KR20080070996A - 반도체 소자의 테스트 장치 및 테스트 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치 및 반도체 소자의 테스트 방법은 반도체 소자가 장착되는 소켓 보드의 하부면과 마주보도록 펠티어 소자와 연결되는 저항체를 구비하여, 상기 반도체 소자의 저온 테스트 공정 동안 상기 소켓 보드 하부면에 열을 제공함으로써, 공기 중의 응축된 수분에 의해 상기 소켓 보드 하부면에 결로가 발생되는 것을 방지하여, 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있다.
펠티어 소자, 저온 테스트, 결로 ,소켓
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠티어 소자를 포함한 폐회로의 개략도이다.
도 3a 및 3b는 도 1의 I-I' 방향에 따른 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 반도체 소자의 테스트 장치 10 : 소켓 보드
20 : 에어 제공부 30 : 테스트 테이블
35 : 덮개 40 : 패키지 소켓
45 : 신호 케이블 46 : 구동부
60 : 펠티어 소자 61 : 제 1 면
62 : 제 2 면 61a : 제1 금속판
61b : 제1 세라믹판 62a : 제2 금속판
62b : 제2 세라믹판 62e : 발열체
본 발명은 반도체 소자의 테스트 장치 및 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠티어 소자를 포함하는 반도체 소자의 테스트 장치 및 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것이다.
완성된 반도체 소자의 불량 여부를 판단하기 위해, 테스트 공정이 수행된다. 상기 반도체 소자는 데이터 저장 및 처리를 위해 사용되는 정밀한 장치에 사용되므로 상기 테스트 공정은 반도체 소자의 품질을 보증하기 위한 중요한 공정이다. 상기 테스트 공정은 실험 단계에서 소량의 반도체 소자에 대해 수행될 수 있으며, 대량 생산 단계에서 다량의 반도체 소자에 대해 수행될 수 있다.
상기 테스트 공정은 다양한 환경에서 상기 반도체 소자가 올바르게 동작할 수 있는지 여부를 판단하기 위해 다양한 조건에서 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 테스트 공정으로 온도 테스트 및 HVS(High Voltage Stress) 테스트 등이 수행될 수 있다. 일반적으로, 온도 테스트를 위해 고온 테스트가 주로 수행되었으나, 반도체 소자의 신뢰성을 확보하기 위해 저온 테스트도 수행되고 있다. 그러나, 상기 저온 테스트는 상기 고온 테스트보다 테스트 수행에 어려움이 있다.
예컨대, 상기 고온 테스트에서는 누설 전류가 거의 발생되지 않으나, 상기 저온 테스트에서는 누설전류가 발생되기 쉽다. 상기 저온 테스트는 반도체 소자에 냉풍을 제공함으로써 수행된다. 이때, 상기 저온 테스트에서는 테스트될 반도체 소자가 장착된 소켓 보드의 아랫면에 결로가 발생 될 수 있다. 상기 결로는 상기 반도체 소자에 제공되는 냉풍으로 인해 공기 중의 수분이 상기 보드에서 응축되면서 발생 된다. 즉, 상기 결로로 인해 상기 저온 테스트 중, 누설전류(leakage current)가 발생될 수 있다. 다시 말해, 반도체 패키지와 연결되는 소켓의 단자는 금속으므로, 우선적으로 결로가 발생된다. 따라서, 냉풍이 제공될수록 상기 결로의 발생정도가 증가하여 쇼트현상 및 누설전류가 발생한다.
상기 누설전류로 인해, 상기 반도체 소자의 품질 검사가 제대로 수행되지 못하거나, 불가능하게 될 수 있다. 즉, 상기 누설전류로 인해, 상기 반도체 소자의 기능 테스트 및 아날로그 테스트 등의 측정값에 심각한 오류가 발생될 수 있다.
상기 결로 발생을 방지하기 위해, 상기 보드 아랫면에 에어를 분사시키는 방법이 시도되었다. 그러나, 상기 방법은 소음이 발생하고, 상기 에어를 공급하고 배출시키기 위한 배관을 필요로하여 시스템이 복잡하게 되므로 효율성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있는 반도체 소자의 테스트 장치 및 반도체 소자의 테스트 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치는 소켓 보 드, 상기 소켓 보드 상에 지지되고 패키지된 반도체 소자가 장착되는 패키지 소켓, 상기 소켓 보드와 이격되어 상기 소켓 보드 상에 위치한 쿨링부, 상기 소켓 보드에 부착되고, 상기 쿨링부를 향하는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대면을 향하는 제2면을 구비하는 펠티어 소자 및 상기 펠티어 소자에 연결되어 폐회로를 구성하고 상기 소케 보드 하면과 마주하는 저항체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 저항체는 상기 소켓 보드의 하면과 마주하며 연장되는 발열체일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 소켓 보드에 연결되는 신호 케이블을 포함하는 상기 반도체 소자의 구동부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 신호 케이블은 상기 발열체를 관통하여 상기 소켓 보드에 연결될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 방법은 상기 반도체 소자의 테스트 장치를 준비하는 단계, 상기 소켓 보드로 냉각 공기를 제공하여 상기 제 1 면 및 제 2 면 사이에 온도구배를 제공하여 상기 펠티어 소자에 전류가 흐르도록 하는 단계 및 상기 전류에 의해 상기 저항체로부터 상기 소켓 보드 하면으로 열을 제공하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고, 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확하게 하 기 위해 과장된 것이다. 명세서 전반적으로 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 장치가 설명된다.
도 1을 참조하면, 반도체 소자의 테스트 장치(100)는 테스트 테이블(30), 상기 테스트 테이블 상에 놓여지고 반도체 소자(미도시)에 전기적 신호를 주고 받는 소켓 보드(10) 및 상기 소켓 보드(10)로 에어를 제공하는 에어 제공부(20)를 포함한다. 이때, 상기 에어 제공부(20)는 냉각된 에어를 제공할 수 있다. 상기 에어 제공부(20)는 상기 소켓 보드(10) 상에, 상기 소켓 보드(10)와 이격되어 있다.
상기 테스트 테이블(30) 상에 상기 소켓 보드(10)를 덮는 덮개(35)가 위치한다. 예컨대, 상기 테스트 테이블은 중앙에 오픈된 영역을 구비하여 상기 소켓 보드가 장착될 수 있다. 상기 소켓 보드는 상기 오픈된 영역의 가장자리에 클립 또는 고정턱에 의해 장착될 수 있다. 상기 덮개(35)는 상기 소켓 보드(10)로 제공된 에어로 인한 냉각 분위기가 유지될 수 있도록 하며, 상기 에어 제공부(20)와 탈부착할 수 있다.
상기 소켓 보드(10)는 패키지된 반도체 소자가 장착되는 패키지 소켓(40)을 포함한다. 또한, 상기 소켓 보드(10)는 상기 패키지 소켓(40)의 반도체 소자를 작동시키기 위한 신호 케이블(45)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 신호 케이블(45)은 구동부(46)와 연결된다. 따라서, 상기 신호 케이블(45)을 이용하여 상기 반도체 소자에 전기적 신호가 입력되고 상기 반도체 소자로부터 출력된 신호가 구동부(46)로 전달될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 상기 테스트 테이블(30)에 펠티어 소자(60)가 놓인다. 상기 펠티어 소자(60)는 상기 테스트 테이블(30)에 부착될 수 있다. 예컨대, 상기 테스트 테이블은 상기 중앙에 오픈된 영역 주위에 주변 오픈영역을 더 구비하여 상기 펠티어 소자(60)가 장착될 수 있다. 상기 펠티어 소자(60)의 제 1 면(61)은 상기 냉각 분위기에 노출된다. 상기 펠티어 소자(60)의 제 2 면(62)은 상기 제 1 면(61)과 반대 방향을 향한다.
상기 펠티어 소자는 상기 소켓 보드(10)에 부착되고, 상기 소켓 보드(10)의 하부면과 마주보도록 연장되는 발열체(62e)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 발열체(62e)는 상기 소켓 보드(10)의 하부면에 열을 제공하여 공기를 따뜻하게 함으로써 공기 중의 수분이 응축하여 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 발열체(62e)로부터 열이 과도하게 발생하는 것을 방지하게 위해, 상기 펠티어 소자의 동작을 중지시킬 수 있는 차단부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 펠티어 소자(60)는 상기 소켓 보드(10)와 동일평면상에 놓이는 것이 바람직하다. 상기 펠티어 소자(60)가 상기 소켓 보드(10)보다 높으면 상기 제 2 면 또한 냉각될 수 있고, 상기 펠티어 소자(60)가 상기 소켓 보드(10)보다 낮으면 상기 소켓 보드(10)의 하부면까지 냉각된 에어가 제공될 수 있기 때문이다. 상기 냉각된 에어는 상기 소켓 보드(10) 상으로 제공되므로 상기 펠티어 소자(60)가 상기 소켓 보드와 동일 평면상에 놓이면, 상기 냉각된 에어로 인해 상기 펠티어 소자(60)의 제 1 면(61)이 냉각될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 면(62)과 상대적으로 온도차가 발생할 수 있다.
상기 펠티어 소자(60)는 상기 소켓 보드(10)의 주변에 놓일 수 있다. 이때, 상기 펠티어 소자(60)는 상기 발열체(62e)가 상기 소켓 보드(10)의 하부면을 따라 연장될 수 있다.
도 2, 3a 및 3b를 참조하면, 펠티어 소자는 두개의 서로 다른 금속이 2개의 접점을 갖도록 반도체에 의해 연결된 단위 소자가 반복적으로 직렬로 연결된 것일 수 있다. 예컨대, 상기 펠티어 소자는 상판 및 하판을 구비하고, 상기 상,하판의 사이에 직렬로 연결된 복수 개의 p형 및 n형 반도체들을 포함한다. 상기 반도체들은 텔루르화 비스무스(Bi2Te3)를 포함할 수 있다. 상기 상판은 외부에 제1 세라믹판(61b)을 구비하고 그 내에 제1 금속판(61a)을 구비할 수 있으며, 상기 하판은 외부에 제2 세라믹판(62b)을 구비하고 그 내에 제2 금속판(62a)을 구비할 수 있다. 즉, 상기 상판이 제 1 면(61)이고, 상기 하판이 제 2 면(62)일 수 있다.
상기 제 2 면(62)은 발열체(62e)와 연결되어 폐회로를 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 발열체(62e)는 도전물질을 포함하는 도전판(도 3a) 또는 코일(도 3b)일 수 있다. 상기 펠티어 소자의 제 1 면 및 제 2 면의 온도차에 의해 전류가 발생하고, 상기 전류가 상기 폐회로를 통해 흐르면, 상기 발열체로부터 열이 발산될 수 있다.
도 3a 및 3b을 참조하면, 상기 신호 케이블(45)은 필요하다면, 상기 발열체(62e)를 관통하여 상기 소켓 보드(10) 및 상기 구동부(46)를 연결할 수 있다. 따라서, 상기 발열체(62e)는 상기 신호 케이블(45)이 통과할 수 있도록 라인 형태를 가질 수 있다.
도 1 및 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법이 제공된다.
도 1 및 4를 참조하면, 패키지된 반도체 소자가 소켓 보드(10)의 패키지 소켓(40)에 장착된다. 상기 소켓 보드(10)는 패키지 소켓(40)을 통해 전기적으로 상기 반도체 소자와 연결된다. 또한, 상기 소켓 보드(10)는 외부의 구동부(46)와 전기적으로 연결된다.
상기 소켓 보드(10)는 덮개(35)에 의해 외부 대기와 격리된다(S10). 상기 격리된 소켓 보드(10)로 에어 제공부(20)로부터 냉각된 공기가 제공됨으로써 냉각 분위기가 형성된다(S20).
상기 냉각 분위기는 상기 펠티어 소자(60)의 상,하부면에 온도차를 야기한다(S30). 따라서, 상기 온도차에 의한 제벡(seebeck) 효과에 의해 상기 펠티어 소자(60)에 전류가 흐른다(S40). 또한, 상기 전류는 상기 펠티어 소자와 연결된 폐회로에 흐르고 상기 폐회로 내의 발열체로부터 상기 보드(10) 하부면에 열이 제공된다(S50)
이때, 상기 반도체 소자는 상기 신호 케이블(45)을 통해 상기 구동부(46)로부터 신호를 받고 다시 신호를 내보내며 동작할 수 있다. 상기 냉각 분위기에서, 상기 신호 케이블(45)이 지나가는 상기 소켓 보드(10) 하부면에 수분이 응축하여 결로가 발생될 수 있다. 그러나, 상기 발열체(63e)로부터 발생되는 열에 의해 상기 소켓 보드(10)의 하부면의 공기 중의 수분이 응축되는 것이 방지될 수 있다. 따라 서, 상기 신호 케이블(45)을 포함하여 상기 소켓 보드(10) 하부면에 결로가 발생하지 않으므로, 상기 반도체 소자는 안정적으로 신호를 주고 받을 수 있다.
상기 소케 보드(10)의 하부에 열이 과도하게 제공되면, 상기 펠티어 소자(60)를 포함한 폐회로의 전류의 흐름이 차단될 수 있다.
본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치 및 반도체 소자의 테스트 방법에 의하면, 반도체 소자가 장착되는 소켓 보드의 하부면에 펠티어 소자를 이용한 발열체가 연장되어, 상기 반도체 소자의 저온 테스트 공정 동안 상기 소켓 보드 하부면에 열을 제공한다. 따라서, 응축된 수분에 의해 상기 소켓 보드 하부면에 결로가 발생되는 것을 방지함으로써, 저온 테스트시 반도체 소자의 작동을 원활하게 함으로써 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있다.
Claims (5)
- 소켓 보드;상기 소켓 보드 상에 지지되고 패키지된 반도체 소자가 장착되는 패키지 소켓;상기 소켓 보드와 이격되어 상기 소켓 보드 상에 위치한 쿨링부;상기 소켓 보드에 부착되고, 상기 쿨링부를 향하는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대면을 향하는 제2면을 구비하는 펠티어 소자; 및상기 펠티어 소자에 연결되어 폐회로를 구성하고 상기 소케 보드 하면과 마주하는 저항체를 포함하는 반도체 소자의 테스트 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 저항체는 상기 소켓 보드의 하면과 마주하며 연장되는 발열체인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 소켓 보드에 연결되는 신호 케이블을 포함하는 상기 반도체 소자의 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 신호 케이블은 상기 발열체를 관통하여 상기 소켓 보드에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 장치.
- 소켓 보드, 상기 소켓 보드 상에 지지되고 패키지된 반도체 소자가 장착되는 패키지 소켓, 상기 소켓 보드와 이격되어 상기 소켓 보드 상에 위치한 쿨링부, 상기 소켓 보드에 부착되고, 상기 쿨링부를 향하는 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대면을 향하는 제 2 면을 구비하는 펠티어 소자 및 상기 펠티어 소자에 연결되어 폐회로를 구성하고 상기 소케 보드 하면과 마주하는 저항체를 포함하는 반도체 소자의 테스트 장치를 준비하는 단계;상기 소켓 보드로 냉각 공기를 제공하여 상기 제 1 면 및 제 2 면 사이에 온도구배를 제공하여 상기 펠티어 소자에 전류가 흐르도록 하는 단계; 및상기 전류에 의해 상기 저항체로부터 상기 소켓 보드 하면으로 열을 제공하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 테스트 방법.
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| WITN | Withdrawal due to no request for examination |