KR20070027524A - 번인 검사 장치와 방법 - Google Patents

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KR20070027524A
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KR1020067020077A
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크리스토퍼 에이 로페즈
브라이언 제이 덴헤이얼
고든 비 퀸스터
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웰스-씨티아이, 엘엘씨.
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    • G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element

Abstract

집적회로(IC) 패키지 검사 장치는 온도 센서(48), 가열기(또는 냉각기((44), 제어기(42)를 하나의 모듈형 유닛(22, 72)으로 통합한다. 제어기(42)는 모듈형 유닛(22, 72)에 내장되고 센서(48) 및 가열기(44)와 통신하는 마이크로프로세서이다. 제어기(42)는 선택된 검사 온도가 통신 링크(71)를 통해 제어기(42)로 사용자가 입력하도록 한다. 각각의 IC 패키지(54)는 제어기(42)에 의해 개별적으로 제어되는 검사 온도를 가지고 있다. 모듈(22)은 검사 소켓 상의 래치(26)를 이용하여 상부 개방형 소켓(20)에 쉽게 고정되고 분리된다. 센서(48), 가열기(또는 냉각기)(44) 및 제어기(40)의 메트릭스를 단일 상부 부착판(72)에 실장하고, 센서(48)와 가열기(또는 냉각기)(44)가 상부 부착판(72)에 개별적으로 탄성 적재되도록 함으로써 많은 IC 패키지(54)를 검사 소켓에서 빨리 실장하고 제거할 수 있다. 온도 센서(48)는 전도성 하우징(134) 내에 위치한 센서와 하우징(134)을 에워싸는 절연체(138)를 포함한다.
번인 검사, 온도 제어, 온도 센서, IC 패키지

Description

번인 검사 장치와 방법{Burn-in Testing Apparatus and Method}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 검사 소켓과 모듈형 센서/가열기/제어기 유닛을 분해 사시도.
도 2는 도 1의 검사 소켓과 모듈형 센서/가열기/제어기 유닛을 결합한 상태의 사시도.
도 3은 도 1의 검사 소켓을 분해한 사시도.
도 4는 도 1의 검사 소켓의 모듈형 센서/가열기/제어기 유닛의 사시도로서, 가열기와 센서 및 데이터 통신 코넥터를 보여주는 사시도.
도 5는 도 1의 검사 소켓
도 6은 도 1의 검사 소켓의 센서/가열기/제어기 유닛의 회로도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 번인 기판과 번인 챔버 상의 다수의 검사 소켓 시스템의 블록 평면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 여러 센서/가열기/제어기 유닛이 하나의 상부 부착판에 배치된 것을 나타내는, 검사 기판 상의 다수의 검사 소켓의 사시도.
도 9는 도 8의 상부 부착판의 바닥면을 나타내는 평면도.
도 10은 종래 IC 검사 소켓의 측면도.
도 11은 본 발명에 따른 IC와 온도 감지 장치를 갖는 IC 검사 소켓의 사시 도.
도 12는 온도 제어 블록 내에 배치된 온도 감지 장치를 보여주는, 도 10의 IC 검사 소켓의 일부 단면도.
도 13은 도 10의 온도 감지 기구의 분해 사시도.
본 발명은 집적회로 검사 소켓에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 집적회로 검사 및/또는 번인 소켓에서 집적회로를 온도 조절하는 기술에 관한 것이다.
집적회로(IC) 패키지는 제조 후 검사를 해야 하는데, 보통 높은 온도에서 진행되는 번인 공정을 거친다. 번인 공정에서는 IC, 센서나 다른 소자들의 온도를 제어할 필요가 있다. 이를 위한 기법들이 수년 동안 널리 사용되어 왔다. 이러한 시스템은 가열기(또는 냉각기), 온도 센서와 비교기를 포함하는 것이 보통인데, 비교기는 온도 센서에서 측정한 전압과 기준 전압의 차이에 비례하여 에너지를 가열기에 공급한다. 에너지를 적절한 방향으로 가하면, 전압차를 줄일 수 있는데, 다양한 종류의 온도 조절 모듈과 온도 센서가 이런 목적으로 판매되고 있다. 전형적인 적용예는 번인 공정에서 IC의 온도를 조절하는 것인데, 이는 IC의 온도 민감성 때문이다.
좀 더 정확한 검사 결과를 얻기 위해서는, 검사 과정에 있는 개별 IC의 온도를 제어할 필요가 있다. 개별 온도 제어를 하지 않는 검사 오븐 내에서는 오븐 내의 대류나 열 방출, 열 방사율의 차이 때문에 IC 각각의 실제 온도가 서로 다르다. 개별 온도 제어는 IC 각각의 온도를 감지하고 개별 가열기를 사용하여 IC 각각에 가하는 열을 바꿈으로써 가능하다.
개별 IC에 대한 온도 감지와 가열의 예는 미국 특허 제5,164,661호와 제5,911,897호에서 볼 수 있다. 이 2개의 종래 특허에는 IC에 직접 접촉하여 IC의 온도를 감지하는 센서와 IC에 직접 접촉하여 IC에 변화를 주는 가열기를 갖는 검사 소켓에 관한 것이다. 그러나 이 종래 특허에는 별도의 센서와 가열기, 제어기를 개시하고 있기 때문에 각각의 센서를 검사 소켓과 물리적으로 떨어져 있는 제어기와 연결하기 위한 배선이 필요하다. 고장난 센서나 배선, 가열기 또는 제어기로 인해 또는 센서 및 가열기 사이의 시간 동조가 맞지 않을 경우 검사 도중에 문제가 생길 수 있다. 이러한 문제가 생기면 검사기는 각각의 부품을 조사하여 잘못된 부품을 찾아내야 한다.
도 10에 나타낸 것처럼, 종래 특허 제5,911,897호에서 온도 감지기(110)는 절연체 센서 하우징(112)에서 돌출되어 검사 중의 IC에 접촉하도록 하우징(112) 내에 설치된다. 이러한 센서 하우징(112)은 히트 싱크(114, heat sink)의 개구부에 위치한다.
위 2개의 종래 특허에서, 소켓을 닫았을 때 온도 센서가 IC와 직접 접촉한다. 온도 센서가 직접 접촉하면 소켓을 조여 닫았을 때 비교적 작은 크기의 온도 센서의 점 접촉에 의해 IC가 손상을 입을 수 있다. 또한, IC와 직접 접촉하는 온도 센서에도 손상이 생길 수 있다.
또한, 위 2개의 종래 특허의 검사 소켓에서는 가열 소자와 센서 소자를 검사 소켓에 연속 부착(threaded attachment)한다.
따라서, 센서, 가열기(또는 냉각기)와 제어기가 하나의 모듈로 통합된 검사 소켓이 있다면 더 유리할 것이고, 모듈이 IC에 손상을 주지 않도록 쉽게 분리할 수 있는 수단을 이용하는 것이 좋다.
본원 제1 발명에 따르면, IC 패키지 등의 번인, 검사 및 다른 공정에 사용될 수 있는 모듈형 유닛이 제공된다. 이 모듈형 유닛은 모듈형 유닛에 완전히 내장되는 가열기(또는 냉각기), IC 온도 센서, 제어기를 포함한다.
이러한 구조는 모듈화된 가열기/센서/제어 유닛 내에 마이크로프로세서 제어기를 내장함으로써 가능하다. 내장형 마이크로프로세서 제어기는, 온도 센서에 응답하여 가열기(또는 냉각기)를 구동하는 제어기로 동작한다.
본원의 제2 발명에 따르면, 마이크로프로세서 제어기는 온도 센서에서 나온 신호를 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 이용하고, 변환된 디지털 데이터를 선택 온도를 나타내는 디지털 정보와 비교한다.
본원의 다른 발명에 따르면, 검사 소켓은 가열기/센서/제어기 유닛을 검사 소켓 베이스로부터 신속하게 제거하기 위하여 소켓 상의 래치를 포함한다.
본원의 또 다른 발명에 따르면, IC 패키지를 검사하는 시스템은, 검사 챔버 내의 검사 기판 상의 검사 소켓을 포함하는데, 각각의 검사 소켓은 모듈화된 유닛에 내장되는 가열기, IC 온도 센서, 제어기를 포함한다. 이 시스템은 검사 소켓 각각에 대한 선택 온도를 입력하기 위해 검사 기판과 통신하는 단말을 포함할 수 있다.
본원의 또 다른 발명에 따르면, 검사 기판은 검사 소켓 베이스 메트릭스를 갖는 검사 기판과, 가열기/센서/제어기 유닛이 자체 내장된 대응 메트릭스를 갖는 상부 부착판을 포함하는데, 유닛은 상부 부착판이 검사 기판에 고정되었을 때 대응 검사 소켓 베이스에 연결된다. 유닛은 상부 부착판에 개별적으로 탄성 적재될 수 있고 따라서 검사 기판의 일탈(warping)이 가능하게 한다.
본원의 또 다른 발명에 따르면, 온도 감지 장치는 IC 패키지와 접촉하는 센서 하우징 내에 배치된 온도 센서를 갖는 가열기 또는 냉각기에 배치된다. 센서와 센서 하우징은 센서 하우징을 에워싸는 열 절연체에 의해 가열기 또는 냉각기와 열적으로 차단된다. 센서 하우징은 IC 패키지와 센서 사이에서 짧은 열 경로를 제공한다.
본 발명의 목적과 특징 및 효과는 도면을 참조로 한 아래의 실시예에 대한 설명으로부터 좀 더 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
A. IC 패키지의 온도 제어 장치 및 방법
도 1과 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 검사 소켓(20)과 모듈형 센서/가열기/제어기 유닛(22)의 사시도이다. 여기서 가열기는 냉각기까지 포함하는 개념으로 설명의 편의를 위해 '가열기'란 용어를 사용한다. 래치(26) 상의 스프링(24)은 가열기 유닛(22)이 검사 소켓 베이스(38)에서 쉽고 빨리 이탈되도록 한다. 도 2는 검사 소켓(20)과 모듈형 유닛(22)을 결합한 상태를 나타내는데, 여기서 검사 기판(32)에 실장된 기판측 코넥터(30)에는 가열기 유닛(22)에 실장된 통신/전원 코넥터(34)가 삽입된다.
도 3은 검사 소켓(20), 모듈형 유닛(22) 및 검사 기판(32)의 분해 사시도이다. 검사 소켓(20)으로는 베이스(38)에 부착되는 범용 상부 개방형 소켓(36)을 사용하며, 베이스(38)는 정렬 핀(41)과 2개의 래치(26)를 갖는다. 모듈형 유닛(220은 모듈형 유닛(22)을 베이스(38)와 기판측 코넥터(30)에 정렬하기 위한 안내판(40)을 갖는다. 마이크로프로세서 제어기(42)(도 5 참조)는 통신/전원 코넥터(34) 근처에서 안내판(40)에 내장되거나, 아래에서 설명할 상부 부착판(72)(도 8, 9 참조)에 실장된다. 통신/전원 코넥터(34)는 안내판(40)의 바닥면에 배치된다. 가열기(44)는 히트 싱크(46)의 바닥면과 같은 높이로 접속되고 내장 마이크로프로세서 제어기(42)와 통신하여 통신/전원 코넥터(34)와 전원 공급을 위한 전기적 통신이나 신호 통신을 한다. 온도 센서(48)(도 4 참조)는 가열기(44) 내에 배치되고 전원 공급을 위한 전기적 통신이나 신호 통신을 위해 마이크로프로세서 제어기(42)와 통신한다. 히트 싱크(46)는 바닥면이 가열기(44) 및 센서(48)와 연결되어 있으며, 배럴 나사(50, barrel screw)와 스프링(52)의 조합으로 안내판(40)에 부착된다. 배럴 나사와 스프링을 조합하여 사용하기 때문에, 검사 소켓(20)과 모듈형 유닛(22)을 결합한 상태일 때 상부 개방형 소켓(36)에 있는 IC 패키지(54)에 대해 가열기(44)와 센서(48)가 미치는 힘을 통제할 수 있다.
도 4는 도 1의 모듈형 센서/가열기/제어기 유닛(22)의 바닥면을 보여준다. 센서(48)는 가열기(44)의 공동부 내에 배치되고, 안내판(40)의 제어기 케이스(58) 에 있는 내장 마이크로프로세서 제어기(42)와 전기적으로 연결된다. 통신/전원 코넥터(34)는 제어기 케이스(58)에 배치되며, 마이크로프로세서 제어기(42)와 통신한다. 가열기(44)는 히트 싱크(46)의 바닥면과 동일 높이에서 히트 싱크와 연결되어 이들 둘 사이에서 열 전도를 통해 효과적인 열 전달이 일어나도록 한다.
도 5는 도 1의 검사 소켓(20)과 모듈형 유닛(22)을 검사 기판(32)에 놓은 상태의 정면 배치도이다. 도 5에는 마이크로프로세서 제어기(42)가 센서(48) 및 가열기(44)와 통신하는 것을 보여주는 간단한 회로가 추가되어 있다. 마이크로프로세서제어기(42)는 기판측 소켓(30)과 연결된 통신/전원 플러그(34)를 통해 데이터를 받는다. 가열기(44), 마이크로프로세서(42) 및 센서(48)는 통신/전원 코넥터(34)를 통해 전원을 공급받는다. 마이크로프로세서 제어기(42)는 모듈형 유닛(22)에 내장된다. 마이크로프로세서 제어기(42)를 모듈형 유닛(22)에 내장하면, 이 모듈형 유닛(22)은 모듈 방식으로 조립된 단일 센서/가열기/제어기 유닛으로 동작할 수 있다. 따라서 각각의 개별 부품들의 고장을 조사하거나 부품들 사이의 통신 링크의 문제점을 조사하는 것과 달리 하나의 유닛을 조사하는 이점이 있다. 검사 도중에 만약 모듈형 유닛(22)에 고장이 생기면 전체 유닛을 정상 유닛으로 간단하고 신속하게 교체하기만 하면 된다.
도 6은 모듈형 유닛(22)의 회로도이다. 센서(48)는 직류 전류가 공급되는 서미스터로 표현되어 있다. 서미스터(48)의 전압은 마이크로프로세서 제어기(42) 내의 아날로그-디지털 변환기(60, A/D 변환기)에 의해 디지털 형태로 변환된다. A/D 변환기(60)에서 변환된 디지털 데이터는 프로세서(62)에서 사용자가 선택한 디 지털로 표현된 온도와 비교된다. 사용자가 선택한 온도는 마이크로프로세서 제어기(42)의 통신 포트(64)를 통해 프로세서(62)에 입력된다. 통신 포트(64)는 전원/통신 코넥터(34)의 신호선과 통신한다. 그러면, 프로세서(62)는 디지털 신호를 마이크로프로세서 제어기(42)의 디지털-아날로그 변환기(66, D/A 변환기)로 보내고, D/A 변환기(66)에서 변환된 아날로그 신호는 가열기(44)에 연결된 증폭기로 전달되어 가열기(44)에서 방출할 열의 양을 제어한다. 가열기(44)는 마이크로프로세서(42)를 냉각하는 냉각기의 역할도 하는데 이 경우에도 앞에서 설명한 것과 마찬가지로 냉각기가 구동된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사 챔버 또는 번인 챔버(68)에 있는 검사 기판(32)의 평면도이다. 검사 소켓(68)과 모듈형 유닛(22)의 메트릭스는 각각의 검사 기판(32)에 배치된다. 검사 기판(32)은 외부 전원 및 구동기 회로(70)와 통신한다. 전원 및 구동기(70)는 데이터/전원 버스(71)에 포함되어 있는 데이터 버스 상의 I2C 데이터 스트림을 통해 검사 기판(32)과 통신하는 것이 바람직하다. 전원 및 구동기 회로(70)는 각각의 IC 패키지(54)에 대해 바람직한 검사 온도를 사용자가 판단하도록 하는 시스템 제어기이다.
통상적인 검사 챔버(68)는 팬이나 기타 공급처에서 나온 공기 흐름(67)이 검사 기판(32) 전체에 유지되도록 하는 번인 챔버이다. 공기 흐름(67)은 각각의 가열기(44)에서 열을 공급하기 전에 IC 패키지가 선택 온도 아래로 유지하기에 충분히 높게 유지하는 것이 좋다. 이렇게 함으로써, 가열기(44)는 각각의 IC 패키지(54)의 독립적인 선택 온도를 좀 더 쉽게 유지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 사시도로서, 복수의 모듈형 가열기(44), 온도 센서(48) 및 히트 싱크(46)가 하나의 상부 부착판(72)에 (표준 메트릭스 형태로 배열된 상태가 바람직함) 부착되어 있다. 각각의 모듈형 유닛(22)은 상부 부착판(72)에 개별적으로 탄성 적재되어 검사 기판(32)의 일탈(warp)을 가능하게 만든다. 상부 부착판(72)은 검사 기판(32) 상의 여러 개의 상부 개방형 소켓(36) 위에 놓인다.
상부 부착판(72)은 상부 부착판(72)의 가장자리를 따라 있는 고정구(74)에 의해 검사 기판(32)에 결합된다. 다수의 고정구(74)를 사용하여 상부 고정판에 고정함으로써, 온도 센서(48) 및 가열기(44)를 상부 개방형 소켓(36)에 배치된 IC 패키지(54)와 결합한다.
도 9는 상부 부착판(72)의 바닥면을 나타내는 평면도이다. 여기서 상부 부착판(72)은 안내판(40)(도 3 참조)이 낱개로 배치된 구조가 아니라 안내판(40)이 일렬로 배치된 구조를 달성할 수 있도록 배열되어 있다. 복수의 가열기(44)와 이에 대응되는 온도 센서(48)들은 복수의 해당 히트 싱크(46) 상에 표준 메트릭스 형태로 배열되어 있다. 제어 회로(42)는 가열기(44) 및 온도 센서(48)와 전기적으로 연결되어 있다. 전원은 신호/전원 버스(71)(도 7 참조)를 통해 제어 회로(42), 가열기(44) 및 온도 센서(48)에 공급되는데, 버스(71)는 검사 기판(32) 또는 부착판(72)과 연결된다.
이러한 실시예에 따르면, IC 패키지(54)를 별도의 검사 소켓(20)에 쉽고 신속하고 삽입하고 제거하는 것이 가능하다. 각각의 모듈형 유닛(22)을 각각의 상부 개방형 소켓(36)에 별개로 고정시키지 않고, 상부 부착판(72)이 모든 모듈형 유닛(22)을 4개의 모서리 고정구(74)로 고정할 수 있다.
B. IC 패키지의 온도 감지 장치
도 11은 IC 검사 소켓(123)에서 본 발명의 일실시예에 따른 IC 온도 감지 장치(48)를 보여준다. 여기서 IC는 개별 다이(die)와 IC 패키지를 포함하며, 모든 형태의 집적회로를 다 포함하는 의미로 IC라는 용어를 사용한다. 검사 소켓(123)은 번인 검사나 IC(54)의 테스트 및 프로그램을 포함하는 검사를 위한 IC(54)를 수용하도록 설계되어 있다.
IC 검사 소켓(123)은 검사 중에 IC(54)의 온도를 직접 제어하는 온도 제어 블록(44)을 포함한다. IC 검사 소켓(123)은 크게 검사 기판(32)에 연결된 베이스(38)와 덮개(144)를 포함한다. IC 검사 소켓(123)의 바람직한 형태는 위에 자세히 설명되어 있다. 그러나, IC 검사 소켓(123)의 구조에 대한 상세한 설명은 본 발명의 실시예에서 필요하지 않으므로 생략한다. 예를 들면, 본 발명의 실시예는 예컨대, 도 10에 나타낸 것과 같은 미국 특허 제5,911,897호의 IC 검사 소켓과 같은 다른 검사 소켓에도 적용될 수 있다.
온도 제어 블록(44)은 덮개(144)에 배치되어, IC 검사 소켓(123)을 닫은 상태에서, 온도 제어 블록(44)이 IC(54)와 열적으로 연결된다. 따라서 온도 제어 블록(44)은 IC(54)에 대한 열 복사를 통해 IC(54)의 온도 변화에 영향을 준다. 온도 제어 블록(44)은 가열기일 수도 있고, 냉각기일 수도 있다.
IC 온도 감지 장치(48)는 IC 검사 소켓(123)이 닫힌 상태일 때 IC(54)와 열적으로 접촉하도록 배치된 온도 제어 블록(44) 내에 배치되어 있다.
도 12는 도 11에 나타낸 IC 검사 소켓(123)의 부분 단면도로서, IC 온도 감지 장치(48)가 온도 제어 블록(44) 내에 배치되어 있는 것을 보여준다. 도 13은 온도 감지 장치(48)의 분해 사시도이다.
도 12와 도 13을 참조하면, IC 온도 감지 장치(48)는 온도 감지 신호를 사용 가능한 형태로 변환할 수 있는 장치와 전기적으로 연결되어 있는 온도 센서(130)(예컨대, 서미스터)를 포함한다. 이러한 장치의 예로는 마이크로프로세서 제어기(42)로서 이것은 온도 센서(130)에 응답하며 온도 제어 블록(44)을 구동하는 제어기로 동작한다.
온도 센서(130)는 열 전도성의 센서 하우징(134)의 공동부(132) 내에 배치된다. 여기서 공동부(132)는 온도 감지 장치(48)의 전체적인 모양을 고려하여 원통형인 것으로 나타내었다. 공동부(132)에는 센서 하우징(134)의 한쪽 끝에 단일 개방부가 있어서 온도 센서가 마이크로프로세서 제어기 또는 off-board 제어기와 같은 장치들과 통신할 수 있도록 한다. IC 검사 소켓(123)이 닫힌 상태일 때 센서 하우징(134)은 IC(54)와 열적으로 접촉한다. 센서 하우징(134)이 열 전도성이기 때문에, 센서 하우징(134)은 IC(54)와 온도 센서(130) 사이의 열 전도 경로를 형성한다.
공동부(132)는 제1 개방 단부와, 센서 하우징(134)의 제2 단부에서 원뿔 모양을 된 말단단부(136)를 갖는 한쪽이 막힌 구멍이다. 원뿔 모양의 말단부(136)는 IC(54)로부터 온도 센서(130)에 대한 빠른 순간 응답을 위한 짧은 열 경로가 가능한 두께로 되어 있다. 이러한 짧은 열 경로를 만들기에 적당한 두께는 센서 하우징(134)을 구리 또는 알루미늄과 같은 금속을 형성할 때 3 mm이다.
열 절연체(138)는 센서 하우징(134)을 에워싸 온도 센서(130)를 온도 제어 블록(44)으로부터 차단한다. 센서 하우징(134)의 제2 단부는 열 절연체(138)로부터 노출되어, IC 검사 소켓(123)이 닫힌 상태에 있을 때 IC(54)와 센서 하우징(134)이 열적으로 접촉하도록 한다.
센서 하우징(134)은 IC(54)에서 온도 센서(130)로 이어지는 열 전달 경로를 형성할 뿐만 아니라 IC(54)를 온도 센서(130)와 물리적으로 직접 접촉하도록 했을 때 생길 수 있는 점접촉 압력과 관련된 충격이나 문제를 방지하는 역할도 한다. 센서 하우징(134)은 IC(54)와 온도 센서(130) 사이에 놓이는 보호층을 통해 온도 센서(130)를 보호한다. 센서 하우징(134)은 크기가 작은 온도 센서(130)보다 더 크고 전체적으로 편평한 접촉면을 제공함으로써, 온도 센서(130)를 직접 접촉했을 때 생길 수 있는 점접촉 압력을 방지한다.
검사 중에 IC(54)의 온도를 가장 정확하게 감지하기 위하여, 센서 하우징(134)은 전도성이 우수한 금속으로 형성해야 한다. 센서 하우징(134)을 형성하는 금속으로는 알루미늄이나 구리인 것이 바람직하다. 또한, 정확도를 높이기 위하여 열 절연체(138)은 온도 센서(130)와 센서 하우징(134)을 온도 제어 블록(44)과 적절하게 열적으로 격리함으로써, 온도 센서(130)가 IC(54)의 온도만을 감지하여야 하며, 온도 제어 블록(44)의 온도를 감지해서는 안된다. 열적 절연을 위해, 열 절연체(138)는 플리서마이드(polythermide) 물질로 형성하는 것이 바람직한데, GE(General Electric) 사에서 만든 "Ulterm 1000"은 폴리서미드 물질의 좋은 예가 될 수 있다.
C. IC 패키지 온도 감지 방법
검사 중의 IC(54)의 온도를 감지하는 방법은 IC(54)를 IC 검사 소켓(123)에 실장하는 단계를 포함한다. IC의 온도는 가열기나 냉각기(44)를 IC에 열적으로 접촉되도록 함으로써 변한다. 이것은 IC에 대한 번인 공정에서 주로 해 오던 것이지만, IC(54)의 온도는 IC(54)의 검사나 프로그래밍을 위해서도 제어할 수 있다.
그러면, IC(54)의 온도는 가열기 또는 냉각기(44)에 들어 있는 온도 센서 장치(48)에 의해 감지된다. 온도 센서 장치(48)는 전도성 물질(130)을 통해 온도 센서(130)를 IC(54)에 열적으로 접촉시킴으로써, 그리고 온도 센서(130)를 주변 절연 물질(138)로 가열기 또는 냉각기(44)와 격리함으로써, IC(54)의 온도를 감지하는데, 이렇게 하면, 온도 센서(130)는 IC(54)의 온도만 주로 감지하며 가열기나 냉각기(44)의 온도는 감지하지 않는다.
전도성 물질(134)은 IC(54)와 온도 센서(130) 사이의 열 경로가 유지되어 온도 센서(130)에서 신속한 순간 응답이 나타나도록 온도 센서(130)를 IC(54)로부터 이격시킨다.
센서 하우징(134)의 제1 단부와 제2 단부가 노출되도록 열 절연체(138)로 둘러싸인 열 전도성 센서 하우징(134) 내에 온도 센서(130)를 배치함으로써, 온도 센 서(130)를 가열기 또는 냉각기와 열적으로 격리한다. 센서 하우징(134)과 열 절연체(138)는 가열기 또는 냉각기(44)에 있는 적절한 크기와 모양의 개방부 내에 배치되어 열 전도성 하우징(134)이 IC(54)와 열적으로 접촉하도록 한다.
본 발명의 사상을 바람직한 실시예 형태로 설명하였지만, 이러한 발명 사상을 벗어나지 않고도 구체적인 부분이나 구성을 변경할 수 있다.

Claims (41)

  1. 집적회로(IC) 소켓 덮개(22)로서,
    IC 패키지(54)와 열적으로 접촉하도록 된 온도 센서(48)와,
    IC 패키지(54)와 열적으로 접촉하도록 된 가열기/냉각기(44)와,
    온도 센서(48) 및 가열기/냉각기(44)에 연결된 제어기(42)를 포함하며,
    제어기(42)는 온도 센서(48)에 응답하여 IC 패키지(54)의 온도를 제어하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  2. 제1항에서,
    IC 소켓 덮개(22)를 IC 소켓 베이스(38)에 신속하게 고정하거나 IC 소켓 덮개(22)를 IC 소켓 베이스(38)에서 신속하게 분리하는 래치(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  3. 제1항에서,
    제어기(42)는,
    온도 센서(48)에서 나온 신호를 변환하는 아날로그-디지털 변환기(60)와,
    디지털 데이터를 수신하고 송신하도록 프로그램된 프로세서(62)와,
    프로세서(62)에서 나온 신호를 변환하는 디지털-아날로그 변환기(66)를 포함하고,
    프로세서(62)는 온도 신호로부터 변환된 데이터를 작업자가 입력한 디지털 값과 비교하도록 프래그램되고, 이 비교 결과에 따라, 프로세서(62)에서 나온 신호를 D/A 변환기(66)를 통해 가열기/냉각기(44)에 전송하여 IC 패키지(54)의 온도에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  4. 제1항에서,
    제어기(42)와 전기적으로 결합되고, 검사 기판(32) 상의 코넥터(30)와 연결되는 코넥터(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  5. 제1항에서,
    제어기(42)는 코넥터(34)로부터 디지털 신호를 받으며,
    가열기/냉각기(44)는 코넥터(34)로부터 전력을 공급받고,
    온도 센서(48)는 코넥터(34)로부터 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  6. 제1항에서,
    온도 센서(48)는 복수의 온도 센서(48)로서 복수의 IC 패키지(54)와 열적으로 접촉하며,
    가열기/냉각기(44)는 복수의 가열기/냉각기(44)로서 복수의 IC 패키지(54)와 직접 접촉하며,
    제어기(42)는 복수의 제어기(42)인 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  7. 제6항에서,
    복수의 온도 센서(48)와 가열기/냉각기(44)를 탄성 장착하는 상부 부착판(72)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  8. 제6항에서,
    제어기(42)는,
    온도 센서(48)에서 나온 신호를 변환하는 아날로그-디지털 변환기(60)와,
    디지털 데이터를 수신하고 송신하도록 프로그램된 프로세서(62)와,
    프로세서(62)에서 나온 신호를 변환하는 디지털-아날로그 변환기(66)를 포함하고,
    프로세서(62)는 온도 신호로부터 변환된 데이터를 작업자가 입력한 디지털 값과 비교하도록 프래그램되고, 이 비교 결과에 따라, 프로세서(62)에서 나온 신호를 D/A 변환기(66)를 통해 가열기/냉각기(44)에 전송하여 IC 패키지(54)의 온도에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 덮개.
  9. IC 소켓 온도 제어기(42)로서,
    온도 센서(48)에서 나온 신호를 변환하는 아날로그-디지털 변환기(60)와,
    디지털 데이터를 수신하고 송신하도록 프로그램된 프로세서(62)와,
    프로세서(62)에서 나온 신호를 변환하는 디지털-아날로그 변환기(66)를 포함하고,
    프로세서(62)는 온도 신호로부터 변환된 데이터를 작업자가 입력한 디지털 값과 비교하도록 프래그램되고, 이 비교 결과에 따라, 프로세서(62)에서 나온 신호를 D/A 변환기(66)를 통해 가열기/냉각기(44)에 전송하여 IC 패키지(54)의 온도에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 온도 제어기.
  10. 제9항에서,
    제어기(42)는 IC 소켓 덮개(22, 72)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 온도 제어기.
  11. 제9항에서,
    제어기(42)는 IC 소켓 덮개(22) 상의 코넥터(34)로부터 디지털 신호와 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 IC 소켓 온도 제어기.
  12. IC 패키지(54)를 검사, 번인, 프로그램하는 시스템으로서,
    검사 챔버(68)와,
    검사 챔버(68) 내에 놓인 검사 기판(32)과,
    검사 기판(32)에 실장된 IC 소켓 베이스(20)와,
    IC 소켓 베이스(20)에 수용되는 IC 패키지(54)와,
    IC 소켓 덮개(22, 72)를 포함하며,
    IC 소켓 덮개(22, 72)는, IC 패키지(54)와 열적으로 접촉하도록 된 온도 센서(48)와, IC 패키지(54)와 열적으로 접촉하도록 된 가열기/냉각기(44)와, 온도 센서(48) 및 가열기/냉각기(44)에 연결된 제어기(42)를 포함하며, 제어기(42)는 온도 센서(48)에 응답하여 IC 패키지(54)의 온도를 제어하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제12항에서,
    검사 기판(32)은 코넥터(30)를 포함하고, IC 소켓 덮개(22)는 코넥터(34)를 포함하며,
    검사 기판 상의 코넥터(30)는 IC 소켓 덮개(22)의 코넥터(34)와 연결되도록 배치되고,
    IC 소켓 덮개(22)의 코넥터(34)는 제어기(42)와 전기적으로 연결되며,
    검사 기판(32)은 시스템 제어기(70)와 제어기(42) 사이의 신호를 송수신하고, 시스템 제어기(70)는 검사 챔버(68) 바깥에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제12항에서,
    IC 소켓 베이스(20)는 검사 기판(32)에 실장된 복수의 IC 소켓 베이스(20)를 포함하고,
    온도 센서(48)는 복수의 IC 소켓 베이스(20)에 있는 복수의 IC 패키지(54)를 열저고 접촉하도록 배치된 복수의 온도 센서(48)이고,
    가열기/냉각기(44)는 복수의 IC 패키지(54)와 직접 접촉하도록 배치된 복수의 가열기/냉각기(44)이고,
    제어기(42)는 복수의 제어기(42)이며,
    IC 소켓 덮개(72)는 검사 기판(32)에 부착되는 상부 부착판(72)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에서, 복수의 IC 소켓 베이스(20)와 복수의 온도 센서(48) 및 가열기/냉각기(44)는 표준 메트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제14항에서,
    상부 부착판(72)은 온도 센서(48)와 가열기/냉각기(44)를 IC 패키지(54)와 탄성 결합하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. IC 패키지(54)의 검사, 번인, 프로그램 중 어느 한 과정에서 IC 패키지(54)의 온도를 제어하는 방법으로서,
    IC 소켓 덮개(22, 72)에 배치되며 IC 패키지(54)와 열적 접촉하는 온도 센서로 IC 패키지(54)의 온도를 감지하는 단계와,
    온도 센서(48)에서 나온 신호를 IC 소켓 덮개(22, 72)에 배치된 제어기(42) 를 통해 처리하는 단계와,
    제어기(42)의 신호에 응답하여 IC 소켓 덮개(22, 72)에 배치된 가열기/냉각기를 통해 IC 패키지(54)의 온도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  18. 제17항에서,
    시스템 제어기(70)로부터 제어기(42)에게 원하는 IC 패키지 온도를 나타내는 디지털 값을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 원하는 IC 패키지 온도를 나타내는 디지털 값을 감지된 IC 패키지(54) 온도와 제어기(42)에서 비교하는 단계와,
    제어기(42)에서 비교한 결과에 따른 신호를 가열기/냉각기(44)로 전송하여 가열기/냉각기(44)를 제어하는 더 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  20. IC 패키지(54)의 검사, 번인, 프로그램 중 어느 한 과정에서 복수의 IC 패키지(54) 각각의 온도를 독립적으로 제어하는 방법으로서,
    IC 패키지(54) 각각과 열적으로 접촉하며 상부 부착판(72)에 실장된 별도의 온도 센서(48)로 IC 패키지(54) 각각의 온도를 감지하는 단계와,
    온도 센서(48)에서 나온 데이터를 상부 부착판(72)에 배치된 복수의 제어기(42)로 처리하는 단계와,
    제어기(42)에서 나온 신호에 따라 가열기/냉각기(44)로 각각의 IC 패키지(540의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 독립적인 온도 제어 방법.
  21. 제20항에서,
    IC 패키지(54)의 원하는 온도를 나타내는 디지털 값을 시스템 제어기(70)로부터 제어기(42) 각각에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립적인 온도 제어 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 원하는 IC 패키지 온도를 나타내는 디지털 값을 IC 패키지(54)의 감지된 온도와 제어기(42)에서 비교하는 단계와,
    제어기(42)의 비교 결과에 대응하는 신호를 감지된 IC 패키지(54)와 접촉하는 가열기/냉각기(44)로 보내 가열기/냉각기(44)를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립적인 온도 제어 방법.
  23. 제21항에서,
    시스템 제어기(70)에서 제어기(42)로 디지털 값을 전송하는 단계는, IC 패키지(54) 각각에 대한 독립적인 디지털 값을 시스템 제어기(70)에서 제어기(42)로 전 송하는 단계인 것을 특징으로 하는 독립적인 온도 제어 방법.
  24. IC(54)를 가열하거나 냉각하는 수단(44)를 포함하는 IC 검사 소켓(123)에서, IC 온도 감지 장치(48)가,
    서미스터(130)와,
    IC와 열적으로 접촉하도록 배치된 센서 하우징(134)과,
    센서 하우징(134)를 에워싸서 IC(54)를 가열 또는 냉각하는 수단(44)으로부터 서미스터(130)가 열적으로 격리되도록 하는 열 절연체(138)를 포함하며,
    서미스터(130)는 하우징(134) 내에 배치되고 하우징(134)은 열 전도성인 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  25. 제24항에서,
    센서 하우징(1340은 서미스터(130)를 수용하는 원통형 공동부(132)를 포함하고, 이 공동부(132)는 하우징(134)의 제1 단부에 있는 단일 개방부를 포함하며, 하우징(134)의 제2 단부까지 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  26. 제25항에서,
    원통형 공동부(132)는 하우징(134)의 제2 단부 근처에 있는 원뿔 모양의 말단부(136)를 포함하며, 말단부(136)는 서미스터(130)를 공동부(132)에 더 깊게 수용하여 하우징(134)의 제2 단부 외부에서 서미스터(130)로 이어지는 짧은 열 경로 가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  27. 제25항에서,
    센서 하우징(134)의 제2 단부는 열 절연체(138)에서 노출되어 IC(54)에서 서미스터(130)로 이어지는 열 전도 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  28. 제24항에서,
    센서 하우징(134)은 고전도성 금속으로 된 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  29. 제24항에서,
    열 절연체(138)는 알루미늄과 구리를 포함하는 금속으로 된 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  30. 제24항에서,
    열 절연체(138)는 폴리서미드 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 IC 검사 소켓.
  31. IC 온도 조절 기구로서,
    IC(54)와 열적으로 접촉하며, IC(54)에 대한 열을 전도함으로써 IC(54)의 온도에 변화를 주는 열 제어 블록(44)과,
    열 제어 블록(44) 내에 배치되는 IC 온도 감지 장치(48)를 포함하고,
    온도 센서(130)가 온도 감지 장치(148) 내에 배치되어, 전도성 물질(134)을 통해 IC(54)와 온도 센서(130)가 열적으로 접촉하고, 절연체(138)는 온도 제어 블록(44)으로부터 온도 센서(130)를 열적으로 격리하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 조절 기구.
  32. 제31항에서,
    전도성 물질(134)은 고전도성 금속인 것을 특징으로 하는 IC 온도 조절 기구.
  33. 제31항에서,
    전도성 물질(134)은 구리와 알루미늄을 포함하며, 절연체(138)는 폴리서미드 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 IC 온도 조절 기구.
  34. 제31항에서,
    전도성 물질(134)은 IC(54)로부터 온도 센서(130)를 소정의 거리만큼 이격시켜 IC(54)의 온도 변화에 대한 신속한 순단 응답을 위한 열 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 조절 기구.
  35. 제34항에서,
    전도성 물질(134)은 IC로부터 온도 센서(130)를 이격시켜, 온도 센서(130)와 IC(54)의 접촉으로부터 생길 수 있는 손상으로부터 온도 센서(130)와 IC(54)를 물리적으로 보호하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 조절 기구.
  36. 제31항에서,
    전도성 물질(134)은 IC(54)와 평면 접촉하는 모양으로 된 것을 특징으로 하는 IC 온도 조절 기구.
  37. IC 온도 감지 및 제어 기구로서,
    전체적으로 원통 모양인 하우징(134)의 한쪽이 막힌 원통 구멍(132)에 위치한 전체적으로 원통 모양인 팁을 갖는 온도 센서(130)와,
    전도성 물질로 형성된 하우징(134)과,
    하우징(134)을 에워싸며 열적으로 절연성인 물질(138)로 된 환상 슬리브와,
    IC(54)와 열적으로 접촉하였을 때 IC(54)에 대한 열을 능동적으로 전도하는 열 제어 블록(44)을 포함하며,
    열 제어 블록(44)은 절연체(138), 하우징(134) 및 온도 센서(130)를 하나의 유닛으로 수용할 수 있는 모양과 크기로 된 원통형의 관통 구멍을 포함함으로써, 하우징(134)은 온도 제어 블록(44)과 열적으로 결리되고, 하우징(134)은 IC(54)와 열적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 감지 및 제어 기구.
  38. IC(54)를 검사하는 과정에서 IC(54)의 온도를 감지하는 방법으로서,
    IC(54)를 검사 소켓(123)에 배치하는 단계와,
    가열기/냉각기(44)를 IC(54)에 열적으로 접촉시킴으로써, IC(54)의 온도를 바꾸는 단계와,
    가열기/냉각기(44) 내에 들어 있는 온도 센서(130)를 통해 IC(54)의 온도를 감지하는 단계로서, 전도성 물질(134)을 통해 온도 센서(130)를 IC(54)와 열적으로 접촉시키고, 온도 센서(130)는 가열기/냉각기(44)와 격리되도록 함으로써 온도 센서(130)가 IC(54)의 온도만 감지하도록 하는 단계를 포함하는 IC 온도 감지 방법.
  39. 제38항에서,
    전도성 물질(134)을 통해 온도 센서(130)를 IC(54)와 열적으로 접촉시키는 과정은 센서(130)를 IC(54)와 소정의 거리만큼 이격시켜 IC(54)의 온도 변화에 대한 신속한 순간 반응을 위한 열 경로를 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 감지 방법.
  40. 제38항에서,
    IC(54)의 검사는 IC(54)의 검사, 번인, 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 감지 방법.
  41. 제38항에서,
    온도 센서(130)를 가열기/냉각기(44)와 열적으로 격리하는 과정은,
    열적으로 전도성인 온도 센서 하우징(134)에 온도 센서(130)를 배치하는 과정과,
    온도 센서 하우징(134)을 에워싸도록 절연체(138)를 형성하되 온도 센서 하우징(134)의 제1 단부와 제2 단부는 개방되도록 하는 과정과,
    온도 센서 하우징(134)과 절연체(138)를 수용할 수 있는 크기와 모양으로 된 가열기/냉각기(44)의 개방부에 온도 센서 하우징(134)과 절연체(138)를 배치하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 IC 온도 감지 방법.
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