KR101438692B1 - 반도체칩용 온도 측정 장치 - Google Patents

반도체칩용 온도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

반도체칩용 온도 측정 장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 반도체칩용 온도 측정 장치는: 테스트 패키지가 안착되는 베이스 프레임; 베이스 프레임에 대향되게 배치되고, 테스트 패키지에 실장된 반도체칩에 대응되도록 통과홀이 형성되는 커버 프레임; 테스트 패키지의 주위에 배치되어 테스트 패키지를 열교환시키는 온도 조절기; 베이스 프레임의 일측에 배치되는 이동장치; 및 이동장치에 이동 가능하게 배치되고, 커버 프레임의 통과홀을 통과하여 상기 반도체칩의 온도를 측정하는 온도 측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체칩용 온도 측정 장치{TEMPERATURE MEASURING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR}
본 발명은 반도체칩용 온도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체칩을 다양한 온도 분위기에서 테스트할 수 있는 반도체칩용 온도 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체칩은 반도체 기술이 발전됨에 따라 박막화, 고집적화 및 고밀도화 되고 있다. 반도체칩은 제조된 후 테스트 패키지를 이용하여 양호 및 불량을 테스트한다. 테스트 패키지는 테스트 보드와 테스트 소켓을 포함한다. 테스트 소켓은 테스트 보드에 실장된다.
테스트 소켓은 반도체칩이 안착되는 베이스 블록과, 베이스 블록에 접촉되어 반도체칩을 커버하는 커버 블록을 포함한다. 커버 블록은 반도체칩의 둘레를 가압하여 반도체칩을 안정되게 지지한다. 커버 블록에는 반도체칩에 온도 감지기가 접근할 수 있도록 관통홀이 형성된다.
테스트 보드에 전류를 공급함에 따라 반도체칩을 테스트한다. 반도체칩이 테스트되는 동안에 반도체칩에서는 열이 발생된다. 온도 감지기는 관통홀을 통해 반도체칩과 접촉되어 반도체칩의 온도를 측정한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1164089호(2012. 07. 03 등록, 발명의 명칭: 반도체 칩 테스트용 소켓)에 개시되어 있다.
종래에는 반도체칩은 상온에서 테스트되므로, 반도체칩이 사용될 때에 반도체의 성능이 정상적으로 나타나기 어려울 수 있다. 또한, 반도체칩의 성능이 온도에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체칩을 다양한 온도 분위기에서 테스트할 수 있는 반도체칩용 온도 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 반도체칩용 온도 측정 장치는: 테스트 패키지가 안착되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 대향되게 배치되고, 상기 테스트 패키지에 실장된 반도체칩에 대응되도록 통과홀이 형성되는 커버 프레임; 상기 테스트 패키지의 주위에 배치되어 상기 테스트 패키지를 열교환시키는 온도 조절기; 상기 베이스 프레임의 일측에 배치되는 이동장치; 및 상기 이동장치에 이동 가능하게 배치되고, 상기 커버 프레임의 상기 통과홀을 통과하여 상기 반도체칩의 온도를 측정하는 온도 측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 프레임과 상기 커버 프레임에는 상기 테스트 패키지가 수용되도록 열교환 챔버가 형성되고, 상기 열교환 챔버의 둘레에는 상기 테스트 패키지에 밀착되어 상기 열교환 챔버를 밀봉시키도록 실링부가 형성될 수 있다.
상기 온도 조절기는 상기 베이스 프레임과 상기 커버 프레임에 배치될 수 있다.
상기 온도 조절기는, 상기 베이스 프레임과 상기 커버 프레임에 배치되고, 열교환 매체가 유동되는 열교환 튜브; 및 상기 열교환 튜브에 열교환된 매체를 공급하는 매체 공급부를 포함할 수 있다.
상기 베이스 프레임의 둘레에 배치되어 상기 커버 프레임을 상기 베이스 프레임 측으로 압착하는 가압 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 가압 장치는, 상기 베이스 프레임의 둘레에 배치되는 지지대; 상기 지지대의 상측에 힌지 결합되는 가압 레버; 및 상기 가압 레버와 상기 지지대에 링크 결합되어 상기 가압 레버를 조작함에 의해 상기 커버 프레임을 상기 베이스 프레임 측으로 가압하는 가압 로드를 포함할 수 있다.
상기 테스트 패키지의 테스트 보드와 테스트 소켓이 열교환 챔버에 위치되고, 상기 온도 조절기를 구동하여 열교환 챔버를 항온 상태로 유지시킨 후 상기 반도체칩을 동작시시키고, 상기 반도체칩이 동작되는 상태에서 상기 온도 측정기가 상기 반도체칩의 발열 온도를 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체칩을 다양한 온도 분위기에서 테스트할 수 있으므로, 반도체칩이 실제 사용되는 조건에서 성능을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 패키지를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 반도체칩용 테스트 소켓을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓에서 커버 블록이 개방된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓에서 관통홀과 가압 레그를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 관통홀과 가압 레그를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체칩용 온도 측정 장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 9는 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치에서 커버 프레임이 상승된 상태를 개략적을고 도시한 구성도이다.
도 10은 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치에서 베이스 프레임에 테스트 패키지가 탑재된 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 반도체칩용 온도 측정 장치의 일 실시예를 설명한다. 반도체칩용 온도 측정 장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 패키지를 도시한 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체칩용 테스트 패키지(100)는 테스트 보드(110)와 반도체칩용 테스트 소켓(120)을 포함한다.
테스트 보드(110)에는 회로 배선(미도시)이 인쇄된다. 회로 배선은 반도체칩(10)에 인쇄된 회로 배선과 연결된다. 테스트 보드(110)에는 반도체칩(10)의 회로 배선과 연결되도록 다수의 커넥트 핀(113)이 설치된다. 다수의 커넥트 핀(113)은 일렬 또는 다수 열로 배열될 수 있다. 테스트 보드(110)의 회로 배선이 많이 형성될수록 커넥트 핀(113)의 수는 증가된다.
반도체칩용 테스트 소켓(120)은 테스트 보드(110)에 실장된다. 테스트 소켓(120)에는 테스트 보드(110)의 회로 배선과 연결되도록 다수의 회로 배선(미도시)이 연결된다.
일부 커넥트 핀(113)에 전류를 공급하면 커넥트 핀(113)과 연결된 일부의 회로 배선에 전류가 흐른다. 전류가 흐르는 회로 배선이 발열된다. 이때, 전류가 흐르는 회로 배선이 정상 온도 범위 내에서 발열되면, 해당 회로 배선은 정상적으로 형성된 것으로 판단된다. 전류가 흐르는 회로 배선이 정상 온도 범위를 벗어나게 발열되면, 해당 회로 배선은 비정상적으로 형성된 것으로 판단된다. 따라서, 반도체칩(10)의 온도를 측정하여 반도체칩(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
도 2는 도 1의 반도체칩용 테스트 소켓을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓에서 커버 블록이 개방된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 반도체칩용 테스트 소켓(120)은 베이스 블록(130) 및 커버 블록(140)을 포함한다.
베이스 블록(130)은 테스트 보드(110)에 실장된다. 베이스 블록(130)에는 테스트 보드(110)와 연결되도록 회로 배선(미도시)이 형성된다. 베이스 블록(130)은 전체적으로 사각 블록 형태로 형성될 수 있다.
베이스 블록(130)의 일측에는 힌지부(136)가 결합된다. 힌지부(136)는 베이스 블록(130)에 커버 블록(140)이 회전 가능하게 결합되도록 한다. 힌지부(136)에는 탄성부재(137)가 결합되어 커버 블록(140)이 탄성력에 의해 개방되도록 한다. 베이스 블록(130)의 타측에는 걸림턱(미도시)이 형성된다.
베이스 블록(130)에는 반도체칩(10)이 안착되도록 안착홈(134)이 형성된다. 베이스 블록(130)은 테스트 보드(110)에 실장되는 베이스 바디(131)와, 베이스 바디(131)에 결합되고, 안착홈(134)이 형성되는 안착 패널(132)을 포함할 수 있다. 이때, 베이스 바디(131)에는 결합홈(미도시)이 형성되고, 안착 패널(132)은 베이스 바디(131)의 결합홈(미도시)에 결합될 수 있다. 안착 패널(132)은 스크류와 같은 체결부재에 의해 베이스 바디(131)에 체결될 수 있다. 물론, 베이스 바디(131)와 안착 패널(132)을 일체로 형성할 수도 있다.
안착홈(134)은 반도체칩(10)의 크기와 동일하거나 약간 크게 형성될 수 있다. 안착홈(134)의 바닥면에는 베이스 블록(130)에 형성된 회로 배선과 전기적으로 연결되도록 접속핀(미도시)이 다수의 배치된다. 접속핀은 반도체칩(10)의 접속부(미도시)와 전기적으로 연결된다. 반도체칩(10)의 접속부는 접속패드 또는 솔더볼일 수 있다.
안착홈(134)의 둘레면(134a)은 경사지게 형성된다. 예를 들면, 안착홈(134)의 둘레면(134a)은 전체적으로 경사지게 형성되거나 또는 다수의 경사진 리브를 형성함에 의해 경사지게 형성할 수 있다. 안착홈(134)의 둘레면(134a)이 경사지게 형성되므로, 반도체칩(10)이 안착홈(134)에 용이하게 안착될 수 있다.
커버 블록(140)은 베이스 블록(130)을 커버하도록 설치된다. 베이스 블록(130)에 대응되도록 사각 블록 형태로 형성될 수 있다.
커버 블록(140)의 일측은 힌지부(136)에 결합되고, 커버 블록(140)의 타측에는 베이스 블록(130)의 걸림턱에 걸리도록 후크(143)가 형성될 수 있다. 후크(143)는 커버 블록(140)과 일체로 형성되거나 별도로 형성될 수 있다.
커버 블록(140)에는 안착홈(134)에 대향되도록 관통홀(144)이 형성된다. 관통홀(144)에 관해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓에서 관통홀과 가압 레그를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 커버 블록(140)에는 관통홀(144)의 둘레에 단차부(148)가 형성될 수 있다. 단차부(148)는 관통홀(144) 보다 큰 개구부를 형성하므로, 온도 측정기(260)가 반도체칩(10)의 온도를 측정하면서 이동되더라도 개구부의 둘레면에 간섭되는 것을 방지하도록 한다. 개구부는 관통홀(144)과 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
커버 블록(140)에는 반도체칩(10)의 모서리부를 가압하도록 가압 레그(146)가 형성된다. 가압 레그(146)는 베이스 블록(130)을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서, 반도체칩의 모서리부는 반도체칩의 모서리와 모서리 근처 영역을 포함하는 것으로 정의된다.
가압 레그(146)가 반도체칩(10)의 모서리부를 가압하므로, 반도체칩(10)과 가압 레그(146)의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 반도체칩(10)과 가압 레그(146)의 열교환 면적을 감소시킬 수 있으므로, 반도체칩(10)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 반도체칩(10)과 가압 레그(146)의 접촉 면적이 감소됨에 따라 반도체칩(10)의 노출 면적이 상대적으로 증가될 수 있다. 따라서, 반도체칩(10)의 온도 측정 면적이 상대적으로 증가될 수 있으므로, 반도체칩(10)의 테스트 신뢰성을 확보할 수 있다.
가압 레그(146)는 반도체칩(10)의 모서리부와 선접촉 또는 점접촉될 수 있다. 가압 레그(146)는 끝단부(146a) 측으로 갈수록 가늘어지는 형태로 형성된다. 가압 레그(146)의 끝단부(146a)가 선접촉 또는 점접촉되므로, 가압 레그(146)와 반도체칩(10)의 접촉 면적을 보다 감소시킬 수 있다. 따라서, 반도체칩(10)과 가압 레그(146)의 열교환 면적이 보다 감소될 수 있고, 반도체칩(10)의 온도 측정 면적이 보다 증가될 수 있다.
가압 레그(146)가 선접촉 또는 점접촉되므로, 반도체칩(10)이 소형화되더라도 반도체칩(10)의 온도 측정 면적을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 반도체칩(10)이 소형화되더라도 반도체칩(10)의 테스트 신뢰성을 확보할 수 있다.
가압 레그(146)는 반도체칩(10)의 모서리부에 대응되도록 2개 이상 형성될 수 있다.
예를 들면, 반도체칩(10)의 대각선 방향의 모서리부를 가압하도록 2개의 가압 레그(146)가 형성될 수 있다. 이 경우, 반도체칩(10)과 가압 레그(146)의 접촉 면적이 더욱 감소될 수 있고, 반도체칩(10)의 온도 측정 면적이 더욱 증가될 수 있다.
또한, 반도체칩(10)의 3개 또는 4개의 모서리부를 가압하도록 3개 또는 4개의 가압 레그(146)가 형성될 수 있다. 가압 레그(146)가 3개 또는 4개 형성되는 경우, 반도체칩(10)이 안정되게 지지될 수 있다. 이 경우, 반도체칩(10)이 안착홈(134)에 밀착되므로, 반도체칩(10)이 기울어지거나 틀어지게 배치되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 온도 측정기(260)가 반도체칩(10)의 일부 영역과 비정상적으로 접촉되거나 접촉되지 않은 것을 방지할 수 있다. 나아가, 온도 측정기(260)가 반도체칩(10)의 전체 영역을 보다 정확하게 온도 측정할 수 있다.
가압 레그(146)의 외측면(146a)은 안착홈(134)의 둘레면(134a)에 대응되도록 경사지게 형성될 수 있다. 가압 레그(146)의 외측면(146a)이 경사지게 형성되므로, 가압 레그(146)의 외측면(146a)이 안착홈(134)의 모서리부에 최대한 접근될 수 있다. 다시 말해, 가압 레그(146)가 안착홈(134)의 모서리부에서 가급적 바깥쪽에 위치되도록 할 수 있다. 따라서, 가압 레그(146)가 반도체칩(10)을 가급적 적게 가리도록 하므로, 반도체칩(10)의 온도 측정 면적을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 5는 도 2의 반도체칩용 테스트 소켓에서 관통홀과 가압 레그를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 관통홀과 가압 레그를 도시한 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 관통홀(144)은 안착홈(134)보다 크게 형성될 수 있다. 관통홀(144)이 안착홈(134)보다 크게 형성되므로, 반도체칩(10)의 거의 전체가 외부에 노출될 수 있다. 관통홀(144)의 둘레부가 반도체칩(10)의 둘레를 가리는 것을 방지할 수 있으므로, 온도 측정기(260)가 반도체칩(10)의 거의 전체 영역에 대하여 온도를 측정할 수 있다.
관통홀(144)은 반도체칩(10)의 모서리부를 제외한 부분이 노출되도록 "＋" 형태, 즉 십자 형태로 형성될 수 있다. 이러한 관통홀(144)은 가압 레그(146)가 형성된 부분을 제외하고는 안착홈(134)의 둘레면(134a)에서 바깥쪽으로 오목한 형태를 갖는다. 또한, 가압 레그(146)는 관통홀(144)에서 안착홈(134)의 모서리부측으로 돌출된 위치에 형성된다. 이러한 관통홀(144)은 온도 측정기(260)가 안착홈(134)에 접근할 때에 온도 측정기(260)가 간섭되지 않도록 충분히 크게 형성된다.
커버 블록(140)은 후크(143)가 설치되는 커버 바디(141)와, 커버 바디(141)에 결합되는 가압 패널(142)을 포함할 수 있다. 가압 패널(142)은 커버 바디(141)에 체결부재에 의해 결합된다. 가압 패널(142)에는 관통홀(144)과 가압 레그(146)가 형성되고, 커버 바디(141)에는 개구부가 형성된다. 물론, 커버 바디(141)와 가압 패널(142)은 일체로 형성될 수도 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 반도체칩용 온도 측정 장치에 관해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체칩용 온도 측정 장치를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 반도체칩용 온도 측정 장치(200)는 베이스 프레임(210), 커버 프레임(220), 온도 조절기(240), 이동장치(250) 및 온도 측정기(260)를 포함한다.
베이스 프레임(210)은 테이블(201)의 상측에 탑재된다. 베이스 프레임(210)에는 테스트 패키지(100)가 안착된다. 베이스 프레임(210)은 전체적으로 사각판 형태뿐만 아니라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
베이스 프레임(210)은 사각판 형태의 제1베이스(211)와, 바디의 상면에 부착되고 중심부에 공간이 형성된 제2베이스(212)를 포함한다. 제1베이스(211)의 일면은 열전도성 재질로 형성되고, 제2베이스(212)는 비열전도성 재질로 형성된다.
베이스 프레임(210)에는 커버 프레임(220)이 정확한 위치에 배치되도록 위치 고정부(215)가 형성된다. 위치 고정부(215)는 베이스 프레임(210)에서 상측으로 수직하게 돌출될 수 있다. 이러한 위치 고정부(215)의 끝단부는 원추형으로 형성될 수 있다.
커버 프레임(220)은 베이스 프레임(210)에 대향되게 배치된다. 커버 프레임(220)에는 테스트 패키지(100)에 실장된 반도체칩(10)에 대응되도록 통과홀(225)이 형성된다. 통과홀(225)은 커버 블록(140)의 개구부 보다 크게 형성될 수 있다.
커버 프레임(220)에는 통과홀(225: 도 8 참조)의 일측에 투명창이 배치된다. 투명창은 외부에서 반도체칩용 테스트 소켓(120)이 보이도록 한다. 따라서, 온도 측정기(260)가 반도체칩(10)의 온도를 측정할 때에 작업자가 볼 수 있으므로, 온도 측정이 정상적으로 수행되는지를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.
커버 프레임(220)은 사각틀 형태의 제1커버(221)와, 제1커버(221)에 부착되고 중심부에 고안이 형성된 제2커버(222)를 포함한다. 제1커버(221)의 일면은 열전도성 재질로 형성되고, 제2커버(222)는 비열전도성 재질로 형성된다. 커버 프레임(220)이 베이스 프레임(210)의 상측에 위치될 때에, 제2커버(222)는 제2베이스(212)와 접촉된다.
베이스 프레임(210)과 커버 프레임(220)에는 테스트 패키지(100)가 수용되도록 열교환 챔버(230)가 형성된다. 열교환 챔버(230)의 하측은 베이스 프레임(210)의 공간이고, 열교환 챔버(230)의 상측은 커버 프레임(220)의 공간이다.
열교환 챔버(230)의 둘레에는 테스트 패키지(100)에 밀착되도록 실링부(231)가 형성된다. 실링부(231)는 열교환 챔버(230)를 밀봉시켜 열교환 챔버(230)가 외부로부터 차폐되도록 한다.
실링부(231)는 제2베이스(212)에 형성되어 테스트 패키지(100)의 하면에 밀착되는 하부 밀착부(233)와, 제2커버(222)에 형성되어 테스트 패키지(100)의 상면에 밀착되는 상부 밀착부(235)를 포함한다. 하부 밀착부(233)와 상부 밀착부(235)는 서로 마주보는 위치에 형성된다. 실링부(231)는 열교환 챔버(230)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 열교환 챔버(230)에는 반도체칩용 테스트 소켓(120)이 위치되고, 반도체칩용 테스트 소켓(120)은 실링부(231)에 의해 외부와 차폐된다. 실링부(231)는 열교환 챔버(230)의 내부를 항온 상태로 유지할 수 있도록 한다.
온도 조절기(240)는 테스트 패키지(100)의 주위에 배치되어 테스트 패키지(100)를 열교환시킬 수 있다. 온도 조절기(240)는 열교환 챔버(230)를 일정한 온도로 유지시키므로, 반도체칩(10)이 일정한 온도 분위기에서 테스트되도록 할 수 있다. 또한, 온도 조절기(240)는 열교환 챔버(230)를 다양한 온도로 가변시킬 수 있으므로, 반도체칩(10)이 저온, 상온 및 고온 등 다양한 조건에서 테스트될 수 있다. 따라서, 반도체칩(10)이 실제 사용되는 온도 조건에서 정상적으로 작동하는지 테스트될 수 있다.
온도 조절기(240)는 베이스 프레임(210)과 커버 프레임(220)에 배치될 수 있다. 온도 조절기(240)는 열교환 챔버(230)의 상측과 하측에 배치되므로, 열교환 챔버(230)가 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있도록 한다. 이러한 온도 조절기(240)의 일 예를 들면 다음과 같다.
온도 조절기(240)는 열교환 튜브(241)의 매체 공급부(243)를 포함한다.
열교환 튜브(241)은 베이스 프레임(210)과 커버 프레임(220)에 배치된다. 열교환 튜브(241)은 베이스 프레임(210)과 커버 프레임(220)이 지그재그 또는 나선형 등 다양한 형태로 배치될 수 있다. 열교환 튜브(241)에는 열교환 매체가 유동된다. 열교환 매체로는 물, 증류수, 오일과 같은 유체 또는 안정성이 우수한 가스 등이 적용될 수 있다.
매체 공급부(243)는 열교환 매체를 펌핑하는 펌프(미도시)와, 열교환 매체를 가열 및 냉각시키는 가열냉각부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 매체 공급부(243)로는 히터, 냉매관 등 다양한 구조가 적용될 수 있다.
베이스 프레임(210)에 배치된 열교환 튜브(241)에는 입수용 호스와 배수용 호스가 연결된다. 또한, 커버 프레임(220)에 배치된 열교환 튜브(241)에는 입수용 호스와 배수용 호스가 연결된다. 이러한 호스는 매체 공급부(243)에 연결된다.
이동장치(250)는 베이스 프레임(210)의 일측에 배치된다. 이동장치(250)는 테이블(201)에 체결부재(미도시)에 의해 고정될 수 있다. 이동장치(250)는 X축 스테이지(251), Y축 스테이지(253) 및 Z축 스테이지(255)를 포함한다. X축 스테이지(251), Y축 스테이지(253) 및 Z축 스테이지(255)는 온도 측정기(260)를 3축 방향으로 이동시키므로, 온도 측정기(260)가 반도체칩(10)와 접촉되어 반도체칩(10)의 온도를 측정할 수 있도록 한다.
X축 스테이지(251), Y축 스테이지(253) 및 Z축 스테이지(255)는 조작부(미도시)에 의해 수동으로 이동되거나 모터(미도시)에 의해 자동으로 이동될 수 있다. 이동장치(250)가 이동되면서 반도체칩(10)의 온도를 측정하면, 측정된 온도값이 제어부에 저장되고 디스플레이부(205)에 디스플레이 될 수 있다.
온도 측정기(260)는 이동장치(250)에 이동 가능하게 배치된다. 온도 측정기(260)는 커버 프레임(220)의 통과홀(225)을 통과한 후 반도체칩(10)에 접촉되어 반도체칩(10)의 온도를 측정한다. 온도 측정기(260)로는 반도체칩(10)에 접촉되는 서모커플(thermocouple)이 적용될 수 있다. 온도 측정기(260)는 전선이나 무선 통신에 의해 제어부에 온도에 관한 정보를 송신한다.
베이스 프레임(210)의 둘레에 배치되는 가압 장치(270)를 더 포함할 수 있다. 가압 장치(270)는 커버 프레임(220)을 베이스 프레임(210) 측으로 압착한다. 이러한 가압 장치(270)의 일 예를 들면 다음과 같다.
가압 장치(270)는 지지대(271), 가압 레버(273) 및 가압 로드(275)를 포함한다.
지지대(271)는 베이스 프레임(210)의 둘레에 배치된다. 도 6에서는 지지대(271)가 베이스 프레임(210)의 둘레에 4개 설치된 구조가 도시되었으나 지지대(271)의 개수는 다양하게 변경 가능하다. 이러한 지지대(271)는 사각 기둥 또는 원기둥 형태로 형성될 수 있다.
가압 레버(273)는 지지대(271)의 상측에 힌지 결합된다. 가압 레버(273)는 힌지부(136)를 중심으로 상하로 회전된다.
가압 로드(275)는 가압 레버(273)와 지지대(271)에 링크 결합되어 가압 레버(273)를 조작함에 의해 커버 프레임(220)을 베이스 프레임(210) 측으로 가압한다. 가압 로드(275)의 하단부가 커버 프레임(220)에 직접 접촉되므로, 열교환 챔버(230)의 열손실을 방지할 수 있다. 즉, 체결부재가 커버 프레임(220)과 베이스 프레임(210)를 관통하여 커버 프레임(220)을 가압하는 구조인 경우, 열교환 챔버(230)의 열에너지가 체결부재를 통해 외부로 방출될 수 있다. 그러나, 가압 로드(275)가 커버 프레임(220)의 외측에서 커버 프레임(220)을 압착하므로, 열에너지가 방출되는 경로를 없앨 수 있다. 따라서, 열교환 챔버(230)의 열에너지가 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있다.
상기와 같이 구성된 반도체칩용 온도 측정 장치의 작용에 관해 설명하기로 한다.
도 9는 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치에서 커버 프레임이 상승된 상태를 개략적을고 도시한 구성도이다.
도 9를 참조하면, 커버 프레임(220)이 상측으로 상승된다. 이때, 커버 프레임(220)은 수동으로 상승되거나 실린더와 같은 승강 장치(미도시)에 의해 상승될 수 있다. 커버 프레임(220)이 상승되면 열교환 챔버(230)가 개방된다.
도 10은 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치에서 베이스 프레임(210)에 테스트 패키지가 탑재된 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 10을 참조하면, 테스트 패키지(100)가 베이스 프레임(210)에 안착된다. 테스트 패키지(100)의 반도체칩용 테스트 소켓(120)은 테스트 보드(110)의 상측에 위치된다.
도 8은 도 7의 반도체칩용 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 테스트 패키지(100)가 베이스 프레임(210)에 안착된 후 커버 프레임(220)이 하강된다. 커버 프레임(220)은 위치 고정부(215)에 의해 정확한 위치에 배치된다. 커버 프레임(220)이 안착되면, 열교환 챔버(230)가 외부로부터 차폐된다.
가압 레버(273)가 조작됨에 따라 가압 로드(275)가 커버 프레임(220)을 베이스 프레임(210) 측으로 가압한다. 가압 장치(270)가 커버 프레임(220)을 가압하면, 베이스 프레임(210)의 하부 밀착부(233)와 커버 프레임(220)의 상부 밀착부(235)가 테스트 보드(110)의 양측면을 가압한다. 하부 밀착부(233)와 상부 밀착부(235)는 테스트 보드(110)에 밀착됨에 따라 열교환 챔버(230)를 밀봉한다. 열교환 챔버(230)의 내부에는 테스트 보드(110)와 테스트 소켓(120)이 위치된다. 이때, 테스트 보드(110)와 테스트 소켓(120)은 외부 환경과 차폐된다.
온도 조절기(240)가 구동됨에 따라 매체 공급부(243)에서는 열교환 매체가 목표 온도로 가열 또는 냉각된다. 열교환 매체가 열교환 튜브(241)에 유입됨에 따라 열교환 챔버(230)가 설정된 온도로 가열 또는 냉각된다. 열교환 챔버(230)는 온도 조절기(240)에 의해 설정된 온도를 계속적으로 유지한다.
온도 조절기(240)는 열교환 챔버(230)를 일정한 온도로 유지시키므로, 반도체칩(10)이 일정한 온도 분위기에서 테스트되도록 할 수 있다. 이때, 온도 조절기(240)가 구동되어 열교환 챔버(230)를 항온 상태로 유지시킨 후 반도체칩(10)에 전류를 공급하여 반도체칩(10)을 동작시킬 수 있다. 반도체칩(10)이 동작됨에 따라 반도체칩(10)이 항온 상태에서 발열될 수 있다. 따라서, 온도 측정기(260)가 항온 상태에서 발열되는 반도체칩(10)의 온도를 전체적으로 측정할 수 있다. 또한, 반도체칩이 실제 제품에서 동작하는 것과 동일한 수준으로 발열하는 지를 정확하게 테스트할 수 있다.
또한, 온도 조절기(240)는 열교환 챔버(230)를 다양한 온도로 가변시킬 수 있으므로, 반도체칩(10)이 저온, 상온 및 고온 등 다양한 조건에서 테스트될 수 있다. 따라서, 반도체칩(10)이 실제 사용되는 온도 조건에서 정상적으로 작동하는지 테스트될 수 있다.
열교환 챔버(230)의 내부 온도가 설정된 온도에 도달되면, 테스트 패키지(100)의 일부 커넥트 핀(113)에 전류를 인가한다. 일부의 회로 배선에 전류가 인가됨에 따라 해당 회로 배선을 테스트할 수 있다. 이때, 전류가 인가된 회로 배선은 발열한다.
온도 측정기(260)는 커버 프레임(220)의 통과홀(225)과 커버 블록(140)의 관통홀(144)을 통과하여 반도체칩(10)에 접촉된다. 온도 측정기(260)는 반도체칩(10)의 발열되는 회로 배선에 대응되는 부분의 온도를 측정한다.
회로 배선에 순차적으로 전류를 인가함에 따라 모든 회로 배선을 테스트한다. 이때, 온도 측정기(260)는 반도체칩(10)의 표면을 이동하면서 반도체칩(10)의 온도를 전체적으로 측정한다.
온도 측정기(260)는 측정된 온도에 관한 신호를 제어부에 전송한다. 제어부에는 반도체칩(10)의 전체 영역에 대응되는 온도값이 저장된다. 반도체칩(10)의 영역별 온도는 디스플레이부(205)에 의해 디스플레이된다.
한편, 전류가 흐르는 회로 배선이 정상 온도 범위 내에서 발열되면, 해당 회로 배선은 정상적으로 형성된 것으로 판단된다. 전류가 흐르는 회로 배선이 정상 온도 범위를 벗어나게 발열되면, 해당 회로 배선은 비정상적으로 형성된 것으로 판단된다. 따라서, 반도체칩(10)의 온도를 측정하여 반도체칩(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 반도체칩 100: 테스트 패키지
110: 테스트 보드 120: 테스트 소켓
130: 베이스 블록 134: 안착홈
134a: 둘레면 136: 힌지부
140: 커버 블록 144: 관통홀
146: 가압 레그 146a: 끝단부
148: 단차부 200: 반도체칩용 온도 측정 장치
210: 베이스 프레임 220: 커버 프레임
225: 통과홀 230: 열교환 챔버
131: 실링부 133: 하부 밀착부
135: 상부 밀착부 240: 온도 조절기
250: 이동장치 260: 온도 측정기
270: 가압 장치 271: 지지대
273: 가압 레버 275: 가압 로드

Claims (7)

  1. 테스트 패키지가 안착되는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임에 대향되게 배치되고, 상기 테스트 패키지에 실장된 반도체칩에 대응되도록 통과홀이 형성되는 커버 프레임;
    상기 테스트 패키지의 주위에 배치되어 상기 테스트 패키지를 열교환시키는 온도 조절기;
    상기 베이스 프레임의 일측에 배치되는 이동장치; 및
    상기 이동장치에 이동 가능하게 배치되고, 상기 커버 프레임의 상기 통과홀을 통과하여 상기 반도체칩의 온도를 측정하는 온도 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임과 상기 커버 프레임에는 상기 테스트 패키지가 수용되도록 열교환 챔버가 형성되고,
    상기 열교환 챔버의 둘레에는 상기 테스트 패키지에 밀착되어 상기 열교환 챔버를 밀봉시키도록 실링부가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절기는 상기 베이스 프레임과 상기 커버 프레임에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 온도 조절기는,
    상기 베이스 프레임과 상기 커버 프레임에 배치되고, 열교환 매체가 유동되는 열교환 튜브; 및
    상기 열교환 튜브에 열교환된 매체를 공급하는 매체 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임의 둘레에 배치되어 상기 커버 프레임을 상기 베이스 프레임 측으로 압착하는 가압 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가압 장치는,
    상기 베이스 프레임의 둘레에 배치되는 지지대;
    상기 지지대의 상측에 힌지 결합되는 가압 레버; 및
    상기 가압 레버와 상기 지지대에 링크 결합되어 상기 가압 레버를 조작함에 의해 상기 커버 프레임을 상기 베이스 프레임 측으로 가압하는 가압 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 테스트 패키지의 테스트 보드와 테스트 소켓이 열교환 챔버에 위치되고,
    상기 온도 조절기를 구동하여 상기 열교환 챔버를 항온 상태로 유지시킨 후 상기 반도체칩을 동작시키고,
    상기 반도체칩이 동작되는 상태에서 상기 온도 측정기가 상기 반도체칩의 발열 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 반도체칩용 온도 측정 장치.
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