KR20080005955U - 반도체 소자의 온도측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 소자의 온도측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기적 테스트가 수행되는 반도체 소자의 온도를 측정하기 위한 반도체 소자의 온도측정장치에 있어서,

상기 반도체 소자가 장착되는 베이스부의 상측에 설치되어 상기 반도체 소자를 하측으로 가압하고, 내부에는 수용공간이 마련되며, 상기 수용공간의 하단으로부터 상기 반도체 소자와 마주보는 면까지 관통되는 개구부가 마련되는 푸셔장치와,

상기 푸셔장치의 수용공간에 설치되며, 그 하단이 상기 개구부를 통하여 상기 반도체 소자와 접촉되어 상기 반도체 소자의 온도를 측정하는 RTD 센서수단을 구비한 반도체 소자의 온도측정장치에 관한 것이다.

푸셔장치, 탄성바이어스 수단, RTD 센서수단

Description

반도체 소자의 온도측정장치{Temperature measuring apparatus of semiconductor device}

도 1은 종래기술에 따른 반도체 소자의 온도측정장치.

도 2은 본 실시예에 따른 반도체 소자의 온도측정장치.

도 3은 도 2의 온도측정장치의 개방모습.

도 4는 도 2의 온도측정장치에서 주요구성의 분리도.

<도면부호의 상세한 설명>

1... 온도측정장치 10... 푸셔장치

11... 푸셔본체 12... 수용공간

12a... 암나사산 13... 개구부

14... 플런져부 14a... 나사산

14b... 관통구멍 15... 걸림턱

20... 센서수단 20a... 테두리부

21... 전선 30... 탄성바이어스 수단

40... 베이스부 41... 걸림홈

50... 반도체 소자

본 고안은 반도체 소자의 온도측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한번 고정으로 동일한 위치에서 반도체 소자의 온도측정을 할 수 있는 반도체 소자의 온도측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 시판되기 전에 다수 테스트 과정을 거치며, 이러한 테스트 과정은 소자 내부의 셀(Cell) 간 접속 비트(bit)가 양호한지 또는 소자로 리드/라이트(Read/Write) 되는 데이터의 전송속도가 기준치에 도달하는지 등을 검사한다.

이러한 반도체 소자의 테스트 과정에서는 열이 발생하게 되는데, 이와 같이 반도체 소자에 발생하는 열이 어느 정도인지를 확인하기 위하여 상기 반도체 소자의 표면에 소정의 온도측정장치를 설치한다.

도 1은 종래기술에 따른 온도측정장치(100)가 도시되어 있다. 이러한 온도측정장치(100)는 반도체 소자(110)의 상면에 서모커플(thermocouple; 102)을 설치하고, 이 서모커플의 상면에 테이프(101)를 씌움으로서, 상기 서모커플(102)을 반도체 소자(110)에 고정한다. 상기 반도체 소자(110)는 베이스부(130)에 안착되어 있으며, 상기 베이스부(130)의 상측에는 상기 반도체 소자(110)를 하측으로 가압하는 푸셔수단(120)이 마련되어 있다.

이와 같이, 반도체 소자(110)를 베이스부(130)에 안착된 상태로 소정의 반도체 소자(110)의 테스트를 수행하고 이와 함께 상기 반도체 소자(110)의 온도를 측 정한다. 검사가 완료되면, 상기 반도체 소자(110)를 교체하면서 상기 서모커플(102)을 제거하고 다시 새로운 반도체 소자(110)에 서모커플(102)을 재설치한다.

이러한 서모커플을 이용한 종래의 온도측정장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 새로운 반도체 소자를 테스트할 때마다 테이프를 떼어내고 새로운 반도체 소자에 서모커플을 올려놓은 후 새로운 테이프를 씌우는 방식은 작업이 번거로울 뿐 아니라, 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

또한, 새로운 반도체 소자에 서모커플을 부착할 때마다 놓여지는 부위가 상이하게 되어 데이타의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 테이프의 성질 또는 테이프의 부착방법에 따라 서모커플과 반도체 소자와의 접촉압이 상이하게 되어 측정되는 온도의 신뢰성에 문제가 있게 된다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도측정장치의 설치방법이 간편하고, 반도체 소자에 접촉되는 위치가 항상 일정하며, 반도체 소자와의 접촉압이 항상 일정하게 유지되는 온도측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 반도체 소자의 온도측정장치는, 전기적 테스트가 수행되는 반도체 소자의 온도를 측정하기 위한 반도체 소자의 온도측정장치에 있어서,

상기 반도체 소자가 장착되는 베이스부의 상측에 설치되어 상기 반도체 소자를 하측으로 가압하고, 내부에는 수용공간이 마련되며, 상기 수용공간의 하단으로부터 상기 반도체 소자와 마주보는 면까지 관통되는 개구부가 마련되는 푸셔장치와,

상기 푸셔장치의 수용공간에 설치되며, 그 하단이 상기 개구부를 통하여 상기 반도체 소자와 접촉되어 상기 반도체 소자의 온도를 측정하는 RTD 센서수단을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 온도측정장치에서, 상기 푸셔장치에는 상기 RTD 센서수단을 상기 반도체 소자측으로 탄성바이어스시키는 탄성바이어스수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기 온도측정장치에서, 상기 푸셔장치는, 상기 수용공간이 마련된 푸셔본체와, 상기 수용공간의 상측에 설치되며 상단과 하단을 관통하는 관통구멍이 마련된 원통형상의 플런져부로 이루어지며,

상기 RTD 센서수단에는, 상기 관통구멍을 통하여 삽입된 전선이 전기적으로 연결되어 있는 것이 바람직하다.

상기 온도측정장치에서, 상기 개구부는 수용공간보다 작은 직경을 가지고 있으며, 상기 RTD 센서수단은 상기 개구부와 동일한 직경을 가지는 원기둥형상을 이루고 있되, 외주면에는 상기 수용공간과 동일한 직경을 가지는 테두리부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기 온도측정장치에서, 상기 탄성바이어스수단의 상단은 상기 플런져부의 하단과 접촉하고, 상기 탄성바이어스수단의 하단은 상기 RTD 센서수단의 상단과 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 온도측정장치에서, 상기 수용공간의 상측 내주면에는 암나사산이 마련되고, 상기 플런져부의 외주면에는 상기 암나사산과 대응되는 나사산이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 일 실시예를 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 반도체 소자의 온도측정장치이고, 도 3은 도 2의 온도측정장치의 개방모습이며, 도 4는 도 2의 온도측정장치에서 주요구성의 분리도이다.

본 실시예에 따른 온도측정장치(1)는 푸셔장치(10), RTD 센서수단(20), 탄성바이어스수단(30)으로 이루어진다.

상기 푸셔장치(10)는 테스트될 반도체 소자(50)가 놓이는 베이스부(40)의 상측에 설치되는 것으로서, 상기 반도체 소자(50)를 상측으로부터 하측으로 가압하여 상기 반도체 소자(50)를 위치고정하는 것이다.

상기 푸셔장치(10)에는 푸셔본체(11)와, 플런져부(14)로 이루어진다.

상기 푸셔본체(11)에는 수용공간(도 4의 참조번호 12)과 개구부(도 4의 참조번호 13)가 마련된다. 상기 수용공간(12)은 상하방향으로 연장된 공간으로서, 상기 수용공간(12)의 상단측에는 암나사산(12a)이 마련된다.

상기 개구부(13)는 상기 수용공간(12)의 하단으로부터 상기 베이스부(40)에 놓이는 반도체 소자(50)와 마주하는 면까지 관통된 것이다. 상기 개구부(13)의 직경은 상기 수용공간(12)의 직경보다 작다.

상기 플런져부(14)는 상기 수용공간(12)의 상측에 설치되는 것으로서, 전체적으로 원통형상을 이루고 있다. 상기 플런져부(14)에는 상단과 하단을 관통하는 관통구멍(14b)이 마련되며, 그 외부면에는 나사산(14a)이 마련된다. 상기 나사산(14a)은 상기 수용공간(12)의 상측 내주면에 마련된 암나사산과 대응되는 형상을 가지는 것이다.

상기 RTD 센서수단(20)은 측온 저항체 또는 저항 온도계로도 불리는 온도측정장치(1)이다. 이러한 RTD센서수단(20)은 전기 저항이 온도에 따라서 변화하는 성질을 이용한 측온용 저항체로서, 금속계와 반도체계가 있다. 측정범위는 -200~600℃ 정도까지 정확하게 측정할 수 있으나, 본 실시예에서는 통상적인 반도체 소자(50)의 온도범위를 고려하여 -50~200℃ 의 범위를 가지는 것이 사용된다.

한편, 상기 RTD센서수단(20)은 상기 푸셔장치(10)의 수용공간(12)에 설치된다. 상기 RTD센서수단(20)의 하단은 개구부(13)를 통하여 상기 반도체 소자(50)와 접촉되며, 이에 따라 반도체 소자(50)의 온도를 측정할 수 있다. 이러한 RTD센서수단(20)에는 관통구멍(14b)을 통하여 삽입된 전선(21)이 전기적으로 연결되어 있다. 상기 전선(21)은 소정의 전기적 신호를 인가하는 제어수단(미도시)에 연결되어 있으며, 상기 RTD센서수단(20)로 전기적 신호를 송출하거나 상기 RTD센서수단(20)으로부터 얻어진 신호를 소정의 제어수단으로 전달하는 역할을 한다.

이러한 RTD센서수단(20)은 전체적으로 개구부(13)와 동일한 직경을 가지는 원기둥형상을 이룬다. 상기 RTD 센서수단(20)의 하측으로는 상기 수용공간(12)과 동일한 직경을 가지면서 상기 개구부(13)보다는 큰 직경을 가지는 테두리부(20a)가 마련된다. 상기 테두리부(20a)로 인하여 상기 RTD 센서수단(20)은 상기 수용공간(12) 내에 위치할 수 있고, 외부로 빠져나가지 않게 된다.

상기 탄성바이어스수단(30)은 상기 RTD센서수단(20)을 상기 반도체 소자(50) 측으로 탄성바이어스 시키는 것으로서, 본 실시예에서는 탄성바이어스수단(30)으로 스프링이 사용된다. 이러한 탄성바이어스수단(30)은 상기 수용공간(12) 내에 위치하며, 구체적으로는 상기 RTD센서수단(20)과 플런져부(14) 사이에 설치된다. 이에 따라 상기 탄성바이어스수단(30)의 상단은 상기 플런져부(14)의 하단과 접촉하고, 상기 탄성바이어스수단(30의 하단은 상기 RTD 센서수단(20)의 상단과 접촉한다.

한편, 본 발명에서 도면번호 60, 70는 힌지수단과 걸림수단을 각각 가리킨다.

상기 힌지수단(60)은 상기 푸셔장치(10)의 일측과 베이스부(40)의 일측에 마련되어 상기 푸셔장치(10)를 상기 베이스부(40)에 대하여 회동가능하게 하는 것이다. 이러한 푸셔장치(10)는 상기 힌지수단(60)을 중심으로 베이스부(40)에 대하여 회동하며, 이에 따라 반도체 소자(50)를 상기 베이스부(40)에 올려놓거나 제거할 수 있다.

상기 걸림수단(70)은 걸림턱(71)과 걸림홈(72)으로 이루어진다. 상기 걸림턱(71)은 푸셔장치(10)의 타측에 마련되며, 상기 걸림홈(72)은 상기 걸림턱(71)이 마련되는 위치와 대응되는 베이스부(40)의 위치에 마련된다. 상기 힌지수단(60)을 중심으로 상기 푸셔장치(10)이 상기 베이스부(40)에 안착됨에 따라 상기 걸림턱(71)은 걸림홈(72)에 걸려 상기 푸셔장치(10)가 상기 베이스부(40)에 고정되도록 한다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예에 따른 반도체 소자(50)의 온도측정장치(1)는 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 푸셔장치(10)에 RTD 센서수단(20)을 장착하기 위하여 도 4에 도시한 바와 같이 RTD 센서수단(20)을 먼저 수용공간(12)내에 삽입한 후, 그 후에 수용공간(12) 내에 탄성바이어스수단(30)을 삽입한다. 이후에, 플런져부(14)를 상기 수용공간(12)의 상측에 나사결합한다. 이에 따라, 상기 RTD센서수단(20)은 상하방향 이동가능하게 상기 수용공간(12) 내에 삽입된다. 다만, 사용공간의 하단으로부터 빠져나가지 못하도록 상기 테두리부(20a)가 상기 개구부(13)의 주위에 걸려 있되, 그 상단측이 탄성바이어스수단(30)에 의하여 하측의 반도체 소자(50)측으로 탄성바이어스 된다. 상기 반도체 소자(50)와 접촉하기 전에는 상기 RTD센서수단(20)의 하단은 상기 개구부(13)로부터 약간 돌출되어 있게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이 미리 설치되어 있던 반도체 소자(50)를 제거하기 위하여 도 3에 도시한 바와 같이 힌지수단(60)을 중심으로 푸셔장치(10)를 회전시킨다. 이후에 상기 푸셔장치(10)로부터 반도체 소자(50)를 제거한 후 새로운 반도체 소자(50)를 삽입한다. 새로운 반도체 소자(50)가 삽입되면, 상기 힌지수단(60)을 중심으로 푸셔장치(10)를 회전시키고 걸림수단(70)을 이용하여 푸셔장치(10)를 고정한다. 이때, 상기 개구부(13)로부터 약간 돌출되어 있는 RTD센서수단(20)은 상기 반도체 소자(50)의 상면과 접촉하면서 상측으로 후퇴하여 상기 푸셔장치(10)의 하면과 동일한 높이를 유지하게 된다. 이와 함께 RTD센서수단(20)은 탄성바이어스 수단(30)에 상기 반도체 소자(50)와 소정의 접촉압을 가지게 된다.

한편, 반도체 소자(50)가 상기 베이스부(40)에 놓여진 상태에서 소정의 전기적 테스트가 수행되면, 상기 RTD센서수단(20)은 테스트 동안의 상기 반도체 소자(50)의 온도를 정밀하게 계측한다.

이러한 작용을 갖는 본 실시예에 따른 반도체 소자의 온도측정장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

먼저, 본 실시예에 따른 온도측정장치는 푸셔수단과 결합되어 일정한 경로상을 이동하고, 상기 푸셔수단은 힌지수단을 중심으로 하여 베이스부에 대하여 항상 동일한 경로만을 이동한다. 이에 따라 온도측정수단이 측정하는 반도체 소자의 위치는 모든 교체되는 반도체 소자에 대하여 동일하다. 이에 따라 전체적인 데이터의 신뢰성이 증진된다. 이에 반하여, 종래의 기술은 검사자가 손으로 일일히 그때 그때마다 다른 위치에 온도측정장치를 반도체 소자의 상면에 붙이므로 데이터의 신뢰성이 높지 않다.

또한, 본 실시예에 따른 온도측정장치는 탄성바이어스 수단에 의하여 항상 동일한 접촉압을 가지고 상기 반도체 소자의 상면과 접촉한다. 접촉압에 따라 측정되는 반도체 소자의 온도가 상이하게 되는데, 본 실시예에서는 동일한 접촉압이 모든 반도체 소자에 대하여 유지되므로, 데이터의 신뢰성이 높다.

이에 반하여 종래의 기술은 테이프를 붙이는 정도 및 면적 등에 따라 서로 다른 접촉압이 생성되므로, 전체적인 데이터의 신뢰성이 높지 않다.

또한, 본 실시예에 따른 온도측정장치는 한 번 온도측정장치를 푸셔수단에 장착하면, 상기 별도의 다른 조치가 필요없이 반도체 소자의 온도를 측정할 수 있어 검사를 위한 설치시간이 대폭적으로 감소한다. 이에 반하여 종래의 온도측정장치는 실험을 수행할 때마다 일일히 상기 온도측정장치를 고정 또는 부착시켜야 했으므로 전체적인 설치시간이 오래걸렸다.

이러한 본 실시예에 따른 본 고안의 반도체 소자의 온도측정장치는 다음과 같은 변형도 가능하다.

먼저, 탄성바이어스 수단에 관하여 상술한 예에서는 스프링을 설시하였으나, 이외에도 다양한 탄성바이어스 수단이 사용될 수 있다. 즉, 탄성을 가진 고무 또는 기타 탄성소자가 사용되는 것도 가능하다.

또한, 상기 탄성바이어스 수단이 설치되는 위치도 사용자의 설계위치에 따라서 다양한 설계변경이 가능하다. 예를 들어 인장스프링을 사용하는 경우에는 상기 탄성바이어스 수단을 수용공간의 하단과 RTD센서수단의 하단사이에 위치하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 RTD센서수단은 3개의 전선을 이용한 3선식 방식을 사용하였으나, 2선식 또는 4선식 방식등 다양한 장치가 사용될 수 있다. 4선식의 경우 2선식 또는 3선식에 비하여 고정밀도를 얻을 수 있으나, 가격이 높은 단점이 있어 설계자의 필요에 따라 설계변경할 수 있다.

상기 플런져부는 수용공간의 상측 내주면에 나사결합되고 있으나, 이외에도 다양한 결합방식이 사용될 수 있다. 즉, 억지끼움 방식 등을 사용하여 결합하는 것도 가능하며 기타 통상의 방식이 사용될 수 있다.

이상에서 실시예 및 다양한 변형예를 들어 본 고안을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예들 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 고안의 반도체 소자의 온도측정장치는 설치방법이 간편하고, 반도체 소자에 접촉되는 위치가 항상 일정하며, 반도체 소자와의 접촉압이 항상 일정하게 유지되어 검사 데이타의 신뢰성이 높은 효과가 있다.

Claims (6)

1. 전기적 테스트가 수행되는 반도체 소자의 온도를 측정하기 위한 반도체 소자의 온도측정장치에 있어서,

   상기 반도체 소자가 장착되는 베이스부의 상측에 설치되어 상기 반도체 소자를 하측으로 가압하고, 내부에는 수용공간이 마련되며, 상기 수용공간의 하단으로부터 상기 반도체 소자와 마주보는 면까지 관통되는 개구부가 마련되는 푸셔장치와,

   상기 푸셔장치의 수용공간에 설치되며, 그 하단이 상기 개구부를 통하여 상기 반도체 소자와 접촉되어 상기 반도체 소자의 온도를 측정하는 RTD 센서수단을 구비한 반도체 소자의 온도측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 푸셔장치에는 상기 RTD 센서수단을 상기 반도체 소자측으로 탄성바이어스시키는 탄성바이어스수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 온도측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 푸셔장치는,

   상기 수용공간이 마련된 푸셔본체와,

   상기 수용공간의 상측에 설치되며 상단과 하단을 연결하는 관통구멍이 마련된 원통형상의 플런져부로 이루어지며,

   상기 RTD 센서수단에는,

   상기 관통구멍을 통하여 삽입된 전선이 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 온도측정장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 개구부는 수용공간보다 작은 직경을 가지고 있으며,

   상기 RTD 센서수단은 상기 개구부와 동일한 직경을 가지는 원기둥형상을 이루고 있되,

   외주면에는 상기 수용공간과 동일한 직경을 가지는 테두리부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 온도측정장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 탄성바이어스수단의 상단은 상기 플런져부의 하단과 접촉하고,

   상기 탄성바이어스수단의 하단은 상기 RTD 센서수단의 상단과 접촉하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 온도측정장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 수용공간의 상측 내주면에는 암나사산이 마련되고,

   상기 플런져부의 외주면에는 상기 암나사산과 대응되는 나사산이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 온도측정장치.

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