KR20160148848A - 반도체 소자 푸싱 기구 - Google Patents

Abstract

반도체 소자 푸싱 기구는 다수의 반도체 소자들이 수납되는 수납 플레이트와 마주하도록 배치되어 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하며, 단부에 상기 반도체 소자들 각각과 직접 접촉하여 이들 각각을 가열 또는 냉각하기 위한 열전소자가 장착된다.

Description

반도체 소자 푸싱 기구{APPARATUS FOR PUSHING A SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 소자 푸싱 기구에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 전기적인 성능을 테스트하기 위하여 상기 반도체 소자를 테스트 장치로 푸싱하는 기구에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 칩이 기판 상에 연결된 구조를 갖는 전자 부품 중의 하나이다. 상기 반도체 소자는 일 예로, 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등과 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다.

상기 반도체 소자는 실리콘 재질의 얇은 단결정 기판으로 이루어진 웨이퍼(wafer)를 기초로 하여 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 상기 웨이퍼 상에 회로 패턴이 패터닝된 다수의 칩들을 형성하는 팹 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 칩들 각각을 기판들 각각에 전기적으로 연결시키는 본딩 공정, 상기 기판에 연결된 칩을 외부로부터 보호하기 위한 몰딩 공정 등을 수행하여 제조된다. 이렇게 제조된 반도체 소자들은 별도의 테스트 공정을 거쳐 그 전기적인 기능을 검사하게 된다.

이때, 상기 테스트 공정은 실질적으로 상기 반도체 소자들을 대상으로 테스트를 수행하는 테스트 장치와 상기 테스트 장치에 상기 반도체 소자들을 푸싱하는 기구를 통해 접속시켜 진행된다. 이에 대해서는 대한민국 특허공개 제10-2008-0107523(공개일; 2008.12.11, 푸싱 유닛, 그를 구비한 테스트 핸들러, 및 그를 이용한 반도체 소자 제조 방법)에 유사하게 개시되어 있다.

또한, 상기 반도체 소자들을 상기 테스트 장치에 상기 푸싱 기구를 통해 접속하여 상기 테스트 공정을 진행할 때, 상기 반도체 소자들을 가열 또는 냉각하여 극한 상태에서의 전기적인 성능을 검사할 수도 있다.

이 경우, 기존에는 상기 테스트 공정이 진행되는 공간을 챔버 구조로 설계하여 상기 반도체 소자들의 주위를 가열 또는 냉각하는 간접 방식을 적용하고 있음에 따라, 상기 반도체 소자들을 가열 또는 냉각하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 안고 있다.

본 발명의 목적은 테스트 공정 시 반도체 소자들을 신속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있는 푸싱 기구를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 반도체 소자 푸싱 기구는 다수의 반도체 소자들이 수납되는 수납 플레이트와 마주하도록 배치되어 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하며, 단부에 상기 반도체 소자들 각각과 직접 접촉하여 이들 각각을 가열 또는 냉각하기 위한 열전소자가 장착된다.

일 실시예에 따른 상기 반도체 소자 푸싱 기구는 상기 열전소자에 결합되며 에어를 통해 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하기 위한 푸싱력을 제공하는 에어 댐퍼를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 에어 댐퍼는 상기 반도체 소자들을 일정 개수 그룹화하여 결합될 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 수납 플레이트와의 사이에 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하는 위치를 가이드하면서 매칭시키는 매칭 플레이트가 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 반도체 소자 푸싱 기구는 상기 매칭 플레이트로부터 가이드될 때 그 중심이 일부 자연스럽게 조정되도록 하기 위하여 상기 열전소자에 플로팅한 상태로 결합되는 구조를 갖는 조심형 부재를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 조심형 부재는 다각 구도에 형성된 복수의 체결홀들 각각에 상기 각 체결홀보다 좁은 단면적을 가지면서 평면적 이동이 가능하도록 플로팅한 상태로 결합되는 체결돌기들을 가질 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 소자들을 푸싱하는 푸싱 기구의 단부에 상기 반도체 소자들 각각과 직접 접촉하여 반도체 특성을 통해 상기 반도체 소자들 각각을 가열 또는 냉각하는 열전소자를 장착함으로써, 상기 반도체 소자들을 테스트하는 공정에서 이들의 가열 또는 냉각 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다. 이로써, 상기 반도체 소자들을 테스트하는 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 반도체 소자 푸싱 기구가 배치된 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 푸싱 기구를 구체적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 푸싱 기구에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 반도체 소자 푸싱 기구가 배치된 구조를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 푸싱 기구를 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 푸싱 기구(100)는 다수의 반도체 소자(10)들이 수납되는 수납 플레이트(20)와 마주하도록 배치되어 상기 반도체 소자(10)들 각각을 지지 플레이트(200)에 의해 지지된 상태로 안정하게 푸싱한다.

여기서, 상기 수납 플레이트(20)는 인서트와 같이 상기 반도체 소자(10)들 각각을 개별적으로 수납 고정할 수 있는 수납 소켓(30)들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수납 플레이트(20)는 본 발명의 푸싱 기구(100)를 이용하여 상기 반도체 소자(10)들의 전기적인 성능을 테스트하는 공정을 수행하기 위해 테스트 보드(미도시)와 인접하게 배치될 수 있다.

상기 푸싱 기구(100)는 상기 반도체 소자(10)들 각각과 직접 접촉하는 단부에 장착된 열전소자(300)를 포함한다. 여기서, 상기 열전소자(300)는 서로 다른 종류의 반도체를 접하여 전류를 흐르게 할 때 이 접합되는 부분에 상기 전류의 방향에 따라 발열 또는 흡열 반응이 일어나는 펠티에 효과(peltier effect) 이용하여 상기 반도체 소자(10)들 각각을 가열 또는 냉각시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 반도체 소자(10)들을 푸싱하는 푸싱 기구(100)의 단부에 상기 반도체 소자(10)들 각각과 직접 접촉하여 반도체 특성을 통해 상기 반도체 소자(10)들 각각을 가열 또는 냉각하는 열전소자(300)를 장착함으로써, 상기 반도체 소자(10)들을 상기 테스트하는 공정에서 이들의 가열 또는 냉각 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다. 이로써, 상기 반도체 소자(10)들을 테스트하는 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 푸싱 기구(100)는 상기 열전소자(300)에 결합된 에어 댐퍼(400)를 더 포함할 수 있다. 상기 에어 댐퍼(400)는 상기 지지 플레이트(200)를 구동부(500)를 통해 상기 푸싱 기구(100)의 열전소자(300)들이 상기 반도체 소자(10)들에 일괄적으로 접촉하도록 이동한 상태에서 외부로부터 제공되는 에어를 통해 상기 열전소자(300)에 푸싱력을 추가적으로 제공하여 상기 푸싱 기구(100)가 상기 반도체 소자(10)들 각각을 안정적으로 균일하게 푸싱하도록 가이드한다. 여기서, 상기 구동부(500)는 회전력을 발생시키는 모터를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 회전력을 직전 구동력으로 전환시키는 볼 스크류(ball screw)와 같은 구성이 추가될 수 있다. 이러한 에어 댐퍼(400)는 실질적으로 에어 실린더(air cylinder)와 동일한 구조를 가질 수 있다.

또한, 상기 에어 댐퍼(400)는 상기 반도체 소자(10)들 각각에 대응하여 상기 열전소자(300)에 결합될 수도 있지만, 상기 반도체 소자(10)들을 일정 개수 그룹화하여 결합되어도 상기의 안정적인 푸싱력을 충분히 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 에어 댐퍼(400)는 상기 반도체 소자(10)들 4개를 하나로 그룹화하여 결합될 수 있다.

한편, 상기 푸싱 기구(100)가 상기 반도체 소자(10)들을 푸싱하기 위하여 상기 지지 플레이트(200)를 상기 구동부(500)를 통해 이동할 때 상기 수납 플레이트(20)와 상기 지지 플레이트(200) 사이에 매칭 플레이트(600)를 배치하여 상기 푸싱 기구(100)가 상기 반도체 소자(10)들을 푸싱하는 위치를 가이드하면서 매칭시킬 수 있다.

또한, 상기 푸싱 기구(100)는 상기 에어 댐퍼(400)에 결합되는 조심형 부재(700)를 더 포함할 수 있다. 상기 조심형 부재(700)는 상기 지지 플레이트(200)가 이동 시 상기 매칭 플레이트(600)에 의해 상기 푸싱 기구(100)의 상기 반도체 소자(10)들 각각을 푸싱하는 위치가 가이드 될 때, 상기 푸싱 기구(100)의 중심이 일부 자연스럽게 조정되도록 가이드한다. 구체적으로, 상기 조심형 부재(700)는 플로팅한 상태로 결합되는 구조를 갖도록 구성되어 상기 푸싱 기구(100)가 상기 매칭 플레이트(600)에 의해 가이드 될 때 그 중심이 자연스럽게 조정되도록 가이드함으로써, 상기 푸싱 기구(100)는 상기 반도체 소자(10)들 각각을 더 안정적으로 푸싱할 수 있다.

이를 위하여, 상기 조심형 부재(700)는 일 예로, 안정한 다각 구도로 형성된 복수의 체결홀(712)들을 갖는 제1 블록(710) 및 상기 제1 블록(710)의 각 체결홀(712)에 상기 체결홀(712)보다 좁은 단면적을 가지면서 평면적으로 이동이 가능하도록 플로팅한 상태로 결합되는 체결돌기(722)들을 갖는 제2 블록(720)을 포함할 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 상기 체결홀(712)들이 상기 제1 블록(710)에 형성된 것으로 설명하였지만, 실질적으로 상기 체결홀(712)들을 상기 에어 댐퍼(400)에 형성하여도 상기의 구조적 특징을 동일하게 구현할 수 있다. 이러한 조심형 부재(700)는 구조적 한계로 인해 x축 및 y축으로 한정되는 평면을 따라 약 ㅁ 0.8㎜ 정도, 각도로는 약 ㅁ 3ㅀ정도 자연스럽게 상기 푸싱 기구(100)의 중심을 조정할 수 있다.

상기에서 설명한 구조에 있어서, 상기 푸싱 기구(100)가 상기 반도체 소자(10)들을 푸싱하는 방식에 대해 간략하게 설명하면, 우선 상기 지지 플레이트(200)를 상기 구동부(500)를 통해 상기 푸싱 기구(100)가 상기 반도체 소자(10)들 각각에 접촉하도록 이동시킨다. 이러면, 상기 푸싱 기구(100)는 상기 매칭 플레이트(600)에 의해 상기 푸싱 기구(100)가 상기 반도체 소자(10)들을 푸싱하는 위치가 정확하게 가이드된다. 이때, 상기 매칭 플레이트(600)로부터 가이드된 푸싱 기구(100)의 위치가 일부 틀어질 경우, 상기 조심형 부재(700)의 플로팅한 결합 구조를 통해 자연스럽게 그 중심이 조정될 수 있다. 이후, 상기 에어 댐퍼(400)에 에어를 공급하여 상기 푸싱 기구(100)들 각각의 열전소자(300)가 상기 반도체 소자(10)들 각각을 안정적으로 균일하게 푸싱하도록 가이드한다. 이때, 상기 열전소자(300)에 전원을 공급하여 상기 반도체 소자(10)들 각각을 특정 온도로 보다 신속하게 가열하거나 냉각함으로써, 상기의 테스트 공정을 매우 효율적으로 수행할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 반도체 소자 20 : 수납 플레이트
30 : 수납 소켓 100 : 반도체 소자 푸싱 기구
200 : 지지 플레이트 300 : 열전소자
400 : 에어 댐퍼 500 : 구동부
600 : 매칭 플레이트 700 : 조심형 부재
710 : 제1 블록 712 : 체결홀
720 : 제2 블록 722 : 체결돌기

Claims (5)

1. 다수의 반도체 소자들이 수납되는 수납 플레이트와 마주하도록 배치되어 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하며,
   단부에 상기 반도체 소자들 각각과 직접 접촉하여 이들 각각을 가열 또는 냉각하기 위한 열전소자가 장착된 반도체 소자 푸싱 기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 열전소자에 결합되며, 에어를 통해 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하기 위한 푸싱력을 제공하는 에어 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 푸싱 기구.
3. 제1항에 있어서, 상기 에어 댐퍼는 상기 반도체 소자들을 일정 개수 그룹화하여 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 푸싱 기구.
4. 제1항에 있어서, 상기 수납 플레이트와의 사이에 상기 반도체 소자들 각각을 푸싱하는 위치를 가이드하면서 매칭시키는 매칭 플레이트가 배치되며,
   상기 매칭 플레이트로부터 가이드될 때 그 중심이 일부 자연스럽게 조정되도록 하기 위하여 상기 열전소자에 플로팅한 상태로 결합되는 구조를 갖는 조심형 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 푸싱 기구.
5. 제4항에 있어서, 상기 조심형 부재는 다각 구도에 형성된 복수의 체결홀들 각각에 상기 각 체결홀보다 좁은 단면적을 가지면서 평면적 이동이 가능하도록 플로팅한 상태로 결합되는 체결돌기들을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 푸싱 기구.

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