KR100476243B1 - 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치에 관한 것으로, 반도체 소자의 온도테스트 도중 반도체 소자의 자체 발열에 의한 온도 편차를 보상하여 줌으로써 정확한 온도하에서 테스트를 수행할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 밀폐된 챔버와, 상기 챔버 내부를 저온 및 고온의 소정의 온도 상태로 만들어주기 위한 온도 조성 수단과, 복수개의 테스트 소켓이 연설된 테스트보드와, 반도체 소자를 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 접속시키는 푸싱유니트를 포함하여 구성된 핸들러에 있어서, 액화질소를 공급하는 액화질소 공급원과, 건조공기를 공급하는 건조공기 공급원과, 상기 액화질소 공급원으로부터 공급되는 액화질소와 건조공기 공급원으로부터 공급되는 건조공기를 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기에 연결되도록 상기 푸싱유니트에 설치되어 상기 혼합기로부터 공급되는 건조공기와 액화질소의 혼합 냉각유체를 각 테스트 소켓에 접속된 반도체 소자로 분사하는 노즐 어셈블리와, 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 설치되어 반도체 소자의 면과 접촉하여 반도체 소자를 냉각시키는 히트싱크를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치를 제공한다.
Description
본 발명은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러에 관한 것으로, 특히 반도체 소자를 테스트 소켓에 전기적으로 접속하여 소정의 온도 하에서 테스트하는 도중 반도체 소자의 자체 발열에 의한 온도 편차를 보상하여 줌으로써 정확한 온도하에서 반도체 소자의 테스트를 수행할 수 있도록 한 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치에 관한 것이다.
일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈(Module)들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하되는데, 핸들러는 이러한 테스트 공정에서 반도체 소자 및 모듈을 자동으로 이송하며 테스트하는데 사용되고 있는 장치로서, 로딩스택커에 반도체 소자 또는 모듈이 수납된 트레이가 적재되면 픽커로봇이 테스트할 반도체 소자 또는 모듈을 테스트 사이트로 이송하여 테스트 소켓에 접속시켜 소정의 테스트를 수행하고, 다시 픽커로봇이 테스트 완료된 반도체 소자 또는 모듈들을 언로딩스택커로 이송하여 지정된 트레이에 테스트 결과별로 분류하는 과정을 수행한다.
통상, 이러한 핸들러 중 많은 것들이 상온 상태에서의 일반적인 성능 테스트 뿐만 아니라, 밀폐된 챔버 내에 전열히터 및 액화질소 분사시스템을 통해 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 구성되어 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 심화되며, 테스트 및 실제 사용환경에서 반드시 해결해야 될 문제로 대두되고 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 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 소자를 핸들러의 테스트 소켓에 접속하여 테스트하는 도중 각 반도체 소자에서 발생하는 자체 발열에 의한 온도 상승을 억제하여 사용자가 원하는 정확한 온도 범위에서 테스트가 이루어질 수 있도록 한 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 밀폐된 챔버와, 상기 챔버 내부를 저온 및 고온의 소정의 온도 상태로 만들어주기 위한 온도 조성 수단과, 상기 챔버의 일측벽에 설치되며 반도체 소자가 접속되며 테스트되는 복수개의 테스트 소켓이 연설된 테스트보드와, 상기 챔버 내부에 설치되어 반도체 소자를 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 접속시키는 푸싱유니트를 포함하여 구성된 핸들러에 있어서, 액화질소를 공급하는 액화질소 공급원과, 건조공기를 공급하는 건조공기 공급원과, 상기 액화질소 공급원으로부터 공급되는 액화질소와 건조공기 공급원으로부터 공급되는 건조공기를 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기에 연결되도록 상기 푸싱유니트에 설치되어 상기 혼합기로부터 공급되는 건조공기와 액화질소의 혼합 냉각유체를 각 테스트 소켓에 접속된 반도체 소자로 분사하는 노즐 어셈블리와, 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 설치되어 반도체 소자의 면과 접촉하여 반도체 소자를 냉각시키는 히트싱크를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 발열 보상장치가 적용된 핸들러의 구성의 일례를 나타낸 것으로, 먼저 핸들러의 구성 및 작동에 대해 간단히 설명하면, 핸들러의 전방부에는 테스트할 반도체 소자들이 다수개 수납되어 있는 고객용 트레이들이 적재되는 로딩부(10)가 설치되고, 이 로딩부(10)의 일측부에는 테스트 완료된 반도체 소자들이 테스트결과에 따라 분류되어 고객용 트레이에 수납되는 언로딩부(20)가 설치된다.
그리고, 핸들러의 중간부분의 양측부에는 상기 로딩부(10)로부터 이송되어 온 반도체 소자들을 일시적으로 장착하는 버퍼부(40)가 전후진가능하게 설치되어 있으며, 이들 버퍼부(40) 사이에는 버퍼부(40)의 테스트할 반도체 소자를 이송하여 테스트 트레이(T)에 재장착하는 작업과 테스트 트레이의 테스트 완료된 반도체 소자를 버퍼부(40)에 장착하는 작업이 이루어지게 되는 교환부(50)가 배치되어 있다.
상기 로딩부(10) 및 언로딩부(20)가 배치된 핸들러 전방부와, 상기 교환부(50) 및 버퍼부(40)가 배치된 핸들러 중간부 사이에는 X-Y축으로 선형 운동하며 반도체 소자들을 파지 이송하는 제 1픽커로봇(31)(picker)과 제 2픽커로봇(32)이 각각 설치되는 바, 상기 제 1픽커로봇(31)은 로딩부(10) 및 언로딩부(20)와 버퍼부(40) 사이를 이동하며 반도체 소자를 이송하여 주는 역할을 하고, 상기 제 2픽커로봇(32)은 버퍼부(40)와 교환부(50) 사이를 이동하며 반도체 소자들을 이송하여 준다.
그리고, 핸들러의 후방부에는 다수개로 분할된 밀폐 챔버들 내에 전열히터 또는 액화질소 분사시스템(미도시) 등을 이용하여 고온 또는 저온의 환경을 조성한 뒤 반도체 소자가 장착된 테스트 트레이(T)들을 순차적으로 이송하며 반도체 소자를 소정의 온도 조건하에서 테스트하는 챔버부(70)가 설치된다.
여기서, 상기 챔버부(70)는, 상기 교환부(50)에서 이송되어 온 테스트 트레이(T)를 전방에서부터 후방으로 한 스텝(step)씩 단계적으로 이송시키며 반도체 소자들을 소정의 온도로 가열 또는 냉각시킬 수 있도록 된 예열챔버(71)와; 상기 예열챔버(71)의 일측에 연접하게 설치되어, 예열챔버(71)를 통해 이송된 테스트 트레이(T)의 반도체 소자들을 외부의 테스트장비(80)에 연결된 소위 하이픽스(Hi-Fix)라 하는 테스트보드(85) 상의 테스트소켓(86)에 장착하여 소정의 온도하에서 테스트를 수행하는 테스트챔버(72)와; 상기 테스트챔버(72)의 일측에 설치되어, 테스트챔버(72)를 통해 이송된 테스트 트레이를 후방에서부터 전방으로 한 스텝(step)씩 단계적으로 이송시키면서 테스트 완료된 반도체 소자를 초기의 상온 상태로 복귀시키는 디프로스팅챔버(defrosting chamber)(73)로 구성된다.
상기 테스트챔버(72)에는 테스트 트레이(T)의 캐리어(C) 상에 장착된 반도체 소자를 테스트보드(85) 쪽으로 밀어 테스트 소켓(86)에 장착 및 해제하여 주는 푸싱유니트(90)가 설치되어 있으며, 이 푸싱유니트(90)에는 테스트중인 반도체 소자의 발열을 억제하는 발열보상장치로서 건조공기와 액화질소의 혼합 냉각유체를 분사하는 노즐 어셈블리(170)가 고정되게 설치되어 있다.
또한, 상기 테스트보드(85)의 각 테스트 소켓(86)에는 반도체 소자(S)와 면접촉하며 반도체 소자를 냉각시킴으로써 상기 노즐 어셈블리(170)와 함께 발열 보상작용을 하는 알루미늄 재질의 히트싱크(180)가 부착되어 있으며, 상기 히트싱크(180)에는 온도를 실시간으로 검출하여 핸들러의 제어부(190)(도 3참조)로 전달하는 온도센서(181)가 내장된다.
상기 히트싱크(180)는 내부에 냉매가 채워진 히트파이프(미도시)가 부착되어 방열작용을 하게 된다.
도 3은 상기와 같은 발열보상장치의 구성을 상세히 설명하는 도면으로, 발열보상장치는 액화질소(LN2)를 공급하는 액화질소 공급원(110)과, 건조공기(Dry Air)를 공급하는 건조공기 공급원(120)과, 상기 액화질소 공급원(110)과 건조공기 공급원(120)과 연결되어 액화질소와 건조공기를 균일하게 혼합하여 상기 노즐 어셈블리(170)로 공급하는 혼합기(130) 및, 상기 노즐 어셈블리(170)와 히트싱크(180)로 구성된다.
그리고, 상기 액화질소 공급원(110)과 혼합기(130)를 연결하는 유로 상에는 혼합기(130)로 공급되는 액화질소의 양을 제어하는 제 1솔레노이드밸브(150)가 설치되고, 상기 건조공기 공급원(120)과 혼합기(130)를 연결하는 유로 상에는 혼합기(130)로 공급되는 건조공기의 양을 제어하는 제 2솔레노이드밸브(160)가 설치되는데, 상기 제 1솔레노이드밸브(150)와 제 2솔레노이드밸브(160)는 핸들러의 작동을 제어하는 제어부(190)에 의해 전기적으로 작동하도록 되어 있다.
또한, 상기 혼합기(130)와 노즐 어셈블리(170)를 연결하는 유로 상에는 필터 어셈블리(140)가 설치되어 있는데, 이 필터 어셈블리(140)는 액상의 액화질소를 미립자화시킴으로써 입자가 큰 액상의 액화질소가 노즐 어셈블리(170)를 통해 분사되어 반도체 소자에 들러 붙는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 발열보상장치는 다음과 같이 작동한다.
핸들러의 작동이 개시되면, 상기 테스트챔버(72) 내부는 별도의 전열히터 또는 액화질소 분사시스템과 같은 온도 조성 수단에 의해 소정의 온도상태로 된다.
이어서, 반도체 소자(S)들이 장착된 테스트 트레이(T)가 테스트챔버(72)로 이송되어 푸싱유니트(90)와 테스트보드(85) 사이에 위치하게 되면, 푸싱유니트(90)가 테스트보드(85) 쪽으로 이동하여 테스트 트레이(T)의 캐리어(C)에 장착된 반도체 소자(S)들을 테스트 소켓(86)에 접속시켜 테스트가 시작된다.
이 때, 상기 반도체 소자(S)는 상기 테스트 소켓(86)의 히트싱크(180)와 면접촉하며 일정량만큼 냉각된다.
반도체 소자의 테스트가 시작됨과 동시에, 발열보상장치의 액화질소 공급원(110)과 건조공기 공급원(120)으로부터 혼합기(130)에 액화질소 및 건조공기가 공급되어 혼합되고, 이 혼합기(130)에서 혼합된 액화질소와 건조공기의 혼합 냉각유체는 필터 어셈블리(140)를 거친 다음 노즐 어셈블리(170)를 통해 반도체 소자(S) 쪽으로 분사되며 반도체 소자(S)를 냉각시킨다.
이와 같이 히트싱크(180)와 노즐 어셈블리(170)에 의한 발열보상 작용이 이루어지면서 반도체 소자(S)의 테스트가 진행되는 동안 히트싱크(180)에 내장된 온도센서(181)는 온도를 지속적으로 검출하여 제어부(190)로 전달하게 되고, 제어부(190)에서는 상기 온도센서(181)에 의해 전달된 온도에 의해 반도체 소자(S)의 온도를 미리 주어진 실험식에 의해 계산하여 상기 제 1솔레노이드밸브(150)와 제 2솔레노이드밸브(160)에 제어신호를 전달한다.
따라서, 상기 제 1솔레노이드밸브(150)와 제 2솔레노이드밸브(160)는 상기 제어부(190)에서 전달되는 제어신호에 의해 작동이 제어되며 혼합기(130)로 공급되는 액화질소와 건조공기의 양을 조절하여 노즐 어셈블리(170)로 분사되는 냉각유체의 양을 조절하고, 이로써 반도체 소자의 발열 보상 온도를 적정한 수준으로 유지하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 소자를 테스트하는 도중 반도체 소자에 냉각유체가 공급됨과 함께 히트싱크가 반도체 소자에 면접촉되어 반도체 소자를 냉각시키게 되므로 테스트 도중 발생하는 반도체 소자의 자체 발열이 억제되고, 이로써 반도체 소자가 원하는 온도 범위에서 테스트될 수 있게 되어, 테스트의 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라 수율도 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 발열 보상장치가 적용되는 핸들러의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도
도 2의 핸들러의 테스트 사이트의 주요 부분을 개략적으로 나타낸 요부 단면도
도 3은 본 발명에 따른 발열 보상장치의 구성도
* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *
70 : 챔버부 72 : 테스트챔버
85 : 테스트보드 86 : 테스트소켓
90 : 푸싱유니트 110 : 액화질소 공급원
120 : 건조공기 공급원 130 : 혼합기
140 : 필터 어셈블리 150, 160 : 제 1,2솔레노이드밸브
170 : 노즐 어셈블리 180 : 히트싱크
181 : 온도센서 190 : 제어부
C : 캐리어 S : 반도체 소자
T : 테스트 트레이
Claims (6)
- 밀폐된 챔버와, 상기 챔버 내부를 저온 및 고온의 소정의 온도 상태로 만들어주기 위한 온도 조성 수단과, 상기 챔버의 일측벽을 통해 설치되며 반도체 소자가 접속되며 테스트되는 복수개의 테스트 소켓이 연설된 테스트보드와, 상기 챔버 내부에 설치되어 반도체 소자를 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 접속시키는 푸싱유니트를 포함하여 구성된 핸들러에 있어서,액화질소를 공급하는 액화질소 공급원과, 건조공기를 공급하는 건조공기 공급원과, 상기 액화질소 공급원으로부터 공급되는 액화질소와 건조공기 공급원으로부터 공급되는 건조공기를 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기에 연결되도록 상기 푸싱유니트에 설치되어 상기 혼합기로부터 공급되는 건조공기와 액화질소의 혼합 냉각유체를 각 테스트 소켓에 접속된 반도체 소자로 분사하는 노즐 어셈블리와, 상기 혼합기와 노즐 어셈블리를 연결하는 유로 상에 설치되어 건조공기와 액화질소의 혼합 냉각유체 중 액상의 액화질소를 미립자화시키는 필터 어셈블리를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 액화질소 공급원과 혼합기를 연결하는 유로 상에 액화질소 공급원으로부터 혼합기로 공급되는 액화질소의 양을 제어하는 제 1제어밸브가 설치되고, 상기 건조공기 공급원과 혼합기를 연결하는 유로 상에 건조공기 공급원으로부터 혼합기로 공급되는 건조공기의 양을 제어하는 제 2제어밸브가 설치되며, 상기 제 1제어밸브와 제 2제어밸브는 핸들러의 제어부에 의해 전기적으로 작동하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 설치되어 반도체 소자의 면과 접촉하여 반도체 소자를 냉각시키는 히트싱크와;상기 히트싱크 내에 설치되어 온도를 검출하여 상기 제 1제어밸브와 제 2제어밸브의 작동을 제어하는 제어부로 전달하는 온도센서를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 히트싱크에는 냉매가 채워진 히트파이프가 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 테스트보드의 각 테스트 소켓에 설치되어 반도체 소자의 면과 접촉하여 반도체 소자를 냉각시키는 히트싱크를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 발열 보상장치.
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2002
- 2002-07-24 KR KR10-2002-0043678A patent/KR100476243B1/ko not_active IP Right Cessation
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