KR20070008265A - Semiconductor module mounting tester using vortex tube - Google Patents

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KR20070008265A
KR20070008265A KR1020050063356A KR20050063356A KR20070008265A KR 20070008265 A KR20070008265 A KR 20070008265A KR 1020050063356 A KR1020050063356 A KR 1020050063356A KR 20050063356 A KR20050063356 A KR 20050063356A KR 20070008265 A KR20070008265 A KR 20070008265A
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semiconductor module
vortex tube
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KR1020050063356A
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이동수
최선
선용균
김현호
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삼성전자주식회사
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Abstract

A semiconductor module mounting tester is provided to effectively prevent deterioration of a mother board by supplying hot air to a first region and cold air to a second region. A tester includes a chamber(120) with a mother board(110) loaded, an air conditioning line(130) providing compressed air(131), and a vortex tube(150) receiving the compressed air from the air conditioning line to separate hot air and cold air. The hot air and the cold air which are separated by the vortex tube are supplied to the chamber, and the chamber is set to a condition suitable to perform a reliability test of a semiconductor module(112) by a temperature controller(170). A surrounding area of the mother board is divided into a first region and a second region which are isolated by a cover.

Description

보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치{Semiconductor module mounting tester using vortex tube}Semiconductor module mounting tester using vortex tube

도 1은 종래기술에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing a semiconductor module mounting test apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.2 is a view schematically illustrating a semiconductor module mounting test apparatus using a vortex tube according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 수동식 보텍스 튜브를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the passive vortex tube of FIG. 2.

도 4는 도 2의 자동식 보텍스 튜브를 보여주는 도면이다.4 is a view showing the automatic vortex tube of FIG.

도 5는 도 2의 모기판에 있어서, 모듈이 실장된 제 1 영역 이외의 제 2 영역이 덮개로 격리된 상태를 보여주는 평면도이다.FIG. 5 is a plan view illustrating a mother substrate of FIG. 2 in which a second region other than a first region in which a module is mounted is isolated by a cover.

도 6은 도 2의 모기판에 있어서, 모듈이 실장된 제 1 영역이 덮개로 격리된 상태를 보여주는 평면도이다.FIG. 6 is a plan view illustrating a mother substrate of FIG. 2 in which a first region in which a module is mounted is isolated by a cover.

도 7은 도 2의 보텍스 튜브의 압력과 냉기 비율에 따른 온도 강하 및 온도 상승표이다.FIG. 7 is a temperature drop and temperature rise table according to the pressure and cold air ratio of the vortex tube of FIG. 2.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

110 : 모기판 112 : 반도체 모듈110: mother substrate 112: semiconductor module

114 : 제 1 영역 116 : 제 2 영역114: first region 116: second region

118 : 덮개 120 : 챔버118: cover 120: chamber

122 : 단위 챔버 130 : 공기 공조 라인122: unit chamber 130: air conditioning line

140 : 솔레노이드 밸브 150 : 보텍스 튜브140: solenoid valve 150: vortex tube

160 : 개폐 밸브 170 : 온도 제어기160: on-off valve 170: temperature controller

180 : 온도 센서 200 : 반도체 모듈 실장 테스트 장치180: temperature sensor 200: semiconductor module mounting test device

본 발명은 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온기와 냉기를 동시에 제공할 수 있는 보텍스 튜브(vortex tube)를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor module mounting test apparatus, and more particularly, to a semiconductor module mounting test apparatus using a vortex tube capable of simultaneously providing hot and cold air.

반도체 모듈은 제조 공정이 완료된 이후에 실제로 컴퓨터의 모기판(mother board)에 실장하여 이상유무를 검사하는 반도체 모듈 실장 테스트 공정을 진행한다. 반도체 모듈 실장 테스트는 반도체 모듈이 저온(10℃ 내외), 상온(25℃ 내외) 및 고온(55℃ 내외)의 모기판 환경에서 정상적으로 동작하는 지의 여부를 검사한다.After the manufacturing process is completed, the semiconductor module is actually mounted on a mother board of the computer and performs a semiconductor module mounting test process for checking for abnormalities. The semiconductor module mounting test checks whether the semiconductor module operates normally in a low temperature (about 10 ° C), room temperature (about 25 ° C), and high temperature (about 55 ° C) mother substrate environment.

이와 같은 반도체 모듈 실장 테스트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 모듈들(12)이 실장된 모기판들(10)을 챔버(20)에 로딩한 상태에서 진행된다. 종래기술에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치(100)는 테스트 공정이 진행되는 챔버(20)와, 챔버(20)를 가열시키는 가열부(30)와, 챔버(10)를 냉각시키는 냉각부(40)와, 각 구성요소들의 동작을 제어하는 제어부(70)를 포함하여 구성된다. 이때 가열부(30)는 히터와 팬으로 구성되어 온기(32)를 챔버(20)로 제공한다. 냉각부(40)는 통상적인 냉매를 이용한 냉각기로서, 압축기(41), 응축기(42) 및 증발기(43)로 구성되어 냉기(34)를 챔버(20)로 제공한다.As illustrated in FIG. 1, the semiconductor module mounting test is performed in a state in which the mother substrates 10 on which the semiconductor modules 12 are mounted are loaded into the chamber 20. The semiconductor module mounting test apparatus 100 according to the related art includes a chamber 20 in which a test process is performed, a heating unit 30 for heating the chamber 20, and a cooling unit 40 for cooling the chamber 10. And a controller 70 for controlling the operation of each component. At this time, the heating unit 30 is composed of a heater and a fan to provide a warmer (32) to the chamber (20). The cooling unit 40 is a cooler using a conventional refrigerant, and is composed of a compressor 41, a condenser 42, and an evaporator 43 to provide the cold air 34 to the chamber 20.

따라서 종래의 반도체 모듈 실장 테스트 장치(100)에서 고온 테스트 공정을 진행할 경우 가열부(30)는 온기(32)를 챔버(20)로 공급하여 챔버(20)의 온도를 상승시키고, 저온 테스트 공정을 진행할 경우 냉각부(40)는 냉기(34)를 챔버(20)로 공급하여 챔버(20)의 온도를 하강시킨 후 테스트 공정을 진행한다.Therefore, when the high temperature test process is performed in the conventional semiconductor module mounting test apparatus 100, the heating unit 30 supplies the warmer 32 to the chamber 20 to increase the temperature of the chamber 20, and performs the low temperature test process. When proceeding, the cooling unit 40 supplies the cold air 34 to the chamber 20 to lower the temperature of the chamber 20 and then proceeds with the test process.

이때 챔버(20) 내의 온도는 온도 센서(80)가 감지하여 제어부(70)로 전송하며, 제어부(70)는 온도 센서(80)가 제공하는 온도를 바탕으로 가열부(30)와 냉각부(40)를 선택적으로 동작시켜 현재 진행할 테스트 공정의 온도에 맞게 챔버(20) 내부의 온도를 세팅한다.At this time, the temperature in the chamber 20 is detected by the temperature sensor 80 and transmitted to the control unit 70, the control unit 70 is based on the temperature provided by the temperature sensor 80, the heating unit 30 and the cooling unit ( 40 is selectively operated to set the temperature inside the chamber 20 according to the temperature of the test process to be carried out.

그런데 종래의 반도체 모듈 실장 테스트 장치(100)는 가열부(30)와 냉각부(40)가 차지하는 공간이 크기 때문에, 큰 설치 공간을 필요로 한다.However, since the space occupied by the heating unit 30 and the cooling unit 40 is large, the conventional semiconductor module mounting test apparatus 100 requires a large installation space.

고온 공정시 반도체 모듈(12)과 더불어 모기판(10)이 고온 환경에 그대로 노출되기 때문에, 모기판(10)의 열화에 따른 문제가 발생될 수 있다. 예컨대 모기판(10)의 열화로 수명이 단축되고, 도시되지는 않았지만 모기판(10)을 구성하는 기판 자체, 하드 디스크(hard disk), 칩 셋(chip set), 파워 서플라이(power supply) 등의 이상 동작으로 테스트 공정이 정상적으로 진행되지 않을 수 있다.Since the mother substrate 10 together with the semiconductor module 12 is exposed to a high temperature environment in a high temperature process, a problem may occur due to deterioration of the mother substrate 10. For example, the life of the mother substrate 10 may be shortened, and although not shown, a substrate constituting the mother substrate 10, a hard disk, a chip set, a power supply, and the like may be used. Abnormal operation of the test process may not proceed normally.

테스트 공정은 챔버(20) 내에 복수의 모기판(10)이 로딩된 상태에서 진행되 기 때문에, 챔버(20)의 온도를 고온에서 저온으로 또는 저온에서 고온으로 전환하는 냉온 전환 시간이 많이 소요되는 문제점을 안고 있다. 즉 실질적으로 온기(32)와 냉기(34)가 작용할 반도체 모듈(12) 부분 이외에 모기판(10) 전체가 노출되는 챔버(20)에서 테스트 공정이 진행되기 때문에, 챔버(20) 내부의 온도를 전환시키는 데 많이 시간이 소요된다.Since the test process is performed in a state in which the plurality of mother substrates 10 are loaded in the chamber 20, it is difficult to change the temperature of the chamber 20 from high temperature to low temperature or from low temperature to high temperature. I have a problem. That is, since the test process proceeds in the chamber 20 in which the entire mother substrate 10 is exposed in addition to the portion of the semiconductor module 12 where the warm air 32 and the cold air 34 will act, the temperature inside the chamber 20 is increased. It takes a lot of time to convert.

가열부(30)와 냉각부(40)는 주기적인 유지보수를 필요로 하고, 그에 따른 비용이 많이 발생된다.The heating unit 30 and the cooling unit 40 require periodic maintenance, which is expensive.

그리고 냉각부(40)의 냉매로 주로 사용되었던 프레온 가스는 환경 규제 따라 사용이 제한되고, 환경 규제에 적합한 신냉매 사용에 따른 비용적인 부담도 증가하고 있다. 아울러 냉각부(40) 가동시 압축기(41)에서 소음이 심하게 발생되기 때문에, 소음에 따른 문제가 발생될 수 있다.Freon gas, which was mainly used as the refrigerant of the cooling unit 40, is restricted in use according to environmental regulations, and the cost burden of using a new refrigerant suitable for environmental regulations is also increasing. In addition, since the noise is severely generated in the compressor 41 when the cooling unit 40 is operated, a problem due to the noise may occur.

따라서, 본 발명의 제 1 목적은 냉각부와 가열부의 크기를 최소화하여 장치의 크기를 축소할 수 있도록 하는 데 있다.Therefore, the first object of the present invention is to minimize the size of the cooling unit and the heating unit to reduce the size of the device.

본 발명의 제 2 목적은 고온 공정에서 모기판의 열화에 따른 문제를 해소할 수 있도록 하는 데 있다.It is a second object of the present invention to solve a problem caused by deterioration of a mother substrate in a high temperature process.

본 발명의 제 3 목적은 냉온 전환 시간을 단축할 수 있도록 하는 데 있다.It is a third object of the present invention to shorten the cold / hot conversion time.

본 발명의 제 4 목적은 설비의 유지보수 비용을 줄일 수 있도록 하는 데 있다.A fourth object of the present invention is to make it possible to reduce maintenance costs of equipment.

본 발명의 제 5 목적은 소음이 작고 냉매 사용없이 냉기를 제공할 수 있는 친환경적 반도체 모듈 실장 테스트 장치를 제공하는 데 있다.A fifth object of the present invention is to provide an environmentally friendly semiconductor module mounting test apparatus capable of providing low noise and providing cold air without using a refrigerant.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모기판에 실장된 복수의 반도체 모듈을 테스트하는 반도체 모듈 실장 테스트 장치로서, 모기판이 로딩되는 챔버와, 일정 압의 압축 공기를 제공하는 공기 공조 라인과, 공기 공조 라인에서 압축 공기를 제공받아 온기와 냉기로 분리하는 보텍스 튜브와, 보텍스 튜브에서 분리되는 온기 또는 냉기를 챔버에 제공하여 챔버를 반도체 모듈의 신뢰성 테스트에 적합한 온도 조건으로 세팅하는 온도 제어기를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is a semiconductor module mounting test apparatus for testing a plurality of semiconductor modules mounted on a mother substrate, a chamber in which the mother substrate is loaded, an air conditioning line for providing a constant pressure compressed air, and air A vortex tube that receives compressed air from an air conditioning line and separates it into hot and cold, and a temperature controller that provides the chamber with warm or cold separated from the vortex tube and sets the chamber to a temperature condition suitable for the reliability test of the semiconductor module. .

본 발명에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 있어서, 모기판에서 반도체 모듈들이 실장된 제 1 영역과, 제 1 영역 이외의 제 2 영역을 열적으로 격리시키는 덮개를 더 포함할 수 있다.In the semiconductor module mounting test apparatus according to the present invention, the mother substrate may further include a cover that thermally isolates a first region in which the semiconductor modules are mounted and a second region other than the first region.

본 발명에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 있어서, 챔버는 모기판이 각기 로딩/언로딩되는 단위 챔버들로 구성될 수 있다. 단위 챔버들은 모기판의 로딩/언로딩이 가능하도록 입방체 형태로 적층되며, 단위 챔버들에 각기 보텍스 튜브가 설치된다.In the semiconductor module mounting test apparatus according to the present invention, the chamber may include unit chambers in which a mother substrate is loaded / unloaded, respectively. The unit chambers are stacked in a cube to enable loading / unloading of the mother substrate, and vortex tubes are installed in the unit chambers.

본 발명에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 있어서, 공기 공조 라인과 보텍스 튜브들 사이에 솔레노이드 밸브가 설치된다. 이때 온도 제어기는 솔레노이드 밸브를 조절하여 보텍스 튜브들로 제공되는 압축 공기의 압력을 조절한다.In the semiconductor module mounting test apparatus according to the present invention, a solenoid valve is installed between the air conditioning line and the vortex tubes. The temperature controller then regulates the solenoid valve to regulate the pressure of the compressed air provided to the vortex tubes.

본 발명에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 있어서, 보텍스 튜브는 압축 공기가 공급되는 공급부와, 공급부로 공급된 압축 공기를 온기와 냉기로 분리하 는 회전실과, 회전실의 출구쪽에 설치되며 온기가 배출되는 온기 배출부와, 회전실의 입구쪽에서 뒤쪽으로 연장되게 설치되며 냉기가 배출되는 냉기 배출부를 포함한다.In the semiconductor module mounting test apparatus according to the present invention, the vortex tube is provided with a supply unit to which compressed air is supplied, a rotary chamber separating the compressed air supplied to the supply unit from hot and cold, and a hot air outlet installed at an outlet of the rotary chamber. And a warm air discharge portion which is installed to extend from the inlet side of the rotary chamber to the rear and discharges cold air.

그리고 본 발명에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치는 온기 배출부와 냉기 배출부로부터 각기 온기와 냉기를 공급받아 한쪽은 챔버로 공급하고 다른 한쪽은 배기시키는 개폐 밸브를 더 포함할 수 있다. 이때 개폐 밸브에서 배기되는 냉기는 제 2 영역으로 공급될 수 있다. 개폐 밸브에서 챔버로 공급되는 냉기 또는 온기는 제 1 영역에 공급된다.In addition, the semiconductor module mounting test apparatus according to the present invention may further include an on / off valve configured to receive warm and cold air from each of the warm air discharge part and the cold air discharge part, to supply one to the chamber and to exhaust the other. In this case, the cool air exhausted from the on / off valve may be supplied to the second region. Cold air or warm air supplied from the on-off valve to the chamber is supplied to the first region.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보텍스 튜브(150)를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치(200)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2의 수동식 보텍스 튜브(150)를 보여주는 단면도이다.2 is a diagram schematically illustrating a semiconductor module mounting test apparatus 200 using the vortex tube 150 according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating the passive vortex tube 150 of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치(200)는 보텍스 튜브(150)를 이용하여 압축 공기(131)를 온기(132)와 냉기(134)로 분리한 후 선택적으로 챔버(120)에 공급하여 챔버(120)를 신뢰성 테스트에 적합한 온도 조건으로 세팅하여 신뢰성 테스트 공정을 진행하는 테스트 장치이다.2 and 3, the semiconductor module mounting test apparatus 200 according to an embodiment of the present invention separates the compressed air 131 into the warmth 132 and the cold air 134 using the vortex tube 150. After that, it is a test apparatus for selectively supplying the chamber 120 to set the chamber 120 at a temperature condition suitable for the reliability test to perform a reliability test process.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 모듈 실장 테스트 장치(200)는 복수의 반도체 모듈(112)이 실장된 모기판(110)이 로딩되는 챔버(120)와, 일정 압의 압축 공기 (131)를 제공하는 공기 공조 라인(130)과, 공기 공조 라인(130)에서 압축 공기(131)를 제공받아 온기(132)와 냉기(134)로 분리하는 보텍스 튜브(150)와, 보텍스 튜브(150)에서 분리된 온기(132)와 냉기(134)를 선택적으로 챔버(120)에 제공하여 챔버(120)를 반도체 모듈(112)의 신뢰성 테스트에 적합한 온도 조건으로 세팅하는 온도 제어기(170)를 포함한다.The semiconductor module mounting test apparatus 200 according to an embodiment of the present invention provides a chamber 120 in which a mother substrate 110 on which a plurality of semiconductor modules 112 are mounted is loaded, and compressed air 131 of a predetermined pressure. The air conditioning line 130 and the vortex tube 150, which receives the compressed air 131 from the air conditioning line 130, is separated into the warmer 132 and the cold air 134, and is separated from the vortex tube 150. And a temperature controller 170 for selectively providing the warmth 132 and the cold air 134 to the chamber 120 to set the chamber 120 to a temperature condition suitable for the reliability test of the semiconductor module 112.

챔버(120)는 하나의 모기판(110)이 로딩되는 단위 챔버들(122)을 포함하며, 단위 챔버들(122)은 모기판(110)의 로딩/언로딩이 가능하도록 입방체 형태로 적층되게 설치될 수 있다. 단위 챔버들(122)에 각기 보텍스 튜브(150)가 설치된다. 이와 같이 입방체 형태로 챔버(120)를 구성할 수 있기 때문에, 종래의 같이 평면적으로 모기판이 로딩/언로딩되는 것과 비교하여 반도체 모듈 실장 테스트 장치(200)의 설치 영역을 축소할 수 있다.The chamber 120 includes unit chambers 122 into which one mother substrate 110 is loaded, and the unit chambers 122 are stacked in a cube shape to enable loading / unloading of the mother substrate 110. Can be installed. Vortex tubes 150 are respectively installed in the unit chambers 122. Since the chamber 120 may be configured in the form of a cube as described above, the installation area of the semiconductor module mounting test apparatus 200 may be reduced as compared with the conventional loading / unloading of the mother substrate.

공기 공조 라인(130)과 보텍스 튜브들(150) 사이에는 솔레노이드 밸브(140)가 설치된다. 온도 제어기(170)는 솔레노이드 밸브(140)를 조절하여 보텍스 튜브들(150)로 제공되는 압축 공기(131)의 압력을 조절하여 보텍스 튜브(150)에서 분리되는 온기(132)와 냉기(134)의 온도를 조절한다.The solenoid valve 140 is installed between the air conditioning line 130 and the vortex tubes 150. The temperature controller 170 adjusts the solenoid valve 140 to adjust the pressure of the compressed air 131 provided to the vortex tubes 150 to warm the heat 132 and the cold air 134 separated from the vortex tube 150. Adjust the temperature.

이때 공기 공조 라인(130)은 공장에 설치되어 있는 공기 공조 라인을 그대로 이용하기 때문에, 추가적인 설비 증설에 따른 비용적인 부담을 줄일 수 있다. 공기 공조 라인(130)을 통해서 5 내지 7기압의 압축 공기(131)가 제공된다.At this time, since the air conditioning line 130 uses the air conditioning line installed in the factory as it is, it is possible to reduce the cost burden due to additional facility expansion. Compressed air 131 of 5 to 7 atm is provided through the air conditioning line 130.

보텍스 튜브(150)는 압축 공기(131)가 공급되는 공급부(151)와, 공급부(151)와 연결되어 일측으로 뻗어 있는 회전실(152)과, 회전실(152)의 끝단에 설치되는 온기 배출부(153)와, 온기 배출부(153) 안쪽에 설치되는 조절 밸브(155) 및 공급부(151)를 중심으로 타측에 형성되며 회전실(152)과 연결된 냉기 배출부(154)를 포함한다.The vortex tube 150 has a supply unit 151 to which compressed air 131 is supplied, a rotating chamber 152 connected to the supply unit 151 and extending to one side, and a warmth discharge installed at an end of the rotating chamber 152. It includes a portion 153, the control valve 155 and the supply unit 151 installed inside the warmth outlet 153, the other side and the cold air outlet 154 connected to the rotating chamber 152.

보텍스 튜브(150)는 작업자의 수작업에 의해 온기 배출부(153)가 챔버(120) 안쪽을 향하도록 설치되거나, 냉기 배출부(154)가 챔버(120) 안쪽을 향하도록 설치된다.The vortex tube 150 is installed such that the warm air outlet 153 faces the chamber 120 by a worker's manual operation, or the cold air outlet 154 faces the chamber 120.

이와 같은 구조를 갖는 보텍스 튜브(150)가 압축 공기(131)를 온기(132)와 냉기(134)로 분리하는 과정을 설명하면, 공급부(151)를 통하여 압축 공기(131)가 공급되면 일차로 회전실(152)에 투입되어 일백만 알피엠(rpm)으로 회전하게 된다. 이 1차 회전 공기(132a)는 온기 배출부(153)쪽으로 배출되고 나머지 공기는 조절 밸브(155)에서 회송되어 2차 회전 공기(134a)를 형성하면서 냉기 배출부(154)쪽으로 배출된다. 이때 2차 회전 공기(134a)의 흐름은 1차 회전 공기(132a)의 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 냉기 배출구(154)쪽으로 향하게 된다.When the vortex tube 150 having the structure described above separates the compressed air 131 into the warmth 132 and the cold air 134, the compressed air 131 is first supplied through the supply unit 151. The rotary chamber 152 is rotated by one million rpm. The primary rotary air 132a is discharged toward the warmth discharge unit 153 and the remaining air is returned from the control valve 155 to discharge the cold air discharge unit 154 while forming the secondary rotary air 134a. At this time, the flow of the secondary rotary air 134a loses heat and is directed toward the cold air outlet 154 while passing through a region of lower pressure inside the flow of the primary rotary air 132a.

1차 및 2차 회전 공기(132a, 134a)의 흐름에 있어서, 2차 회전 공기(134a)는 1차 회전 공기(132a)와 일회전하는 시간이 동일하기 때문에, 실제 운동 속도는 1차 회전 공기(132a)보다는 느리다. 이 운동 속도의 차이는 운동에너지가 줄었음을 의미하며, 이 상실된 운동에너지는 열로 변환되어 1차 회전 공기(132a)의 온도를 상승시키고 2차 회전 공기(134a)의 온도는 내려가게 된다. 따라서 최종적으로 온기 배출부(153)를 통하여 배출되는 1차 회전 공기(132a)는 압축 공기(131)의 온도에 비해서 상승된 온도의 온기(132)로 배출되고, 냉기 배출부(154)를 통하여 배출되는 2차 회전 공기(134a)는 압축 공기(131)의 온도에 비해서 하강된 온도의 냉기(134)로 배출된다.In the flow of the primary and secondary rotary air 132a, 134a, since the secondary rotary air 134a has the same time as one rotation with the primary rotary air 132a, the actual movement speed is the primary rotary air. Slower than 132a. The difference in the kinetic speed means that the kinetic energy is reduced, and the lost kinetic energy is converted into heat to raise the temperature of the primary rotating air 132a and lower the temperature of the secondary rotating air 134a. Therefore, the first rotary air 132a finally discharged through the warm air discharge part 153 is discharged to the warmer 132 having an elevated temperature compared to the temperature of the compressed air 131, and through the cold air discharge part 154. The secondary rotary air 134a discharged is discharged to the cold air 134 having the temperature lowered compared to the temperature of the compressed air 131.

그리고 보텍스 튜브(150)에 제공되는 압축 공기(131)의 압력과 냉기(134) 비율에 따른 온도 강하 및 온도 상승표가 도 7에 도시되어 있다. 이때 위쪽 숫자는 공급공기의 온도대비 강하되는 온도의 크기를 나타내고, 아래쪽 숫자는 공급공기의 온도대비 상승되는 온도의 크기를 나타낸다.The temperature drop and temperature rise table according to the pressure of the compressed air 131 provided to the vortex tube 150 and the ratio of the cold air 134 are shown in FIG. 7. At this time, the upper number represents the magnitude of the temperature drop compared to the temperature of the supply air, and the lower number represents the magnitude of temperature rising to the temperature of the supply air.

예컨대, 공급공기가 1.4 기압, 25℃일 때, 냉기 비율을 20%로 맞추면, 온도강하는 34.4℃이고 온도 상승은 8.3℃이다. 따라서 보텍스 튜브의 냉기 온도는 25℃-34.4℃=-9.4℃이고, 온기 온도는 25℃+8.3℃=33.3℃가 된다.For example, when the supply air is 1.4 atm and 25 ° C., if the cold air rate is set at 20%, the temperature drop is 34.4 ° C. and the temperature rise is 8.3 ° C. Therefore, the cold air temperature of the vortex tube is 25 ° C-34.4 ° C = -9.4 ° C, and the warmth temperature is 25 ° C + 8.3 ° C = 33.3 ° C.

이때 도 3에서는 보텍스 튜브(150)에서 분리된 온기(132) 또는 냉기(134)가 수동식으로 챔버로 공급되는 예를 개시하였지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 보텍스 튜브(150)에서 분리된 온기(132) 또는 냉기(134)는 개폐 밸브(160)를 통하여 챔버로 자동으로 제공될 수 있다. 이때 보텍스 튜브(150)의 구조는 도 3에 도시된 보텍스 튜브와 동일한 구조를 갖기 때문에, 개폐 밸브(160)를 중심으로 설명하도록 하겠다.3 illustrates an example in which the warmth 132 or the cold air 134 separated from the vortex tube 150 is manually supplied to the chamber, but as shown in FIG. 4, the warmth separated from the vortex tube 150 is illustrated. 132 or cold air 134 may be automatically provided to the chamber through the opening and closing valve 160. In this case, since the structure of the vortex tube 150 has the same structure as that of the vortex tube illustrated in FIG. 3, the opening and closing valve 160 will be described.

개폐 밸브(160)는 보텍스 튜브(150)에서 분리된 온기(132)와 냉기(134)가 각기 공급되는 흡기관(161)과, 흡기관(161)을 통하여 공급된 온기(132)와 냉기(134) 중에서 한쪽은 공급관(162)을 통하여 챔버로 공급하고 다른 한쪽은 배기관(163)을 통하여 배기시키는 밸브실(164)을 포함한다.The opening / closing valve 160 includes an intake pipe 161 to which the warmer 132 and the cold air 134 separated from the vortex tube 150 are supplied, and the warmer 132 and the cold air supplied through the intake pipe 161. One of the valves 134 includes a valve chamber 164 that supplies one side to the chamber through the supply pipe 162 and the other side exhausts through the exhaust pipe 163.

이때 개폐 밸브(160)에서 배기되는 온기(132)는 외부로 열배기되며, 후술되겠지만 개폐 밸브(160)에서 배기되는 냉기(134)는 반도체 모듈이 실장된 영역 이외의 영역으로 공급될 수 있다.In this case, the warmer 132 exhausted from the open / close valve 160 is heat exhausted to the outside, and as will be described later, the cold air 134 exhausted from the open / close valve 160 may be supplied to an area other than the region in which the semiconductor module is mounted.

그리고 온도 제어기(170)는 챔버(120) 내에 설치된 온도 센서(180)가 제공하는 온도를 바탕으로 챔버(110) 온도를 세팅한다. 즉 온도 제어기(170)는 온도 센서(180)가 제공하는 온도를 바탕으로 솔레노이드 밸브(140)의 개폐량과 보텍스 튜브(150)의 조절 밸브(155)의 개폐량을 조절하여 현재 진행할 반도체 모듈 테스트 공정의 온도에 맞게 챔버(110) 내부의 온도를 세팅한다.The temperature controller 170 sets the temperature of the chamber 110 based on the temperature provided by the temperature sensor 180 installed in the chamber 120. That is, the temperature controller 170 adjusts the opening / closing amount of the solenoid valve 140 and the opening / closing amount of the control valve 155 of the vortex tube 150 based on the temperature provided by the temperature sensor 180 to test the semiconductor module to be performed. The temperature inside the chamber 110 is set according to the temperature of the process.

그 외 고온 공정시 모기판(110)의 열화를 방지하면서 반도체 모듈(112)에 대한 고온 신뢰성 테스트 공정을 안정적으로 진행할 수 있도록, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 격리용 덮개(118)를 이용하여 모기판(110)에서 반도체 모듈(112)이 실장된 제 1 영역(114)과, 제 1 영역(114) 이외의 제 2 영역(116)을 열적으로 격리시킬 수 있다.In addition, to prevent the deterioration of the mother substrate 110 during the high temperature process, as shown in FIGS. 5 and 6 to stably perform the high temperature reliability test process for the semiconductor module 112, the insulating cover 118. The first region 114 in which the semiconductor module 112 is mounted on the mother substrate 110 and the second region 116 other than the first region 114 may be thermally isolated from the mother substrate 110.

덮개(118)는, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 영역(116)을 덮어 제 1 영역(114)에서 격리시키거나, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 영역(114)을 덮어 제 2 영역(116)에서 격리시킬 수 있다.The cover 118 covers the second area 116 as shown in FIG. 5 and is isolated from the first area 114, or as shown in FIG. 6 and covers the first area 114 as shown in FIG. 6. Can be isolated at 116.

더불어 보텍스 튜브(150)에서 분리된 온기(132)는 제 1 영역(114)으로 공급되고, 냉기(134)는 제 2 영역(116)으로 공급되도록 함으로써, 모기판(110)이 열화되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, the warmth 132 separated from the vortex tube 150 is supplied to the first region 114, and the cold air 134 is supplied to the second region 116, thereby deteriorating the mother substrate 110. It can be effectively suppressed.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 보텍스 튜브는 종래의 반도체 모듈 실장 테스트 장치에 설치된 가열부와 냉각부에 비해서 설치 공간을 작게 차지하고, 단위 챔버를 입체형으로 설치하는 것이 가능하기 때문에, 종래와 비교하여 설비의 크기를 비롯하여 설치 공간을 축소할 수 있다.Therefore, according to the structure of the present invention, the vortex tube occupies a smaller installation space than the heating section and the cooling section installed in the conventional semiconductor module mounting test apparatus, and it is possible to install the unit chamber in a three-dimensional form. Installation space can be reduced, including the size of the.

반도체 모듈 실장 테스트 공정 중 고온 공정시, 모기판의 제 1 영역과 제 2 영역을 덮개를 이용하여 열적으로 격리시킴으로써, 모기판의 열화에 따른 문제를 해소할 수 있다. 더욱이 보텍스 튜브에서 분리된 온기는 모기판의 제 1 영역에 공급하고, 냉기는 제 2 영역에 공급함으로써, 모기판의 열화에 따른 문제를 더욱 효과적으로 해소할 수 있다.During the high temperature process of the semiconductor module mounting test process, the first region and the second region of the mother substrate are thermally isolated using a cover, thereby solving the problem caused by deterioration of the mother substrate. Furthermore, the warm air separated from the vortex tube is supplied to the first region of the mother substrate, and the cold air is supplied to the second region, thereby effectively solving the problem caused by the deterioration of the mother substrate.

제 1 영역에 온기 또는 냉기를 가하여 반도체 모듈 실장 테스트 공정을 진행하는 것이 가능하고, 모기판의 전체 영역에 비해서 제 1 영역이 차지하는 공간이 작기 때문에, 챔버 내의 제 1 영역의 냉온 전환 시간을 단축할 수 있다. 이로 인한 반도체 모듈 실장 테스트 시간을 줄일 수 있다.It is possible to proceed with a semiconductor module mounting test process by applying warm or cold air to the first region, and since the space occupied by the first region is small compared to the entire region of the mother substrate, it is possible to shorten the cold / hot switching time of the first region in the chamber. Can be. This reduces semiconductor module mounting test time.

보텍스 튜브는 유지보수작업이 거의 필요하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있기 때문에, 설비의 유지보수 비용을 줄일 수 있다.Vortex tubes require little maintenance and can be used semi-permanently, reducing maintenance costs.

그리고 냉매나 전기 또는 화학 약품을 일체 사용하지 않고 압축 공기만을 사용하기 때문에, 친환경적 반도체 모듈 실장 테스트 장치를 구현할 수 있는 장점도 있다.In addition, since only compressed air is used without using any refrigerant, electricity, or chemicals, there is an advantage in that an environment-friendly semiconductor module mounting test apparatus can be implemented.

Claims (8)

모기판에 실장된 복수의 반도체 모듈을 테스트하는 반도체 모듈 실장 테스트 장치로서,A semiconductor module mounting test apparatus for testing a plurality of semiconductor modules mounted on a mother substrate, 상기 모기판이 로딩되는 챔버와;A chamber into which the mother substrate is loaded; 일정 압의 압축 공기를 제공하는 공기 공조 라인과;An air conditioning line for providing a constant pressure of compressed air; 상기 공기 공조 라인에서 압축 공기를 제공받아 온기와 냉기로 분리하는 보텍스 튜브와;A vortex tube receiving compressed air from the air conditioning line and separating hot and cold air; 상기 보텍스 튜브에서 분리되는 온기 또는 냉기를 상기 챔버에 제공하여 상기 챔버를 상기 반도체 모듈의 신뢰성 테스트에 적합한 온도 조건으로 세팅하는 온도 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.And a temperature controller for providing hot or cold air separated from the vortex tube to the chamber and setting the chamber to a temperature condition suitable for a reliability test of the semiconductor module. . 제 1항에 있어서, 상기 모기판에서 상기 반도체 모듈들이 실장된 제 1 영역과, 상기 제 1 영역 이외의 제 2 영역을 열적으로 격리시키는 덮개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.The semiconductor device of claim 1, further comprising a cover configured to thermally isolate a first region in which the semiconductor modules are mounted and a second region other than the first region in the mother substrate. Module mount test unit. 제 2항에 있어서, 상기 챔버는 상기 모기판이 각기 로딩/언로딩되는 단위 챔버들을 포함하며, 상기 단위 챔버들은 상기 모기판의 로딩/언로딩이 가능하도록 입방체 형태로 적층되며, 상기 단위 챔버들에 각기 상기 보텍스 튜브가 설치된 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.3. The chamber of claim 2, wherein the chamber includes unit chambers in which the mother substrate is loaded / unloaded, respectively, and the unit chambers are stacked in a cubic form to enable loading / unloading of the mother substrate. The semiconductor module mounting test apparatus using the vortex tube, characterized in that each of the vortex tube is installed. 제 3항에 있어서, 상기 공기 공조 라인과 상기 보텍스 튜브들 사이에 설치된 솔레노이드 밸브;를 더 포함하며, 상기 온도 제어기는 상기 솔레노이드 밸브를 조절하여 상기 보텍스 튜브들로 제공되는 상기 압축 공기의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.4. The air conditioner of claim 3, further comprising a solenoid valve disposed between the air conditioning line and the vortex tubes, wherein the temperature controller controls the solenoid valve to adjust the pressure of the compressed air provided to the vortex tubes. Semiconductor module mounting test apparatus using a vortex tube, characterized in that. 제 4항에 있어서, 상기 보텍스 튜브는,The method of claim 4, wherein the vortex tube, 상기 압축 공기가 공급되는 공급부와;A supply unit to which the compressed air is supplied; 상기 공급부로 공급된 상기 압축 공기를 온기와 냉기로 분리하는 회전실과;A rotary chamber separating the compressed air supplied to the supply unit into hot and cold parts; 상기 회전실의 출구쪽에 설치되며, 상기 온기가 배출되는 온기 배출부와;A warmth discharge part installed at an outlet side of the rotary chamber and discharging the warmth; 상기 회전실의 입구쪽에서 뒤쪽으로 연장되게 설치되며, 상기 냉기가 배출되는 냉기 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.It is installed extending from the inlet side of the rotary chamber to the rear, the semiconductor module mounting test apparatus using a vortex tube, characterized in that it comprises a; 제 5항에 있어서, 상기 온기 배출부와 상기 냉기 배출부로부터 각기 온기와 냉기를 공급받아 한쪽은 상기 챔버로 공급하고 다른 한쪽은 배기시키는 개폐 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.6. The vortex tube according to claim 5, further comprising: an opening / closing valve configured to receive warmth and cold air from the warmth exhaust part and the cold air discharge part, and supply one side to the chamber and the other side to exhaust the other side. Semiconductor module mounting test apparatus. 제 6항에 있어서, 상기 개폐 밸브에서 배기되는 냉기는 상기 제 2 영역으로 공급되는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.7. The semiconductor module mounting test apparatus of claim 6, wherein the cool air exhausted from the on-off valve is supplied to the second region. 제 6항에 있어서, 상기 개폐 밸브에서 상기 챔버로 공급되는 냉기 또는 온기는 상기 제 1 영역에 공급되는 것을 특징으로 하는 보텍스 튜브를 이용한 반도체 모듈 실장 테스트 장치.The semiconductor module mounting test apparatus of claim 6, wherein cold air or warm air supplied from the on-off valve to the chamber is supplied to the first region.
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CN114594749A (en) * 2022-02-24 2022-06-07 上海欣诣科技有限公司 Integrated testing device of power battery management system

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