KR100807985B1 - 반도체 디바이스의 냉각장치 - Google Patents

반도체 디바이스의 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 디바이스의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트 장치에 놓여져서 전기적 검사가 수행되는 반도체 디바이스를 향하여 상하방향으로 이동가능한 몸체부와, 상기 몸체부와 결합되며 상기 반도체 디바이스의 상면과 접촉하여 상기 반도체 디바이스로부터 발생하는 열을 흡수하는 열교환부와, 상기 몸체부와 결합하여 상기 몸체부를 이동시키는 승강장치를 포함하는 반도체 디바이스의 냉각장치에 있어서,
상기 열교환부는 상기 반도체 디바이스와 접촉시 상기 반도체 디바이스의 일축방향의 경사각도에 따라서 회전가능하도록 상기 몸체부에 결합되어 있다.
냉각장치, 몸체부, 열교환부, 회전

Description

반도체 디바이스의 냉각장치{Cooling apparatus of semiconductor device}
도 1은 종래기술에 따른 반도체 디바이스의 냉각장치를 나타내는 도면.
도 2 및 도 3은 반도체 디바이스가 경사지도록 배치된 경우 도 1에 도시된 반도체 디바이스의 냉각장치가 상기 반도체 디바이스에 접촉하는 모습를 나타내는 도면.
도 4는 본 실시예에 따른 반도체 디바이스의 냉각장치의 사시도.
도 5는 도 4의 반도체 디바이스의 냉각장치의 분해 사시도.
도 6은 도 4의 측면도.
도 7은 일축방향으로 경사진 반도체 디바이스에 도 4에 도시된 반도체 디바이스의 냉각장치가 접촉하는 모습을 나타내는 도면.
도 8은 일축방향과 직교하는 방향으로 경사진 반도체 디바이스에 도 4에 도시된 반도체 디바이스의 냉각장치가 접촉하는 모습을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1... 반도체 디바이스의 냉각장치 10... 몸체부
11... 제 1 가이드 장공 12... 제 2 미끄럼 곡면
13... 상부몸체부 14... 제 2 가이드 장공
15... 제 4 미끄럼 곡면 16... 회전부
17... 제 2 가이드 핀 18... 제 3 미끄럼 곡면
30... 열교환부 31... 제 1 가이드 핀
32... 제 1 미끄럼 곡면 33... 접촉면
40... 승강장치 60... 반도체 디바이스
61... 상면 70... 테스트 장치
80... 베어링
본 발명은 반도체 디바이스의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 디바이스의 경사각도에 따라서 회전하여 상기 반도체 디바이스의 상면과 고른 접촉압으로 접촉할 수 있는 열교환부를 갖는 반도체 디바이스의 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스의 성능을 평가하기 위하여 테스트 장치를 이용하여 그 반도체 디바이스에 대한 전기적 검사가 수행된다. 이러한 전기적 검사는 반도체 디바이스를 테스트 장치에 놓은 상태에서 상기 반도체 디바이스에 전류를 가하여 이루어진다. 검사시 반도체 디바이스에 전류가 흐르면 상기 반도체 디바이스에서 열이 발생하게 되는데, 이러한 열을 흡수하여 상기 반도체 디바이스가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하기 위하여 상기 반도체 디바이스에 접촉하여 열을 흡수하는 냉각장치가 마련된다.
도 1은 이러한 냉각장치를 도시하고 있다. 상기 냉각장치(100)는 몸체부(110)와, 열교환부(120)와, 승강장치(130)로 구성된다.
상기 몸체부(110)는 테스트 장치(160)에 놓여진 반도체 디바이스(150)를 향하여 상하방향으로 이동가능하게 설치된다. 상기 몸체부(110)에는 외부의 냉각수 공급장치(140)의 냉각수가 공급되는 공급관(111)과, 상기 몸체부로부터 외부의 냉각수 공급장치로 냉각수를 배출하는 배출관(112)이 삽입된다.
상기 열교환부(120)는 상기 몸체부(110)와 결합되며, 상기 반도체 디바이스(150)의 상면(151)과 접촉하여 상기 반도체 디바이스(150)로부터 발생하는 열을 흡수하는 것이다.
상기 열교환부(120)에는 상기 공급관(111)으로부터 공급된 냉각수가 상기 열교환부(120) 내부를 흐르면서 반도체 디바이스(150)로부터 발생하는 열을 흡수한 후 상기 배출튜브(112)를 통하여 배출된다.
상기 승강장치(130)는 상기 몸체부(110)를 상하방향으로 이동시키는 것으로써, 리니어 모터 또는 다양한 형태의 유압 실린더, 공압 실린더가 사용가능될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 냉각장치(100)를 다음과 같이 작동한다.
먼저 반도체 디바이스(150)를 테스트 장치(160)에 올려놓는다. 그 후 상기 냉각장치(100)를 하강하여 열교환부(120)를 상기 반도체 디바이스(150)의 상면에 접촉되도록 한다. 이때, 상기 냉각장치의 열교환부(120)는 승강장치(130)에 의하여 충분한 압력을 가지도록 상기 반도체 디바이스(150)의 상면과 접촉한다. 이 후, 테 스트 장치(160)를 통하여 전류를 반도체 디바이스(150)를 향하여 흐르게 하여 소정의 전기적 검사를 수행한다. 이때, 반도체 디바이스(150)로부터 발생하는 열은 열교환부(120)로 흡수된다. 구체적으로는 상기 열교환부(120)의 내부를 흐르는 냉각수에 의하여 상기 열이 흡수되고, 열이 흡수된 냉각수는 냉각수 공급장치(140)로 배출된다.
이러한 과정을 거치는 종래기술에 따른 냉각장치(100)는 테스트 장치가 (150)가 완전하게 열교환부의 접촉면에 대하여 완전하게 수평을 이루는 경우는 문제가 되지 않지만, 도 2에 도시된 바와 같이 테스트 장치가 일정한 각도로 기울어지는 경우 문제가 된다.
이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 냉각장치(100)를 하강시켜 상기 반도체 디바이스(150)의 상면(151)와 열교환부(120)의 접촉면(121)이 서로 접촉하게 되면 접촉면(121)의 어느 일부분(도 3에서 접촉면의 왼쪽부분)은 상기 반도체 디바이스(150)의 상면(151)를 과도하게 가압하게 되나, 다른 부분(도 3에서 접촉면의 오른쪽 부분)은 상기 반도체 디바이스(150)의 상면(151)을 약하게 가압하게 하거나 또는 반도체 디바이스의 상면과 접촉하지 못하게 된다.
이와 함께, 반도체 디바이스(150)도 상기 테스트 장치(160)와 과도한 접촉압을 가지고 접촉되는 부분과 약한 접촉압을 가지고 접촉되는 부분이 생기게 된다.
이러한 열교환부(120)와 반도체 디바이스(150) 간의 불균일한 압력분포는 상기 반도체 디바이스(150)로부터 발생하는 열이 열교환부(120)로 충분하게 전달되지 못하게 하는 문제점이 있다. 또한, 상기 반도체 디바이스(150)도 상기 테스트 장 치(160)와 전기적으로 불안정한 접촉을 하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반도체 디바이스가 경사지도록 놓여져 있어도 반도체 디바이스로부터 발생하는 열을 충분히 흡수할 수 있는 반도체 디바이스의 냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 디바이스의 냉각장치는, 테스트 장치에 놓여져서 전기적 검사가 수행되는 반도체 디바이스를 향하여 상하방향으로 이동가능한 몸체부와, 상기 몸체부와 결합되며 상기 반도체 디바이스의 상면과 접촉하여 상기 반도체 디바이스로부터 발생하는 열을 흡수하는 열교환부와, 상기 몸체부와 결합하여 상기 몸체부를 이동시키는 승강장치를 포함하는 반도체 디바이스의 냉각장치에 있어서,
상기 열교환부는 상기 반도체 디바이스와 접촉시 상기 반도체 디바이스의 일축방향의 경사각도에 따라서 회전가능하도록 상기 몸체부에 결합된다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서, 상기 열교환부의 회전중심은 상기 반도체 디바이스와 접촉하는 상기 열교환부의 접촉면 상에 마련되는 것이 바람직하다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서,
상기 열교환부는, 동축상에 배치된 한 쌍의 제 1 가이드 핀과, 곡률중심이 상기 접촉면과 동일평면상에 위치하는 제 1 미끄럼 곡면을 가지며,
상기 몸체부는 상기 제 1 가이드 핀의 일부를 끼운 상태에서 상기 제 1 가이드 핀이 상기 열교환부의 회전중심을 중심으로 한 회전경로상을 이동하도록 안내하는 제 1 가이드 장공과, 상기 제 1 미끄럼 곡면의 곡률중심과 동일한 곡률중심을 가지며 상기 제 1 미끄럼 곡면과 마주보는 제 2 미끄럼 곡면을 가지는 것이 바람직하다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서, 상기 제 1 미끄럼 곡면과 제 2 미끄럼 곡면 사이에는 상기 제 1 미끄럼 곡면과 제 2 미끄럼 곡면에 대하여 구름접촉하는 베어링이 마련되는 것이 바람직하다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서,
상기 몸체부에는, 상기 승강장치에 결합되는 상부몸체부와, 상기 열교환부가 상기 반도체 디바이스와 접촉되었을 때 상기 반도체 디바이스의 상기 일축방향과 직교하는 축방향으로의 경사각도에 따라서 회전가능하도록 상기 상부몸체부에 결합되는 회전부가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서, 상기 회전부의 회전중심은 상기 반도체 디바이스와 접촉하는 열교환부의 접촉면 상에 마련되는 것이 바람직하다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서, 상기 회전부는 상기 제 1 가이드 핀의 중심축선에 대해 직교하는 중심축선을 가지는 한 쌍의 제 2 가이드핀과, 곡률중심이 상기 접촉면과 동일평면상에 위치하는 제 3 미끄럼 곡면을 가지며,
상기 상부몸체부는 상기 제 2 가이드 핀의 일부를 끼운 상태에서 상기 제 2 가이드 핀이 상기 회전부의 회전중심을 중심으로 한 회전경로상을 이동하도록 안내 하는 제 2 가이드 장공과, 상기 제 3 미끄럼 곡면의 곡률중심과 동일한 곡률중심을 가지며 상기 제 3 미끄럼 곡면과 마주보는 제 4 미끄럼 곡면을 가지는 것이 바람직하다.
상기 반도체 디바이스의 냉각장치에서, 상기 제 3 미끄럼 곡면과 제 4 미끄럼 곡면 사이에는 상기 제 3 미끄럼 곡면과 제 4 미끄럼 곡면에 대하여 구름접촉하는 베어링이 마련되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 반도체 디바이스의 냉각장치의 사시도이며, 도 5는 도 4의 반도체 디바이스의 냉각장치의 분해 사시도이고, 도 6은 도 4의 측면도이며, 도 7은 일방향으로 경사진 반도체 디바이스에 도 4에 따른 반도체 디바이스의 냉각장치가 접촉하는 모습을 나타내는 도면이며, 도 8은 일방향과 직교하는 방향으로 경사진 반도체 디바이스에 도 4에 도시된 반도체 디바이스의 냉각장치가 접촉하는 모습을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 반도체 디바이스(60)의 냉각장치(1)는, 몸체부(10), 열교환부(30) 및 승강장치(40)를 포함한다.
상기 몸체부(10)는 테스트 장치(70)에 놓여져서 전기적 검사가 수행되는 반도체 디바이스(60)를 향하여 상하방향으로 이동가능한 것이다.
상기 몸체부(10)에는 제 1 가이드 장공(11)과, 제 2 미끄럼 곡면(12)이 마련된다.
상기 제 1 가이드 장공(11)은 후술할 열교환부(30)의 제 1 가이드 핀(31)의 일부를 끼운 상태에서 상기 제 1 가이드 핀(31)이 상기 열교환부의 회전중심을 중심으로 한 회전경로 상을 이동하도록 안내하는 장공이다.
상기 제 2 미끄럼 곡면(12)은 후술할 열교환부(30)의 제 1 미끄럼 곡면(32)의 곡률중심과 동일한 곡률 중심을 가지는 것이다. 구체적으로는 제 2 미끄럼 곡면(12)의 곡률중심이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하는 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)과 동일평면상에 위치한다. 이러한 제 2 미끄럼 곡면(12)은 제 1 미끄럼 곡면(32)과 마주보도록 몸체부(10)에 마련된다.
상기 열교환부(30)는 상기 몸체부(10)와 결합되는 것으로서, 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하여 상기 반도체 디바이스(60)로부터 발생하는 열을 흡수한다.
이러한 열교환부(30)는 상기 반도체 디바이스(60)와 접촉시 상기 반도체 디바이스(60)의 일축방향(도 7 에서는 X축방향)으로의 경사각도에 따라서 회전가능하도록 상기 몸체부(10)에 결합된다. 구체적으로는 상기 열교환부(30)는 그 열교환부(30)의 회전중심(O)이 상기 열교환부(30)의 접촉면(33) 상에 위치한 상태에서 몸체부(10)에 대하여 회전하게 된다.
이러한 열교환부(30)에는 제 1 가이드 핀(31)과, 제 1 미끄럼 곡면(32)이 마련된다.
상기 제 1 가이드 핀(31)은 한 쌍이 동축상에 고정된다.
상기 제 1 가이드 핀(31)은 그 일부가 상기 제 1 가이드 장공(11)에 끼워져 서 회전경로 상을 이동한다. 상기 제 1 가이드 핀(31)이 제 1 가이드 장공(11)에 끼워짐에 따라 상기 냉각장치(1)가 상하방향으로 이동하여도 열교환부(30)가 몸체부(10)에 대하여 분리되지 않고 결합상태를 유지할 수 있다.
상기 제 1 미끄럼 곡면(32)은 곡률중심이 상기 접촉면과 동일평면상에 위치하도록 열교환부(30)에 마련된다.
상기 제 2 미끄럼 곡면(12)과 제 1 미끄럼 곡면(32)사이에는 상기 제 2 미끄럼 곡면(12)과 제 1 미끄럼 곡면(32)에 대하여 구름접촉하는 베어링(80)이 마련된다.
상기 승강장치(40)는 리니어모터(41) 및 상기 리니어모터(41)의 작동에 따라 상하로 이동하는 승강축(42)으로 이루어진다. 상기 승강축(42)은 상기 몸체부(10)와 결합되어 상기 리니터모터(41)의 작동에 의하여 상기 몸체부(10)를 상하방향으로 이동시킨다.
이상과 같은 몸체부(10)와 열교환부(30)의 구성에 의하여 상기 열교환부(30)는 몸체부(10)에 대하여 X축 방향의 회전중심축(O)을 따라 회전할 수 있는데, 구체적인 작동방식은 후술한다.
한편, 본 실시예에서는 몸체부(10)도 상부몸체부(13)와 회전부(16)로 구성되어 있어, 상기 회전부(16)가 상부몸체부(13)에 대하여 상기 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 회전할 수 있게 한다.
이하, 몸체부(10)를 구성하는 상부몸체부(13)와 회전부(16)에 관하여 설명하겠다.
상기 상부몸체부(13)는 상기 승강장치(40)에 결합되는 것이다. 이러한 상부몸체부(13)는 제 2 가이드 장공(14)과 제 4 미끄럼 곡면(15)을 구비한다.
상기 제 2 가이드 장공(14)은 후술할 회전부(16)의 제 2 가이드 핀(17)의 일부를 끼운 상태에서 상기 제 2 가이드 핀(17)이 상기 회전부(16)의 회전중심을 중심으로 한 회전경로 상을 이동하도록 안내하는 장공이다.
상기 제 4 미끄럼 곡면(15)은 후술할 회전부(16)의 제 3 미끄럼 곡면(18)의 곡률중심과 동일한 곡률 중심을 가지는 것이다. 구체적으로는 제 4 미끄럼 곡면(15)의 곡률중심이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하는 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)과 동일평면상에 위치한다. 이러한 제 4 미끄럼 곡면(15)은 제 3 미끄럼 곡면(18)과 마주보도록 상부몸체부(13)에 마련된다.
상기 회전부(16)는 상기 열교환부(30)가 상기 반도체 디바이스(60)와 접촉되었을 때 상기 반도체 디바이스(60)의, 상기 일축방향과 직교하는 축방향으로의 경사각도를 따라서 회전가능하도록 상기 상부몸체부(13)에 결합된다. 구체적으로는 상기 회전부(16)는 상기 열교환부(30)가 회전하는 회전중심축과 직교하는 회전중심축을 중심으로 회전하도록 상기 상부몸체부(13)에 결합된다. 예를 들어, 도 7에서는 열교환부(30)가 X축 방향의 회전중심을 중심으로 회전하는 모습이 도시되고, 도 8에서는 상기 회전부(16)가 상기 X축 방향과 직교하는 Y축 방향의 회전중심을 중심으로 회전하는 모습이 도시된다.
상기 회전부(16)의 회전중심(O)은 상기 반도체 디바이스(60)와 접촉하는 상기 열교환부(30)의 접촉면(33) 상에 마련된다.
이러한 상기 회전부(16)는 제 2 가이드 핀(17)과, 제 3 미끄럼 곡면(18)이 구비된다.
상기 제 2 가이드 핀(17)은 한 쌍이 동축상에 고정된다.
상기 제 2 가이드 핀(17)은 그 일부가 상기 제 2 가이드 장공(14)에 끼워져서 회전경로 상을 이동한다.
상기 제 3 미끄럼 곡면(18)은 곡률중심이 상기 접촉면(33)과 동일평면상에 위치하도록 회전부(16)에 마련된다.
상기 제 3 미끄럼 곡면(18)과 제 4 미끄럼 곡면(15) 사이에는 제 3 미끄럼 곡면(18)과 제 4 미끄럼 곡면(15)에 대하여 구름접촉하는 베어링(80)이 마련된다.
도 5 내지 도 8에서 참조부호 19, 20, 21, 22은 각각 유입구, 배출구, 공급튜브 및 배출튜브를 가르킨다.
상기 유입구(19)는 몸체부(10)에 마련되며 냉각수 공급장치(미도시)로부터 공급되는 냉각수를 몸체부(10) 내로 유입시키는 것이다. 상기 냉각수 공급장치와 연결된 공급관(51)은 상기 유입구(19) 내에 삽입된다.
상기 배출구(20)는 몸체부(10)에 마련되며 몸체부(10)로부터 배출되는 냉각수를 몸체부(10) 외부로 배출시키는 것이다. 상기 냉각수 공급장치(미도시)와 연결된 배출관(52)은 상기 유입구(19) 내에 삽입된다.
상기 공급튜브(21)는 상기 유입구(19)로부터 공급된 냉각수를 상기 열교환부(30)로 안내하는 것이다. 이러한 공급튜브(21)는 전체적으로 탄력있는 고무소재로 이루어지는 것도 가능하나, 일부분만 탄력있는 고무소재로 이루어지고 다른 부 분은 금속 또는 단단한 소재로 이루어지는 것도 가능하다. 이와 같이 공급튜브(21)의 어느 일부를 고무소재와 같이 탄력있는 소재로 하는 이유는 열교환부(30)가 경사진 반도체 디바이스(60)에 접촉하는 경우 상기 열교환부(30)가 상기 몸체부(10)에 대하여 일정각도 회전하게 되는 데, 이때 상기 열교환부(30)가 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위함이다. 만일 상기 공급튜브(21)가 전체적으로 단단한 소재로 이루어지는 경우 상기 몸체부(10) 및 열교환부(30)는 상기 공급튜브(21)에 의하여 회전하는 것이 제약을 받을 것이다.
상기 배출튜브(22)는 열교환부(30)를 통하여 배출된 냉각수를 상기 배출부로 안내하는 것으로서, 상기 배출튜브(22)도 상기 공급튜브(21)와 마찬가지로 적어도 어느 일부분이 고무소재와 같이 탄력있는 소재로 이루어진다.
이러한 구성을 갖는 본 실시예에 따른 반도체 디바이스(60)의 냉각장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.
반도체 디바이스(60)가 전기적 검사를 수행하기 위하여 테스트 장치(70)에 놓여지면, 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)에 대하여 충분한 접촉압을 가지도록 밀착될 때까지 상기 승강장치(40)를 구동한다.
이때, 반도체 디바이스(60)가 일축방향의 경사각도, 예를 들면 도 7과 같은 X축방향을 중심으로 경사져 있으면 열교환부(30)는 그 접촉면(33)이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하면서 회전한다. 열교환부(30)는 그 열교환부(30)의 접촉면(33)이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 평행이 되도록 회전한 후 그 회전을 멈춘다. 이 후, 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)은 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 충분한 접촉압을 가지도록 가압된다.
이때, 열교환부(30)의 접촉면(33)과 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)은 평행상태를 유지하고 있으므로, 상기 열교환부(30)는 전체적으로 고른 접촉압을 가지면서 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉할 수 있다. 이에 따라 상기 반도체 디바이스(60)로부터 발생하는 열이 충분히 잘 흡수할 수 있게 된다. 또한, 반도체 디바이스(60)는 테스트 장치(70)와 전기적으로 안정되도록 결합된다.
한편, 상기 열교환부(30)는 상기 열교환부(30)의 접촉면(33) 상에 위치한 회전중심(O)를 중심으로 회전하는 데, 그 구체적인 회전작동은 다음과 같다.
먼저, 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)이 기울어진 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하면, 열교환부(30)에 고정되어 있는 제 1 가이드핀(31)은 상기 제 1 가이드 장공(11)을 따라서 도 7에 도시된 바와 같이 이동한다. 이와 함께, 제 1 미끄럼 곡면(32)은 베어링(80)과 구름접촉하면서 상기 제 2 미끄럼 곡면(12)에 대하여 상대적으로 이동한다.
한편, 반도체 디바이스(60)가 일축방향(X축방향)과 직교하는 축방향으로의 경사각도, 예를 들면 도 8과 같은 Y축을 중심으로 경사져 있으면 회전부(16)는 상기 반도체 디바이스(60)의 경사각도에 따라 회전한다. 이때, 상기 회전부(16)는 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 서로 평행하도록 회전하게 되면, 그 회전을 멈춘다. 그 후, 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)을 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 충분한 접촉압을 가지도록 가압 한다.
이때에도, 열교환부(30)의 접촉면(33)은 전체적으로 고른 접촉압을 가지면서 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하므로 상기 반도체 디바이스(60)로부터 발생하는 열을 충분히 잘 흡수할 수 있게 된다.
한편, 상기 회전부(16)는 그 회전중심(O)이 상기 열교환부(30)의 접촉면(33) 상에 위치하도록 회전하는 데, 그 구체적인 작동방식은 다음과 같다.
먼저, 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)이 기울어진 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하면, 회전부(16)에 고정되어 있는 제 2 가이드 핀(17)은 상기 제 2 가이드 장공(14)을 따라서 이동한다. 이와 함께, 제 3 미끄럼 곡면(18)은 베어링(80)과 구름접촉하면서 상기 제 4 미끄럼 곡면(15)에 대하여 상대적으로 이동한다.
상술한 바와 같은 방법으로 상기 열교환부(30)의 접촉면(33)과 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)이 접촉이 완료되면, 테스트 장치(70)로부터 전류를 반도체 디바이스(60)로 인가하여 전기적 검사를 수행한다. 이와 함께 반도체 디바이스(60)로부터 열이 발생하게 되면, 냉각수 공급장치(미도시)로부터 냉각수를 공급관(51)을 통하여 몸체부(10)의 유입구(19)를 향하여 공급한다. 유입구(19)로 공급된 냉각수는 공급튜브(21)를 통하여 열교환부(30) 내부로 유입되게 된다. 열교환부(30) 내부로 유입된 냉각수는 열교환부(30) 내부를 지나가면서 상기 반도체 디바이스(60)로부터 전달된 열을 흡수한다. 충분히 열을 흡수한 냉각수는 배출튜브(22)를 통하여 배출구(20)로 흐르게 된다. 이후, 냉각수는 배출구(20)로부터 배출 관(52)을 거쳐 다시 냉각수 공급장치(미도시)로 흘러들어가게 된다.
이러한 본 실시예에 따른 반도체 디바이스(60)의 냉각장치(1)는 다음과 같은 효과를 가진다.
종래기술에 따른 반도체 디바이스(60)의 냉각장치(1)는, 열교환부(30)의 접촉면(33)이 반도체 디바이스(60)의 경사각도에 따라 회전하지 않으므로, 열교환부(30)의 접촉면(33)이 상기 반도체 디바이스(60)의 상면(61)을 고른 접촉압을 가지도록 접촉할 수 없다. 이에 따라 반도체 디바이스(60)의 열이 충분히 열교환부(30)로 전달될 수 없었다. 또한, 반도체 디바이스(60)과 테스트 장치(70)가 전기적으로 안정적으로 접촉할 수 없다.
이에 반하여 본 실시예에 따른 반도체 디바이스(60)의 냉각장치(1)는, 열교환부(30)의 접촉면(33)이 반도체 디바이스(60)의 경사각도에 따라서 회전할 수 있어, 항상 열교환부(30)의 접촉면(33)이 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 고른 접촉압을 가지도록 접촉할 수 있다. 이에 따라 반도체 디바이스(60)의 열이 충분히 열교환부(30)로 전달될 수 있다. 또한, 반도체 디바이스(60)가 테스트 장치(70)와 전기적으로 안정적으로 접촉할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 반도체 디바이스(60)는 열교환부(30) 또는 회전부(16)의 회전중심(O)이 열교환부(30)의 접촉면(33) 상에 위치하고 있다. 이에 따라 열교환부(30)의 접촉면(33)이 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하면서 회전을 하는 경우에도 반도체 디바이스(60)는 열교환부에 의하여 미끄럼 이동하지 않는 장점이 있다. 이에 반하여, 회전중심(O)이 열교환부(30)의 접촉면(33) 상에 위 치하지 않고 그 상단 또는 하단에 위치하게 되는 경우에는, 열교환부(30)의 접촉면(33)이 반도체 디바이스(60)의 상면(61)과 접촉하면서 회전을 할 때, 반도체 디바이스가 상기 접촉면에 의해 밀려 미끄럼 이동하게 된다. 이와 같이 반도체 디바이스(60)가 테스트 장치(70) 위에서 좌우로 이동하게 되면 안정적인 전기적, 기계적 접촉상태를 유지하기 어려울 뿐만 아니라 테스트 장치(70)의 수명도 저하된다.
이러한 본 발명의 반도체 디바이스 냉각장치는 다음과 같이 변형하는 것도 가능하다.
먼저, 상술한 실시예에서는 열교환부 및 회전부가 모든 회전하는 구성에 관하여 기술하였으나, 열교환부만 회전하는 구성도 가능하다. 즉, 어느 일축방향으로만 회전하는 구성을 고려할 수 있다. 이 경우에는 상기 몸체부가 상부몸체부와 회전부로 구분되지 않고, 단일의 몸체부로 구성될 것이다.
또한, 상술한 실시예에서는 상기 회전부가 상기 열교환부와 직교하는 방향을 중심으로 회전하는 것이 기술되어 있으나, 동일한 방향으로 회전하는 것도 가능하고 상황에 맞춰 다양한 축방향을 중심으로 회전하는 것도 고려할 수 있다.
상술한 실시예에서는 제 2 미끄럼 곡면과, 제 1 미끄럼 곡면 사이 및 제 4 미끄럼 곡면과, 제 3 미끄럼 곡면 사이에 베어링을 마련하였으나, 베어링이 없이 각각의 곡면이 서로 접촉하면서 상대이동하는 것도 가능하다. 이 경우에는 원활한 이동을 이하여 윤활제를 각각의 곡면상에 도포하거나 또는 각각의 곡면에 미리 윤활제가 함침되도록 할 수 있다.
상술한 실시예에서는 제 1 가이드 핀을 열교환부에 마련하고, 제 1 가이드 장공을 몸체부에 마련하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제 1 가이드 핀을 몸체부에 마련하고, 제 1 가이드 장공을 열교환부에 마련하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 제 2 가이드 핀도 상술한 실시예와 달리 상부몸체부에 마련하는 것도 가능하며, 제 2 가이드 장공도 회전부에 마련하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 실시예에서는 제 1 가이드 핀 및 제 2 가이드 핀이 착탈가능하게 상기 열교환부 및 회전부에 설치하는 것이 기술되어 있으나, 일체로 형성된 돌기를 사용하는 것도 가능하다. 이와 함께, 제 1 가이드 장공 및 제 2 가이드 장공도 구멍일 필요는 없이 회전경로가 형성된 것이라면 홈을 사용하는 것도 가능하다.
이상에서 실시예 및 변형예들을 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 반도체 디바이스의 냉각장치에 의하면, 반도체 디바이스가 경사져 있어도 열교환부는 평행한 상태로 상기 반도체 디바이스의 상면과 접촉할 있어 전체면에 걸쳐 일정한 접촉압을 가지도록 접촉할 수 있으며, 이에 따라 반도체 디바이스로부터의 열이 용이하게 열교환부로 전달될 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 테스트 장치에 놓여져서 전기적 검사가 수행되는 반도체 디바이스를 향하여 상하방향으로 이동가능한 몸체부와, 상기 몸체부와 결합되며 상기 반도체 디바이스의 상면과 접촉하여 상기 반도체 디바이스로부터 발생하는 열을 흡수하는 열교환부와, 상기 몸체부와 결합하여 상기 몸체부를 이동시키는 승강장치를 포함하는 반도체 디바이스의 냉각장치에 있어서,
    상기 열교환부는 상기 반도체 디바이스와 접촉시 상기 반도체 디바이스의 일축방향의 경사각도에 따라서 회전가능하도록 상기 몸체부에 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부의 회전중심은 상기 반도체 디바이스와 접촉하는 상기 열교환부의 접촉면 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열교환부는, 동축상에 배치된 한 쌍의 제 1 가이드 핀과, 곡률중심이 상기 접촉면과 동일평면상에 위치하는 제 1 미끄럼 곡면을 가지며,
    상기 몸체부는, 상기 제 1 가이드 핀의 일부를 끼운 상태에서 상기 제 1 가이드 핀이 상기 열교환부의 회전중심을 중심으로 한 회전경로상을 이동하도록 안내 하는 제 1 가이드 장공과, 상기 제 1 미끄럼 곡면의 곡률중심과 동일한 곡률중심을 가지며 상기 제 1 미끄럼 곡면과 마주보는 제 2 미끄럼 곡면을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각수단.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제 1 미끄럼 곡면과 제 2 미끄럼 곡면 사이에는 상기 제 1 미끄럼 곡면과 제 2 미끄럼 곡면에 대하여 구름접촉하는 베어링이 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부에는,
    상기 승강장치에 결합되는 상부몸체부와,
    상기 열교환부가 상기 반도체 디바이스와 접촉되었을 때 상기 반도체 디바이스의 상기 일축방향과 직교하는 축방향으로의 경사각도에 따라서 회전가능하도록 상기 상부몸체부에 결합되는 회전부가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 냉각장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전부의 회전중심은 상기 반도체 디바이스와 접촉하는 열교환부의 접촉면 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전부는 상기 제 1 가이드 핀의 중심축선에 대해 직교하는 중심축선을 가지는 한 쌍의 제 2 가이드핀과, 곡률중심이 상기 접촉면과 동일평면상에 위치하는 제 3 미끄럼 곡면을 가지며,
    상기 상부몸체부는 상기 제 2 가이드 핀의 일부를 끼운 상태에서 상기 제 2 가이드 핀이 상기 회전부의 회전중심을 중심으로 한 회전경로상을 이동하도록 안내하는 제 2 가이드 장공과, 상기 제 3 미끄럼 곡면의 곡률중심과 동일한 곡률중심을 가지며 상기 제 3 미끄럼 곡면과 마주보는 제 4 미끄럼 곡면을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각수단.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 3 미끄럼 곡면과 제 4 미끄럼 곡면 사이에는 상기 제 3 미끄럼 곡면과 제 4 미끄럼 곡면에 대하여 구름접촉하는 베어링이 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 냉각장치.
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