KR100471357B1 - 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈에 관한 것으로, 발열보상 시스템으로부터 분사되는 냉각유체가 반도체 소자의 전면(全面)에 골고루 확산될 수 있도록 함과 더불어 캐리어 모듈로 분사된 냉각유체가 일정시간 캐리어 모듈 내에 머물도록 함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 대체로 직사각형 형태로 되어 테스트 트레이에 결합되는 몸체와; 상기 몸체의 상면에 오목하게 형성되어 소자가 안착되는 소자 안착부와; 상기 소자 안착부의 양측에 설치되어 소자 안착부에 안착된 반도체 소자를 해제가능하게 고정하는 한 쌍의 고정부재와; 상기 소자 안착부에 관통되게 형성된 관통공과; 상기 소자 안착부의 소자가 안착되는 면 상에 상기 관통공의 외주부와 연통되게 형성되어, 관통공을 통과한 냉각유체를 반도체 소자의 전면(全面)으로 유도하는 복수개의 가이드홈과; 상기 몸체의 하부에 수직하게 연장되어, 냉각유체를 상기 관통공 쪽으로 유도하는 복수개의 가이드리브를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈을 제공한다.

Description

반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈{Carrier Module for Semiconductor Test Handler}

본 발명은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러에서 테스트 트레이에 설치되어 반도체 소자를 홀딩하는 캐리어 모듈에 관한 것으로, 특히 핸들러의 테스트 사이트에서 반도체 소자의 테스트가 이루어지는 도중 발열보상장치에 의해 반도체 소자에 냉각유체가 분사되며 반도체 소자의 발열보상작용이 이루어질 때 이러한 발열보상작용의 효과를 향상시킬 수 있도록 한 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈 아이씨(Module IC)들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하된다.

핸들러는 상기와 같은 반도체 소자 및 모듈램 등을 자동으로 테스트하는데 사용되고 있는 장치로, 이러한 핸들러에서는 작업자가 테스트할 반도체 소자를 수납한 트레이들을 핸들러의 로딩스택커에 적재한 후, 로딩스택커의 반도체 소자들을 별도의 테스트 트레이에 재장착하고, 이 반도체 소자들이 장착된 테스트 트레이를 테스트 사이트(test site)로 보내 반도체 소자의 리드를 테스트 소켓의 컨넥터에 전기적으로 접속시켜 소정의 테스트를 수행한 다음, 다시 테스트 트레이의 반도체 소자들을 분리하여 언로딩스택커의 고객 트레이에 테스트 결과에 따라 분류 장착하는 과정으로 테스트를 수행하는 것이 일반적이다.

통상, 이러한 핸들러들은 상온 상태에서의 일반적인 성능 테스트 뿐만 아니라, 테스트 사이트에 밀폐된 챔버를 구성하고, 이 챔버 내에 구비된 전열히터 및 액화질소 분사시스템을 이용해 고온 및 저온의 극한 온도상태의 환경을 조성하여, 반도체 소자 및 모듈이 이러한 극한 온도 조건에서도 정상적인 기능을 수행할 수 있는지의 여부를 테스트하는 고온 테스트 및 저온 테스트도 수행할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같이 반도체 소자의 온도테스트가 가능한 핸들러에서 테스트를 수행함에 있어서, 반도체 소자를 테스트소켓에 전기적으로 접속시켜 테스트를 수행하는 도중 반도체 소자 자체에서 소정의 열이 발생하는 발열 현상이 있게 되고, 이에 따라 사용자가 원하는 정확한 온도에서 테스트가 이루어지지 못하는 경우가 발생하게 된다. 이러한 현상은 최근의 반도체 소자의 소형화 및 고집적화 추세에 따라 심화되고 있으며, 테스트 및 실제 사용환경에서 반드시 해결해야 될 문제로 부각되고 있다.

예컨대, 고온테스트시 사용자가 챔버 내부의 온도를 80℃로 설정하여 테스트를 수행할 경우 반도체 소자 자체에 발열 현상이 없다면 설정된 테스트 온도인 80℃에서 테스트가 가능하지만, 테스트 도중 반도체 소자에서 열이 발생하여 온도 편차가 15℃정도 발생하면 실제 테스트는 95℃에서 이루어지게 되는 것이다.

따라서, 반도체 소자들은 설정된 테스트 온도보다 높은 온도에서 테스트가 이루어지게 되고, 이에 따라 정확한 온도범위 내에서 테스트가 이루어지지 못하여 수율(yield) 및 신뢰성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

이에 최근에는 테스트가 이루어지고 있는 반도체 소자의 일측에서 액화질소와 건조공기가 혼합된 냉각유체를 반도체 소자에 직접 분사함으로써 반도체 소자들이 정확한 온도 범위 내에서 테스트될 수 있도록 하는 발열보상 시스템에 대한 연구가 진행중에 있다.

그러나, 상기와 같은 발열보상 시스템을 이용하여 반도체 소자에 냉각유체를 분사하여 반도체 소자를 냉각함에 있어서, 종래의 테스트 트레이에 구비된 캐리어 모듈은 분사된 냉각유체가 반도체 소자의 전면(全面)에 골고루 확산될 수 없는 구조를 취하고 있으며, 이에 따라 발열보상 시스템의 발열보상 효율을 저하시키는 문제를 유발하고 있다.

즉, 첨부된 도면의 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 캐리어 모듈(10)은, 테스트 트레이에 고정되는 직사각형 형태로 된 플라스틱 재질의 몸체(11)와, 이 몸체(11)에 오목하게 형성된 안착홈(12)과, 상기 몸체(11)의 하부에 결합되어 상기 안착홈(12)의 하부면을 이루며 그 위에 소자가 안착되는 방열블럭(13)과, 상기 안착홈(12)의 양측에 설치되어 방열블럭(13) 상면에 안착된 반도체 소자(20)를 홀딩하는 한 쌍의 랫치(15)로 구성된다.

상기 방열블럭(13)은 반도체 소자의 냉각 성능을 향상시키기 위해 열전도성이 양호한 알루니늄 등의 금속재질로 이루어지고, 방열블럭(13)의 중앙에는 발열보상 시스템으로부터 분사되는 냉각유체를 반도체 소자로 유도하기 위한 관통공(14)이 형성되어 있으며, 방열블럭(13)의 하부는 냉각유체를 상기 관통공(14)으로 유도하고 방열효과를 높이기 위해 복수개의 가이드리브(17)가 형성되어 있고, 상기 가이드리브(17)가 위치되는 몸체(11)의 하부면 양측으로는 분사된 냉각유체를 몸체(11) 외부로 배출하기 위해 복수개의 배기공(18)이 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 캐리어 모듈(10)은 반도체 소자(20)가 안착되는 면인 방열블럭(13)의 상면이 편평하게 되어 있음에 따라 방열블럭(13)의 관통공(14)을 통과하는 냉각유체는 반도체 소자의 중앙부 한 지점에 집중될 수 밖에 없고, 이에 따라 반도체 소자의 중앙부와 주변부 간에 냉각성능의 편차가 커 전체적으로 냉각효율이 저하되는 문제점을 유발하게 된다.

또한, 캐리어 모듈(10)로 분사되는 냉각유체가 상기 몸체(11)의 측면에 형성된 배기공(18)을 통해 바로 외부로 배출되므로 방열블럭(13) 전체를 충분히 냉각시키지 못하고 배출되어 냉각효율이 떨어지는 문제도 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 발열보상 시스템으로부터 분사되는 냉각유체가 반도체 소자의 전면(全面)에 골고루 확산될 수 있도록 함과 더불어 캐리어 모듈로 분사된 냉각유체가 일정시간 캐리어 모듈 내에 머물도록 함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 대체로 직사각형 형태로 되어 테스트 트레이에 결합되는 몸체와; 상기 몸체의 상면에 오목하게 형성되어 소자가 안착되는 소자 안착부와; 상기 소자 안착부의 양측에 설치되어 소자 안착부에 안착된 반도체 소자를 해제가능하게 고정하는 한 쌍의 고정부재와; 상기 소자 안착부에 관통되게 형성된 관통공과; 상기 소자 안착부의 소자가 안착되는 면 상에 상기 관통공의 외주부와 연통되게 형성되어, 관통공을 통과한 냉각유체를 반도체 소자의 전면(全面)으로 유도하는 복수개의 가이드홈과; 상기 몸체의 하부에 수직하게 연장되어, 냉각유체를 상기 관통공 쪽으로 유도하는 복수개의 가이드리브를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 핸들러용 캐리어 모듈의 구조를 나타낸 것으로, 캐리어 모듈(100)은 대략 직사각형 형태로 되어 테스트 트레이(미도시)에 결합되는 몸체(101)와, 중앙부에 반도체 소자(20)와 상응하는 형태의 개구부(103)가 형성되어 있으며 상기 몸체(101)의 상면에 결합되는 소자 안착용 플레이트(102)로 이루어진다. 상기 소자 안착용 플레이트(102)의 개구부(103)는 몸체(101)의 상면과 함께 반도체 소자(20)가 안착되는 부분를 형성하게 된다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하의 설명에서 상기 개구부(103) 내에 위치하게 되는 몸체(101)의 상면 부분을 소자 안착면(104)이라 한다.

상기 몸체(101)는 열전도성이 양호한 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 소자 안착용 플레이트(102)는 플라스틱과 같은 합성수지 재질 또는 몸체(101)와 동일한 알루미늄 재질로 이루어질 수 있으며, 이와는 다르게 소자 안착용 플레이트(102)가 몸체(101)와 동일한 재질로 몸체(101)의 상면에 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 상기 소자 안착면(104)의 양측부에는 소자 안착면(104) 상에 안착된 반도체 소자를 해제가능하게 고정하기 위한 고정부재로서 한 쌍의 랫치(106) 및 랫치작동편(107)이 설치되는 바, 상기 랫치(106)는 상기 랫치작동편(107)을 누름으로써 벌어지고, 랫치작동편(107)에 가하던 누르는 힘을 제거하면 오므려지도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 소자 안착면(104)의 중앙에는 발열보상 시스템의 노즐 어셈블리(30)로부터 분사되는 냉각유체를 반도체 소자 쪽으로 안내하는 관통공(105)이 형성되어 있으며, 상기 소자 안착면(104)에는 일단이 상기 관통공(105)의 외주부와 연통되고 타단은 몸체(101)의 외측면으로 연통되도록 된 복수개의 가이드홈(108)이 형성되어, 상기 관통공(105)을 통과한 냉각유체가 가이드홈(108)을 따라 유동하며 반도체 소자(20)의 전면(全面)에 걸쳐 유도된 후 외부로 배출되도록 되어 있다.

그리고, 상기 몸체(101)의 하부에는 노즐 어셈블리(30)로부터 분사된 냉각유체를 상기 관통공(105) 쪽으로 안내하는 복수개의 가이드리브(109)가 일체로 형성되는데, 이 가이드리브(109)는 상기 관통공(105)이 형성된 부위를 둘러싸도록 하부면이 개방된 육방체 형태를 이룬다. 따라서, 상기 가이드리브(109)가 이루는 공간 내로 분사된 냉각유체가 가이드리브(109) 사이로 빠져 나가는 현상이 방지되어 냉각효율의 저하를 막을 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 캐리어 모듈의 작동은 다음과 같이 이루어진다.

캐리어 모듈(100)의 몸체(101) 상면에 형성된 소자 안착면(104)에 반도체 소자(20)가 모두 안착되어 랫치(106)에 의해 고정되면, 캐리어 모듈(100)이 설치된 테스트 트레이(미도시)는 핸들러의 테스트 사이트인 테스트 챔버(미도시)로 이송된 다음, 각 캐리어 모듈(100)에 고정된 반도체 소자(20)의 리드가 테스트 소켓(미도시)에 접속되어 테스트가 진행된다.

이 때, 테스트 트레이(미도시)의 후방에 위치하는 발열보상 시스템의 노즐 어셈블리(30)로부터 건조 공기 및 액화질소(LN₂)가 혼합된 냉각유체가 캐리어 모듈(100) 쪽으로 분사되고, 이렇게 분사된 냉각유체는 캐리어 모듈(100)의 가이드리브(109)가 이루는 공간을 통해 관통공(105)으로 유도된다. 이 때, 전술한 바와 같이 상기 가이드리브(109)가 이루는 공간 내로 유입된 냉각유체는 가이드리브(109) 사이에 빠져나갈 틈이 없기 때문에 가이드리브(109) 및 몸체(101)와 충분한 열교환을 할 수 있게 된다.

상기 관통공(105)을 통과한 냉각유체는 관통공(105)의 외주부에 연통된 가이드홈(108)들로 유도되어 반도체 소자(20)의 주변부 쪽으로 유동하며 반도체 소자(20)를 냉각시킨 다음, 몸체(101)의 외측면을 통해 캐리어 모듈(100) 외부로 배출된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 캐리어 모듈로 분사된 냉각유체가 반도체 소자의 전면(全面)에 거쳐 유동하며 반도체 소자를 냉각시키게 되므로 냉각성능이 향상되며 온도의 제어가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 캐리어 모듈의 가이드리브 사이의 공간으로 분사된 냉각유체가 가이드리브 사이의 공간 내에 일정정도 머물기 때문에 기존의 캐리어 모듈에 비해 더욱 향상된 냉각성능을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 핸들러용 캐리어 모듈의 사시도

도 2는 도 1의 캐리어 모듈의 저면도

도 3은 도 1의 캐리어 모듈의 측면도

도 4는 본 발명에 따른 캐리어 모듈의 사시도

도 5는 도 4의 캐리어 모듈의 저면도

도 6은 도 4의 캐리어 모듈의 측면도

* 도면의 주요 부분의 참조부호에 대한 설명*

20 : 반도체 소자 30 : 노즐 어셈블리

100 : 캐리어 모듈 101 : 몸체

102 : 소자 안착용 플레이트 103 : 개구부

104 : 소자 안착면 105 : 관통공

106 : 랫치 108 : 가이드홈

109 : 가이드리브

Claims (6)

1. 테스트 트레이에 결합되는 몸체와;

   상기 몸체의 상면에 오목하게 형성되어 소자가 안착되는 소자 안착부와;

   상기 소자 안착부의 양측에 설치되어 소자 안착부에 안착된 반도체 소자를 해제가능하게 고정하는 한 쌍의 고정부재와;

   상기 소자 안착부에 관통되게 형성된 관통공과;

   상기 소자 안착부의 소자가 안착되는 면 상에 상기 관통공의 외주부와 연통되게 형성되어, 관통공을 통과한 냉각유체를 반도체 소자의 전면(全面)으로 유도하는 복수개의 가이드홈과;

   상기 몸체의 하부에 수직하게 연장되어, 냉각유체를 상기 관통공 쪽으로 유도하는 복수개의 가이드리브를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가이드리브는 상기 관통공이 형성된 부위를 둘러싸도록 하부면이 개방된 육면체 형태를 이루도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 몸체는 열전도성 재질로 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
4. 제 3항에 있어서, 상기 몸체는 알루미늄 재질로 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
5. 제 1항에 있어서, 상기 각 가이드홈은 몸체의 외측으로 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
6. 테스트 트레이에 결합되는 열전도성 금속 재질의 몸체와;

   상기 몸체의 상면에 고정되게 결합되며 중앙부에 반도체 소자의 형태와 상응하는 형태의 개구부가 형성된 소자 안착용 플레이트와;

   상기 몸체의 양측부에 설치되어 소자 안착용 플레이트의 개구부를 통해 몸체 상면에 안착되는 반도체 소자를 해제가능하게 고정하는 한 쌍의 고정부재와;

   상기 소자 안착용 플레이트의 개구부에 대응하는 몸체 중앙에 관통되게 형성된 관통공과;

   상기 소자 안착용 플레이트의 개구부에 대응하는 몸체 상면에 일단이 상기 관통공의 외주부와 연통되게 형성되고 타단이 몸체 외측면과 연통되게 형성되어, 관통공을 통과한 냉각유체를 반도체 소자의 전면(全面)으로 유도하여 몸체 외부로 배출하도록 안내하는 복수개의 가이드홈과;

   상기 몸체의 하부에 수직하게 연장되며 상기 관통공이 형성된 부위를 둘러싸도록 형성되어, 냉각유체를 상기 관통공 쪽으로 유도하는 복수개의 가이드리브를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.