KR200215281Y1

KR200215281Y1 - 소자 테스트장비의 저온가스 공급 개폐용 밸브

Info

Publication number: KR200215281Y1
Application number: KR2019980004022U
Authority: KR
Inventors: 김두철
Original assignee: 정문술; 미래산업주식회사
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR19990037321U; KR19990038086U

Abstract

본 고안은 소자의 성능을 검사하는 핸들러(handler)에서 혹한성 테스트를 위해 챔버(chamber)내부로 액화질소(LN₂)의 공급을 제어하는 소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브에 관한 것으로 하우징내에 저온의 액화질소가 유입되더라도 밸브가 얼어 붙어 오동작되지 않도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 챔버의 일측에 액화질소를 공급하기 위한 인입구(27) 및 인출구(28)가 형성된 하우징(26)을 설치하고 상기 하우징의 내부에는 밸브판(29)이 고정된 로드(37)를 설치하여 폐쇄판(33)의 하부로 노출된 로드를 진퇴시킴에 따라 상기 밸브판이 인출구를 개폐하도록 된 것에 있어서, 상기 하우징의 하부에 설치판(36)을 스페이서(35)에 의해 이격되게 고정하여 상기 설치판에 로드(37)를 진퇴시키는 구동수단(34)을 설치하고 밸브판과 폐쇄판 사이에는 로드를 감싸도록 벨로우즈(38)를 설치하며 로드에 형성된 플랜지(39)와 설치판 사이에는 코일스프링(40)을 설치하여서 된 것으로서 밸브판(29)을 구동시키는 부품이 극저온인 액화질소에 의해 얼어붙지 않게 되므로 테스트에 따른 생산성을 극대화시키게 된다.

Description

소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브{valve for providing low-temperature gas in apparatus for testing semicon-ductor device}

본 고안은 소자의 성능을 검사하는 핸들러(handler)에서 혹한성 테스트를 위해 챔버(chamber)내부로 액화질소(LN₂₎의 공급을 제어하는 소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브에 관한 것이다.

첨부도면 도 1은 종래의 수평식핸들러를 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로써, 여러개의 소자가 로딩된 테스트 트레이(6)를 수평이동하면서 소자의 성능을 테스트하는 수평식핸들러는 생산 완료된 소자가 담겨진 합성수지재의 고객트레이(1)가 적재되는 적재부(2)와, 상기 적재부에 적재되어 있던 최상측의 고객트레이(1)가 이동아암(3)에 의해 분리되어 안착되는 로딩부(4)와, 상기 로딩부에 얹혀져 있던 고객트레이로부터 로드 픽 플레이스장치가 소자를 흡착하여 이송되어 옴에 따라 이송된 소자의 위치를 정렬하는 위치결정블럭(5)과, 상기 고객트레이(1)내에 담겨져 있던 소자를 위치결정블럭으로 이송시켜 위치를 정렬한 다음, 수평이동하는 테스트 트레이(6)에 로딩 또는 언로딩하는 로드 픽 및 플레이스장치(7)(25)와, 상기 테스트 트레이(6)를 순차적으로 하강시키면서 테스트 트레이(6)에 로딩된 소자를 원하는 테스트온도가 되도록 가열 또는 냉각시키는 제 1 챔버(8)와, 상기 제 1 챔버내에서 소자가 테스트조건에 알맞는 온도가 되어 통로(9)를 통해 송출됨에 따라 테스트 트레이에 로딩된 소자를 테스트하는 테스트부(10)와, 상기 테스트 트레이(6)를 순차적으로 상승시키면서 일정온도조건에서 테스트완료된 소자를 냉각 또는 가열시키는 제 2 챔버(11)와, 상기 제 2 챔버에서 빠져 나온 테스트 트레이가 얹혀지는 언로딩부(12)와, 상기 언로딩부에 얹혀진 테스트 트레이로부터 테스트결과에 따라 소자를 분류하여 적재하는 분류적재부(13)로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 수평식 핸들러에서 소자를 테스트하는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

생산 완료된 소자가 담겨진 고객트레이(1)를 적재부(2)상에 적재하여 놓으면 엘리베이터(14)에 의해 고객트레이가 1스탭씩 상승하게 되므로 로더캣쳐(15)가 하방으로 내려가 최상측에 위치한 고객트레이(1)를 집어 버퍼(16)의 상면에 위치시킨후, 다음의 고객트레이를 집기 위해 초기상태로 환원된다.

이와 같이 1개의 고객트레이(1)가 로더캣쳐(15)에 의해 버퍼(16)의 상면에 위치하면 이동아암(3)이 상기 고객트레이(1)를 집어 로딩부(4)에 위치시킨다.

상기 로딩부(4)에 소자가 담겨진 고객트레이(1)가 위치되고 나면 로드 픽 및 플레이스장치(7)가 이송되어 와 1열의 소자를 진공으로 흡착한 다음 위치결정블럭(5)측으로 이송하여 소자의 위치를 테스트트레이(6)에 장착된 캐리어모듈의 캐비티와 일치되도록 정렬한다.

상기한 바와 같은 동작으로 소자의 위치가 정렬되고 나면 로드 픽 및 플레이스장치(7)가 위치결정블럭(5)내에 위치된 소자를 재흡착한 다음 테스트트레이(6)의 상측으로 이동하여 흡착된 소자를 캐리어모듈의 캐비티상면에 얹어 놓는다.

상기 로드 픽 및 플레이스장치(7)의 반복된 동작으로 테스트트레이(6)의 상면에 테스트하고자 하는 소자가 전부 얹혀지고 나면 레일(17)의 상면에 얹혀진 테스트 트레이(6)가 제 1 챔버(8)의 상측에 형성된 통로(18)를 통해 제 1 챔버의 내부에 수평상태로 인입되어 엘리베이터(19)에 얹혀지게 된다.

상기 제 1 챔버(8)의 엘리베이터(19)에 순차적으로 얹혀지는 테스트 트레이(6)는 하방으로 1스탭씩 이송되면서 테스트에 적합한 온도, 즉 소자가 제품에 적용된 상태에서 동작시 발열되는 온도로 히팅하거나, 추운지역에서도 정상적으로 동작가능한지를 판단하기 위해 냉각시킨 다음 테스트 트레이(6)가 제 1 챔버(8)의 하방에 위치된 통로(9)를 통해 테스트부(10)로 이송되어 오면 테스트 트레이(6)를 하향구동시키는 수직드라이브(20)가 하강하여 테스터고정장치(21)에 의해 각 소자의 테스트신호를 중앙처리장치(CPU)에 제공하게 되므로 콘택소켓을 통해 결과신호가 출력되고, 이에 따라 테스터(도시는 생략함)에 의해 소자의 성능이 감지된다.

상기한 동작으로 테스트 트레이(6)에 얹혀진 소자의 테스트가 완료되고 나면 테스트 트레이는 제 2 챔버(11)의 하방에 형성된 통로(22)를 통해 상기 제 2 챔버의 엘리베이터(23)에 얹혀지게 되므로 순차적으로 상승되면서 외부의 대기온도와 거의 동일한 온도로 서서히 냉각 또는 가열된다.

상기 테스트 트레이(6)는 제 2 챔버(11)의 상방에 형성된 통로(24)를 통해 언로딩부(12)로 이송되므로 언로딩부에 설치된 로드 픽 및 플레이스장치(25)가 테스트 트레이(6)에 얹혀진 소자를 테스트결과에 따라 분류적재부(13)에 위치된 빈고객트레이(1a)내에 분류하여 담게 된다.

테스트가 완료된 소자가 테스트 트레이(6)에서 전부 언로딩되고 나면 빈테스트 트레이는 레일(17)을 따라 초기상태로 이송되므로 계속해서 소자(TSOP)를 테스트할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 수평식 핸들러에서 혹한기 테스트를 하기 위해서는 챔버(8)(11)내에 공급되는 가스는 자체온도가 약 -198℃인 액화질소(LN₂)를 사용하게 되는데, 챔버내에 공급되는 가스량을 조절하여 혹한기 테스트시 챔버내의 온도를 -5℃, -10℃, -13℃, -55℃ 등 적정온도로 유지하게 된다.

도 3은 종래의 저온가스 공급개폐용 밸브의 종단면도로써, 챔버(8)(11)의 내부와 통하여지게 설치된 하우징(26)에 액화질소 인입구(27)와 인출구(28)가 형성되어 있고 상기 인출구의 입구측에는 통로를 개폐하는 밸브판(29)이 이동가능하게 설치되어 있다.

상기 밸브판(29)은 솔레노이드(30)에 의해 진퇴운동하는 플런저(31)의 선단에 고정되어 있고 상기 플런저(plunger)(31)와 솔레노이드(30)사이에는 플런저를 복원시키기 위한 스프링(32)이 끼워져 있다.

따라서 챔버(8)(11)의 내부를 설정된 온도로 냉각시키기 위해 솔레노이드(30)에 전원이 인가되면 유기되는 자기장에 의해 플런저(31)가 흡인되어 솔레노이드(30)의 내부로 당겨지게 되므로 폐쇄되었던 인출구(28)가 개방되고, 이에 따라 인입구(27)를 통해 하우징(26)의 내부로 인입된 액화질소가 챔버(8)(11)의 내부로 공급된다.

상기한 바와 같은 동작으로 액화질소가 챔버(8)(11)의 내부로 연속적으로 공급되어 챔버의 내부가 설정된 온도에 도달하면 온도센서(도시는 생략함)가 이를 감지하여 솔레노이드(30)에 인가되던 전원을 차단시키게 되므로 솔레노이드(30)의 내부로 흡인되었던 플런저(31)가 스프링(32)의 복원력에 의해 인출구(28)측으로 이동하여 상기 인출구를 폐쇄시키게 된다.

그러나 이러한 종래의 밸브는 인입구(27)를 통해 -198℃인 액화질소가 하우징(26)의 내부로 유입되어 하우징(26)의 내부온도는 항상 매우 낮게 되므로 솔레노이드(30)의 내부를 진퇴운동하는 플런저(31) 등이 얼어붙어 솔레노이드(30)에 전원이 인가되더라도 플런저가 동작하지 않게 되는 치명적인 결점이 있었다.

만약, 인출구(28)가 개방되어 챔버(8)(11)의 내부로 액화질소를 공급하는 상태에서 챔버의 내부가 설정된 온도가 되더라도 플런저(31) 등이 얼어 밸브판(29)이 인출구(28)의 입구를 폐쇄하지 못하면 챔버내의 온도가 설정된 온도보다 엄청나게 떨어지게 되므로 챔버내의 소자에 악영향을 끼치게 된다.

이에 따라, 얼어붙은 부품이 정상적으로 동작되도록 하기 위해서는 장비의 구동을 중단시켜야 되었으므로 고가 장비의 가동중단에 따른 막대한 손실이 야기되었음은 물론 성애제거시 발생된 습기로 인해 회로기판이 내장된 제어부에서 쇼트가 발생될 우려 또한 있었다.

본 고안은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 하우징내에 저온의 액화질소가 유입되더라도 밸브가 얼어 붙으므로 인해 오동작되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 챔버의 일측에 액화질소를 공급하기 위한 인입구 및 인출구가 형성된 하우징을 설치하고 상기 하우징의 내부에는 밸브판이 고정된 로드를 설치하여 폐쇄판의 하부로 노출된 로드를 진퇴시킴에 따라 상기 밸브판이 인출구를 개폐하도록 된 것에 있어서, 상기 하우징의 하부에 설치판을 스페이서에 의해 이격되게 고정하여 상기 설치판에 로드를 진퇴시키는 구동수단을 설치하고 밸브판과 폐쇄판 사이에는 로드를 감싸도록 벨로우즈를 설치하며 로드에 형성된 플랜지와 설치판 사이에는 코일스프링을 설치하여서 된 소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브가 제공된다.

도 1은 반도체 소자 테스트장비의 일 예를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 A - A선 단면도

도 3은 종래의 저온가스 공급개폐용 밸브의 종단면도

도 4는 본 고안의 저온가스 공급개폐용 밸브의 일 실시예를 나타낸 종단면도

도 5는 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

26 : 하우징 27 : 인입구

28 : 인출구 29 : 밸브판

34 : 구동수단 36 : 설치판

37 : 로드 38 : 벨로우즈

이하, 본 고안을 일 실시예로 도시한 도 4 및 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안의 저온가스 공급개폐용 밸브의 일 실시예를 나타낸 종단면도이고 도 5는 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 종단면도로써, 본 고안의 구성 중 종래의 구성과 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일부호를 부여하기로 한다.

본 고안은 인입구(27)와 인출구(28)가 형성된 하우징(26)의 하부가 폐쇄판(33)에 의해 폐쇄되어 있고 상기 인출구(28)의 입구를 개폐하는 밸브판(29)이 고정된 로드(37)는 폐쇄판(33)에 형성된 구멍(33a)을 통해 하우징의 내부로 연장되어 있으며 밸브판(29)과 폐쇄판(33)사이에는 로드(37)를 감싸도록 내저온성재질의 벨로우즈(38)가 설치되어 있다.

또한, 밸브판(29)과 폐쇄판(33)사이에 로드(37)를 감싸도록 설치된 벨로우즈(38)를 금속재질로 하는 것이 보다 바람직하다.

이는, 금속은 극저온상태에서도 내구성이 보장되기 때문이다.

그리고 상기 하우징의 하부에는 밸브판(29)이 고정된 로드(37)를 진퇴시키는 구동수단(34)이 스페이서(35)에 의해 폐쇄판과 소정 거리 이격되게 설치되어 있는데, 상기 구동수단은 설치판(36)에 고정 설치된다.

상기 구동수단(34)을 본 고안의 일 실시예에서는 공장내부에 설치되는 공통의 에어라인을 활용할 수있도록 에어 실린더로 도시하였으나, 필요에 따라 유압 실린더 등도 사용가능하므로 반드시 이에 한정하지 않는다.

상기 하우징(26)의 하부로 노출된 로드(37)상에 플랜지(39)가 형성되어 있고 상기 플랜지(39)와 설치판(36)사이에 코일스프링(40)이 탄력 설치되어 있다.

이는, 구동수단(34)내에 압력이 작용되지 않더라도 로드(37)에 고정된 밸브판(29)이 인출구(28)의 입구를 폐쇄할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같은 구조의 개폐밸브를 각 챔버(8)(11)의 일측에 각각 설치하여 액화질소의 공급을 제어할 수 있지만, 다른 실시예로 나타낸 도 5와 같이 직렬로 설치하여 메인밸브(41)를 통해 인입된 액화질소가 각각의 개폐밸브(42)(43)로 분기되어 각 구동수단(34a)(34b)(34c))의 동작에 따라 챔버(8)(11)의 내부로 공급되도록 하는 것이 보다 더 바람직하다.

이를 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

인출구(44a)(44b)가 양방향으로 형성되어 구동수단(34b)에 의해 독립적으로 동작하는 메인밸브(41)가 폐쇄판(33)과 이격되게 설치된 설치판(36)에 고정되어 있고 상기 메인밸브의 양측에는 인입구(27a)(27b)가 연통되게 개폐밸브(42)(43)의 하우징(26a)(26b)이 각각 직렬로 설치되어 있고 상기 메인밸브(41)와 개폐밸브(42)(43)는 오링(45)에 의해 기밀이 유지되는데, 이 때 2개의 개폐밸브(1개는 히팅챔버측, 그리고 다른 1개는 냉각챔버측)(42)(43)와, 1개의 메인밸브(41)는 구동수단(34a)(34b)(34c)에 의해 각각 독립적으로 구동된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

테스트할 소자가 로딩된 테스트 트레이(6)를 챔버(8)(11)의 내부로 이송시키기 전에 챔버내의 온도를 설정된 저온으로 유지시키기 위해 도 4와 같이 에어 실린더와 같은 구동수단(34)의 ″a″포트(46)를 통해 내부로 압축공기가 공급되면 구동수단의 내부로 공급되는 압축공기의 압력에 의해 피스턴(도시는 생략함)이 하강하므로 상기 피스턴에 고정된 로드(37)도 하강하게 된다.

이에 따라, 상기 로드(37)의 선단에 고정된 밸브판(29)이 로드(37)와 함께 하강하여 인출구(28)를 개방하게 되므로 인입구(27)를 통해 하우징(26)의 내부로 인입된 액화질소가 챔버(8)(11)의 내부로 공급된다.

상기한 바와 같은 동작시 상기 밸브판(29)과 폐쇄판(33)사이에 설치되어 있던 벨로우즈(38)는 오므러든 상태를 유지하고 로드(37)에 형성된 플랜지(39)와 설치판(36)사이에 설치된 코일스프링(40)은 압축된 상태를 유지하게 된다.

이에 따라, 인출구(28)의 입구를 통해 액화질소가 챔버(8)(11)의 내부로 연속적으로 공급되어 챔버의 내부가 설정된 온도에 도달하면 온도센서(도시는 생략함)가 이를 감지하여 ″a″포트(46)를 통한 압축공기의 공급을 중단함과 동시에 구동수단(34)의 ″b″포트(47)를 통해 압축공기를 공급하게 되므로 하강하였던 피스턴이 상승하면서 밸브판(29)을 밀어올려 인출구(28)를 폐쇄하게 된다.

상기한 바와 같은 동작시 구동수단(34)은 스페이서(35)에 의해 하우징(26)과 이격되어 있으므로 액화질소에 의해 실린더의 부품이 얼어붙지 않게 됨은 물론 밸브판(29)과 벨로우즈(38)에 의해 로드(37)가 얼어붙는 현상도 미연에 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 밸브판(29)이 승강하면서 액화질소의 공급하거나, 중단하는 동작은 챔버(8)(11)내의 온도센서가 챔버내부의 온도를 감지함에 따라 연속적으로 동작됨은 이해가능한 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 동작시, 즉 밸브판(29)이 인출구(28)의 입구를 개방하여 액화질소를 챔버(8)(11)내에 연속적으로 공급하는 상태에서 에어공급라인에 장애가 발생하여 구동수단(34)측으로의 에어 공급이 중단되더라도 플랜지(39)와 설치판(36)에 압축되어 있던 코일스프링(40)의 복원력에 의해 로드(37)가 상승하여 밸브판(29)이 인출구(28)를 폐쇄하게 되므로 챔버(8)(11)내의 온도가 설정된 온도보다 급강하되는 현상을 미연에 방지하는 안전역할을 하게 된다.

본 고안의 밸브를 도 5와 같이 직렬로 설치하여 챔버(8)(11)내에 액화질소를 공급할 경우에는 중간에 설치된 메인밸브(41)는 운전 중에 항상 개방된 상태를 유지하게 된다.

이에 따라, 메인밸브(41)의 하우징(26c)의 내부로 인입된 액화질소는 양측으로 분기된 인출구(44a)(44b)와 개폐밸브(42)(43)의 인입구(27a)(27b)를 통해 하우징(26a)(26b)내부로 인입되므로 각 개폐밸브(42)(43)의 구동수단(34a)(34c)이 동작됨에 따라 챔버(8)(11)내부로 액화질소의 공급이 가능해지게 된다.

이러한 상태에서 개폐밸브(42)(43)의 유지 보수 또는 고장 등으로 인해 챔버(8)(11)내부로 공급되던 액화질소의 공급을 일시 중단시키고자 할 경우에는 메인밸브(41)의 구동수단(34b)을 동작시켜 밸브판(29)이 인출구(44a)(44b)의 입구를 폐쇄하면 개폐밸브(42)(43)의 밸브판(29)이 인출구(28)의 입구를 개방하고 있더라도 액화질소가 메인밸브(41)의 인출구(44a)(44b)를 통해 개폐밸브(42)(43)측으로 흐르지 않게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 밸브판(29)을 구동시키는 부품이 극저온인 액화질소에 의해 얼어붙지 않아 핸들러의 구동시 밸브의 오동작으로 인한 장비의 구동을 중단시키지 않아도 되므로 테스트에 따른 생산성을 극대화시키게 됨은 물론 챔버의 내부온도가 설정온도보다 낮으므로 인하여 소자에 악영향을 끼치는 현상도 미연에 방지하게 된다.

Claims

챔버의 일측에 액화질소를 공급하기 위한 인입구(27) 및 인출구(28)가 형성된 하우징(26)을 설치하고 상기 하우징의 내부에는 밸브판(29)이 고정된 로드(37)를 설치하여 폐쇄판(33)의 하부로 노출된 로드를 진퇴시킴에 따라 상기 밸브판이 인출구를 개폐하도록 된 것에 있어서, 상기 하우징의 하부에 설치판(36)을 스페이서(35)에 의해 이격되게 고정하여 상기 설치판에 로드(37)를 진퇴시키는 구동수단(34)을 설치하고 밸브판과 폐쇄판 사이에는 로드를 감싸도록 벨로우즈(38)를 설치하며 로드에 형성된 플랜지(39)와 설치판 사이에는 코일스프링(40)을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브.
제 1 항에 있어서,

구동수단이 에어 실린더인 것을 특징으로 하는 소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브.
제 1 항에 있어서,

벨로우즈가 금속재질인 것을 특징으로 하는 소자 테스트장비의 저온가스 공급개폐용 밸브.