KR102490878B1 - Semiconductor test apparatus provided with means for uniform cooling - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디바이스가 실장된 보드의 길이 전체에 걸쳐 열 분포가 균일하도록 냉각시키는 수단이 구비되는 반도체 테스트 장치에 관한 것으로서, 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되며 내부에 복수개의 반도체 소자의 테스트 보드가 일정한 간격으로 적층되게 장착되는 랙 프레임과, 상기 랙 프레임 내부를 냉각시키는 유로가 형성되는 냉각 유로 모듈을 포함하되, 냉각 유로 모듈에는 상기 복수개의 테스트 보드 마다 테스트 보드의 길이 방향을 따라 길게 형성되며 테스트 보드를 향하여 분사 홀이 형성되어 모든 디바이스에 대해 온도가 균일하도록 냉각이 이루어질 수 있는 수단이 구비되며, 또한 디바이스의 냉각 과정에서 냉각 공기가 디바이스로 불어올 때 까지 주위 디바이스와의 열교환이 최소화 되어 냉각 효율이 극대화 될 수 있는 반도체 테스트 장치를 제공하고자 한다.The present invention relates to a semiconductor test apparatus provided with means for cooling so that heat distribution is uniform over the entire length of a board on which devices are mounted, a case, and a test board installed inside the case and having a plurality of semiconductor elements therein It includes a rack frame stacked at regular intervals and a cooling passage module in which a passage for cooling the inside of the rack frame is formed, wherein the cooling passage module is formed long along the length direction of the test board for each of the plurality of test boards and tested A spray hole is formed toward the board, and means for cooling so that the temperature is uniform for all devices is provided, and heat exchange with surrounding devices is minimized until cooling air is blown into the device during the cooling process of the device. It is intended to provide a semiconductor test device that can maximize efficiency.
Description
본 발명은 반도체 테스트 장치에 관한 것으로, 특히 디바이스가 실장된 보드의 길이 전체에 걸쳐 열 분포가 균일하도록 냉각시키는 수단이 구비되는 반도체 테스트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor test apparatus, and more particularly, to a semiconductor test apparatus provided with cooling means to uniformly distribute heat over the entire length of a board on which devices are mounted.
최근에는 SSD의 성능 요구가 증가함에 따라 SSD의 전력 소요는 증가하는 반면 SSD의 크기는 동일하거나 작아지는 추세이다. SSD디바이스는 크기가 그다지 증가하지 않으면서 소요 전력은 증가하는 경우 SSD에서 더 많은 열이 발생되는 과열 현상으로 인한 SSD 불량이 야기될 수 있다.Recently, as the performance requirements of SSDs increase, the power consumption of SSDs increases while the size of SSDs tends to be the same or smaller. If the size of the SSD device does not increase very much but the power consumption increases, SSD failure may occur due to an overheating phenomenon in which more heat is generated in the SSD.
따라서 SSD 공급업체들은 디바이스의 과열을 방지하기 위해서 SSD 디바이스 제품 내부에 열 센서를 내장하여 S.M.A.R.T (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) 명령을 통해 디바이스의 온도를 모니터링하고 디바이스 온도를 관리하기 위해 열압력 조절 (Thermal Throttling)의 펌웨어 배치로 드라이브를 구성하는 식으로 설계를 한다.Therefore, in order to prevent overheating of the device, SSD vendors embed a thermal sensor inside the SSD device product to monitor the device temperature through S.M.A.R.T (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) commands and to manage the device temperature. It is designed in such a way that the drive is configured with the firmware arrangement of thermal throttling.
이를 통해 디바이스의 온도가 디바이스의 오작동을 일으킬 수 있는 특정 수준에 도달하면 열압력 조절 공정을 통해 디바이스의 데이터 전송 속도를 낮춰 줌으로써 디바이스의 최대 허용 임계 온도를 초과하지 않게 하는 식으로 디바이스 온도가 스스로 제어될 수 있게 제작한다.Through this, when the device temperature reaches a certain level that can cause the device to malfunction, the device temperature is self-controlled by reducing the device's data transmission rate through a thermal pressure regulation process so that the device's maximum allowable critical temperature is not exceeded. made to be
테스트 챔버 입장에서는 테스트 보드에 장착된 모든 디바이스가 테스트 진행 중 열압력 조절 공정에 걸리지 않을 수 있도록 디바이스 간 온도 편차가 최소화 되게 유지하는 것이 대단히 중요하다. 왜냐하면 테스트 보드에 장착된 SSD 디바이스의 일부가 열 편차가 발생되어 열압력 조절 공정이 필요하게 되면 디바이스 테스트 시간이 지연되는데, 이는 곧 SSD 디바이스의 생산성 저하로 연결이 되기 때문이다.From the standpoint of the test chamber, it is very important to keep the temperature deviation between devices to a minimum so that all devices mounted on the test board do not get caught in the thermal pressure control process during the test. This is because if a part of the SSD device mounted on the test board has a thermal deviation and a thermal pressure adjustment process is required, the device test time is delayed, which leads to a decrease in productivity of the SSD device.
참고로 JEDEC (JESD218A) 규정에 따르면 디바이스 성능평가 온도 범위에서 디바이스 간 온도편차가 ±5℃ 이상이 되면 S.M.A.R.T 프로그램에 의해 각 디바이스가 속도를 줄이면서 열압력 조절 (Thermal Throttling)을 하게 되는데, 이는 SSD 소자 테스트 장치에서 테스트 속도를 낮추게 하는 것으로 이는 결국 SSD 테스트 장치의 생산성을 떨어뜨리는 결과를 가져오게 된다. 따라서 챔버 내에 장착된 모든 디바이스는 성능평가 온도 범위 (0~70℃) 에서 디바이스간 온도편차는 ±5℃ 이하로 유지되어야 한다. 또한 테스트보드에 장착된 SSD에 진동이나 변형을 초래하는 않도록 설계되어 정확한 성능평가 결과가 도출되어야 한다.For reference, according to the JEDEC (JESD218A) regulations, when the temperature deviation between devices exceeds ±5℃ in the device performance evaluation temperature range, each device reduces speed by the S.M.A.R.T program and performs thermal throttling, which is SSD This lowers the test speed in the device test device, which eventually results in lowering the productivity of the SSD test device. Therefore, the temperature deviation between devices in the performance evaluation temperature range (0~70℃) of all devices installed in the chamber must be maintained within ±5℃. In addition, it is designed not to cause vibration or deformation to the SSD mounted on the test board, so accurate performance evaluation results must be derived.
일반적으로 디바이스 평가는 테스트 보드 위에 여러 개의 디바이스를 실장한 후 이 테스트 보드를 성능평가 챔버 내에 넣은 후에 평가를 실행한다.In general, device evaluation is performed after mounting several devices on a test board and putting the test board into a performance evaluation chamber.
종래에는 테스트 보드 위에 실장된 각각의 디바이스 전력이 15W 이상인 경우 디바이스 간 온도 균일도를 맞추는데 있어서 챔버 측면에서 챔버 측면으로 테스트 보드를 가로질러 흐르는 공기흐름에 의해 디바이스 온도 균일도를 조절해준다.Conventionally, when the power of each device mounted on the test board is 15 W or more, the device temperature uniformity is controlled by the air flow flowing across the test board from chamber side to chamber side in matching the temperature uniformity between devices.
이때 공기가 도입되는 영역에서의 디바이스와 공기가 빠져나가는 영역에서의 디바이스 간 온도 편차는 크게 될 수밖에 없다. 도 1b를 기준으로 살펴보면, 공기 흐름은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행된다. 이때 번인 보드에 실장된 디바이스들 중에서 왼쪽에 실장된 디바이스는 냉각용 증발기를 통과한 후 곧 바로 챔버 내로 도입된 공기가 냉각시키므로 냉각효과가 큰 반면, 오른쪽으로 갈수록 디바이스에 불어오는 공기는 왼쪽에 배치된 디바이스로부터 열을 얻은 공기이어서 공기의 온도가 높아지게 되어 결국 오른쪽으로 갈수록 디바이스의 냉각 효과는 작을 수밖에 없다. 따라서 어느 한 측에서 공기를 강제로 불어넣어 공냉시키는 경우에는 테스트 보드에 장착된 전체 디바이스의 온도 균일도를 조절하는데 한계가 있을 수 밖에 없다.At this time, a temperature difference between a device in an area where air is introduced and a device in an area where air is discharged is inevitably large. Referring to FIG. 1B , the air flow proceeds from left to right. At this time, among the devices mounted on the burn-in board, the device mounted on the left side is cooled by the air introduced into the chamber immediately after passing through the cooling evaporator, so the cooling effect is great, while the air blowing into the device toward the right side is placed on the left side. Since it is air that has obtained heat from the device, the temperature of the air rises, and the cooling effect of the device inevitably decreases as you move to the right. Therefore, in the case of air cooling by forcibly blowing air from one side, there is inevitably a limit to adjusting the temperature uniformity of all devices mounted on the test board.
최근 다양한 폼 팩터(사양)를 갖는 SSD 디바이스의 경우 디바이스 마다 발열량이 높아, 기존 방식대로 챔버 측면에서 챔버 측면으로 흐르게 하는 공기흐름 만으로는 원하는 디바이스 간 온도 균일도를 얻을 수 없어 개선이 시급한 실정이다.Recently, in the case of SSD devices having various form factors (specifications), the amount of heat generated is high for each device, so that the desired temperature uniformity between devices cannot be obtained with only the airflow flowing from the chamber side to the chamber side as in the conventional method. Improvement is urgently needed.
등록특허공보 제10-1796013호(공고일자: 2017. 11. 09)Registered Patent Publication No. 10-1796013 (Public date: 2017. 11. 09)
이에 본 발명은 반도체 디바이스의 테스트가 이루어지는 테스트 장치에서, 테스트용 보드에 실장된 모든 디바이스에 대해 온도가 균일하도록 냉각이 이루어질 수 있는 수단이 구비되며, 또한 디바이스의 냉각 과정에서 냉각 공기가 디바이스로 불어올 때 까지 주위 디바이스와의 열교환이 최소화 되어 냉각 효율이 극대화 될 수 있는 반도체 테스트 장치를 제공하고자 한다.Therefore, according to the present invention, in a test apparatus for testing a semiconductor device, a means for cooling so that the temperature of all devices mounted on a test board is uniform is provided, and cooling air is blown into the device during the cooling process of the device. It is intended to provide a semiconductor test device capable of maximizing cooling efficiency by minimizing heat exchange with surrounding devices.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치는 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되며 내부에 복수개의 반도체 소자의 테스트 보드가 일정한 간격으로 적층되게 장착되는 랙 프레임과, 상기 랙 프레임 내부를 냉각시키는 유로가 형성되는 냉각 유로 모듈을 포함하되, 상기 냉각 유로 모듈에는 상기 테스트 보드 마다 테스트 보드의 길이 방향을 따라 길게 형성되며 테스트 보드를 향하여 분사 홀이 형성되는 냉각 챔버가 마련된다.A semiconductor test apparatus according to the present invention for achieving this object is a case, a rack frame installed inside the case and having test boards of a plurality of semiconductor devices stacked at regular intervals therein, and cooling the inside of the rack frame. and a cooling passage module in which a cooling passage module is formed, wherein each test board is provided with a cooling chamber formed long along the length direction of the test board and having a spray hole formed toward the test board.
여기서 상기 분사 홀은 바람직하게는 반도체 소자가 실장되는 위치에 대응되게 형성된다.Here, the injection hole is preferably formed to correspond to a position where a semiconductor element is mounted.
또한 상기 냉각 유로 모듈은 바람직하게는 상기 케이스 외부의 공기를 케이스 내부로 유입시키는 블로워와, 블로워로 유입된 공기가 복수개의 상기 냉각 챔버로 분배되도록 복수개의 상기 냉각 챔버의 단부가 모두 연결되는 공기 유로가 내부에 형성되는 연결 챔버를 포함하되, 상기 케이스 내부에는 상기 테스트 보드의 냉각을 위해 마련되는 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 구성되는 냉각 사이클 모듈이 설치되고, 상기 연결 챔버에는 상기 증발기가 내장될 수 있다.In addition, the cooling passage module is preferably a blower that introduces air from the outside of the case into the case, and an air passage to which ends of the plurality of cooling chambers are all connected so that the air introduced into the blower is distributed to the plurality of cooling chambers. A refrigeration cycle module composed of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator provided for cooling the test board is installed inside the case, and the evaporator is built into the connection chamber. It can be.
그리고 상기 분사 홀과 상기 테스트 보드 사이에는 바람직하게는 상기 분사 홀로부터 분사되는 공기의 흐름을 조절하는 공기흐름 조절기가 설치될 수 있다.An air flow controller may be installed between the spray hole and the test board to control the flow of air sprayed from the spray hole.
이 경우 상기 공기흐름 조절기는 바람직하게는 상기 분사 홀과 테스트 보드 사이에 삽입 가능하도록 판 형태로 형성되며, 상기 공기흐름 조절기에는 두께 방향으로 관통되는 미세 채널이 공기흐름 조절기의 면적을 따라 동일한 형상과 크기의 격자 형태로 형성될 수 있다.In this case, the air flow regulator is preferably formed in a plate shape so as to be inserted between the injection hole and the test board, and the air flow regulator has fine channels penetrating in a thickness direction in the same shape and shape along the area of the air flow regulator. It can be formed in the form of a lattice size.
이때 상기 미세 채널의 단면 형태는 바람직하게는 허니컴 형태일 수 있다.At this time, the cross-sectional shape of the microchannel may preferably be a honeycomb shape.
또한 상기 공기흐름 조절기와 상기 분사 홀 사이에는 바람직하게는 각 분사홀 중의 일부만 선택적으로 개폐시키는 패널 형태의 트레이가 설치될 수 있다.In addition, preferably, a tray in the form of a panel that selectively opens and closes only a portion of each of the spray holes may be installed between the air flow controller and the spray holes.
이때 상기 트레이는 바람직하게는 장방형의 트레이 패널과, 트레이 패널의 단면이 삽입되도록 가이드 홈이 내측에 길게 형성되는 평행한 두 줄의 강성 부재와 두 줄의 강성 부재를 일정 간격마다 연결시키는 지지대로 구성되는 가이드 프레임으로 이루어지되, 상기 두 줄의 강성 부재 중 하나는 바람직하게는 상기 가이드 홈이 강성 부재를 관통하는 형태로 형성되어, 상기 트레이 패널은 강성 부재를 관통하는 형태로 형성된 상기 가이드 홈을 통하여 인출 또는 삽입됨으로써 상기 각 분사홀 중의 일부를 선택적으로 개폐시킬 수 있다.At this time, the tray preferably consists of a rectangular tray panel, two parallel lines of rigid members in which a guide groove is formed long inside so that the cross section of the tray panel is inserted, and a support connecting the two lines of rigid members at regular intervals. It is made of a guide frame, but one of the two rows of rigid members is preferably formed in such a way that the guide grooves pass through the rigid members, and the tray panel is formed through the guide grooves formed in such a way that the guide grooves pass through the rigid members. Some of the spray holes may be selectively opened or closed by being drawn out or inserted.
본 발명에 따른 반도체 테스트 장치는 테스트용 보드에 실장된 모든 디바이스에 대해 온도가 균일하도록 냉각이 이루어질 수 있는 수단이 구비되며, 또한 디바이스의 냉각 과정에서 냉각 공기가 디바이스를 냉각시켜줌에 있어서 주변 디바이스와의 열교환이 최소화 되어 냉각 효율이 극대화 될 수 있는 효과가 있다.The semiconductor test apparatus according to the present invention is provided with a means for cooling so that the temperature of all devices mounted on the test board is uniform, and the cooling air cools the device during the cooling process of the device, so that the peripheral devices and There is an effect of maximizing cooling efficiency by minimizing heat exchange.
도 1a는 반도체 디바이스가 실장된 테스트 보드가 테스트 장치에 장착된 사진,
도 1b는 종래의 반도체 테스트 장치에 적용되는 냉각 공기의 흐름을 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치의 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치의 투시 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치에서 공기흐름 조절장치의 사시도,
도 5a는 종래의 반도체 테스트 장치의 내부 사시도,
도 5b는 도 4의 부분을 나타낸 개념도,
도 5c는 도 5b의 다양한 실시예를 나타내는 부분 사시도,
도 5d는 도 5a의 종래 기술과 도 5b의 본 발명에 따른 공기흐름 조절의 원리를 비교한 개념도,
도 5e는 도 4의 공기흐름 조절기를 통과하는 공기의 통과 거리에 따른 난류 강도를 나타내는 그래프,
도 6a 내지 도 6d는 공정조건 변화를 위한 트레이의 작용을 나타낸 개념도,
도 7은 도 6a 내지 도 6d에 도시된 트레이를 구체화시킨 사시도,
도 8은 도 6a 내지 도 6d에 도 7의 트레이가 적용된 부분 정면도,
도 9는 도 7의 트레이의 적용 원리를 나타낸 평면도,1A is a photograph in which a test board on which a semiconductor device is mounted is mounted on a test apparatus;
1B is a conceptual diagram showing the flow of cooling air applied to a conventional semiconductor test device;
2 is a front cross-sectional view of a semiconductor test apparatus according to the present invention;
3 is a perspective view of a semiconductor test apparatus according to the present invention;
4 is a perspective view of an air flow control device in a semiconductor test apparatus according to the present invention;
5A is an internal perspective view of a conventional semiconductor test device;
Figure 5b is a conceptual diagram showing a portion of Figure 4;
Figure 5c is a partial perspective view showing various embodiments of Figure 5b;
Figure 5d is a conceptual diagram comparing the principle of air flow control according to the prior art of Figure 5a and the present invention of Figure 5b;
5E is a graph showing the intensity of turbulence according to the passage distance of air passing through the air flow regulator of FIG. 4;
6a to 6d are conceptual diagrams showing the action of the tray for changing process conditions;
Figure 7 is a perspective view embodying the tray shown in Figures 6a to 6d;
8 is a partial front view in which the tray of FIG. 7 is applied to FIGS. 6A to 6D;
Figure 9 is a plan view showing the application principle of the tray of Figure 7;
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Specific structural or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are merely exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. In addition, it should not be construed as being limited to the embodiments described in this specification, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 반도체 검사 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(11)와, 랙 프레임(40)과, 냉각 유로 모듈(30)을 포함한다.As shown in FIG. 2 , a semiconductor inspection apparatus according to the present invention includes a case 11 , a
케이스(11)는 통상의 반도체 검사 장치에 적용되는 케이스라면 그 구체적인 형태에 특별한 제한은 없으며, 장치의 목적과 특성에 따라 내장되는 기기와 용도에 대응되는 크기와 형태로 제작될 수 있다.The case 11 is not particularly limited in its specific form as long as it is applied to a typical semiconductor inspection device, and may be manufactured in a size and shape corresponding to the built-in device and use according to the purpose and characteristics of the device.
랙 프레임(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 반도체 디바이스가 실장되는 복수개의 테스트 보드가 층을 이루며 장착될 수 있게 형성된다. 도 2와 도 3에서는 예시적으로 반도체 디바이스는 SSD이고 테스트 보드는 SSD가 실장된 테스트 보드(SSDB)인 것으로 도시되어 있다. 이를 위해 랙 프레임(40)에는 복수개의 테스트 보드가 설치되는 슬롯(미도시)이 상하 방향으로 마련된다.As shown in FIGS. 2 and 3 , the
냉각 유로 모듈(30)은 반도체 디바이스의 테스트 과정에서 과열이 발생되는 것을 방지시키면서 테스트 보드의 열 분포가 균일하게 냉각되도록 공기를 랙 프레임(40) 내부로 유입하여 강제 대류시키는 기구와 공기 통로로 이루어진다.The cooling passage module 30 includes an air passage and a mechanism for forced convection by introducing air into the
냉각 유로 모듈(30)에는 특히 복수개의 테스트 보드 마다 테스트 보드의 길이 방향을 따라 길게 형성되며 테스트 보드를 향하여 분사 홀(321)이 형성되는 냉각 챔버(32)가 구비된다.In particular, the cooling passage module 30 is provided with a cooling
냉각 챔버(32)는 테스트 보드와 전 면적에 걸쳐 마주 보도록 설치되면서 내부에 기체 통로가 형성되므로 냉각 챔버(32) 내부에는 일정한 공기 압력이 형성되어 테스트 보드의 전체 면적에 걸쳐 동시에 공기를 분사한다. 따라서 테스트 보드의 어느 한 부위를 냉각시키면서 달궈진 공기가 나머지 부위를 냉각시킴으로 인해 불균일한 냉각이 일어나는 것이 방지되고 테스트 보드 전체 면적에 걸쳐 균일한 냉각이 이루어질 수 있다.Since the cooling
테스트 보드에 실장되는 반도체 디바이스들은 도 6a에 도시된 바와 같이 일정한 간격에 따라 설치되며, 분사 홀(321) 또한 반도체 디바이스들이 설치된 지점에 대응되는 부위에 형성되어 효과적인 국부 냉각이 이루어지므로, 냉각 챔버(32)에 채워진 공기 압력이 불필요하게 소모되는 것이 방지된다.Semiconductor devices mounted on the test board are installed at regular intervals as shown in FIG. 6A, and the
냉각 유로 모듈(30)은 보다 구체적으로 케이스(11) 외부의 공기를 케이스(11) 내부로 유입시키는 블로워(31)와, 블로워(31)로 유입된 공기가 복수개의 냉각 챔버(32)로 분배되도록 복수개의 냉각 챔버(32)의 단부가 모두 연결되는 공기 유로가 내부에 형성되는 연결 챔버(23)를 포함한다. 즉 케이스(11) 외부의 공기를 내부로 유입시키는 블로워(31)는 일단 연결 챔버(23)로 공기를 유입시키고, 연결 챔버(23)는 모든 냉각 챔버(32)와 연결 되므로 연결 챔버(23)는 복수개의 냉각 챔버(32)에 공기를 분배시키는 통로로서의 역할을 담당한다.The cooling passage module 30 is more specifically a
또한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치에서는 케이스(11) 내부에 테스트 보드의 냉각을 위해 마련되는 압축기(22)와 응축기(21)와 팽창밸브(미도시)와 증발기(미도시)로 구성되는 냉각 사이클 모듈이 설치된다. 참고로 증발기는 연결 챔버(23)에 내장되므로 도 2에서 직접 보이진 않는다.In addition, in the semiconductor test apparatus according to the present invention, a cooling cycle composed of a
반도체 테스트 장치들이 설치된 실내 팹(fabrication facility) 공기는 기기들에서 뿜어져 나오는 열기로 인해 온도가 높은 상태이므로 실내 공기만으로 디바이스를 냉각시키려면 상당한 숫자의 팬이 설치되어야 하므로, 팬의 설치로 인한 공간 점유 문제와 팬의 막대한 소음 문제가 발생될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치에서는 챔버 내에서 디바이스를 냉각시키는 공기의 온도를 현저하게 낮춤으로써 다량의 팬 설치가 필요 없도록 냉각 사이클 모듈(20)이 설치된다.Since the temperature of the indoor fabrication facility air where semiconductor test equipment is installed is high due to the heat emitted from the devices, a significant number of fans must be installed to cool the device only with indoor air, so the space due to the installation of the fan Occupancy problems and huge fan noise problems can occur. Therefore, in the semiconductor test apparatus according to the present invention, the cooling cycle module 20 is installed so as not to require the installation of a large amount of fans by significantly lowering the temperature of the air for cooling the device in the chamber.
특히 연결 챔버(23)에는 냉각 사이클 모듈(20)을 구성하는 증발기가 내장됨으로써, 각각의 냉각 챔버(32)로 분배되는 공기는 모두 증발기를 거칠 수 있으므로 랙 프레임(40) 내부의 모든 디바이스의 냉각이 고르게 이루어지면서도 효과적으로 냉각이 이루어질 수 있다.In particular, since the evaporator constituting the cooling cycle module 20 is built into the
그런데 냉각 챔버(32)에 형성된 분사 홀(321)로부터 반도체 디바이스 까지 공기가 분사되는 과정에서, 공기가 분사되는 순간부터 곧바로 난류가 형성되면서 분사된 공기와 주변의 공기 사이에 활발한 열교환이 일어나 냉각 효율이 저하되는 문제가 생길 수 있다.However, in the process of spraying air from the
본 발명에 따른 반도체 테스트 장치에서는 이러한 문제의 방지를 위해 분사 홀(321)과 테스트 보드 사이에 도 2에 도시된 바와 같이 분사 홀(321)로부터 분사되는 공기의 흐름을 조절하는 공기흐름 조절기(34)가 설치된다.In the semiconductor test apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 2 between the
공기흐름 조절기(34)는 분사 홀(321)과 테스트 보드 사이에 삽입 가능하도록 판 형태로 형성되며, 공기흐름 조절기(34)에는 두께 방향으로 관통되는 미세 채널(341)이 공기흐름 조절기(34)의 면적을 따라 동일한 형상과 크기의 격자 형태로 형성된다.The
보다 구체적으로 공기흐름 조절기(34)는 도 4에 도시된 바와 같이 허니컴 형상의 미세 채널(341)이 종횡으로 격자 모양으로 형성된 패널 형태로 제작될 수 있다. More specifically, as shown in FIG. 4 , the
공기흐름 조절기(34)에 미세 채널(341)이 격자 형태로 형성되면 분사 홀(321)로부터 분사되는 냉각 공기는 난류 형성이 최소화되면서 반도체 디바이스까지 직진되어, 주변 공기와의 열교환이 최소화될 수 있다.When the
도 5d를 참조하면 종래의 냉각 구조에서는 공기가 분사되자마자 퍼지면서 난류로 형성되는 반면, 본 발명에 따른 테스트 장치에서는 공기흐름 조절기(34)를 통과한 공기는 직진성을 가지면서 난류가 형성되기 전에 반도체 디바이스를 냉각시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5D, in the conventional cooling structure, air spreads as soon as it is injected and forms a turbulent flow, whereas in the test device according to the present invention, the air passing through the
도 5e에는 분사된 공기 흐름의 종축 방향과 횡축 방향의 난류 강도가 각각 왼쪽과 오른쪽에 표시되어 있다. 여기서 연한 녹색으로 표시된 선은 공기흐름 조절기(34)가 없는 상태의 난류 강도이고 붉은 색으로 표시된 선은 공기흐름 조절기(34)가 있는 상태의 난류 강도이므로, 공기흐름 조절기(34)가 설치되는 경우에 난류 강도가 현저하게 낮아져 측면 난류 특성이 배제된 형태의 공기 흐름이 형성됨을 알 수 있다.In FIG. 5E, the intensity of turbulence in the direction of the longitudinal axis and the direction of the transverse axis of the injected air flow is displayed on the left and right sides, respectively. Here, the light green line is the turbulence intensity without the
공기흐름 조절기(34)를 통과하는 냉각 공기는 주변과의 열 교환이 최소화되므로 냉각 효율이 현저하게 향상될 수 있어, 종래 스토리지 디바이스의 경우 8 ~ 25 W 범위에서 최적화된 평가를 할 수 있었던 것에 비해 본 발명이 적용되면 25W 이상의 제품도 JEDEC (JESD218A) 규정에 맞게 평가가 가능하게 된다.Cooling air passing through the
또한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장치에서는 냉각 효율의 극대화를 위해 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 공기흐름 조절기(34)와 분사 홀(321) 사이에 각 분사 홀(321) 중의 일부만 선택적으로 개폐시키는 패널 형태의 트레이(33)가 설치될 수 있다.In addition, in the semiconductor test apparatus according to the present invention, only a part of each
트레이(33)는 분사 홀(321)을 선택적으로 개폐시킴으로써 보드에 형성된 소켓 중 일부에만 디바이스가 실장되는 경우, 디바이스가 실장된 부위만 집중적으로 냉각이 이루어질 수 있어 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다.The
예를 들어 보드의 모든 소켓에 디바이스가 실장되는 도 6a에서는 트레이(33)는 모든 분사 홀(321)에서 냉각 공기가 분사되도록 모두 개방되지만, 도 6b부터 도 6d까지 선택적으로 분사 홀(321)이 개방되는 경우에는 냉각 덕트(32) 내의 공기가 개방된 분사 홀(321)로 집중적으로 분사되므로 냉각 공기가 낭비되지 않고 오히려 더 높은 압력이 운동에너지로 전환되면서 냉각 효율은 더욱 상승할 수 있다.For example, in FIG. 6A where devices are mounted on all sockets of the board, the
트레이(33)는 여러 가지 실시예로 구체화 될 수 있다. 도 7에 도시된 트레이(33)는 장방형의 트레이 패널(332)과, 트레이 패널(332)의 단변이 삽입되도록 가이드 홈(3311)이 내측에 길게 형성되는 평행한 두 줄의 강성 부재와 두 줄의 강성 부재를 일정 간격마다 연결시키는 지지대(3312)로 구성되는 가이드 프레임(331)으로 이루어진다.The
이때 두 줄의 상기 강성 부재 중 하나는 가이드 홈(3311)이 강성 부재를 관통하는 형태로 형성되어, 관통하는 형태의 가이드 홈(3311)을 통하여 트레이 패널(332)이 인출 또는 삽입됨으로써 각 분사 홀(321) 중의 일부를 선택적으로 개폐시킬 수 있다.At this time, one of the two lines of the rigid member is formed in a form in which a
도 9에 도시된 평면도를 참조하면 트레이(33)는 분사 홀(321)을 선택적으로 개방시킬 때 디바이스가 실장되지 않은 부분의 분사 홀(321)만 밀폐시키면 되며 반드시 분사가 이루어지는 분사 홀(321) 이외에는 모두 밀폐시켜야 하는 것은 아니므로 밀폐 구간(D)에만 트레이 패널(332)이 장착되며, 밀폐 구간(D)은 도 9에 도시된 바와 같이 반도체 디바이스가 실장되지 않는 부위에 형성된 분사 홀(321) 만 해당된다.Referring to the plan view shown in FIG. 9, when the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within a range that does not deviate from the technical spirit of the present invention. will be clear to those who have knowledge of
SSDB : SSD가 실장된 테스트 보드 B : 개방 구간
D : 밀폐 구간 11 : 케이스
12 : 파워 랙 13 : 자동 도어
14 : 파워 단자 15 : PGB룸
16 : 파워스위치 17 : 냉동기
18 : 제습기 19 : 히터
20 : 냉각 사이클 모듈 21 : 응축기
22 : 압축기 23 : 연결 챔버
24 : 액분리기 30 : 냉각 유로 모듈
31 : 블로워 32 : 냉각 챔버
33 : 트레이 34,34a,34b,34c : 공기흐름 조절기
35 : 배기 팬 36 : PGB 방열팬
40 : 랙 프레임 321 : 분사 홀
331 : 가이드 프레임 332 : 트레이 패널
341 : 미세 채널 3311 : 가이드 홈
3312 : 지지대SSDB: Test board with SSD mounted B: Open section
D: sealed section 11: case
12: power rack 13: automatic door
14: power terminal 15: PGB room
16: power switch 17: freezer
18: dehumidifier 19: heater
20: cooling cycle module 21: condenser
22: compressor 23: connection chamber
24: liquid separator 30: cooling path module
31: blower 32: cooling chamber
33:
35: exhaust fan 36: PGB heat dissipation fan
40: rack frame 321: injection hole
331: guide frame 332: tray panel
341: fine channel 3311: guide groove
3312: support
Claims (8)
상기 케이스 내부에 설치되며 내부에 복수개의 반도체 소자의 테스트 보드가 일정한 간격으로 적층되게 장착되는 랙 프레임과;
상기 랙 프레임 내부를 냉각시키는 유로가 형성되는 냉각 유로 모듈;
을 포함하되,
상기 냉각 유로 모듈에는 상기 복수개의 테스트 보드 마다 테스트 보드의 길이 방향을 따라 길게 형성되며 테스트 보드를 향하여 분사 홀이 형성되는 냉각 챔버가 구비되고,
상기 분사 홀은 반도체 소자가 실장되는 위치에 대응되게 형성되며,
상기 분사 홀과 상기 테스트 보드 사이에는 상기 분사 홀로부터 분사되는 공기의 흐름을 조절하는 공기흐름 조절기가 설치되고,
상기 공기흐름 조절기는 상기 분사 홀과 테스트 보드 사이에 삽입 가능하도록 판 형태로 형성되며,
상기 공기흐름 조절기에는 두께 방향으로 관통되는 미세 채널이 공기흐름 조절기의 면적을 따라 동일한 형상과 크기의 격자 형태로 형성되고,
상기 공기흐름 조절기와 상기 분사 홀 사이에는 각 분사홀 중의 일부만 선택적으로 개폐시키는 패널 형태의 트레이가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 장치.case;
a rack frame installed inside the case and into which test boards of a plurality of semiconductor devices are stacked at regular intervals;
a cooling passage module in which a passage cooling the inside of the rack frame is formed;
Including,
The cooling passage module is provided with a cooling chamber formed long along the longitudinal direction of the test board for each of the plurality of test boards and having a spray hole formed toward the test board,
The injection hole is formed to correspond to a position where a semiconductor device is mounted,
An air flow controller is installed between the spray hole and the test board to control the flow of air sprayed from the spray hole.
The air flow regulator is formed in a plate shape to be inserted between the injection hole and the test board,
In the air flow regulator, fine channels penetrating in the thickness direction are formed in the form of a grid having the same shape and size along the area of the air flow regulator,
A semiconductor test apparatus, characterized in that a tray in the form of a panel that selectively opens and closes only a part of each injection hole is installed between the air flow regulator and the injection hole.
상기 냉각 유로 모듈은 상기 케이스 외부의 공기를 케이스 내부로 유입시키는 블로워와, 블로워로 유입된 공기가 복수개의 상기 냉각 챔버로 분배되도록 복수개의 상기 냉각 챔버의 단부가 모두 연결되는 공기 유로가 내부에 형성되는 연결 챔버를 포함하되,
상기 케이스 내부에는 상기 테스트 보드의 냉각을 위해 마련되는 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 구성되는 냉각 사이클 모듈이 설치되고,
상기 연결 챔버에는 상기 증발기가 내장되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 장치.According to claim 1,
The cooling passage module has a blower that introduces air from the outside of the case into the case, and an air passage to which ends of the plurality of cooling chambers are all connected so that the air introduced into the blower is distributed to the plurality of cooling chambers. Including a connection chamber that is,
A cooling cycle module composed of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator provided for cooling the test board is installed inside the case,
The semiconductor test apparatus, characterized in that the evaporator is built in the connection chamber.
상기 미세 채널의 단면 형태는 허니컴 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 장치.According to claim 1,
The semiconductor test apparatus, characterized in that the cross-sectional shape of the fine channel is a honeycomb shape.
상기 트레이는 장방형의 트레이 패널과, 트레이 패널의 단변이 삽입되도록 가이드 홈이 내측에 길게 형성되는 평행한 두 줄의 강성 부재와 두 줄의 강성 부재를 일정 간격마다 연결시키는 지지대로 구성되는 가이드 프레임으로 이루어지되,
상기 두 줄의 강성 부재 중 하나는 상기 가이드 홈이 강성 부재를 관통하는 형태로 형성되어, 상기 트레이 패널은 강성 부재를 관통하는 형태로 형성된 상기 가이드 홈을 통하여 인출 또는 삽입됨으로써 상기 각 분사홀 중의 일부를 선택적으로 개폐시키는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 장치.According to claim 1,
The tray is a guide frame composed of a rectangular tray panel, two parallel rows of rigid members in which guide grooves are formed long inside so that the short sides of the tray panels are inserted, and supports connecting the two rows of rigid members at regular intervals. be done,
One of the two rows of rigid members is formed in such a way that the guide groove passes through the rigid member, and the tray panel is drawn out or inserted through the guide groove formed in such a way that a portion of each of the spray holes passes through the rigid member. A semiconductor test apparatus characterized in that for selectively opening and closing.
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