通電試験装置は、電子部品へのＥＳＤは生じない。
なお、図８は挿入口２ａの外側部分に接地設定部２ｂを設ける例を示したが、この接地設定部２ｂは、挿入口２ａの封止部が接する部分の全面にわたって設けてもよい。
【００２２】
実施の形態６．
この実施の形態６による構成の電子部品の通電装置１００を構成する通電ボード２００は図３に示すように、封止部５が導電性樹脂５０で形成されており、通電ボード２００を恒温槽１から取り出す際に、封止部５が挿入口２と接触摩擦により帯電しても、通電ボード着脱機能体である作業者９が導電性材で形成される取っ手７を持って作業を行うので、帯電している静電気は、接地に逃げていき封止部５は帯電した状態でない。従って、電子部品３にＥＳＤが発生することが抑制される。
封止部５の導電性材料５０は抵抗値が１０１０Ω・ｍ以下の静電気拡散材料を使用することが望ましく、例えばカーボン入りのテフロン（登録商標）材やポリエチレン材等が適用される。
また、通電ボード着脱機能体は作業者９の例を示したが、ロボットであってもよく、このロボットが封止部５およびこれにつながるソケット部４に帯電している静電気を通電ボード着脱機能体が通電ボード２００の着脱の為に取っ手７と接触することにより静電気を接地側にリークさせることができる。また、取っ手７は金属性材料であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明の実施の形態１〜６は、半導体装置を含む電子部品の通電試験装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１による電子部品の通電試験装置の説明図である。
【図２】この発明の静電気放電を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１および実施の形態６の通電ボードを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２の通電ボードを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３の通電ボードを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４の通電ボードを示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４を説明する材料の帯電列図である。
【図８】この発明の実施の形態５の電子部品の通電試験装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  恒温槽、２  挿入口、３  電子部品、４  ソケット部、
５，５ａ，５ｂ，５ｃ  封止部、７  取っ手、９  通電ボード着脱機能体（作業員）、
５０  導電性樹脂材、５１  非導電性樹脂材、５２  導電性熱収縮チューブ、
１００  電子部品の通電試験装置、２００  通電ボード。
【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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