(57)【要約】【課題】動作保証温度が高く設定されている場合でも、動作試験を精度よく行う。【解決手段】マイクロコンピュータ（１）は、半導体基板（２）と、入出力回路（４，４Ａ〜Ｅ）と、複数の発熱回路（５Ａ〜５Ｄ）と、発熱回路を制御する制御信号（Ｓ１）を入力するパッド（３Ａ〜３Ｃ）と、温度センサ（７）と、温度センサによる検出信号（Ｓ３）を外部に出力するパッド（３Ｄ，３Ｅ）と、デコーダ（６）等とを備える。入出力回路は、半導体基板に所定間隔を隔てて配置されたパッドに接続されており、入出力バッファ等を備える。発熱回路は、入出力回路の近傍に配置されている。温度センサは、ｐｎ接合シリコンダイオードである。デコーダは、温度センサによる検出信号に基づいて、評価用治具に備えられた制御回路が生成した制御信号をデコードして、デコード結果に応じて動作させるべき発熱回路をブロック単位で選択する。【選択図】図１
2007240263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に複数配置された入出力回路と、
前記入出力回路の近傍、又は前記入出力回路内に配置された複数の発熱回路と、
前記発熱回路を制御する制御信号を入力するための第１外部端子と、
温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによる検出信号を外部に出力するための第２外部端子と、を備える半導体集積回路。
【請求項２】
前記入出力回路の近傍は、前記入出力回路の間である請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記入出力回路が前記半導体基板の周辺部に複数配置され、かつ、前記半導体基板が矩形である場合には、前記半導体基板の対向する辺の近傍に配置される前記発熱回路の数は、同一である請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記温度センサは、ダイオードである請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記制御信号をデコードして、デコード結果に応じて動作させるべき前記発熱回路をブロック単位で選択するデコーダを備える請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記第１外部端子は、前記制御信号の入力とは異なる第１信号のインタフェース機能に兼用され、
前記第２外部端子は、前記検出信号の出力とは異なる第２信号のインタフェース機能に兼用され、
前記制御信号の伝達経路と前記第１信号の伝達経路とを選択的に前記第１外部端子に接続する第１切換え回路と、
前記検出信号の伝達経路と前記第２信号の伝達経路とを選択的に前記第２外部端子に接続する第２切換え回路と、
前記第１切換え回路と前記第２切換え回路を共通に切換え制御可能な第３外部端子と、を更に有する請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項７】
請求項５項記載の半導体集積回路の動作試験方法であって、
複数の前記発熱回路をブロックに分割し、前記第２外部端子から出力される前記検出信号に基づいて動作させるべきブロックを選択して、発熱させる前記発熱回路の数を可変に制御する半導体集積回路の動作試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱回路を備えた半導体集積回路及び動作試験方法に関し、例えば自動車等のエンジンルームに搭載されるマイクロコンピュータ及びそれの動作試験に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンルームに搭載されるマイクロコンピュータに対しては、信頼性を保証するために、規格又はそれよりも厳しい動作条件の下で一定時間の動作試験が行われる。従来の動作試験は、評価用治具に保持されたマイクロコンピュータを炉体内に収容し、炉体内を動作保証温度とされる１２５℃の高温とし、その高温下で数十時間行われていた。評価用治具は、マイクロコンピュータを単に保持するだけでなく、動作試験中にマイクロコンピュータに所定の入力データを出力し、この入力データに対してマイクロコンピュータが正しい出力データを出力したか否かを判定する機能を有しており、例えば１２５℃までの耐熱性を有する測定系の各部品等を備えている。この動作試験において、正しい出力データが出力されなかった場合には、そのマイクロコンピュータは、欠陥を潜在的に含むデバイスとして不良品とされる。
【０００３】
近年、上記マイクロコンピュータに対する動作保証温度が高くされ、例えば１２５℃から１６０℃に変更された。これにより、動作試験では、マイクロコンピュータの耐熱性だけでなく、評価用治具の測定系の各部品における耐熱性も要求されてしまう。しかしながら、測定系の各部品は、現状では１６０℃までの耐熱性を有していない場合もある。このため、動作試験の一例として、マイクロコンピュータの温度を実際に１６０℃まで上昇させることなく、評価可能な範囲、例えば１２５℃での評価結果に基づいて、要求された動作保証温度である１６０℃での結果を予測し、その予測値を評価結果とするものがある。これでは、評価結果と実使用時での結果が一致しない可能性が高く、高温下で不具合が生じる場合がある。
【０００４】
これに対して、マイクロコンピュータに発熱回路を設け、マイクロコンピュータ自体を動作保証温度まで上昇させる半導体集積回路が知られている。特許文献１には、発熱手段を内蔵する被試験対象としての半導体デバイスが開示されている。この発熱手段は、テスタから入力される制御信号パターンに応じて、半導体素子等の自己発熱素子が発熱するように構成されている。特許文献２には、半導体基板上に構成された温度センサ部を有する温度検知回路が開示されており、温度センサ部の近傍には、埋め込み領域を用いて形成されたヒータ等の発熱体が内蔵されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０９１５７０号公報
【特許文献２】特開平１０−３２５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、動作保証温度が例えば１６０℃となり、既存の評価用治具の各部品の耐熱性を上回った場合であっても、各部品を破損させることなく、マイクロコンピュータを実際に動作保証温度まで上昇させ、動作試験を精度よく行う手段について検討した。特許文献１の半導体デバイスでは、半導体デバイスの表面温度が、予め設定した設定温度となるように制御できると記載されている。しかしながら、半導体デバイスに内蔵された自己発熱素子については、その半導体基板上での位置、数共に開示されていない。このため、自己発熱素子を半導体基板上に配置するためにレイアウト設計を大幅に変更しなければならない可能性もある。さらに、半導体デバイスの表面温度が均一に設定温度になる保証はなく、温度センサで検出された半導体基板上の一部だけが設定温度となり、他の箇所では設定温度よりも高い又は低い可能性もあり、高精度で動作試験を行うことは困難である。
【０００７】
一方、特許文献２の温度検知回路では、テスト時には、ヒータに通電して加熱することによって、温度センサ部周辺のみを加熱できるから、温度検知回路のテストを簡単に行うことができる。しかしながら、動作試験では、温度センサ部周辺だけでなく、半導体基板の周辺部等、半導体基板の全体を動作保証温度まで上昇させなくてはならない。要するに、特許文献２の温度検知回路では、埋め込み領域を用いてヒータを形成するから、半導体基板の全体を略均一に動作保証温度とすることが困難となってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、動作保証温度が高く設定されている場合でも、動作試験を精度よく行うことができる半導体集積回路及び動作試験方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１１】
〔１〕本発明に係る半導体集積回路は、入出力回路（４，４Ａ〜４Ｅ）と、複数の発熱回路（５Ａ〜５Ｄ）と、第１外部端子（３Ａ〜３Ｃ）と、温度センサ（７）と、第２外部端子（３Ｄ，３Ｅ）と、を備える。入出力回路は、半導体基板（２）に複数配置される。複数の発熱回路は、前記入出力回路の近傍、又は前記入出力回路内に配置される。第１外部端子は、前記発熱回路を制御する制御信号（Ｓ１）を入力する。温度センサは、温度を検出する。第２外部端子は、前記温度センサによる検出信号（Ｓ３）を外部に出力する。
【００１２】
上記より、例えば入出力バッファを有する入出力回路は、半導体基板の周辺部や中央部等に複数配置されている各外部端子に接続されている。このような入出力回路の近傍に複数配置される発熱回路は、半導体基板上に分散して配置されることになる。さらに、隣接する各外部端子の間には僅かな隙間が形成されているから、隣接する入出力回路の間にも発熱回路を配置できる程度の隙間がある。また、入出力回路によっては、回路内部に発熱回路を配置可能なスペースが存在する場合もあり、その際は入出力回路内に配置することも可能である。つまり、レイアウト設計を大幅に変更することなく、半導体基板に発熱回路を分散させて配置できる。
【００１３】
また、各外部端子として、第１外部端子及び第２外部端子を有しているから、動作試験時に、評価用治具に備えられた例えば動作試験用の制御回路により、第２外部端子から出力された温度センサによる検出信号に応じて、制御信号を生成させて、更に、この制御信号を第１外部端子から発熱回路に入力させることができる。このように、動作試験時において、動作保証温度が例えば１６０℃とされ、評価用治具の耐熱性、例えば１２５℃を上回っている場合でも、半導体基板に分散させて配置された発熱回路を制御信号により制御できる。従って、この半導体集積回路によれば、評価用治具の温度を１２５℃以上まで上昇させることなく、半導体基板を略均一に動作保証温度まで上昇させ、さらに、その状態を所定時間、例えば数十時間維持できる。要するに、動作保証温度が高く設定されている場合でも、動作試験を精度よく行うことができる。
【００１４】
さらに、評価用治具の温度は、耐熱性を下回るようにするが、例えば炉体を用いて半導体基板と評価用治具を共に１２５℃の温度まで上昇させ、その後、発熱回路により半導体基板の温度を動作保証温度まで上昇させてもよい。また、炉体を用いず、発熱回路だけを用いて、半導体基板の温度を常温例えば２５℃程度から動作保証温度まで上昇させてもよい。
【００１５】
本発明の具体的な一つの形態として、前記入出力回路の近傍は、前記入出力回路の間である。上記より、隣接する入出力回路の間に形成された僅かな隙間に発熱回路が配置されることになり、半導体基板の面積を大幅に大きくする必要もなく、レイアウト設計にも影響が小さくて済む。
【００１６】
本発明の具体的な一つの形態として、前記入出力回路が前記半導体基板の周辺部に複数配置され、かつ、前記半導体基板が矩形である場合には、前記半導体基板の対向する辺の近傍に配置される前記発熱回路の数は、同一である。上記より、発熱回路による熱量が半導体基板の周辺部から、例えば中央部に向かって均一に伝達されることになる。これにより、半導体基板の温度を、動作保証温度まで均一に上昇させることができる。さらに、半導体基板の温度が均一に上昇するから、温度センサで検出された温度が半導体基板全体の温度と一致することになり、動作試験の信頼性を高めることができる。
【００１７】
本発明の具体的な一つの形態として、前記温度センサは、ダイオードである。上記より、半導体集積回路の製造プロセスにおいて、ｐｎ接合ダイオードを形成するのは容易であるから、ダイオードを温度センサとすることにより、製造プロセスが大幅に増加することがなく、製造コストも削減できる。
【００１８】
本発明の具体的な一つの形態として、前記制御信号をデコードして、デコード結果に応じて動作させるべき前記発熱回路をブロック単位で選択するデコーダ（６）を備える。上記より、例えば発熱回路が半導体基板の周辺部に配置されている場合には、隣接する発熱回路を異なるブロックに含めることにより、半導体基板の周辺部に配置された発熱回路から発生する熱量を、ブロックの数だけ段階的に変化させることができる。要するに、発熱回路のブロック単位での制御が可能となり、半導体基板の温度を精度よく略均一に上昇させることができる。
【００１９】
本発明の具体的な一つの形態として、前記第１外部端子は、前記制御信号の入力とは異なる第１信号（Ｓ２）のインタフェース機能に兼用される。前記第２外部端子は、前記検出信号の出力とは異なる第２信号（Ｓ４）のインタフェース機能に兼用される。第１切換え回路（１７）と、第２切換え回路（１８）と、第３外部端子（３Ｆ）とを更に有する。第１切換え回路は、前記制御信号の伝達経路（８Ａ）と前記第１信号の伝達経路（１９）とを選択的に前記第１外部端子に接続する。第２切換え回路は、前記検出信号の伝達経路（９Ａ）と前記第２信号の伝達経路（２０）とを選択的に前記第２外部端子に接続する。第３外部端子は、前記第１切換え回路と前記第２切換え回路を共通に切換え制御可能である。上記より、第１外部端子は、通常動作時には第１信号の伝達経路と接続され、例えば動作試験時には発熱回路を制御する制御信号の伝達経路と接続される。また、第２外部端子は、通常動作時には第２信号の伝達経路と接続され、例えば動作試験時には温度センサによる検出信号の伝達経路と接続される。要するに、第１外部端子及び第２外部端子は、複数の機能を有するから、例えば１つの第３外部端子を設けることにより、動作試験を行うための専用の外部端子を複数設けることを要しない。これにより、リードピンの数を大幅に変更せずに、動作試験を行うことができる。
【００２０】
〔２〕本発明に係る半導体集積回路の動作試験方法は、複数の前記発熱回路をブロックに分割し、前記第２外部端子から出力される前記検出信号に基づいて動作させるべきブロックを選択して、発熱させる前記発熱回路の数を可変に制御する。
【００２１】
上記より、ブロックに含まれる発熱回路の数を同一とし、例えば半導体基板の周辺部に配置される発熱回路を、所定数毎に同一ブロックに含まれるようにすれば、ブロックを選択することで、半導体基板の周辺部に生じる熱量を調整できる。これにより、半導体基板の温度を動作保証温度まで略均一に上昇させ、その温度を所定時間維持することもできるから、動作試験の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００２３】
即ち、動作保証温度が高く設定されている場合でも、動作試験を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１には、本発明の実施形態に係る半導体集積回路の一例であるマイクロコンピュータの概略構成が例示される。マイクロコンピュータ１は、例えば自動車等のエンジンルームに搭載され、１６０℃程度の高温下で長時間使用されることがある。このため、マイクロコンピュータ１は、このような厳しい動作条件の下でも不具合を生じないように動作試験が行われ、不良品と良品が選別される。図中には、この動作試験時に主に用いられる各回路等が例示されている。マイクロコンピュータ１は、半導体基板２と、半導体基板２上に形成されたパッド３，３Ａ〜３Ｅと、入出力回路（Ｉ／Ｏ）４，４Ａ〜４Ｅと、発熱回路５Ａ〜５Ｄと、デコーダ６と、温度センサ７等とを備えている。図中、パッド３，３Ａ〜３Ｅ、入出力回路４，４Ａ〜４Ｅについては、半導体基板２に複数配置されているので、同一機能を有するものについては符号を適宜省略し、動作試験に用いられる機能等を有しているものについては符号の末尾にアルファベットを付した。また、発熱回路５Ａ〜５Ｄについては、詳細は後述するが、デコーダ６によりブロック単位で選択可能であるから、そのブロック毎に符号の末尾にアルファベットを付した。
【００２５】
半導体基板２は、正方形に形成されており、その周辺部にはパッド３，３Ａ〜３Ｅが所定間隔を隔てて複数配置されている。パッド３は、例えば不図示のリードフレームのリードにワイヤボンディングによって結合される。マイクロコンピュータ１は、図示を省略した所定の内部回路等を有しており、パッケージ後、通常動作を行うための所定のシステムに組み込まれると、上記リードからパッド３を介して各種信号がこの内部回路に入力される。一方、動作試験に主に用いられるパッド３Ａ〜３Ｅは、必ずしもリードに結合する必要はない。これは、パッケージ前に動作試験を行う場合、パッド３Ａ〜３Ｅは、不図示の評価用治具の外部端子に接続すればよく、パッケージ後の通常動作時には使用しない場合もあるからである。評価用治具は、動作試験中にマイクロコンピュータ１を単に保持するだけでなく、例えば１２５℃までの耐熱性を有する測定系の各部品等を備えており、マイクロコンピュータ１に所定の入力データを出力し、この入力データに対してマイクロコンピュータ１が正しい出力データを出力したか否かを判定する機能を有する。
【００２６】
入出力回路４は、パッド３に接続されており、例えば入出力バッファを備え、マイクロコンピュータ１に接続された所定のシステムと内部回路の間での信号のやり取りを可能としている。入出力回路４Ａ〜４Ｃは、それぞれ配線８Ａ〜８Ｃを介してデコーダ６に接続されている。入出力回路４Ｄ，４Ｅは、それぞれ配線９Ａ，９Ｂを介して温度センサ７に接続されている。また、これらの入出力回路４Ａ〜４Ｅは、パッド３Ａ〜３Ｅと接続されると共に、内部回路にも接続可能とされている（図５参照）。
【００２７】
入出力回路４，４Ａ〜４Ｅは、半導体基板２に所定間隔を隔てて配置されたパッド３，３Ａ〜３Ｅにそれぞれ接続されているから、その間には、発熱回路５Ａ〜５Ｄをそれぞれ配置するだけの隙間が存在している。即ち、発熱回路５Ａ〜５Ｄは、隣接する入出力回路４，４Ａ〜４Ｅの間にそれぞれ配置されている。これにより、発熱回路５Ａ〜５Ｄは、半導体基板２の周辺部に分散させて配置され、その上、設計段階において、大幅なレイアウト設計の変更をすることを要しない。また、発熱回路５Ａ〜５Ｄは十分に小さく、半導体基板２の面積を増大させることもない。
【００２８】
半導体基板２には、その周辺部に沿って、互いに重ならないように配線１０Ａ〜１０Ｄが配置されている。これらの配線１０Ａ〜１０Ｄは、複数の分岐を有し、それらの分岐を経由して発熱回路５Ａ〜５Ｄにそれぞれ接続されている。発熱回路５Ａ〜５Ｄが半導体基板２の一辺の近傍に配置されている場合、例えば同一辺の隣接する発熱回路５Ａ，５Ｂは、それぞれ異なる配線１０Ａ，１０Ｂに接続されている。同じく、同一辺の隣接する発熱回路５Ｃ，５Ｄは、それぞれ異なる配線１０Ｃ，１０Ｄに接続されている。要するに、複数の発熱回路５Ａ〜５Ｄは、配線１０Ａ〜１０Ｄ毎にブロックとして区別することができる。即ち、複数の発熱回路５Ａ〜５Ｄは、４つのブロックに区別でき、同一辺の隣接したものは異なるブロックとされる。
【００２９】
デコーダ６は、例えば評価用治具に備えられた制御回路からパッド３Ａ〜３Ｃ、入出力回路４Ａ〜４Ｃを経由して、配線８Ａ〜８Ｃを介して入力された制御信号、即ち、動作させるべきブロックを指示する信号をデコードする。デコーダ６は、そのデコード結果に基づいて、適宜のブロックを選択又は非選択とするための信号を配線１１Ａ〜１１Ｄに出力する。要するに、デコーダ６は、動作させるべき発熱回路５Ａ〜５Ｄをブロック単位で選択することができる。ここで、同一ブロックに含まれる発熱回路５Ａ〜５Ｄの数は、それぞれ同一である。このため、デコーダ６によって選択されるブロック数を制御することにより、発熱回路５Ａ〜５Ｄによる熱量は、選択されるブロック数に応じて段階的に調整されることになる。そして、この発熱回路５Ａ〜５Ｄによる熱量は、半導体基板２の周辺部から中央部に向かって伝達されるから、半導体基板２の温度を動作保証温度とされる１６０℃まで均一に上昇させることができる。
【００３０】
図２には、発熱回路５Ａの概略構成が一例として示される。他の発熱回路５Ｂ〜５Ｄについては同一の構成を有するので、説明を省略する。発熱回路５Ａは、多結晶シリコン（poly-Si）により形成された抵抗素子１２と、ＭＯＳスイッチ１３とを備えている。抵抗素子１２は、一端が電源電圧Ｖｃｃに接続され、他端がＭＯＳスイッチ１３に接続されている。ＭＯＳスイッチ１３の一端は、図示のように接地されており、ゲート１３ａにはデコーダ６からの信号が配線１１Ａ，１０Ａを介して供給される。このようにすれば、デコーダ６からの信号が例えばハイレベルになると、ＭＯＳスイッチ１３が導通して、抵抗素子１２に電流が流れて熱を発生し、デコーダ６からの信号がローレベルになると、ＭＯＳスイッチ１３が遮断され、抵抗素子１２には電流が流れず、熱が発生しない。要するに、発熱回路５Ａは、デコーダ６からの信号に応じて動作可能とされる。また、半導体基板２の周辺部に発熱回路５Ａ〜５Ｄが合計２００個配置され、動作試験時に半導体基板２の温度を動作保証温度とされる１６０℃まで上昇させるために全体で１Ｗ程度の発熱が要求されている場合には、発熱回路５Ａ〜５Ｄは、１個当たり５ｍＷの発熱量が必要とされることになる。このような場合には、抵抗素子１２やＭＯＳスイッチ１３は、発熱回路５Ａが隣接する入出力回路４の間に配置可能であり、かつ、必要とされる発熱量が得られるようにサイズ、材質等適宜選択される。
【００３１】
図３には、温度センサ７の回路構成の一例が概略的に示される。温度センサ７は、例えばｐｎ接合シリコンダイオードであって、そのカソード側は配線９Ａを介して入出力回路４Ｄ、パッド３Ｄに接続され、アノード側は配線９Ｂを介して入出力回路４Ｅ、パッド３Ｅに接続されている。パッド３Ｄ，３Ｅの間には、配線を介して定電流源１４と電圧計１５が接続されている。これらの定電流源１４と電圧計１５は、マイクロコンピュータ１ではなく、例えば評価用治具に配置される。定電流源１４は、上記ダイオードに対して一定の順方向電流を供給する。電圧計１５は、ダイオードの順方向電圧を測定する。これにより、ダイオードの温度特性、即ち、接合温度に応じて電圧値が変化する特性を測定できる。
【００３２】
図４には、ダイオードの温度特性の一例が示される。図中、横軸を温度Ｔａ＝Ｔｊ（℃）、縦軸を電圧Ｖｆ（Ｖ）とする。ダイオードは、その温度特性を測定するために、例えば全ての発熱回路５Ａ〜５Ｄがオフ状態であり、常温２５℃程度の雰囲気下において、予め順方向電圧が測定される。この測定値を図中、基準点Ａ（２５、ＶｆＡ）とする。そして基準点Ａ以外の温度で順方向電圧を測定すれば、温度センサ７として用いられるダイオードの温度特性、例えば−１．５ｍＶ／℃を測定できる。これにより、式「Ｖｆ＝ＶｆＡ＋（−０．００１５×温度変化）」が得られる。そして、動作試験時に電圧計１５で測定された電圧値に基づいて、温度を算出することができる。要するに、温度センサ７は、ダイオードの温度特性を用いることで半導体基板２の温度を検出可能とされる。また、温度センサ７としてダイオードを用いるから、マイクロコンピュータ１の製造プロセスにおいてｐｎ接合ダイオードを形成するのは容易である。これにより、マイクロコンピュータ１の製造プロセスを大幅に変更する必要もなく、製造コストも低減できる。
【００３３】
図５には、複数の機能を兼用するパッドを含む回路構成の一例が示される。図中、パッド３Ａ〜３Ｃと、パッド３Ｄ，３Ｅは、それぞれ略同一の回路構成を有しているので、パッド３Ａとパッド３Ｄが代表的に示される。また、パッド３Ｆは、図１に示したパッド３のうちいずれであってもよい。マイクロコンピュータ１は、主に通常動作時で用いられる回路として内部回路（ＩＮＴＣＵＩＴ）１６を備えている。パッド３Ａは、入出力回路４Ａを介して切換え回路（ＳＷ）１７に接続されている。パッド３Ｄは、入出力回路４Ｄを介して切換え回路（ＳＷ）１８に接続されている。また、パッド３Ｆは、入出力回路４Ｆを介して切換え回路１７，１８にそれぞれ接続され、切換え回路１７，１８を共通に切換え制御する。
【００３４】
切換え回路１７は、パッド３Ｆからの信号に応じて、デコーダ６に制御信号Ｓ１を伝達するための配線８Ａを含む伝達経路と、内部回路１６に所定の信号Ｓ２を伝達するための配線１９を含む伝達経路とを選択的に切換え可能であって、これらの伝達経路のいずれかをパッド３Ａに接続する。これにより、パッド３Ａは、通常動作時には配線１９を含む伝達経路と接続され、動作試験時には配線８Ａを含む伝達経路と接続される。要するに、パッド３Ａは、制御信号Ｓ１の入力とは異なる上記所定の信号Ｓ２のインタフェース機能に兼用されることになる。
【００３５】
また、切換え回路１８は、パッド３Ｆからの信号に応じて、温度センサ７による検出信号Ｓ３を伝達するための配線９Ａを含む伝達経路と、内部回路１６に所定の信号Ｓ４を伝達するための配線２０を含む伝達経路とを選択的に切換え可能であって、これらの伝達経路のいずれかをパッド３Ｄに接続する。これにより、パッド３Ｄは、通常動作時には配線２０を含む伝達経路と接続され、動作試験時には配線９Ａを含む伝達経路と接続される。要するに、パッド３Ａは、検出信号Ｓ３の入力とは異なる上記所定の信号Ｓ４のインタフェース機能に兼用されることになる。従って、マイクロコンピュータ１は、複数の機能を兼用するパッド３Ａ〜３Ｅを有するから、例えばパッド３Ｆを設けることにより、動作試験時にのみ用いられる専用パッドを複数設ける必要がない。このようにすれば、マイクロコンピュータ１では、パッド３の数を大幅に変更することなく、動作試験を行うことができる。
【００３６】
次に、マイクロコンピュータ１における動作試験方法について説明する。まず、温度センサ７とされるダイオードの温度特性を予め測定する。そして、マイクロコンピュータ１を評価用治具で保持し、その状態で炉体内に収容する。評価用治具は１２５℃までの耐熱性を有しているので、炉体は、マイクロコンピュータ１及び評価用治具が収容された内部の雰囲気を１２５℃まで上昇させる。炉体は、雰囲気の温度を１２５℃のまま維持する。次に、マイクロコンピュータ１は、パッド３Ｆにより切換え回路１７，１８を制御して、例えばパッド３Ａとデコーダ６の伝達経路と、パッド３Ｄと温度センサ７の伝達経路を選択する。マイクロコンピュータ１は、パッド３Ｄと温度センサ７の伝達経路を介して、温度センサ７による検出信号Ｓ３をパッド３Ｄから、評価用治具に備えられた動作試験用の制御回路に出力する。この動作試験用の制御回路は、上記検出信号Ｓ３に基づいて、動作させるべき発熱回路５Ａ〜５Ｄの数を指示する制御信号Ｓ１を生成する。そして、マイクロコンピュータ１は、パッド３Ａとデコーダ６の伝達経路を介して、上記制御信号Ｓ１をパッド３Ａからデコーダ６に入力する。
【００３７】
デコーダ６は、この制御信号Ｓ１をデコードして、デコード結果に応じて動作させるべき発熱回路５Ａ〜５Ｄをブロック単位で選択する。発熱回路５Ａ〜５Ｄは、例えば半導体基板２の周辺に合計２００個配置され、配線１０Ａ〜１０Ｄにより４つのブロックに区分され、１つのブロックに含まれる数は５０個とされる。動作試験では、半導体基板２の温度を動作保証温度とされる１６０℃まで上昇させる必要がある。このため、デコーダ６による発熱回路５Ａ〜５Ｄのブロック単位の選択は、１６０℃に到達するまでの到達時間等を考慮して適宜行うことができる。例えば到達時間を短縮させたい場合には、４つのブロックを全て選択して、発熱回路５Ａ〜５Ｄを全て動作させてもよい。また、到達時間を特に短縮させる必要がない場合には、１つのブロック、例えば発熱回路５Ａだけを選択するようにしてもよい。いずれのブロックを選択しても、発熱回路５Ａ〜５Ｄによる熱量は、半導体基板２の周辺部から中央部に向かって伝達されるから、半導体基板２の温度は略均一に上昇することになる。
【００３８】
また、半導体基板２の温度は、温度センサ７により適宜測定されているから、この温度センサ７による検出信号Ｓ３が評価用治具の上記制御回路に再び入力される。制御回路は、動作保証温度と現状の温度との差に基づいて発熱回路５Ａ〜５Ｄをブロック単位で選択するための上記制御信号Ｓ１を再び生成する。この制御信号Ｓ１は、デコーダ６に入力される。例えば全てのブロックを選択している状態では、半導体基板２の温度が１６０℃を上回ってしまい、正確な動作試験を行うことが困難となってしまう。これを回避するために、１６０℃付近ではいずれかのブロックを非選択として、発熱回路５Ａ〜５Ｄによる全体の発熱量を小さくして、半導体基板２の温度が徐々に１６０℃に到達するように制御する。また、半導体基板２の温度が１６０℃を十分に下回っている状態では、発熱回路５Ａ〜５Ｄによる発熱量が不足しているので、他のブロックを新たに選択すればよい。このように、動作させるべき発熱回路５Ａ〜５Ｄの数を適宜選択することにより、半導体基板２の温度を動作保証温度とされる１６０℃まで略均一に上昇させることができる。そして、マイクロコンピュータ１は、半導体基板２の温度が動作保証温度になれば、その状態を維持するように適宜の数の発熱回路５Ａ〜５Ｄを動作させる。
【００３９】
評価用治具は、半導体基板２の温度が１６０℃になると、所定のパッド３を介して動作試験用の入力データを例えば内部回路１６に入力し、正しい出力データが出力されたか否かを判定する。この判定は、半導体基板２の温度が動作保証温度に維持される例えば数十時間の間に適宜行われる。この判定で常に正しい出力データが出力されると、マイクロコンピュータ１は良品として選別される。一方、誤った出力データが出力されると欠陥を潜在的に含むデバイスとして不良品として選別される。従って、このマイクロコンピュータ１の動作試験方法では、デコーダ６によりブロック単位で発熱回路５Ａ〜５Ｄを選択することで、半導体基板２の周辺部に生じる熱量を調整して、半導体基板２の温度を動作保証温度まで略均一に上昇させ、その温度を所定時間維持することができる。さらに、動作試験時において、評価用治具の温度は、１２５℃を上回ることがないので、破損することがない。要するに、この動作試験方法によれば、動作保証温度が高く設定されている場合でも、動作試験を精度よく行い、動作試験の結果に対する信頼性を高めることができる。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４１】
例えば、動作試験では、炉体を用いて半導体基板２と評価用治具を共に１２５℃の温度まで上昇させ、その後、発熱回路５Ａ〜５Ｄにより半導体基板２の温度を動作保証温度まで上昇させるようにしたが、これに限定されない。例えば炉体を用いず、発熱回路５Ａ〜５Ｄだけを用いて、半導体基板２の温度を常温である２５℃程度から動作保証温度まで上昇させてもよい。このようにすれば、動作試験時に炉体が不要となるから、動作試験をより簡易に行うことができる。また、動作試験時において、評価用治具に備えられた動作試験用の制御回路を用いて上記制御信号Ｓ１を生成するようにしたが、これに限られず、この制御回路をマイクロコンピュータ１の内部に設けるようにしてもよい。このようにすれば、評価用治具の構成を簡略化できる。
【００４２】
さらに、半導体基板２は、正方形としたがこれに限らず、半導体基板２の温度を略均一に上昇させることができるように、発熱回路５Ａ〜５Ｄを適宜配置可能であれば、長方形等の矩形であってもよく、また、曲線を有する適宜の形状であってもよい。パッド３，３Ａ〜３Ｅは、半導体基板２の周辺部に限らず、例えば中央部に複数配置されていてもよく、その近傍に発熱回路５Ａ〜５Ｄを配置してもよい。また、入出力回路４，４Ａ〜４Ｅによっては、その回路内部に発熱回路５Ａ〜５Ｄを配置可能なスペースが存在する場合もある。そこで、この場合には、入出力回路４，４Ａ〜４Ｅの内部に発熱回路５Ａ〜５Ｄを配置することもできる。さらに、上記したマイクロコンピュータ１は、発熱回路５Ａ〜５Ｄを有しており、半導体基板２の温度を動作保証温度まで略均一に上昇させる機能を有しているので、車載用に限らず、高い耐熱性が要求される適宜の制御システム及びその動作試験に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体集積回路の一例であるマイクロコンピュータの概略構成を例示する説明図である。
【図２】発熱回路の概略構成を例示する回路図である。
【図３】温度センサの概略構成を例示する回路図である。
【図４】ダイオードの温度特性を例示する特性図である。
【図５】複数の機能を兼用するパッドを例示する説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  マイクロコンピュータ
２  半導体基板
３，３Ａ〜３Ｅ  パッド
４，４Ａ〜４Ｅ  入出力回路（Ｉ／Ｏ）
５Ａ〜５Ｄ  発熱回路
６  デコーダ（ＤＥＣ）
７  温度センサ（ＴＥＭＰＳＥＳ）
１２  抵抗素子
１３  ＭＯＳスイッチ
１４  定電流源
１５  電圧計
１６  内部回路（ＩＮＴＣＵＩＴ）
１７，１８  切換え回路
Ｓ１  制御信号
Ｓ３  検出信号
【図１】
2007240263.tif 000003
【図２】
2007240263.tif 000004
【図３】
2007240263.tif 000005
【図４】
2007240263.tif 000006
【図５】
2007240263.tif 000007