KR20130023817A - Board chamber for heating package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)와 같은 발열 패키지를 시험하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도분포가 균일하고 번인 시험중에 DC 특성과 휘도 특성을 함께 측정할 수 있도록 된 발열 패키지 테스트용 보드 챔버에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for testing a heat generating package such as a light emitting diode (LED), and more particularly, a heat generation capable of simultaneously measuring DC characteristics and luminance characteristics during a uniform and burn-in test. It relates to a board chamber for package test.
일반적으로, 반도체 소자의 에이징(혹은 번인이라고도 한다)은 전압, 온도 및 시간의 다양한 조합을 사용하여 반도체 소자의 수명을 촉진시켜 시간과 관련된 반도체 디바이스의 다양한 품질 수준을 예측하는 것이다. In general, aging (also referred to as burn-in) of a semiconductor device is to predict the various quality levels of the semiconductor device over time by using various combinations of voltage, temperature and time to promote the life of the semiconductor device.
발광다이오드 제조공정에서도 발광다이오드의 수명을 평가하기 위하여 주로 에이징 시험을 수행하는데, 종래의 발광다이오드 에이징 시스템은 번인 테스트 보드의 테스트 소켓에 발광다이오드 소자를 실장한 후 커다란 번인 룸에 번인 테스트 보드(burn-in board)들을 다층으로 쌓아 놓고 시험하도록 되어 있었다. 즉, 종래의 발광다이오드 에이징 시스템은 번인 룸 옆에 히터를 구비한 후, 번인 룸의 흡기구와 배기구를 통해 히터에서 가열된 고온의 에어를 순환시켜 번인 룸의 온도를 시험온도(예컨대, 80℃~85℃)로 유지하면서 시료의 전기적인 특성을 시험하고, 번인시험이 완료된 후에 상온에서 별도로 각 시료의 휘도를 측정하였다.
In the LED manufacturing process, the aging test is mainly performed to evaluate the life of the LED. In the conventional LED aging system, the LED is mounted in a test socket of a burn-in test board and burned in a large burn-in room. -in boards were to be stacked and tested. That is, the conventional light emitting diode aging system includes a heater next to the burn-in room, and then circulates the hot air heated by the heater through the inlet and exhaust ports of the burn-in room, thereby measuring the temperature of the burn-in room at a test temperature (eg, 80 ° C. to 80 ° C.). The electrical properties of the samples were tested while maintaining at 85 ° C.), and the luminance of each sample was measured separately at room temperature after the burn-in test was completed.
종래의 발광다이오드 에이징 시스템은 커다란 번인 룸 안에 번인 테스트 보드(burn-in board)들을 다층으로 쌓아 놓고 시험하므로 온도 안정화에 시간이 걸리고 안정화된 후에도 번인 룸 안에서의 온도 분포가 균일하지 않아 각 시료의 실제온도가 다르게 되어 번인 시험의 정확도가 떨어지고, 전기적인 특성시험과 별도로 휘도측정이 이루어지므로 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. Conventional light-emitting diode aging systems stack and test burn-in boards in multiple layers in a large burn-in room, which takes time to stabilize the temperature and the temperature distribution in the burn-in room is not uniform even after stabilization. Due to the different temperature, the accuracy of the burn-in test is reduced, and the luminance measurement is performed separately from the electrical characteristic test, so that the process is complicated and takes a long time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 번인 테스트 보드마다 개별적으로 챔버를 구비한 후 온도 제어를 정밀하게 수행함으로써 시험온도를 균일하게 하고, 번인 시험중에 전기적인 특성과 휘도측정을 동시에 수행함으로써 번인 시험이 간편하며 공정시간을 단축시킬 수 있는 발열 패키지 테스트용 보드 챔버를 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, and the object of the present invention is to provide a separate chamber for each burn-in test board and to perform temperature control precisely, thereby making the test temperature uniform, By simultaneously performing the characteristic and luminance measurement, burn-in test is simple and the process chamber provides a board chamber for testing a heat package.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 발열 패키지를 실장하기 위한 테스트 소켓이 실장된 테스트 보드; 상기 테스트 보드와 결합되어 시험을 위한 내부공간을 형성하는 챔버 하우징; 상기 내부공간을 시험 온도로 유지하기 위한 히터; 및 상기 테스트 소켓이나 히터 또는 챔버 내부의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 포함한다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention includes a test board mounted with a test socket for mounting a heat generating package; A chamber housing coupled to the test board to form an internal space for a test; A heater for maintaining the internal space at a test temperature; And a temperature sensor for measuring a temperature inside the test socket or the heater or the chamber.
상기 테스트 소켓은 상기 테스트 보드의 외부로 노출되는 방열판을 구비하고, 상기 히터는 상기 챔버 하우징 상에 각 영역마다 분할설치되어 영역별로 분리하여 온도를 제어할 수 있도록 된 것이다. 상기 챔버 하우징은 내부공간을 밀폐시키거나 공기 흐름을 위한 홀이 형성된 것이고, 상기 챔버 하우징에 형성된 홀에 실장되어 번인 시험중인 패키지의 광학적 특성을 측정하기 위한 포토 다이오드가 더 포함된다.
The test socket is provided with a heat sink exposed to the outside of the test board, the heater is divided into each area on the chamber housing to be separated by area to control the temperature. The chamber housing is a hole for sealing the inner space or air flow is formed, and further includes a photodiode for measuring the optical characteristics of the package under test burned in a hole formed in the chamber housing.
본 발명에 따르면, 번인 테스트 보드마다 개별적으로 챔버를 구비한 후 온도 제어를 정밀하게 수행함으로써 시험온도를 균일하게 하여 번인시험의 신뢰도를 향상시키고, 번인 시험 중에 전기적인 특성과 휘도측정을 동시에 수행함으로써 시험시간을 단축시켜 제조원가를 절감할 수 있다.
According to the present invention, by providing a chamber individually for each burn-in test board, the temperature control is precisely performed to improve the reliability of the burn-in test by making the test temperature uniform, and simultaneously performing electrical characteristics and luminance measurements during the burn-in test. The manufacturing time can be reduced by reducing the test time.
도 1은 본 발명에 따른 발열 패키지 테스트용 보드 챔버를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 발열 패키지 테스트용 보드 챔버를 영역으로 구분한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 보드 챔버에 탑재되는 테스트 소켓의 제 1 실시예,
도 4는 본 발명에 따른 보드 챔버에 탑재되는 테스트 소켓의 제 2 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 보드 챔버에 탑재되는 테스트 소켓의 제 3 실시예,
도 6은 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템을 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템의 제어 계통도,
도 8은 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템의 구성 블럭도,
도 9는 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 절차를 도시한 순서도이다.1 is a schematic diagram showing a board chamber for a heating package test according to the present invention,
2 is a view illustrating a region of the board chamber for heating package test according to the present invention;
3 is a first embodiment of a test socket mounted to a board chamber according to the present invention;
4 is a second embodiment of a test socket mounted to a board chamber according to the present invention;
5 is a third embodiment of a test socket mounted to a board chamber according to the present invention;
6 is a perspective view schematically showing a heating package test system using the board chamber of the present invention;
7 is a control system diagram of a heating package test system using the board chamber of the present invention;
8 is a block diagram of a heating package test system using the board chamber of the present invention;
9 is a flowchart illustrating a heating package test procedure using the board chamber of the present invention.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 실시예에서는 발열 패키지로서, LED를 예로 들어 설명한다. The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. In the embodiment of the present invention, as the heat generating package, an LED is described as an example.
도 1은 본 발명에 따른 발열 패키지 테스트용 보드 챔버를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발열 패키지 테스트용 보드 챔버를 영역으로 구분한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 보드 챔버에 탑재되는 테스트 소켓의 제 1 실시예이고, 도 4는 본 발명에 따른 보드 챔버에 탑재되는 테스트 소켓의 제 2 실시예이며, 도 5는 본 발명에 따른 보드 챔버에 탑재되는 테스트 소켓의 제 3 실시예이다. 1 is a schematic diagram illustrating a board chamber for a heating package test according to the present invention, Figure 2 is a diagram showing the board chamber for the heating package test according to the invention divided into regions, Figure 3 is a board chamber in accordance with the
본 발명에 따른 보드 챔버(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 테스트 소켓(112)이 실장된 테스트 보드(110)와, 테스트 보드(110)와 결합되어 번인 시험을 위한 내부공간을 형성하는 챔버 하우징(120)으로 구성되고, 테스트 보드(110) 상에는 번인 시험할 방열 패키지 예컨대, LED 소자를 실장하기 위한 다수의 테스트 소켓들(112)이 배열되어 있으며, 영역별로 일부 소켓에는 소켓온도를 감지하기 위한 온도센서(114)가 설치되어 있다. As shown in FIG. 1, the
챔버 하우징(120)의 상측에는 테스트 소켓(112)에 대응하는 위치마다 홀(120a)이 형성되어 있고, 각 홀(120a)에는 유리(120b)가 설치되어 내부공간과 외부 공간을 격리시키면서 유리(120b) 외측에 LED 소자의 휘도를 감지하기 위한 포토 다이오드(124)가 설치되어 있다. On the upper side of the
또한 챔버 하우징(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 5개의 영역(1~5)으로 구분되고 각 영역마다 각각의 히터들(122)이 설치되어 보드챔버(100)의 내부 공간을 5개의 영역으로 구분하여 각 영역마다 독립적으로 온도를 제어함으로써 번인 시험을 위한 챔버 균일도(Chamber Uniformity)를 더욱 향상시킬 수 있도록 되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the
그리고 테스트 보드(110)의 테스트 소켓(112)은 내부공간에 LED소자를 실장하기 위한 부분(112a)과 외부로 노출되어 LED 소자에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위한 방열구조(112b)를 구비하고 있으며, 테스트 소켓(112)의 예로는 도 3 내지 도 5에 도시된 소켓을 사용할 수 있다. 도 3에 도시된 테스트 소켓은 TPA 타입의 소켓이고, 도 4에 도시된 소켓은 BPA 타입의 소켓이며, 도 5에 도시된 테스트 소켓은 BMP 타입 소켓이다. 이러한 테스트 소켓은 번인 시험 대상인 LED 소자의 접속단자 형태에 따라 적절한 형태의 것을 선택하여 사용할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템의 제어 계통도이다.6 is a perspective view schematically showing a heat generating package test system using the board chamber of the present invention, and FIG. 7 is a control system diagram of the heat generating package test system using the board chamber of the present invention.
본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템(10)은 도 6에 도시된 바와 같이, 12개의 보드 챔버(100)를 갖는 2개의 번인실(16-1,16-2)과, 제어 PC(12)와 번인 시험을 위한 각종 보드들이 실장된 하나의 제어 랙(14)으로 이루어진다. 각 번인실(16-1,16-2)은 환기를 위해 환기통로(18-1,18-2)를 구비할 수 있으며, 경우에 따라 별도의 히터나 쿨러를 통해 번인실(16-1,16-2)의 전체 분위기를 조절할 수도 있다. As shown in FIG. 6, the heating
도 7을 참조하면, 각 번인실(16)에는 테스트 보드(110)와 챔버 하우징(120)으로 이루어진 다수의 보드 챔버(100)가 셀프(130)에 적층되어 있으며, 제어 랙(14)에는 발열 패키지(LED)의 DC 특성을 시험하기 위한 소스 측정 유니트(SMU: 141)와, 보드 챔버(100)와 연결을 위한 매트릭스 보드(142), 전원공급기(143), 휘도측정보드(144), 챔버제어보드(145), 소켓온도 모니터링 보드(146) 등이 실장되어 있고, 제어 랙(14)에 실장된 보드들은 TCP/IP나 USB, RS-485 등의 표준 인터페이스를 통해 제어 PC(12)와 연결되어 있다. Referring to FIG. 7, in each burn-in
도 8은 본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템의 구성 블럭도이고, 도 9는 본 발명에 따른 발열 패키지 테스트 시스템의 번인 시험 절차를 도시한 순서도이다.8 is a block diagram illustrating a heating package test system using the board chamber of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart illustrating a burn-in test procedure of the heating package test system according to the present invention.
본 발명의 보드 챔버를 이용한 발열 패키지 테스트 시스템(10)은 도 8에 도시된 바와 같이, 전원공급기(143), LED 드라이버(147), 소스 측정 유니트(141)와, LED 매트릭스 보드(142), 휘도측정 매트릭스(144), 챔버 제어보드(145), 제어 PC(12), 보드 챔버(100)로 구성된다. As shown in FIG. 8, the heating
도 8을 참조하면, 전원공급기(143)는 번인 시험에 필요로 하는 직류전원을 공급하고, LED 드라이버(147)는 LED 매트릭스 보드(142)를 통해 LED 테스트 보드(110)의 테스트 소켓에 실장된 LED 소자들을 구동한다. 소스 측정 유니트(SMU: 141)는 제어 PC(12)의 제어에 따라 LED 매트릭 보드(142)를 거쳐 LED 테스트 보드(110)의 테스트 소켓(112)에 실장된 LED 소자들의 역방향 전류(IR: Reverse Current)와 순방향 전압(VF: Foward Voltage) 특성을 측정한 후 측정 데이터를 제어 PC(12)로 전달한다. LED 매트릭스 보드(142)는 각 보드챔버(100)의 LED 테스트 보드(110)마다 다수의 테스트 소켓(112)과 LED 소자들을 실장하고 있으므로 LED 구동 및 시험을 위해 LED 드라이버(147)와 소스 측정 유니트(141)를 해당 LED 소자들과 연결한다.Referring to FIG. 8, the
휘도측정 매트릭스(144)는 제어 PC(12)의 제어에 따라 보드 챔버(100)의 챔버 하우징(120)에 실장된 다수의 포토다이오드(124)로부터 해당 LED 소자의 휘도를 감지하여 휘도를 측정하고 측정 데이터를 제어 PC(12)로 전달한다.The
챔버 제어보드(145)는 각 보드챔버(100)의 소켓 온도센서(114)로부터 보드 챔버(100)의 영역별 소켓온도를 감지하여 소켓온도를 측정함과 아울러 온도데이터를 제어 PC(12)로 전달하고, 제어 PC(12)의 설정에 따라 히터(122)를 제어하여 각 영역의 온도가 설정된 번인 시험온도를 유지하도록 각 보드챔버(100)를 제어한다. The
제어 PC(12)는 후술하는 바와 같이, 번인 시험을 위한 제반 조건을 설정하고, 설정된 조건에 따라 챔버 제어보드(145)를 통해 각 보드챔버(100)의 번인 환경을 감시하고, 소켓온도가 설정된 온도에 도달하면 자동 혹은 수동으로 소스 측정 유니트(141)를 통해 해당 LED 소자들의 직류특성을 측정하도록 함과 아울러 측정결과 데이터를 수신받아 데이터베이스로 관리하고, 설정된 조건에 도달하면 휘도 측정 매트릭스(144)를 통해 해당 LED 소자들의 휘도특성을 측정하도록 함과 아울러 측정결과 데이터를 수신받아 데이터베이스로 관리하여 전체 번인시험을 관리한다.As described later, the
도 9를 참조하면, 번인 시험할 LED 소자들을 각 보드챔버(100)의 테스트 소켓(112)에 실장한 후 시험자가 제어 PC(12) 상에서 번인 시험조건을 설정한다(S1). 번인 시험 조건은 보드챔버(100)의 온도, 번인 시간, 테스트 방식, 테스트 간격 등이다.Referring to FIG. 9, after mounting the LED elements to be burned-in to the
번인시험이 시작되면, 쳄버제어보드(145)를 통해 각 보드챔버(100)의 내부온도를 감시하여 챔버 내부의 온도가 번인 온도를 유지하게 한다(S2). 그리고 소켓 온도를 모니터링함과 아울러 테스트 시간을 카운트하여 테스트 조건에 도달하면, 소스 측정 유니트(141)를 통해 해당 LED 소자들의 직류특성 예컨대, LED 소자들의 역방향 전류(IR: Reverse Current)와 순방향 전압(VF: Foward Voltage) 특성을 측정한 후 측정 데이터를 전달받아 데이터베이스로 저장한다(S3~S6).When the burn-in test is started, the internal temperature of each
그리고 휘도 측정 매트릭스(144)를 통해 해당 LED 소자의 휘도를 감지하여 휘도를 측정하고, 측정 데이터를 전달받아 데이터베이스로 저장한다(S7,S8).In addition, the luminance is measured by sensing the luminance of the corresponding LED device through the
번인 시험이 완료되면, 시험자의 요구에 따라 데이터베이스의 측정 데이터들을 통계처리하여 다양한 형태의 그래프나 표 등으로 출력한다.
When the burn-in test is completed, the measured data of the database is statistically processed according to the tester's request and output in various types of graphs and tables.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
100: 보드 챔버 110: 테스트 보드
112: 테스트 소켓 14: 소켓 온도센서
120: 챔버 하우징 122: 히터
124: 포토다이오드 141: 소스 측정 유니트
142: LED 매트릭스 보드 143: 전원공급기
144: 휘도측정 매트릭스 145: 챔버 제어보드
147: LED 드라이버 10: 테스트 시스템
12: 제어 PC 14: 제어 랙
16-1,16-2: 번인실 18-1,18-2: 환기통로100: board chamber 110: test board
112: test socket 14: socket temperature sensor
120: chamber housing 122: heater
124: photodiode 141: source measuring unit
142: LED matrix board 143: power supply
144: luminance measurement matrix 145: chamber control board
147: LED driver 10: test system
12: control PC 14: control rack
16-1,16-2: Burn-in room 18-1,18-2: Ventilation passage
Claims (5)
상기 테스트 보드와 결합되어 시험을 위한 내부공간을 형성하는 챔버 하우징;
상기 내부공간을 시험 온도로 유지하기 위한 히터; 및
상기 테스트 소켓이나 히터 또는 챔버 내부의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 포함한 발열 패키지 테스트용 보드 챔버.A test board mounted with a test socket for mounting the heat generating package;
A chamber housing coupled to the test board to form an internal space for a test;
A heater for maintaining the internal space at a test temperature; And
Board chamber for testing a heating package including a temperature sensor for measuring the temperature inside the test socket or heater or chamber.
상기 테스트 보드의 외부로 노출되는 방열판을 구비한 것을 특징으로 하는 발열 패키지 테스트용 보드 챔버.The method of claim 1, wherein the test socket
The board chamber for a heating package test, characterized in that it comprises a heat sink exposed to the outside of the test board.
내부공간을 밀폐시키거나 공기 흐름을 위한 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 발열 패키지 테스트용 보드 챔버.The method of claim 1, wherein the chamber housing
Board chamber for testing the heat generating package, characterized in that the inner space is sealed or a hole for air flow is formed.
The board chamber of claim 1, further comprising a photodiode for measuring optical characteristics of the package under test burned in a hole formed in the chamber housing.
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