JP5080228B2

JP5080228B2 - 温度制御方式

Info

Publication number: JP5080228B2
Application number: JP2007321686A
Authority: JP
Inventors: 利明長岡; 泰治西岡; 小松朱
Original assignee: SYSWAVE CORP.
Current assignee: SYSWAVE CORP.
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP2009145151A

Description

本発明は、温度制御方式に関し、特に、ヒータ機構を備えるＤＵＴ（Device Under
Test:被試験デバイス）ソケットを用いた低温温度制御方式、及び、低温／高温温度制御方式に関する。

半導体デバイスに対し、試験又は測定のための恒温環境を提供するため、図４（１）に示すように、従来はサーモストリーマや恒温槽等の全体加熱装置が用いられた。しかしながら、これらは、一般的に、高価であり、長期の占有使用が制限される等の短所がある。厳格な温度管理が要求される試験では、図４（２）に示されるように個々のＤＵＴソケット毎に、温度センサとヒータまたはクーラーを組み込み、直接的にデバイスを加熱する部分加熱方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、ＩＣパッケージに熱的に接触するように配置された温度センサとＩＣパッケージと直接接触するように配置されたヒータまたはクーラーと温度センサ及びヒータまたはクーラーに接続された電子制御装置とをＩＣソケットの蓋に含み、温度制御装置が温度センサに応じて前記ＩＣパッケージの温度を制御する発明が記載されている。また、特許文献２には、半導体パッケージの温度を設定する半導体検査用ソケットであって、半導体パッケージを受け入れ可能なソケット本体、ＰＴＣサーミスタ、熱伝導機構、及び熱伝導機構をソケット本体内の半導体パッケージに密着させるテンション機構を含む半導体検査用ソケットの発明が記載されている。
特開２００７−５２５６７２号公報特開２００７−２４７０２号公報

しかしながら、低温温度制御を行う場合には、恒温槽では低温温度を正確に設定することが困難であり、また、特許文献１に示されるように温度制御にヒータまたはクーラーを用いる方式では、低温と高温で異なる温度制御機構が必要となり、効率的な温度制御が困難であるという問題点があった。

本発明は、半導体検査装置などの温度制御を効率的且つ安定的に行う温度制御方式を提供することを目的とする。

本発明の低温温度制御方式は、低温に設定された冷凍庫の低温環境領域と、それぞれ加熱器、温度センサ及び制御器を備えた複数のソケットを備えた複数のソケットボードが前記低温環境領域内に位置するように配置され、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いて前記ソケットに装着された複数の被検査装置に対して局所的に加熱制御を行って低温温度制御が行われる低温温度制御方式において、前記低温環境領域内の低温の設定は、前記冷凍庫のスイッチをオンにし、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた前記ソケットの温度調整を停止して、前記冷凍庫の温度が低下し、前記被検査装置の温度が下降するように設定して行われ、前記冷凍庫内が低温に温度設定された状態で、それぞれのソケット内に組み込まれている前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた加熱制御により、前記複数の被検査装置の温度をそれぞれ異なる低温温度で一定に制御することを特徴とする。

また、本発明の高温／低温温度制御方式は、常温に設定された常温環境領域と、低温に設定された低温環境領域と、それぞれ加熱器、温度センサ及び制御器を備えた複数のソケットを備えた複数のソケットボードが、前記常温環境領域内に位置するように配置され、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いて前記ソケットに装着された複数の被検査装置に対して局所的に加熱制御を行って高温温度制御が行われ、それぞれ加熱器、温度センサ及び制御器を備えた複数のソケットを備えた複数のソケットボードが、前記低温に設定された低温環境領域内に位置するように配置され、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いて前記ソケットに装着された複数の被検査装置に対して局所的に加熱制御を行って低温温度制御が行われる高温／低温温度制御方式において、前記低温環境領域内の低温の設定は、冷凍庫のスイッチをオンにし、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた前記ソケットの温度調整を停止して、前記冷凍庫の温度が低下し、前記被検査装置の温度が下降するように設定して行われ、前記冷凍庫内が低温に温度設定された状態で、それぞれのソケット内に組み込まれている前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた加熱制御により、前記複数の被検査装置の温度をそれぞれ異なる低温温度で一定に制御し、一定期間の低温温度制御状態を終了すると、前記常温に設定された常温環境領域への移行あるいは高温に設定された高温環境領域への移行が、前記低温に設定された前記冷凍庫等のスイッチをオフにし、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた前記ソケットの温度調整を行って、前記冷凍庫の温度が上昇し、前記被検査装置の温度が上昇するように設定して行われ、前記冷凍庫内が高温に温度設定された状態で、それぞれのソケット内に組み込まれている前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた加熱制御により、前記複数の被検査装置の温度をそれぞれ異なる高温温度で一定に制御することを特徴とする。

本発明によれば、半導体検査装置などの高温／低温温度制御を安定的且つ効率よく行うことができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の温度制御方式の全体構成図を示している。図１において、１は冷凍庫、２はソケットボード、３はソケットを示す。複数のソケット３を備えた複数のソケットボード２が、冷凍庫内の低温環境領域内に位置するように配置される。冷蔵庫内の低温に設定された低温環境領域内に配置された複数のソケット３に、それぞれ、被検査対象装置（ＤＵＴ：Device Under Test）が装着されて、個々のＤＵＴ毎に、厳格な低温温度制御がなされて、ＤＵＴの特性試験等を行うことができる。

図２は、本発明の温度制御方式の部分拡大図である。図２において、ソケットボード２の各ソケット３には、温度センサ４、加熱器５、電流調整器６、制御器７が配置されている。温度センサ４は、各ソケット３に装着されたＤＵＴの温度を検出し、検出信号を制御器７に出力する。制御器７は入力された検出信号に対応した制御信号を出力し、調整器６が制御信号を調整し、加熱器５がＤＵＴを加熱するソケット温度調整を行う。なお、調整器６を省略し、制御器７から直接に加熱器５を制御することもできる。また、加熱温度制御の具体的な構成は、図２の構成に限定されることなく、種々の構成を採用することができる。

複数のソケット３を含む複数のソケットボード２が冷凍庫１の冷凍庫内の低温環境領域内に位置するように配置されているので、冷凍庫内の温度設定はラフであっても、それぞれの、温度センサ４と加熱器５を制御器７により制御することにより、複数のＤＵＴの温度をそれぞれ異なる低温温度で、厳密に一定に制御することができる。なお、実施例１では、低温環境領域を設定する装置として冷凍庫を用いる例について説明したが、冷凍庫に限定されず、低温環境領域を設定することのできるサーモストリーマや恒温槽等を用いることができる。

図３は、本発明の実施例２の温度制御方式の温度制御の遷移図である。図３において、右軸は時間的推移を示し、縦軸はＤＵＴの温度を示している。初期状態、例えば、常温の＋２５℃に温度制御を開始すると、まず、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いてソケット温度調整を実施する。ＤＵＴの温度が上昇し、高温温度制御状態（例えば、＋１５０℃）に移行する。一定期間、高温温度制御状態（例えば、＋１５０℃）を持続し、安定的な高温状態で、ＤＵＴ試験を行うことができる。個々のＤＵＴには、それぞれ、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７が備えられているので、個々のＤＵＴについて、異なる高温温度でＤＵＴ試験を行うことも可能である。

高温温度制御状態から低温温度制御状態に移行する際には、冷凍庫のスイッチをオンにし、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いたソケット３の温度調整を停止する。冷凍庫１の温度が低下し、ＤＵＴの温度が下降する。冷凍庫１の温度がラフに設定された、例えば、〜−５０℃になると、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いた加熱制御を行う。冷凍庫１の温度がラフに設定されていても、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いた加熱制御により、厳密な、例えば、−４０℃の低温温度制御を行うことができる。一定期間、低温温度制御状態（例えば、−４０℃）を持続し、安定的な低温状態で、ＤＵＴ試験を行うことができる。個々のＤＵＴには、それぞれ、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７が備えられているので、個々のＤＵＴについて、異なる低温温度でＤＵＴ試験を行うことも可能である。

一定期間の低温温度制御状態（例えば、−４０℃）を終了すると、冷凍庫１のスイッチをオフにし、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いた加熱制御を行う。冷凍庫１の温度が上昇し、ＤＵＴの温度が上昇する。常温の＋２５℃を超え、更に上昇して高温温度制御状態（例えば、＋１５０℃）に移行すると、再度、一定期間、高温温度制御状態（例えば、＋１５０℃）を持続し、安定的な高温状態で、ＤＵＴ試験を行うことができる。このサイクルを繰り返すことにより、複数のＤＵＴに対して、個々に、高温試験、低温試験を効率的に実施することが可能である。

図４は、本発明の実施例２の温度制御方式のフローチャートである。上述のように、ステップＳ１０１において、本発明の温度制御を開始すると、ステップＳ１０２において、ソケット温度調整を開始する。温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いてソケット温度調整を実施してＤＵＴの温度を上昇させる。ステップＳ１０３において、高温制御を行う。一定期間、高温温度制御状態（例えば、＋１５０℃）を持続し、安定的な高温状態で、ＤＵＴ試験を行う。個々のＤＵＴには、それぞれ、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７が備えられているので、個々のＤＵＴについて、異なる高温温度でＤＵＴ試験を行うことも可能である。

次いで、ステップＳ１０４において、冷凍庫１のスイッチをオンにし、ステップＳ１０５において、ソケット温度調整を停止する。冷凍庫１のスイッチをオンにし、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いたソケット温度調整を停止すると、冷凍庫１の温度が低下し、ＤＵＴの温度が下降する。

ステップＳ１０６において、冷凍庫１の温度が低下し、ＤＵＴの温度か下降して、冷凍庫１の低温設定温度（〜−５０℃）になると、ステップＳ１０７において、ソケット温度調整を開始する。

ステップＳ１０８において、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いた加熱制御を行う。冷凍庫１の温度がラフに設定されていても、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いた加熱制御により、厳密な、例えば、−４０℃の低温温度制御を行うことができる。

一定期間の低温温度制御状態（例えば、−４０℃）を終了すると、ステップＳ１０９において、冷凍庫１のスイッチをオフにし、温度センサ４、加熱器５、及び、制御器７を用いた加熱制御を行う。ステップＳ１１０において、低温温度制御状態から高温温度制御状態に移行し、次のサイクルを繰り返し行うことができる。なお、実施例２では、低温環境領域を設定する装置として冷凍庫を用いる例について説明したが、冷凍庫に限定されず、低温環境領域を設定することのできるサーモストリーマや恒温槽等を用いることができる。

本発明の低温温度制御方式、高温／低温温度制御方式の発明は、例えば、ＤＵＴなどの被検査装置の温度制御に限らず、低温環境において個々の対象物に対して厳格な温度制御を行う際に広く適用が可能である。

図１は、本発明の実施例１の温度制御方式の全体構成図である。図２は、本発明の実施例１の温度制御方式の部分拡大図である。図３は、本発明の実施例２の温度制御方式の温度制御の遷移図である。図４は、本発明の実施例２の温度制御方式のフローチャートである。図５は、従来例の全体加熱装置、部分加熱装置を示す図である。

符号の説明

１冷凍庫
２ソケットボード
３ソケット機構
４温度センサ
５加熱器
６電流調整器
７制御器

Claims

低温に設定された冷凍庫の低温環境領域と、それぞれ加熱器、温度センサ及び制御器を備えた複数のソケットを備えた複数のソケットボードが前記低温環境領域内に位置するように配置され、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いて前記ソケットに装着された複数の被検査装置に対して局所的に加熱制御を行って低温温度制御が行われる低温温度制御方式において、
前記低温環境領域内の低温の設定は、前記冷凍庫のスイッチをオンにし、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた前記ソケットの温度調整を停止して、前記冷凍庫の温度が低下し、前記被検査装置の温度が下降するように設定して行われ、
前記冷凍庫内が低温に温度設定された状態で、それぞれのソケット内に組み込まれている前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた加熱制御により、前記複数の被検査装置の温度をそれぞれ異なる低温温度で一定に制御することを特徴とする低温温度制御方式。
常温に設定された常温環境領域と、低温に設定された低温環境領域と、それぞれ加熱器、温度センサ及び制御器を備えた複数のソケットを備えた複数のソケットボードが、前記常温環境領域内に位置するように配置され、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いて前記ソケットに装着された複数の被検査装置に対して局所的に加熱制御を行って高温温度制御が行われ、それぞれ加熱器、温度センサ及び制御器を備えた複数のソケットを備えた複数のソケットボードが、前記低温に設定された低温環境領域内に位置するように配置され、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いて前記ソケットに装着された複数の被検査装置に対して局所的に加熱制御を行って低温温度制御が行われる高温／低温温度制御方式において、
前記低温環境領域内の低温の設定は、冷凍庫のスイッチをオンにし、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた前記ソケットの温度調整を停止して、前記冷凍庫の温度が低下し、前記被検査装置の温度が下降するように設定して行われ、前記冷凍庫内が低温に温度設定された状態で、それぞれのソケット内に組み込まれている前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた加熱制御により、前記複数の被検査装置の温度をそれぞれ異なる低温温度で一定に制御し、
一定期間の低温温度制御状態を終了すると、前記常温に設定された常温環境領域への移行あるいは高温に設定された高温環境領域への移行が、前記低温に設定された前記冷凍庫等のスイッチをオフにし、前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた前記ソケットの温度調整を行って、前記冷凍庫の温度が上昇し、前記被検査装置の温度が上昇するように設定して行われ、前記冷凍庫内が高温に温度設定された状態で、それぞれのソケット内に組み込まれている前記加熱器、温度センサ及び制御器を用いた加熱制御により、前記複数の被検査装置の温度をそれぞれ異なる高温温度で一定に制御することを特徴とする高温／低温温度制御方式。