JP2004061489A - 半導体素子テストハンドラの発熱補償装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体素子の温度テスト中に半導体素子自体の発熱による温度偏差を補償して、正確な温度下でテストを遂行できる半導体素子テストハンドラの発熱補償装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体素子テストハンドラの発熱補償装置は、少なくとも一つの密閉されたチャンバと、上記チャンバの内部に低温及び高温の所定の温度状態を形成する加熱／冷却装置と、上記チャンバの内部に設置され、テストトレイに装着された多数の半導体素子を上記チャンバの内部に配置されるテストボードのテストソケットに押圧して装着し接続するプッシングユニットと、冷却流体を供給する冷却流体供給装置と、上記テストソケットに接続された半導体素子に冷却流体供給装置から冷却流体を供給されて噴射するノズルアセンブリと、テスト中に発生する半導体素子の発熱による温度偏差を補償するために、テスト中の半導体素子に噴射される冷却流体の量を制御する制御部とを備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明に係る半導体素子テストハンドラの発熱補償装置は、少なくとも一つの密閉されたチャンバと、上記チャンバの内部に低温及び高温の所定の温度状態を形成する加熱／冷却装置と、上記チャンバの内部に設置され、テストトレイに装着された多数の半導体素子を上記チャンバの内部に配置されるテストボードのテストソケットに押圧して装着し接続するプッシングユニットと、冷却流体を供給する冷却流体供給装置と、上記テストソケットに接続された半導体素子に冷却流体供給装置から冷却流体を供給されて噴射するノズルアセンブリと、テスト中に発生する半導体素子の発熱による温度偏差を補償するために、テスト中の半導体素子に噴射される冷却流体の量を制御する制御部とを備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子をテストするためのハンドラ装置に関するもので、特に、半導体素子を電気的に接続して所定の温度下でテストする間、半導体素子の自己発熱による温度偏差を補償することによって正確な温度下で半導体素子のテストを行うことができるようにした半導体素子テストハンドラの発熱補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メモリ又は非メモリ半導体素子及びそれらを適切に一つの基板上に回路的に構成したモジュールは、通常、製造後に各種テスト過程を経てから出荷される。ハンドラは、斯かるテスト工程において半導体素子及びモジュールの自動移送及びテストに用いられる装置であって、ローディングスタッカに半導体素子又はモジュールを収納したトレイが積載されると、ピッカロボットがテストする半導体素子又はモジュールをテストサイトに移送しテストソケットに接続させて所定のテストを行い、更にピッカロボットがテスト済みの半導体素子又はモジュールをアンローディングスタッカに移送して、指定されたトレイにテストの結果別に分類する過程を行う。
【０００３】
通常、斯かるハンドラのうち大部分が常温状態における一般的な性能テストのみならず、密閉されたチャンバ内に電熱ヒータ及び液体窒素噴射システムにより高温及び低温の極限の温度状態の環境を造成して半導体素子及びモジュールがそのような極限温度条件でも正常に機能するかどうかをテストする高温テスト及び低温テストも、行うことができるように構成されている。
【０００４】
ところが、上述のように半導体素子の温度テストが可能なハンドラでテストを行うとき、半導体素子をテストソケットに電気的に接続してテストを行う間に、半導体素子自体から所定の熱が発生する発熱現象があり、これによってユーザの所望する正確な温度でのテストがなされない場合が発生する。斯かる現象は、最近の半導体素子の小型化及び高集積化の傾向に従って深刻化しつつあり、テスト及び実際の使用環境において解決することが必要な問題となっている。
【０００５】
例えば、高温テスト時に、ユーザがチャンバ内部の温度を８０℃に設定してテストを行う場合、半導体素子自体の発熱現象がなかったら、設定テスト温度の８０℃でテストが可能であるが、テストの間、半導体素子から熱が発生して温度偏差が１５℃程度発生すると、実際のテストは９５℃で行われる。
【０００６】
従って、半導体素子は設定テスト温度より高い温度でテストがなされ、これによって正確な温度範囲内でのテストが行われず、歩留まり及び信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、半導体素子をハンドラのテストソケットに接続してテストする間、各半導体素子から発生する自己発熱による温度上昇を抑制してユーザが所望する正確な温度範囲でテストを行うことができるようにした半導体素子テスト用ハンドラの発熱補償装置を提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によると、
少なくとも一つの密閉されたチャンバと、
上記チャンバの内部に低温及び高温の所定の温度状態を形成する加熱／冷却装置と、
上記チャンバの内部に設置され、テストトレイに装着された多数の半導体素子を上記チャンバの内部に配置されるテストボードのテストソケットに押圧して装着し接続するプッシングユニットと、
冷却流体を供給する冷却流体供給装置と、
上記テストソケットに接続された半導体素子に冷却流体供給装置から冷却流体を供給されて噴射するノズルアセンブリと、
テスト中に発生する半導体素子の発熱による温度偏差を補償するために、テスト中の半導体素子に噴射される冷却流体の量を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラの発熱補償装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体素子テストハンドラの発熱補償装置の望ましい実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２は、本発明に係る発熱補償装置が適用されたハンドラの構成の一例を示したものである。まず、ハンドラの構成及び動作について簡単に説明する。
【００１１】
ハンドラの前方部には、テストする半導体素子を多数個収納している顧客用トレイを積載するローディング部１０が取り付けられ、該ローディング部１０の一方には、テスト済みの半導体素子がテスト結果に応じて分類されて顧客用トレイに収納されるアンローディング部２０が取り付けられる。
【００１２】
また、ハンドラの中間部分の両側部には、上記ローディング部１０から移送されてきた半導体素子を一時的に装着するバッファ部４０が前後進可能に取り付けられており、それらのバッファ部４０の間には、バッファ部４０の、テストする半導体素子を移送してテストトレイＴに再装着する作業と、テストトレイのテスト済みの半導体素子をバッファ部４０に装着する作業とがなされるように交換部５０が配設されている。
【００１３】
上記ローディング部１０及びアンローディング部２０が配置されたハンドラの前方部と、上記交換部５０及びバッファ部４０が配置されたハンドラ中間部の間には、Ｘ−Ｙ軸に沿って線形運動しながら半導体素子をピックアップして移送する第１ピッカロボット３１と第２ピッカロボット３２とが各々取り付けられ、上記第１ピッカロボット３１は、ローディング部１０及びアンローディング部２０とバッファ部４０との間を移動し半導体素子を移送する役割を担い、上記第２ピッカロボット３２は、バッファ部４０と交換部５０との間を移動し半導体素子を移送する。
【００１４】
また、ハンドラの後方部には、多数個に分割した密閉チャンバの中に、電熱ヒータ又は液体窒素噴射システム（図示せず）等を用いて高温又は低温の環境を造成した半導体素子が装着されたテストトレイＴを順次に移送し、半導体素子を所定の温度条件下でテストするチャンバ部７０が取り付けられている。
【００１５】
ここで、上記チャンバ部７０は、上記交換部５０から移送されてきたテストトレイＴを前方から後方に一ステップずつ段階的に移送し半導体素子を所定の温度に加熱又は冷却させるようになっている予熱チャンバ７１と、上記予熱チャンバの片側に連接して取り付けられ、予熱チャンバ７１を介して移送したテストトレイＴの半導体素子を、外部のテスト装備８０に連結した、いわゆるハイフィックス（Ｈｉ−Ｆｉｘ）というテストボード８５上のテストソケット８６に装着して所定の温度下でテストを行うテストチャンバ７２と、上記テストチャンバ７２の片側に取り付けられ、テストチャンバ７２を介して移送されたテストトレイを後方から前方に一ステップずつ段階的に移送させながらテスト済みの半導体素子を初期の常温状態に復帰させるディフロスティング（ｄｅｆｒｏｓｔｉｎｇ）チャンバ７３とからなる。
【００１６】
上記テストチャンバ７２には、テストトレイＴのキャリアＣ上に装着した半導体素子をテストボード８５側に押圧してテストソケット８６に装着及び脱去するプッシングユニット９０が取り付けられ、該プッシングユニット９０には、テスト中の半導体素子の発熱を抑制する発熱補償装置として、乾燥空気と液体窒素との混合冷却流体を噴射する複数のノズル１７０ａを備えているノズルアセンブリ１７０が固設されている。
【００１７】
また、上記テストボード８５の各テストソケット８６には、半導体素子Ｓと面接触して半導体素子を冷却することによって上記ノズルアセンブリ１７０と共に発熱補償作用をするアルミニウム材質のヒートシンク１８０が付着され、上記ヒートシンク１８０には、温度をリアルタイムに検出してハンドラの制御部１９０（図３参照）に伝える温度センサ１８１が内蔵されている。
【００１８】
このように温度センサは、ヒートシンク１８０内に一体化できるが、これとは異なり、キャリアＣ、テストトレイ、プッシングユニット等は、半導体素子の温度を検出することができる任意の位置に取り付けられる。
【００１９】
上記ヒートシンク１８０は、内部に冷媒が満たされたヒートパイプ（図示せず）を付着して放熱作用を行う。
【００２０】
図３は、上記のような発熱補償装置１００の構成を詳細に説明する図である。
【００２１】
発熱補償装置１００は、上記ノズルアセンブリ１７０と、ヒートシンク１８０と、液体窒素（ＬＮ２）を供給する液体窒素供給源（液化ガス供給源）１１０と、乾燥空気を供給する乾燥空気供給源１２０と、上記液体窒素供給源１１０と乾燥空気供給源１２０とに連結して液体窒素と乾燥空気とを均一に混合して上記ノズルアセンブリ１７０に供給する混合機１３０と、上記ノズルアセンブリ１７０を連結する流路上に設置されたフィルタアセンブリ１４０とから構成されている。
【００２２】
また、上記液体窒素供給源１１０と混合機１３０とを連結する流路上には、混合機１３０に供給される液体窒素の量を制御する第１ソレノイドバルブ１５０が取り付けられ、上記乾燥空気供給源１２０と混合機１３０とを連結する流路上には、混合機１３０に供給される乾燥空気の量を制御する第２ソレノイドバルブ１５５が取り付けられ、上記第１ソレノイドバルブ１５０及び第２ソレノイドバルブ１５５は、ハンドラの動作を制御する制御部１９０によって電気的に動作するようになっている。
【００２３】
上記制御部１９０は、冷却流体の流動比を調節し、時間周期的に冷却流体の噴射を制御し、又は、冷却流体に含まれるガスの比率を制御することにより冷却流体の噴射を制御することができる。
【００２４】
また、上記混合機１３０は、図４乃至図６に示すように、上記液体窒素供給源１１０と、連結された供給管１６１の先端に連通して液体窒素を供給する液体窒素分配ヘッダ１３１と、該液体窒素分配ヘッダ１３１に連結された四つのソレノイドバルブ１３２及び液体窒素誘導管１３３と、上記液体窒素誘導管１３３の先端部に連結された混合機本体１３４とからなる。
【００２５】
上記ソレノイドバルブ１３２は、液体窒素分配ヘッダ１３１から各液体窒素誘導管１３３を介して混合機本体１３４に供給される液体窒素の量を調節する機能を担う。
【００２６】
また、上記乾燥空気供給源１２０に連結された四つの乾燥空気供給管１６２の先端は上記混合機本体１３４の片側に連通して結合され、上記乾燥空気供給管１６２を介して混合機本体１３４内に乾燥空気が供給されるように構成されている。
【００２７】
上記混合機本体１３４の内部には四つの乾燥空気流動溝１３６が形成され、これらの乾燥空気流動溝１３６の入口端は上記各乾燥空気供給管１６２の先端に連結して乾燥空気を供給され、各乾燥空気流動溝１３６の出口端は各々のノズルアセンブリ１７０（図１参照）に連結する混合冷却流体の供給管１６３（図１参照）と連結するようになっている。
【００２８】
また、上記各液体窒素誘導管１３３は、上記混合機本体１３４の片側から上記乾燥空気流動溝１３６の片側を垂直に貫通してその先端部が乾燥空気流動溝１３６の内部に位置するように駆動し、上記乾燥空気流動溝１３６の内部に位置する液体窒素誘導管１３３の先端部には、乾燥空気の誘導方向に基づいて背面部に液体窒素が排出される液体窒素排出口１３８が貫通するように形成されるが、ここで、上記液体窒素誘導管１３３の形成位置は乾燥空気誘導方向に基づいて液体窒素誘導管１３３の背面部のみに限られる。これは以下に詳細に説明するが、乾燥空気が乾燥空気流動溝１３６の内部を誘導されるとき、液体窒素誘導管１３３の先端部の背面部において圧力降下領域、即ち、低圧領域が形成されるからである。
【００２９】
また、上記液体窒素誘導管１３３の流路上には、供給される液体窒素の液相粒子を粉砕部材１３９が流路を横切るように取り付けられ、該粉砕部材１３９は、図７に示すように、多数の通過孔１３９ｂが形成された円形の多孔性プレート１３９ａからなる。
【００３０】
上記のような粉砕部材は液体窒素誘導管１３３の流路上には取り付けず、図８及び図９に示すように、粉砕部材２３９が乾燥空気流動溝１３６の出口部側に取り付けられており、このとき、上記粉砕部材２３９は、液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体の円滑な流れを保証すると共に液体窒素粒子の粉砕のために網状２３９ａになることが望ましい。
【００３１】
本実施の形態のように、粉砕部材２３９が液体窒素誘導管１３３には設置されずに乾燥空気流動溝１３６の出口部に設置される場合には、液体窒素誘導管１３３を介して流動する液体窒素の供給圧力を低下させることなく液体窒素空気が流動溝１３６の中に円滑に流れ込んで、乾燥空気との混合が更に均一になされるという利点がある。
【００３２】
尚、上記フィルタアセンブリ１４０は、混合機１３０の粉砕部材１３９，２３９等によって粉砕されずに供給される粒子の大きい液相の液体窒素を微粒子化することにより、液相の液体窒素がノズルアセンブリ１７０を介して噴射されて半導体素子に付着することを防止する役割を果たしている。
【００３３】
上記のような作用をするフィルタアセンブリ１４０は、図１０に示すように、およそ円筒形のハウジング１４１と、上記ハウジング１４１の上部面に混合冷却流体供給管１６３、１６４と各々連結するように設置された冷却流体流入口１４２及び冷却流体の排出口１４３と、上記ハウジング１４１の内部に設置される円錐状の気液分離部材１４４とからなる。
【００３４】
上記気液分離部材１４４は、ハウジング１４１内部の底面中央に形成される支柱部１４５上に設置されて、気液分離部材１４４の底面部とハウジング１４１底面との間に空間が形成され、該空間は、上記気液分離部材１４４に沿って落下した液相の液体窒素が集まる採集部１４６を形成する。
【００３５】
上述のように構成された発熱補償装置は、次のように動作する。
ハンドラの動作が開始されると、上記テストチャンバ７２の内部は、別の電熱ヒータ又は液体窒素噴射システムのような温度造成手段によって所定の温度状態になる。
【００３６】
次に、半導体素子Ｓ等が装着されたテストトレイＴがテストチャンバ７２に移送されてプッシングユニット９０とテストボード８５との間に位置すると、プッシングユニット９０がテストボード８５側に移動してテストトレイＴのキャリアＣに装着された半導体素子Ｓを押し出しつつテストソケット８６に接続させてテストを開始する。
【００３７】
このとき、上記半導体素子Ｓは、上記テストソケット８６のヒートシンク１８０と面接触してある程度冷却される。
【００３８】
半導体素子のテストの開始と共に、発熱補償装置の液体窒素供給源１１０と乾燥空気供給源１２０とから混合機１３０に液体窒素及び乾燥空気が供給される。
【００３９】
上記乾燥空気供給源１２０から混合機１３０に供給する乾燥空気は、所定の圧力を有して乾燥空気供給管１６２を介して乾燥空気流動溝１３６内に流れ込んできて流動する。
【００４０】
これと同時に、液体窒素供給源１１０から液体窒素供給管１６１を介して供給される液体窒素は、混合機１３０の液体窒素分配ヘッダ１３１を経て各ソレノイドバルブ１３２によって供給量を制御されながら各々の液体窒素誘導管１３３に供給されているが、ここで、粉砕部材１３９が液体窒素誘導管１３３上に設置された場合、液体窒素は上記粉砕部材１３９の通過孔１３９ｂを通過しながら液相の粒子が粉砕されて微細粒状になって液体窒素排出口１３８側に誘導される。
【００４１】
このとき、液体窒素誘導管１３３の先端部は乾燥空気流動溝１３６の内部に位置していることにより、液体窒素誘導管１３３の先端部が乾燥空気の流動に対して抵抗体として作用して乾燥空気が上記液体窒素誘導管１３３を回転して排出されるストリームラインを形成し、上記液体窒素誘導管１３３の背面部の周囲、即ち、液体窒素排出口１３８の周囲には圧力の低い低圧領域Ａが形成される。
【００４２】
従って、上記液体窒素誘導管１３３に供給される微粒子化した液体窒素は、排出口１３８の周辺に形成された低圧領域Ａとの圧力差によって上記液体窒素排出口１３８に円滑に抜け出て乾燥空気と混合して流動する。
【００４３】
言い換えれば、液体窒素排出口１３８の外側に低圧領域が形成されないと、流動する乾燥空気の圧力によって液体窒素の供給が円滑になされず、これによって均一な混合冷却流体を生成しにくくなるが、上記のように液体窒素排出口１３８が乾燥空気の流動方向に対して背面部に形成されることによって排出口１３８周囲に低圧領域Ａが形成されると、相対的に高圧の液体窒素が低圧側の液体窒素排出口１３８を通じて円滑に排出されて乾燥空気と混合することができる。
【００４４】
上記のように乾燥空気流動溝１３６内で混合した液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体は、乾燥空気流動溝１３６の出口端に連結された混合冷却流体供給管１６３を通じてフィルタアセンブリ１４０に供給される。
【００４５】
このとき、図８に示すように、上記乾燥空気流動溝１３６の出口部の側に粉砕部材２３９が設置されている場合、上記乾燥空気流動溝１３６を流動する液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体は、粉砕部材２３９の網２３９ａを通過しながら粒子が微細化してフィルタアセンブリ１４０に供給されることになる。
【００４６】
尚、上記混合機１３０を介して排出された混合冷却流体は、混合冷却流体供給管１６３を介して流動してフィルタアセンブリ１４０の流入口１４２を介してハウジング１４１内部に流入するが、上記流入口１４２を介してハウジング１４１内に吐出される液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体のうち、軽い気体と非常に微細な液相粒子の液体窒素とは運動エネルギが小さいので気液分離部材１４４まで至らずに直ちに低圧領域の排出口１４３を介して混合冷却流体供給管１６４に排出され、粒子の大きさの大きい液相の液体窒素は運動エネルギが大きいので気液分離部材１４４に接して下側に流れ落ちることになる。
【００４７】
上記気液分離部材１４４に沿って流れ落ちる液相の液体窒素は、下部の採集部１４６に集まった後、徐々に気化して排出口１４３を介して混合冷却流体供給管１６４に排出される。
【００４８】
従って、上記フィルタアセンブリ１４０を経て冷却流体供給管１６４に排出される冷却流体は、大部分が気体状態の液体窒素及び乾燥空気であり、該冷却流体内に液相の液体窒素が一部含まれていてもその粒子は非常に微細である。
【００４９】
上記フィルタアセンブリ１４０を通じて微粒子化して排出された液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体は、ノズルアセンブリ１７０を介してテスト中の半導体素子Ｓ側に噴射され半導体素子Ｓを冷却する。
【００５０】
このように、ヒートシンク１８０とノズルアセンブリ１７０とによる発熱補償作用がなされつつ半導体素子Ｓのテストが行われる間、ヒートシンク１８０に内蔵された温度センサ１８１は温度を継続的に検出して制御部１９０に伝え、制御部１９０では上記温度センサ１８１によって伝えられた温度に基づき半導体素子の温度を予め与えられた実験式により計算して上記第１ソレノイドバルブ１５０及び第２ソレノイドバルブ１５５に制御信号を伝える。
【００５１】
上記第１ソレノイドバルブ１５０及び第２ソレノイドバルブ１５５は、上記制御部１９０において伝えられる制御信号によってその動作を制御されて、混合機１３０に供給される液体窒素及び乾燥空気の量を調節してノズルアセンブリ１７０に噴射される冷却流体の量を調節し、これにより、半導体素子の発熱補償温度を適当なレベルに維持する。
【００５２】
尚、上記発熱補償装置の混合機１３０の実施の形態においては、乾燥空気供給源１２０と連結した乾燥空気流動溝１３６が混合機本体１３４に内設されているものとして説明したが、これとは異なり、混合機本体のようなケースの構造物を形成せずに乾燥空気が流動する乾燥空気誘導管（図示せず）を外部に露出するように構成し、該乾燥空気誘導管に液体窒素排出管が形成された液体窒素誘導管の先端を直接貫通させて設置することもできる。
【００５３】
また、図１１及び図１２は、フィルタアセンブリの他の実施の形態を示す図である。図１１に示すように、フィルタアセンブリ２４０は、円錐状の気液分離部材２４４の底面部がハウジング２４１の底面全体に形成され、気液分離部材２４４の下端部の外側のハウジング２４１の底面に液相の液体窒素が集まる採集部２４５が、凹んでいる溝状に形成されて構成されている。
【００５４】
従って、前述したフィルタアセンブリ１４０と同様に、流入口２４２を通じてハウジング２４１の内部に流入する冷却流体のうち、軽い気体状態の冷却流体は排出口２４３を通じて冷却流体の供給管１６４に排出され、相対的に重い液相の液体窒素は気液分離部材２４４の外面に沿って下降して採集部２４５溜まった後、気化して排出口２４３を介して冷却流体供給管１６４に排出される。
【００５５】
図１２に示すように、フィルタアセンブリ３４０の他の実施の形態は、片側に冷却流体供給管１６３が連結されて冷却流体が流入する流入口３４２が形成され、他の側の上端部に冷却流体供給管１６４と連結されて冷却流体が排出される排出口３４３が形成されたハウジング３４１を備え、該ハウジング３４１は流入口３４２側から排出口３４３側に大きく拡張されたディフューザ（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）形態をなしている。
【００５６】
従って、上記流入口３４２を介してハウジング３４１の内部に乾燥空気と液体窒素との混合冷却流体が吐出されると、該吐出された冷却流体は膨張し、粒子の小さい液相の液体窒素は気化しながら乾燥空気と共に排出口３４３を介して直ちに排出され、液体窒素のうち粒子が大きくて気化できなかった液相の液体窒素はハウジング３４１の下部に溜まった後、経時的に気化して上側の排出口３４３に排出される。
【００５７】
上記のようなフィルタアセンブリ１４０、２４０、３４０は、ノズルアセンブリ１７０側に供給される混合冷却流体の流動は妨害せずに液相の液体窒素だけをろ過することにより、混合冷却流体が供給される管内の圧力を増加することなく一定圧力に維持し、これによりノズルアセンブリ１７０を通じて一定圧力の気化した混合冷却流体が吐出されるようになっている。
【００５８】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態のものに限定されるわけではなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変形又は変更が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、次のような効果がある。
半導体素子をテストする間、半導体素子に液体窒素及び乾燥空気が混合された冷却流体が供給されると共に、ヒートシンクが半導体素子に面接触して半導体素子を冷却することによってテスト途中に発生する半導体素子自体の発熱を抑制することができ、従って、半導体素子を所望の温度範囲においてテストすることができるので、テストの信頼性の向上だけではなく、歩留まりが向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置を適用したハンドラを概略的に示した平面図。
【図２】図１におけるハンドラのテストサイトに適用した本発明に係る発熱補償装置のノズルアセンブリ部分を概略的に示した要部断面図。
【図３】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置の構成を概略的に示したブロック図。
【図４】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置の混合機の構造を概略的に示す正面図。
【図５】図４に示す混合機の部分切開斜視図。
【図６】図４に示す混合機の構造及び動作を説明する要部断面図。
【図７】図４に示す混合機の粉砕部材を概略的に示す正面図。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る発熱補償装置の混合機を概略的に示す要部断面図。
【図９】図８に示す混合機の粉砕部材を概略的に示す正面図。
【図１０】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置のフィルタアセンブリの構造を概略的に示す要部断面図。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る発熱補償装置のフィルタアセンブリの構造を概略的に示す要部断面図。
【図１２】本発明の更に他の実施の形態に係る発熱補償装置のフィルタアセンブリの構造を概略的に示す要部断面図。
【符号の説明】
１０ ローディング部
２０ アンローディング部
４０ バッファ部
５０ 交換部
７０ チャンバ部
７２ テストチャンバ
８５ テストボード
８６ テストソケット
９０ プッシングユニット
１１０ 液体窒素供給源
１２０ 乾燥空気供給源
１３０ 混合機
１４０ フィルタアセンブリ
１５０ 第１ソレノイドバルブ
１５５ 第２ソレノイドバルブ
１７０ ノズルアセンブリ
１８０ ヒートシンク
１８１ 温度センサ
Ｃ キャリア
Ｓ 半導体素子
Ｔ テストトレイ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子をテストするためのハンドラ装置に関するもので、特に、半導体素子を電気的に接続して所定の温度下でテストする間、半導体素子の自己発熱による温度偏差を補償することによって正確な温度下で半導体素子のテストを行うことができるようにした半導体素子テストハンドラの発熱補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メモリ又は非メモリ半導体素子及びそれらを適切に一つの基板上に回路的に構成したモジュールは、通常、製造後に各種テスト過程を経てから出荷される。ハンドラは、斯かるテスト工程において半導体素子及びモジュールの自動移送及びテストに用いられる装置であって、ローディングスタッカに半導体素子又はモジュールを収納したトレイが積載されると、ピッカロボットがテストする半導体素子又はモジュールをテストサイトに移送しテストソケットに接続させて所定のテストを行い、更にピッカロボットがテスト済みの半導体素子又はモジュールをアンローディングスタッカに移送して、指定されたトレイにテストの結果別に分類する過程を行う。
【０００３】
通常、斯かるハンドラのうち大部分が常温状態における一般的な性能テストのみならず、密閉されたチャンバ内に電熱ヒータ及び液体窒素噴射システムにより高温及び低温の極限の温度状態の環境を造成して半導体素子及びモジュールがそのような極限温度条件でも正常に機能するかどうかをテストする高温テスト及び低温テストも、行うことができるように構成されている。
【０００４】
ところが、上述のように半導体素子の温度テストが可能なハンドラでテストを行うとき、半導体素子をテストソケットに電気的に接続してテストを行う間に、半導体素子自体から所定の熱が発生する発熱現象があり、これによってユーザの所望する正確な温度でのテストがなされない場合が発生する。斯かる現象は、最近の半導体素子の小型化及び高集積化の傾向に従って深刻化しつつあり、テスト及び実際の使用環境において解決することが必要な問題となっている。
【０００５】
例えば、高温テスト時に、ユーザがチャンバ内部の温度を８０℃に設定してテストを行う場合、半導体素子自体の発熱現象がなかったら、設定テスト温度の８０℃でテストが可能であるが、テストの間、半導体素子から熱が発生して温度偏差が１５℃程度発生すると、実際のテストは９５℃で行われる。
【０００６】
従って、半導体素子は設定テスト温度より高い温度でテストがなされ、これによって正確な温度範囲内でのテストが行われず、歩留まり及び信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、半導体素子をハンドラのテストソケットに接続してテストする間、各半導体素子から発生する自己発熱による温度上昇を抑制してユーザが所望する正確な温度範囲でテストを行うことができるようにした半導体素子テスト用ハンドラの発熱補償装置を提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によると、
少なくとも一つの密閉されたチャンバと、
上記チャンバの内部に低温及び高温の所定の温度状態を形成する加熱／冷却装置と、
上記チャンバの内部に設置され、テストトレイに装着された多数の半導体素子を上記チャンバの内部に配置されるテストボードのテストソケットに押圧して装着し接続するプッシングユニットと、
冷却流体を供給する冷却流体供給装置と、
上記テストソケットに接続された半導体素子に冷却流体供給装置から冷却流体を供給されて噴射するノズルアセンブリと、
テスト中に発生する半導体素子の発熱による温度偏差を補償するために、テスト中の半導体素子に噴射される冷却流体の量を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラの発熱補償装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体素子テストハンドラの発熱補償装置の望ましい実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２は、本発明に係る発熱補償装置が適用されたハンドラの構成の一例を示したものである。まず、ハンドラの構成及び動作について簡単に説明する。
【００１１】
ハンドラの前方部には、テストする半導体素子を多数個収納している顧客用トレイを積載するローディング部１０が取り付けられ、該ローディング部１０の一方には、テスト済みの半導体素子がテスト結果に応じて分類されて顧客用トレイに収納されるアンローディング部２０が取り付けられる。
【００１２】
また、ハンドラの中間部分の両側部には、上記ローディング部１０から移送されてきた半導体素子を一時的に装着するバッファ部４０が前後進可能に取り付けられており、それらのバッファ部４０の間には、バッファ部４０の、テストする半導体素子を移送してテストトレイＴに再装着する作業と、テストトレイのテスト済みの半導体素子をバッファ部４０に装着する作業とがなされるように交換部５０が配設されている。
【００１３】
上記ローディング部１０及びアンローディング部２０が配置されたハンドラの前方部と、上記交換部５０及びバッファ部４０が配置されたハンドラ中間部の間には、Ｘ−Ｙ軸に沿って線形運動しながら半導体素子をピックアップして移送する第１ピッカロボット３１と第２ピッカロボット３２とが各々取り付けられ、上記第１ピッカロボット３１は、ローディング部１０及びアンローディング部２０とバッファ部４０との間を移動し半導体素子を移送する役割を担い、上記第２ピッカロボット３２は、バッファ部４０と交換部５０との間を移動し半導体素子を移送する。
【００１４】
また、ハンドラの後方部には、多数個に分割した密閉チャンバの中に、電熱ヒータ又は液体窒素噴射システム（図示せず）等を用いて高温又は低温の環境を造成した半導体素子が装着されたテストトレイＴを順次に移送し、半導体素子を所定の温度条件下でテストするチャンバ部７０が取り付けられている。
【００１５】
ここで、上記チャンバ部７０は、上記交換部５０から移送されてきたテストトレイＴを前方から後方に一ステップずつ段階的に移送し半導体素子を所定の温度に加熱又は冷却させるようになっている予熱チャンバ７１と、上記予熱チャンバの片側に連接して取り付けられ、予熱チャンバ７１を介して移送したテストトレイＴの半導体素子を、外部のテスト装備８０に連結した、いわゆるハイフィックス（Ｈｉ−Ｆｉｘ）というテストボード８５上のテストソケット８６に装着して所定の温度下でテストを行うテストチャンバ７２と、上記テストチャンバ７２の片側に取り付けられ、テストチャンバ７２を介して移送されたテストトレイを後方から前方に一ステップずつ段階的に移送させながらテスト済みの半導体素子を初期の常温状態に復帰させるディフロスティング（ｄｅｆｒｏｓｔｉｎｇ）チャンバ７３とからなる。
【００１６】
上記テストチャンバ７２には、テストトレイＴのキャリアＣ上に装着した半導体素子をテストボード８５側に押圧してテストソケット８６に装着及び脱去するプッシングユニット９０が取り付けられ、該プッシングユニット９０には、テスト中の半導体素子の発熱を抑制する発熱補償装置として、乾燥空気と液体窒素との混合冷却流体を噴射する複数のノズル１７０ａを備えているノズルアセンブリ１７０が固設されている。
【００１７】
また、上記テストボード８５の各テストソケット８６には、半導体素子Ｓと面接触して半導体素子を冷却することによって上記ノズルアセンブリ１７０と共に発熱補償作用をするアルミニウム材質のヒートシンク１８０が付着され、上記ヒートシンク１８０には、温度をリアルタイムに検出してハンドラの制御部１９０（図３参照）に伝える温度センサ１８１が内蔵されている。
【００１８】
このように温度センサは、ヒートシンク１８０内に一体化できるが、これとは異なり、キャリアＣ、テストトレイ、プッシングユニット等は、半導体素子の温度を検出することができる任意の位置に取り付けられる。
【００１９】
上記ヒートシンク１８０は、内部に冷媒が満たされたヒートパイプ（図示せず）を付着して放熱作用を行う。
【００２０】
図３は、上記のような発熱補償装置１００の構成を詳細に説明する図である。
【００２１】
発熱補償装置１００は、上記ノズルアセンブリ１７０と、ヒートシンク１８０と、液体窒素（ＬＮ２）を供給する液体窒素供給源（液化ガス供給源）１１０と、乾燥空気を供給する乾燥空気供給源１２０と、上記液体窒素供給源１１０と乾燥空気供給源１２０とに連結して液体窒素と乾燥空気とを均一に混合して上記ノズルアセンブリ１７０に供給する混合機１３０と、上記ノズルアセンブリ１７０を連結する流路上に設置されたフィルタアセンブリ１４０とから構成されている。
【００２２】
また、上記液体窒素供給源１１０と混合機１３０とを連結する流路上には、混合機１３０に供給される液体窒素の量を制御する第１ソレノイドバルブ１５０が取り付けられ、上記乾燥空気供給源１２０と混合機１３０とを連結する流路上には、混合機１３０に供給される乾燥空気の量を制御する第２ソレノイドバルブ１５５が取り付けられ、上記第１ソレノイドバルブ１５０及び第２ソレノイドバルブ１５５は、ハンドラの動作を制御する制御部１９０によって電気的に動作するようになっている。
【００２３】
上記制御部１９０は、冷却流体の流動比を調節し、時間周期的に冷却流体の噴射を制御し、又は、冷却流体に含まれるガスの比率を制御することにより冷却流体の噴射を制御することができる。
【００２４】
また、上記混合機１３０は、図４乃至図６に示すように、上記液体窒素供給源１１０と、連結された供給管１６１の先端に連通して液体窒素を供給する液体窒素分配ヘッダ１３１と、該液体窒素分配ヘッダ１３１に連結された四つのソレノイドバルブ１３２及び液体窒素誘導管１３３と、上記液体窒素誘導管１３３の先端部に連結された混合機本体１３４とからなる。
【００２５】
上記ソレノイドバルブ１３２は、液体窒素分配ヘッダ１３１から各液体窒素誘導管１３３を介して混合機本体１３４に供給される液体窒素の量を調節する機能を担う。
【００２６】
また、上記乾燥空気供給源１２０に連結された四つの乾燥空気供給管１６２の先端は上記混合機本体１３４の片側に連通して結合され、上記乾燥空気供給管１６２を介して混合機本体１３４内に乾燥空気が供給されるように構成されている。
【００２７】
上記混合機本体１３４の内部には四つの乾燥空気流動溝１３６が形成され、これらの乾燥空気流動溝１３６の入口端は上記各乾燥空気供給管１６２の先端に連結して乾燥空気を供給され、各乾燥空気流動溝１３６の出口端は各々のノズルアセンブリ１７０（図１参照）に連結する混合冷却流体の供給管１６３（図１参照）と連結するようになっている。
【００２８】
また、上記各液体窒素誘導管１３３は、上記混合機本体１３４の片側から上記乾燥空気流動溝１３６の片側を垂直に貫通してその先端部が乾燥空気流動溝１３６の内部に位置するように駆動し、上記乾燥空気流動溝１３６の内部に位置する液体窒素誘導管１３３の先端部には、乾燥空気の誘導方向に基づいて背面部に液体窒素が排出される液体窒素排出口１３８が貫通するように形成されるが、ここで、上記液体窒素誘導管１３３の形成位置は乾燥空気誘導方向に基づいて液体窒素誘導管１３３の背面部のみに限られる。これは以下に詳細に説明するが、乾燥空気が乾燥空気流動溝１３６の内部を誘導されるとき、液体窒素誘導管１３３の先端部の背面部において圧力降下領域、即ち、低圧領域が形成されるからである。
【００２９】
また、上記液体窒素誘導管１３３の流路上には、供給される液体窒素の液相粒子を粉砕部材１３９が流路を横切るように取り付けられ、該粉砕部材１３９は、図７に示すように、多数の通過孔１３９ｂが形成された円形の多孔性プレート１３９ａからなる。
【００３０】
上記のような粉砕部材は液体窒素誘導管１３３の流路上には取り付けず、図８及び図９に示すように、粉砕部材２３９が乾燥空気流動溝１３６の出口部側に取り付けられており、このとき、上記粉砕部材２３９は、液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体の円滑な流れを保証すると共に液体窒素粒子の粉砕のために網状２３９ａになることが望ましい。
【００３１】
本実施の形態のように、粉砕部材２３９が液体窒素誘導管１３３には設置されずに乾燥空気流動溝１３６の出口部に設置される場合には、液体窒素誘導管１３３を介して流動する液体窒素の供給圧力を低下させることなく液体窒素空気が流動溝１３６の中に円滑に流れ込んで、乾燥空気との混合が更に均一になされるという利点がある。
【００３２】
尚、上記フィルタアセンブリ１４０は、混合機１３０の粉砕部材１３９，２３９等によって粉砕されずに供給される粒子の大きい液相の液体窒素を微粒子化することにより、液相の液体窒素がノズルアセンブリ１７０を介して噴射されて半導体素子に付着することを防止する役割を果たしている。
【００３３】
上記のような作用をするフィルタアセンブリ１４０は、図１０に示すように、およそ円筒形のハウジング１４１と、上記ハウジング１４１の上部面に混合冷却流体供給管１６３、１６４と各々連結するように設置された冷却流体流入口１４２及び冷却流体の排出口１４３と、上記ハウジング１４１の内部に設置される円錐状の気液分離部材１４４とからなる。
【００３４】
上記気液分離部材１４４は、ハウジング１４１内部の底面中央に形成される支柱部１４５上に設置されて、気液分離部材１４４の底面部とハウジング１４１底面との間に空間が形成され、該空間は、上記気液分離部材１４４に沿って落下した液相の液体窒素が集まる採集部１４６を形成する。
【００３５】
上述のように構成された発熱補償装置は、次のように動作する。
ハンドラの動作が開始されると、上記テストチャンバ７２の内部は、別の電熱ヒータ又は液体窒素噴射システムのような温度造成手段によって所定の温度状態になる。
【００３６】
次に、半導体素子Ｓ等が装着されたテストトレイＴがテストチャンバ７２に移送されてプッシングユニット９０とテストボード８５との間に位置すると、プッシングユニット９０がテストボード８５側に移動してテストトレイＴのキャリアＣに装着された半導体素子Ｓを押し出しつつテストソケット８６に接続させてテストを開始する。
【００３７】
このとき、上記半導体素子Ｓは、上記テストソケット８６のヒートシンク１８０と面接触してある程度冷却される。
【００３８】
半導体素子のテストの開始と共に、発熱補償装置の液体窒素供給源１１０と乾燥空気供給源１２０とから混合機１３０に液体窒素及び乾燥空気が供給される。
【００３９】
上記乾燥空気供給源１２０から混合機１３０に供給する乾燥空気は、所定の圧力を有して乾燥空気供給管１６２を介して乾燥空気流動溝１３６内に流れ込んできて流動する。
【００４０】
これと同時に、液体窒素供給源１１０から液体窒素供給管１６１を介して供給される液体窒素は、混合機１３０の液体窒素分配ヘッダ１３１を経て各ソレノイドバルブ１３２によって供給量を制御されながら各々の液体窒素誘導管１３３に供給されているが、ここで、粉砕部材１３９が液体窒素誘導管１３３上に設置された場合、液体窒素は上記粉砕部材１３９の通過孔１３９ｂを通過しながら液相の粒子が粉砕されて微細粒状になって液体窒素排出口１３８側に誘導される。
【００４１】
このとき、液体窒素誘導管１３３の先端部は乾燥空気流動溝１３６の内部に位置していることにより、液体窒素誘導管１３３の先端部が乾燥空気の流動に対して抵抗体として作用して乾燥空気が上記液体窒素誘導管１３３を回転して排出されるストリームラインを形成し、上記液体窒素誘導管１３３の背面部の周囲、即ち、液体窒素排出口１３８の周囲には圧力の低い低圧領域Ａが形成される。
【００４２】
従って、上記液体窒素誘導管１３３に供給される微粒子化した液体窒素は、排出口１３８の周辺に形成された低圧領域Ａとの圧力差によって上記液体窒素排出口１３８に円滑に抜け出て乾燥空気と混合して流動する。
【００４３】
言い換えれば、液体窒素排出口１３８の外側に低圧領域が形成されないと、流動する乾燥空気の圧力によって液体窒素の供給が円滑になされず、これによって均一な混合冷却流体を生成しにくくなるが、上記のように液体窒素排出口１３８が乾燥空気の流動方向に対して背面部に形成されることによって排出口１３８周囲に低圧領域Ａが形成されると、相対的に高圧の液体窒素が低圧側の液体窒素排出口１３８を通じて円滑に排出されて乾燥空気と混合することができる。
【００４４】
上記のように乾燥空気流動溝１３６内で混合した液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体は、乾燥空気流動溝１３６の出口端に連結された混合冷却流体供給管１６３を通じてフィルタアセンブリ１４０に供給される。
【００４５】
このとき、図８に示すように、上記乾燥空気流動溝１３６の出口部の側に粉砕部材２３９が設置されている場合、上記乾燥空気流動溝１３６を流動する液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体は、粉砕部材２３９の網２３９ａを通過しながら粒子が微細化してフィルタアセンブリ１４０に供給されることになる。
【００４６】
尚、上記混合機１３０を介して排出された混合冷却流体は、混合冷却流体供給管１６３を介して流動してフィルタアセンブリ１４０の流入口１４２を介してハウジング１４１内部に流入するが、上記流入口１４２を介してハウジング１４１内に吐出される液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体のうち、軽い気体と非常に微細な液相粒子の液体窒素とは運動エネルギが小さいので気液分離部材１４４まで至らずに直ちに低圧領域の排出口１４３を介して混合冷却流体供給管１６４に排出され、粒子の大きさの大きい液相の液体窒素は運動エネルギが大きいので気液分離部材１４４に接して下側に流れ落ちることになる。
【００４７】
上記気液分離部材１４４に沿って流れ落ちる液相の液体窒素は、下部の採集部１４６に集まった後、徐々に気化して排出口１４３を介して混合冷却流体供給管１６４に排出される。
【００４８】
従って、上記フィルタアセンブリ１４０を経て冷却流体供給管１６４に排出される冷却流体は、大部分が気体状態の液体窒素及び乾燥空気であり、該冷却流体内に液相の液体窒素が一部含まれていてもその粒子は非常に微細である。
【００４９】
上記フィルタアセンブリ１４０を通じて微粒子化して排出された液体窒素と乾燥空気との混合冷却流体は、ノズルアセンブリ１７０を介してテスト中の半導体素子Ｓ側に噴射され半導体素子Ｓを冷却する。
【００５０】
このように、ヒートシンク１８０とノズルアセンブリ１７０とによる発熱補償作用がなされつつ半導体素子Ｓのテストが行われる間、ヒートシンク１８０に内蔵された温度センサ１８１は温度を継続的に検出して制御部１９０に伝え、制御部１９０では上記温度センサ１８１によって伝えられた温度に基づき半導体素子の温度を予め与えられた実験式により計算して上記第１ソレノイドバルブ１５０及び第２ソレノイドバルブ１５５に制御信号を伝える。
【００５１】
上記第１ソレノイドバルブ１５０及び第２ソレノイドバルブ１５５は、上記制御部１９０において伝えられる制御信号によってその動作を制御されて、混合機１３０に供給される液体窒素及び乾燥空気の量を調節してノズルアセンブリ１７０に噴射される冷却流体の量を調節し、これにより、半導体素子の発熱補償温度を適当なレベルに維持する。
【００５２】
尚、上記発熱補償装置の混合機１３０の実施の形態においては、乾燥空気供給源１２０と連結した乾燥空気流動溝１３６が混合機本体１３４に内設されているものとして説明したが、これとは異なり、混合機本体のようなケースの構造物を形成せずに乾燥空気が流動する乾燥空気誘導管（図示せず）を外部に露出するように構成し、該乾燥空気誘導管に液体窒素排出管が形成された液体窒素誘導管の先端を直接貫通させて設置することもできる。
【００５３】
また、図１１及び図１２は、フィルタアセンブリの他の実施の形態を示す図である。図１１に示すように、フィルタアセンブリ２４０は、円錐状の気液分離部材２４４の底面部がハウジング２４１の底面全体に形成され、気液分離部材２４４の下端部の外側のハウジング２４１の底面に液相の液体窒素が集まる採集部２４５が、凹んでいる溝状に形成されて構成されている。
【００５４】
従って、前述したフィルタアセンブリ１４０と同様に、流入口２４２を通じてハウジング２４１の内部に流入する冷却流体のうち、軽い気体状態の冷却流体は排出口２４３を通じて冷却流体の供給管１６４に排出され、相対的に重い液相の液体窒素は気液分離部材２４４の外面に沿って下降して採集部２４５溜まった後、気化して排出口２４３を介して冷却流体供給管１６４に排出される。
【００５５】
図１２に示すように、フィルタアセンブリ３４０の他の実施の形態は、片側に冷却流体供給管１６３が連結されて冷却流体が流入する流入口３４２が形成され、他の側の上端部に冷却流体供給管１６４と連結されて冷却流体が排出される排出口３４３が形成されたハウジング３４１を備え、該ハウジング３４１は流入口３４２側から排出口３４３側に大きく拡張されたディフューザ（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）形態をなしている。
【００５６】
従って、上記流入口３４２を介してハウジング３４１の内部に乾燥空気と液体窒素との混合冷却流体が吐出されると、該吐出された冷却流体は膨張し、粒子の小さい液相の液体窒素は気化しながら乾燥空気と共に排出口３４３を介して直ちに排出され、液体窒素のうち粒子が大きくて気化できなかった液相の液体窒素はハウジング３４１の下部に溜まった後、経時的に気化して上側の排出口３４３に排出される。
【００５７】
上記のようなフィルタアセンブリ１４０、２４０、３４０は、ノズルアセンブリ１７０側に供給される混合冷却流体の流動は妨害せずに液相の液体窒素だけをろ過することにより、混合冷却流体が供給される管内の圧力を増加することなく一定圧力に維持し、これによりノズルアセンブリ１７０を通じて一定圧力の気化した混合冷却流体が吐出されるようになっている。
【００５８】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態のものに限定されるわけではなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変形又は変更が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、次のような効果がある。
半導体素子をテストする間、半導体素子に液体窒素及び乾燥空気が混合された冷却流体が供給されると共に、ヒートシンクが半導体素子に面接触して半導体素子を冷却することによってテスト途中に発生する半導体素子自体の発熱を抑制することができ、従って、半導体素子を所望の温度範囲においてテストすることができるので、テストの信頼性の向上だけではなく、歩留まりが向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置を適用したハンドラを概略的に示した平面図。
【図２】図１におけるハンドラのテストサイトに適用した本発明に係る発熱補償装置のノズルアセンブリ部分を概略的に示した要部断面図。
【図３】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置の構成を概略的に示したブロック図。
【図４】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置の混合機の構造を概略的に示す正面図。
【図５】図４に示す混合機の部分切開斜視図。
【図６】図４に示す混合機の構造及び動作を説明する要部断面図。
【図７】図４に示す混合機の粉砕部材を概略的に示す正面図。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る発熱補償装置の混合機を概略的に示す要部断面図。
【図９】図８に示す混合機の粉砕部材を概略的に示す正面図。
【図１０】本発明の実施の一形態に係る発熱補償装置のフィルタアセンブリの構造を概略的に示す要部断面図。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る発熱補償装置のフィルタアセンブリの構造を概略的に示す要部断面図。
【図１２】本発明の更に他の実施の形態に係る発熱補償装置のフィルタアセンブリの構造を概略的に示す要部断面図。
【符号の説明】
１０ ローディング部
２０ アンローディング部
４０ バッファ部
５０ 交換部
７０ チャンバ部
７２ テストチャンバ
８５ テストボード
８６ テストソケット
９０ プッシングユニット
１１０ 液体窒素供給源
１２０ 乾燥空気供給源
１３０ 混合機
１４０ フィルタアセンブリ
１５０ 第１ソレノイドバルブ
１５５ 第２ソレノイドバルブ
１７０ ノズルアセンブリ
１８０ ヒートシンク
１８１ 温度センサ
Ｃ キャリア
Ｓ 半導体素子
Ｔ テストトレイ
Claims (28)
- 少なくとも一つの密閉されたチャンバと、
前記チャンバの内部に低温及び高温の所定の温度状態を形成する加熱／冷却装置と、
前記チャンバの内部に設置され、テストトレイに装着された多数の半導体素子を前記チャンバの内部に配置されるテストボードのテストソケットに押圧して装着し接続するプッシングユニットと、
冷却流体を供給する冷却流体供給装置と、
前記テストソケットに接続された半導体素子に冷却流体供給装置から冷却流体を供給されて噴射するノズルアセンブリと、
テスト中に発生する半導体素子の発熱による温度偏差を補償するために、テスト中の半導体素子に噴射される冷却流体の量を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 前記冷却流体供給装置は、
液化ガス供給源と、
乾燥空気供給源と、
前記液化ガス供給源から供給される液化ガスと前記乾燥空気供給源から供給される乾燥空気とを混合して冷却流体を生成する混合機と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 半導体素子が前記テストソケットに装着されるとき、各々の半導体素子と面接触して半導体素子を冷却するヒートシンクを更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記ヒートシンクは、内部に冷媒が満たされたヒートパイプが連結されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記冷却流体供給装置は、
前記液化ガス供給源と前記混合機とを連結する流路上に取り付けられて、前記液化ガス供給源から前記混合機に供給される液化ガスの量を制御する第１制御バルブと、
前記乾燥空気供給源と前記混合機とを連結する流路上に取り付けられて、前記乾燥空気供給源から前記混合機に供給される乾燥空気の量を制御する第２制御バルブと、
を更に備え、
前記第１制御バルブ及び前記第２制御バルブは、前記制御部によって電気的に制御されることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 前記制御部は、半導体素子への冷却流体噴射を時間周期的に制御することを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記制御部は、冷却流体に含まれるガスの比率を制御することを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記制御部は、冷却流体の流動比を制御することを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記制御部は、少なくとも一つの外部の温度センサから温度信号を受け、該温度信号を用いて冷却流体の噴射を制御することを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- テスト中に半導体素子の温度を検出して冷却流体の噴射を制御するように前記制御部に伝える少なくとも一つの温度センサを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記温度センサは、前記プッシングユニットに取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記温度センサは、前記テストボードに取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記混合機と前記ノズルアセンブリとを連結する流路上に取り付けられて、前記混合機から排出された乾燥空気及び液化ガスの冷却流体のうち液相の液化ガスを微粒子化するフィルタアセンブリを更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記フィルタアセンブリは、
前記混合機と連結された冷却流体の供給ラインに連結された流入口及び前記ノズルアセンブリと連結された冷却流体供給ラインに連結された排出口が各々上端部に形成されたハウジングと、
前記ハウジング内部に取り付けられて流入口から流れ込む混合冷却流体のうち液相の液化ガスが接触して分離される気液分離部材と、
前記ハウジングの下部に形成されて気液分離部材に沿って流れる液相の液化ガスが採集される採集部と、
を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 前記気液分離部材は、円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記気液分離部材は、前記ハウジング底面に垂直に形成される支柱部上に取り付けられ、前記採集部は、前記気液分離部材の下部面とハウジングの底面の間の空間部に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記気液分離部材は、前記ハウジングの底面に一体的に形成され、前記採集部は、前記気液分離部材の下端部の外側のハウジング底面に沿って凹んで形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記フィルタアセンブリは、
流入口から排出口に向かって次第に断面積が大きくなるディフューザ形態のハウジングと、
前記ハウジングの片側面に混合機と連結した冷却流体の流路に連結された流入口と、
前記流入口の反対側の上端部に、前記ノズルアセンブリと連結された冷却流体の流路に連結するように形成された排出口と、
を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 前記混合機は、
本体と、
前記本体内部に連通するように形成されて乾燥空気が流動する少なくとも一つの乾燥空気流動通路と、
前記本体の片側において前記各乾燥空気流動通路の片側を貫通するように設けられてその先端部が前記乾燥空気流動通路内部に位置するようになっている少なくとも一つの液化ガス流動管と、
乾燥空気の流動方向に基づいて前記液化ガス流動管の先端部の背面部に貫通するように形成されて液化ガスが排出される液化ガス排出口と、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 前記混合機は、
前記液化ガス供給源と連結されて液化ガスを供給される液化ガス分配ヘッダと、
前記液化ガス分配ヘッダから各液化ガス誘導管への液化ガス供給を制御する制御バルブと、
を更に備えていることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。 - 前記混合機は、前記乾燥空気流動通路側に供給される液化ガスが通過するときに液相粒子を粉砕する粉砕部材を前記液化ガス誘導管に更に備えていることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記粉砕部材は、多数の孔が形成された多孔性プレートであることを特徴とする請求項２１に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記粉砕部材は、網状であることを特徴とする請求項２１に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記混合機は、液化ガス及び乾燥空気の混合流体が通過するときに液化ガスの液相粒子が粉砕されるように前記乾燥空気誘導管の出口側に設けられる粉砕部材を更に備えていることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記粉砕部材は、多孔性プレートであることを特徴とする請求項２４に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記粉砕部材は、網状であることを特徴とする請求項２４に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記ノズルアセンブリは、前記プッシングユニット内に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
- 前記液化ガス供給源は、液体窒素供給源であることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テストハンドラの発熱補償装置。
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