KR20200055479A - 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치 및 이를 이용하여 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법 - Google Patents

테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치 및 이를 이용하여 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법 Download PDF

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Abstract

테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치와 이를 이용하여 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법이 개시된다. 상기 온도 측정 장치는, 상기 테스트 챔버의 개구를 커버하도록 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트의 내측면 상에 배치된 단열 플레이트와, 상기 단열 플레이트 상에 배치된 복수의 온도 측정 블록들과, 상기 온도 측정 블록들 내부에 장착되며 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서들을 포함한다. 상기 테스트 챔버의 내부 온도는 상기 테스트 챔버 내에 구비된 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들에 밀착된 상태에서 측정될 수 있으며, 상기 측정된 온도에 따라 상기 테스트 챔버의 내부 온도가 교정될 수 있다.

Description

테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치 및 이를 이용하여 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법{Apparatus for measuring temperature in test chamber and method of calibrating temperature in test chamber using the same}
본 발명의 실시예들은 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치 및 이를 이용하여 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 패키지들의 전기적인 테스트를 위한 테스트 핸들러의 테스트 챔버 내부 온도를 측정하기 위한 장치와 이를 이용하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있으며, 상기와 같이 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정과 본딩 공정 및 패키징 공정을 통하여 반도체 패키지들로 제조될 수 있다.
상기와 같이 제조된 반도체 패키지들은 전기적인 성능 테스트를 통하여 양품 또는 불량품으로 판정될 수 있다. 상기 테스트 공정은 상기 반도체 패키지들을 핸들링하는 테스트 핸들러와 상기 반도체 패키지들을 검사하기 위해 검사 신호를 제공하는 테스터를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 테스트 공정은 테스트 트레이에 장착된 인서트 조립체들에 상기 반도체 패키지를 수납한 후 상기 인서트 조립체에 수납된 반도체 패키지들의 외부 접속용 단자들과 상기 테스터를 전기적으로 연결한 후 수행될 수 있다. 상기 테스트 공정을 수행하기 위한 테스트 챔버의 측벽에는 상기 반도체 패키지들과 상기 테스터를 연결하기 위한 인터페이스 보드가 장착될 수 있으며, 상기 인터페이스 보드 상에는 상기 반도체 패키지들과의 접속을 위한 소켓 보드들이 배치될 수 있다. 아울러, 상기 인터페이스 보드는 상기 반도체 패키지들에 테스트 신호를 제공하기 위한 테스터(Tester)와 연결될 수 있다.
한편, 상기 테스트 챔버의 내부는 고온 테스트 공정과 저온 테스트 공정을 위하여 가열 또는 냉각될 수 있다. 예를 들면, 상기 테스트 챔버 내부로 상기 반도체 패키지들을 가열하기 위한 열풍 또는 상기 반도체 패키지들을 냉각시키기 위한 냉풍이 제공될 수 있으며, 이에 따라 상기 반도체 패키지들은 일 예로서 약 125℃ 정도로 가열되거나 약 -40℃ 정도로 냉각될 수 있다. 상기 테스트 챔버의 내부 온도는 복수의 온도 센서들을 상기 테스트 챔버 내부에 배치하고 상기 온도 센서들로부터 측정되는 온도값들에 기초하여 기 설정된 온도로 관리될 수 있다. 그러나, 상기 측정된 온도값들은 상기 테스트 공정을 수행하는 동안 상기 반도체 패키지들의 실제 온도와는 차이가 있을 수 있으므로 보다 개선된 장치와 방법이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0138818호 (공개일자 2016년 12월 06일)
본 발명의 실시예들은 반도체 패키지들의 테스트를 위한 테스트 챔버 내부의 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치와 이를 이용하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 패키지들의 전기적인 테스트를 위하여 테스터와 도킹되는 개구가 형성된 측벽을 갖는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치에 있어서, 상기 온도 측정 장치는, 상기 개구를 커버하도록 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착되는 커버 플레이트와, 상기 측벽에 장착된 상기 커버 플레이트의 내측면 상에 배치된 단열 플레이트와, 상기 단열 플레이트 상에 배치된 복수의 온도 측정 블록들과, 상기 온도 측정 블록들 내부에 장착되며 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 측정 장치는, 상기 온도 측정 블록들의 측면들이 상기 테스트 챔버의 내부로 노출되도록 상기 온도 측정 블록들을 각각 감싸도록 배치되는 복수의 단열 블록들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 측정 장치는, 상기 온도 측정 블록들과 상기 단열 블록들 사이에 각각 배치되는 단열 시트들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 센서들로서 각각 측온 저항 센서 또는 열전대 센서가 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 측정 장치는, 상기 온도 센서들과 연결되며 상기 온도 센서들로부터 출력되는 값들을 읽고 기록하기 위한 데이터 리코더와, 상기 데이터 리코더에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부와, 상기 테스트 챔버의 내부 온도가 상기 온도 센서들의 측정 범위를 벗어나는 경우 상기 전원 공급부로부터의 전원 공급을 차단하기 위한 차단기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절 장치는, 상기 단열 플레이트와 상기 커버 플레이트 사이에 배치된 제2 단열 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 커버 플레이트는 상기 테스터와 상기 반도체 패키지들을 연결하기 위한 테스트 소켓들을 구비하는 인터페이스 보드를 대신하여 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착될 수 있으며, 상기 온도 측정 블록들의 측면들은 상기 테스트 소켓들의 측면들과 동일한 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 테스트 챔버 내에는 상기 반도체 패키지들을 상기 테스트 소켓들 상에 밀착시키기 위한 푸셔들이 구비되고, 상기 테스트 챔버의 내부 온도는 상기 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들의 측면들 상에 밀착된 상태에서 측정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 측정 블록들은 상기 테스트 트레이에 수납된 반도체 패키지들 중 적어도 일부와 대응하도록 상기 단열 플레이트 상에 배치될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 패키지들의 전기적인 테스트를 위하여 테스터와 도킹되는 개구를 갖는 테스트 챔버의 측벽에 상기 개구를 커버하도록 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트의 내측면 상에 배치된 단열 플레이트와, 상기 단열 플레이트 상에 배치된 복수의 온도 측정 블록들과, 상기 온도 측정 블록들 내부에 장착되며 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서들을 포함하는 온도 측정 장치를 이용하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 기 설정된 온도로 조절하는 단계와, 상기 온도 센서들을 이용하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하는 단계와, 상기 기 설정된 온도와 상기 측정된 온도 사이의 차이값에 기초하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 측정 장치는 상기 테스터와 상기 반도체 패키지들을 연결하기 위한 테스트 소켓들을 구비하는 인터페이스 보드를 대신하여 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착되며, 상기 온도 측정 블록들의 측면들은 상기 테스트 소켓들의 측면들과 동일한 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 반도체 패키지들을 상기 테스트 소켓들에 밀착시키기 위해 상기 테스트 챔버 내에 구비되는 푸셔들을 상기 온도 측정 블록들에 밀착시키는 단계를 더 포함하며, 상기 테스트 챔버의 내부 온도는 상기 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들에 밀착된 상태에서 측정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 단계에서 상기 온도 센서들에 의해 측정된 온도값들을 이용하여 상기 푸셔들의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 단열 플레이트를 복수의 영역들로 분할하고 상기 온도 센서들에 의해 측정된 온도값들을 이용하여 상기 영역들 사이의 온도 편차를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 단계에서 상기 온도 편차에 따라 상기 영역들로 공급되는 열풍 또는 냉풍의 유량을 조절할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절 장치를 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착하고, 상기 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들에 밀착된 후 상기 테스트 챔버 내부의 온도가 측정될 수 있다. 상기와 같이 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들에 밀착된 상태 즉 실제 테스트 공정에서 상기 반도체 패키지들이 상기 푸셔들에 의해 상기 테스트 소켓들에 밀착된 상태와 동일 또는 매우 유사한 환경을 조성하고, 그 상태에서 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정함으로써 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 상기와 같이 측정된 테스트 챔버의 내부 온도에 기초하여 이에 대한 교정 단계를 수행함으로써 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 기 설정된 테스트 온도와 동일 또는 매우 근접하게 관리할 수 있다. 특히, 상기 테스트 챔버 내부의 온도를 영역별로 측정하고 상기 영역들의 온도 편차를 감소시킬 수 있도록 온도 조절용 가스 즉 열풍 또는 냉풍의 유량을 조절할 수 있으며, 이를 통해 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 보다 균일하게 관리할 수 있다.
도 1은 반도체 패키지들의 테스트 공정을 수행하기 위한 테스트 핸들러를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 테스트 챔버를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 테스트 트레이와 가압 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 가압 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 측정 장치가 장착된 테스트 챔버를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 온도 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7은 도 5에 도시된 온도 측정 블록과 온도 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 반도체 패키지들의 테스트 공정을 수행하기 위한 테스트 핸들러를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 테스트 챔버를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 테스트 핸들러(100)는 반도체 패키지들(10)의 전기적인 테스트 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 테스트 핸들러(100)는, 반도체 패키지들(10)을 전기적으로 테스트하기 위한 테스트 챔버(300)와, 상기 테스트 챔버(300)와 연결되며 상기 반도체 패키지들(10)의 온도를 미리 테스트 온도로 조절하기 위한 속 챔버(200)와, 상기 반도체 패키지들(10)의 테스트 후 상기 반도체 패키지들(10)의 온도를 상온으로 회복시키기 위한 디속 챔버(400)를 포함할 수 있다.
상기 반도체 패키지들(10)은 커스터머 트레이(30)로부터 테스트 트레이(20)로 이송될 수 있으며, 상기 테스트 트레이(20)는 상기 속 챔버(200)를 경유하여 상기 테스트 챔버(300)로 이송될 수 있다. 특히, 상기 테스트 트레이(20)가 상기 속 챔버(200)를 통과하는 동안 상기 테스트 트레이(20)에 수납된 반도체 패키지들(10)의 온도가 미리 조절될 수 있다.
상기 테스트 챔버(300) 내에서 상기 테스트 공정이 완료된 후 상기 테스트 트레이(20)는 상기 디속 챔버(400)로 이송될 수 있으며, 상기 디속 챔버(400) 내에서 상기 반도체 패키지들(10)의 온도가 상온 또는 상온에 근접한 온도로 회복될 수 있다. 상기 디속 챔버(400)로부터 상기 테스트 트레이(20)가 반출된 후 상기 테스트 공정의 결과에 따라 복수의 커스터머 트레이들(30)로 상기 반도체 패키지들(10)의 분류 단계가 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 테스트 챔버(300)의 측벽(302)에는 상기 반도체 패키지들(10)을 전기적으로 테스트하기 위하여 테스트 신호를 제공하는 테스터(50)가 도킹될 수 있다. 특히, 상기 측벽(302)에는 상기 반도체 패키지들(10)과 상기 테스터(50) 사이를 연결하기 위한 인터페이스 보드(310)가 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 측벽(302)에는 상기 인터페이스 보드(310)가 장착되는 개구가 구비될 수 있으며, 상기 인터페이스 보드(310)는 복수의 케이블들을 통해 상기 테스트(50)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 인터페이스 보드(310) 상에는 상기 반도체 패키지들(10)과의 접속을 위한 테스트 소켓들(미도시)이 배치될 수 있다.
상기 테스트 핸들러(100)는, 상기 테스트 챔버(300) 내에 배치되며 상기 반도체 패키지들(10)을 상기 인터페이스 보드(310)에 밀착시키기 위하여 상기 반도체 패키지들(10)을 가압하는 가압 유닛(312)과, 상기 가압 유닛(312)에 힘을 제공하는 구동 유닛(330)을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 테스트 트레이와 가압 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 가압 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 테스트 트레이(20)는 상기 반도체 패키지들(10)이 각각 수납되는 인서트 조립체들(22)을 포함할 수 있으며, 상기 인서트 조립체들(22) 상기 반도체 패키지들(10)이 삽입되는 포켓들을 각각 가질 수 있다.
상기 가압 유닛(312)은, 상기 반도체 패키지들(10)을 상기 인터페이스 보드(310) 상에 밀착시키기 위하여 상기 반도체 패키지들(10)을 각각 밀어주는 복수의 푸셔들(314)을 포함하는 매치 플레이트(316)와, 상기 매치 플레이트(316)를 상기 인터페이스 보드(310) 방향으로 밀어주는 가압 플레이트(318)를 포함할 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이 상기 푸셔들(314)은 전단 부위가 상기 테스트 트레이(20)를 향하여 상기 매치 플레이트(316)로부터 돌출되고 후단 부위가 상기 가압 플레이트(318)를 향하여 노출되도록 상기 매치 플레이트(316)에 장착될 수 있다.
상기 가압 플레이트(318)에는 상기 푸셔들(314)의 후단 부위들에 각각 밀착되는 복수의 댐핑 부재들(320)이 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 댐핑 부재들(320)은 스프링(322)에 의해 상기 가압 플레이트(318) 상에 탄성적으로 지지될 수 있다. 다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가압 플레이트(318)에는 복수의 공압 실린더들(324)이 장착될 수 있으며, 상기 댐핑 부재들(320)은 상기 공압 실린더들(324)에 의해 각각 지지될 수 있다. 이때, 상기 공압 실린더들(324) 내에는 압축 공기가 공급될 수 있으며, 상기 공압 실린더들(324)의 내부 압력은 기 설정된 압력으로 제어될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 가압 플레이트(318)의 후면에는 상기 반도체 패키지들(10)의 온도 조절을 위한 온도 조절용 가스가 공급되는 덕트들(340)이 구비될 수 있으며, 상기 가압 플레이트(318)와 매치 플레이트(316)는 상기 온도 조절용 가스의 전달을 위한 복수의 관통홀들(미도시)을 가질 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 일 예로서, 상기 덕트들(340)을 통해 히터에 의해 가열된 건조 공기 또는 액화 질소 가스에 의해 냉각된 건조 공기가 공급될 수 있으며, 상기 테스트 핸들러(100)는 상기 덕트들(340)을 통해 상기 건조 공기를 공급하기 위한 팬 유닛들(Fan Units; 미도시)을 구비할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 측정 장치가 장착된 테스트 챔버를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 온도 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 7은 도 5에 도시된 온도 측정 블록과 온도 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 측정 장치(500)는 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 온도 측정 장치(500)는, 상기 테스트 챔버(300)의 개구를 커버하도록 상기 테스트 챔버(300)의 측벽(302)에 장착되는 커버 플레이트(502)와, 상기 측벽(302)에 장착된 상기 커버 플레이트(502)의 내측면 상에 배치된 단열 플레이트(510)와, 상기 단열 플레이트(510) 상에 배치된 복수의 온도 측정 블록들(520)과, 상기 온도 측정 블록들(520) 내부에 장착되며 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서들(530)을 포함할 수 있다.
특히, 상기 단열 플레이트(510) 의 내측면 상에는 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면들이 상기 테스트 챔버(300)의 내부로 노출되도록 상기 온도 측정 블록들(520)을 감싸는 단열 블록들(522)이 배치될 수 있으며, 또한, 상기 온도 측정 블록들(520)과 상기 단열 블록들(522) 사이에는 단열 시트들(524)이 각각 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 온도 측정 블록들(520)은 상대적으로 열전달률이 높은 구리 또는 구리 합금으로 이루어질 수 있다. 이에 다르게 상기 단열 플레이트(510)로는 열전달률이 상대적으로 낮은 에폭시 글래스(Epoxy Glass)가 사용될 수 있으며, 상기 단열 블록들(522)은 열전달률이 상대적으로 낮은 세라믹 계열의 물질로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 단열 시트들(524)로는 열전달률이 상대적으로 낮은 수지 계열의 물질로 이루어질 수 있다. 상기와 같이 단열 플레이트(510)와 단열 블록들(522) 및 단열 시트들(524)은 상기 테스트 챔버(300) 내부로 노출된 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면 부위들을 제외한 부위들에서 결로 또는 결빙 현상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 한편, 상기 단열 플레이트(510), 상기 온도 측정 블록들(520), 상기 단열 블록들(522) 및 상기 단열 시트들(524)의 재질은 일 예로서 기재된 것으로 이들은 다양하게 변경 가능하며, 이들에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
한편, 상기 온도 측정 블록들(520)의 후면에는 상기 온도 센서들(530)이 장착되는 홀이 각각 구비될 수 있으며, 상기 온도 측정 블록들(520)의 상기 홀들은 상기 온도 센서들(530)이 삽입된 후 실리콘 수지 계열의 접착 물질에 의해 밀봉될 수 있다. 이는 상기 홀 내부에서의 결로 또는 결빙 현상을 방지하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 온도 센서들(530)로는 측온 저항 센서(Resistance Temperature Detector; RTD) 또는 열전대 센서(Thermocouple) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 온도 측정 장치(500)는, 상기 온도 센서들(530)과 연결되며 상기 온도 센서들(530)로부터 출력되는 값들을 읽고 기록하기 위한 데이터 리코더(540)와, 상기 데이터 리코더(540)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(542)와, 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도가 상기 온도 센서들(530)의 측정 범위를 벗어나는 경우 상기 전원 공급부(542)로부터의 전원 공급을 차단하기 위한 차단기(544)를 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 상기 데이터 리코더(540)와 상기 전원 공급부(542) 및 상기 차단기(544)가 상기 커버 플레이트(502)의 외측면 상에 장착되고 있으나, 상기 데이터 리코더(540)는 별도의 케이블들을 통해 상기 온도 센서들(530)과 연결될 수도 있다. 즉, 상기 데이터 리코더(540)와 상기 전원 공급부(542) 및 상기 차단기(544)는 상기 커버 플레이트(502)에 장착되지 않을 수도 있다.
상기 커버 플레이트(502)는 도시된 바와 같이 상기 인터페이스 보드(310)를 대신하여 상기 테스트 챔버(300)의 측벽(302)에 장착될 수 있으며, 이때 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면들은 상기 인터페이스 보드(310) 상의 테스트 소켓들의 측면들과 동일한 위치 또는 그에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 특히, 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도는 상기 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면 상에 밀착된 상태에서 측정될 수 있다. 즉, 상기 온도 측정 장치(500)가 상기 테스트 챔버(300)의 측벽(302)에 장착된 후 상기 구동 유닛(330)은 상기 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면들에 밀착되도록 상기 가압 유닛(312)을 전진시킬 수 있다.
상기 온도 측정 장치(500)는 상기 단열 플레이트(510)와 상기 커버 플레이트(502) 사이에 배치되는 제2 단열 플레이트(512)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 단열 플레이트(512)의 두께는 상기 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면들에 밀착될 수 있도록 적절한 범위 내에서 결정될 수 있다. 이때, 상기 제2 단열 플레이트(512)는 에폭시 글래스 또는 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)에 밀착된 상태에서 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 측정하는 것은 상기 반도체 패키지들(10)의 실제 테스트 공정과 동일 또는 유사한 환경을 구현함으로써 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 보다 정확하게 측정하기 위함이다. 특히, 상기 반도체 패키지들(10)을 직접 가열 또는 냉각시키기 위하여 상기 푸셔들(314)에 열전 소자들(미도시)이 장착되어 있는 경우 상기 푸셔들(314)을 상기 온도 측정 블록들(520)에 직접 접촉시킴으로써 실제 반도체 패키지들(10)이 가열 또는 냉각되는 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
상기 온도 측정 블록들(520)과 온도 센서들(530)은 상기 테스트 트레이(20)에 수납되는 반도체 패키지들(10) 중 적어도 일부와 대응하도록 상기 단열 플레이트(510) 상에 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 단열 플레이트(510) 상에는 20개의 온도 측정 블록들(520)과 20개의 온도 센서들(530)이 장착될 수 있다. 그러나, 상기 온도 측정 블록들(520)과 온도 센서들(530)의 개수는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 챔버의 내부 온도 교정 방법을 설명한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 인터페이스 보드(310)를 대신하여 상기 테스트 챔버(300)의 측벽(302)에 상기 온도 측정 장치(500)를 장착할 수 있으며, 이어서 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 기 설정된 온도로 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 덕트들(340)을 통해 상기 테스트 챔버(300) 내부로 열풍 또는 냉풍이 공급될 수 있으며, 이에 따라 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도가 상승 또는 하강될 수 있다. 일 예로서, 상기 덕트들(340)과 상기 가압 플레이트(318) 및 상기 매치 플레이트(316)에 형성된 관통공들을 통해 히터에 의해 가열된 건조 공기 또는 액화 질소 가스에 의해 냉각된 건조 공기가 상기 온도 측정 장치(500)를 향하여 공급될 수 있다.
계속해서, 상기 구동 유닛(330)은 상기 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)의 측면들에 밀착되도록 상기 가압 유닛(312)을 전진시킬 수 있으며, 상기 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)에 밀착된 상태에서 상기 온도 센서들(530)에 의해 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도가 측정될 수 있다. 상기 온도 센서들(530)로부터 출력되는 신호들은 상기 데이터 리코더(540)에 의해 디지털 신호들로 변환될 수 있다.
상기 온도 센서들(530)에 의해 측정된 온도값들은 상기 기 설정된 온도와 비교될 수 있으며, 상기 측정된 온도값들과 상기 기 설정된 온도 사이의 차이값에 의해 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도가 교정될 수 있다. 예를 들면, 상기 덕트들(340)을 통해 공급되는 열풍 또는 냉풍의 유량이 조절될 수 있다. 특히, 상기 단열 플레이트(510)를 복수의 영역들로 분할하고, 상기 온도 센서들(530)에 의해 측정된 온도값들을 이용하여 상기 영역들 각각의 평균 온도와 상기 영역들 사이의 온도 편차가 산출될 수 있으며, 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도는 상기 영역들 별로 각각 교정될 수 있다. 즉, 상기 덕트들(340)은 상기 영역들과 대응하도록 구성될 수 있으며, 각 덕트들(340)을 통해 상기 영역들을 향해 공급되는 열풍 또는 냉풍의 유량이 각각 조절될 수 있다. 이를 위하여 상기 각 덕트들(340)에는 상기 열풍 또는 냉풍을 공급하기 위한 팬 유닛들(미도시)이 각각 배치될 수 있으며, 상기 열풍 또는 냉풍의 유량은 상기 팬 유닛들에 의해 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 단열 플레이트(510)를 4개의 영역들로 구분하고, 상기 영역들에 대응하도록 4개의 덕트들(340)이 구비될 수 있다.
상기와 같은 온도 교정 단계는 상기 영역들의 평균 온도가 상기 기 설정된 온도에 도달될 때까지 수행될 수 있으며, 상기 온도 교정 단계가 완료된 후 상기 열풍 또는 냉풍의 유량, 히터의 온도, 액화 질소 가스의 공급 유량 등이 공정 레시피로서 기록 및 저장될 수 있다.
한편, 상기 푸셔들(314)에 상기 반도체 패키지들(10)의 온도 조절을 위한 열전 소자들이 장착되는 경우, 상기 온도 센서들(530)에 의해 측정된 온도값들에 기초하여 상기 푸셔들(314)의 온도가 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 측정된 온도값들에 기초하여 상기 열전 소자들에 공급되는 전류 및/또는 전압이 각각 조절될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절 장치(500)를 상기 테스트 챔버(300)의 측벽(302)에 장착하고, 상기 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)에 밀착된 후 상기 테스트 챔버(300) 내부의 온도가 측정될 수 있다. 상기와 같이 푸셔들(314)이 상기 온도 측정 블록들(520)에 밀착된 상태 즉 실제 테스트 공정에서 상기 반도체 패키지들(10)이 상기 푸셔들(314)에 의해 상기 테스트 소켓들에 밀착된 상태와 동일 또는 매우 유사한 환경을 조성하고, 그 상태에서 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 측정함으로써 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 상기와 같이 측정된 테스트 챔버(300)의 내부 온도에 기초하여 이에 대한 교정 단계를 수행함으로써 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 기 설정된 테스트 온도와 동일 또는 매우 근접하게 관리할 수 있다. 특히, 상기 테스트 챔버(300) 내부의 온도를 영역별로 측정하고 상기 영역들의 온도 편차를 감소시킬 수 있도록 온도 조절용 가스 즉 열풍 또는 냉풍의 유량을 조절할 수 있으며, 이를 통해 상기 테스트 챔버(300)의 내부 온도를 보다 균일하게 관리할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 반도체 패키지 20 : 테스트 트레이
30 : 커스터머 트레이 50 : 테스터
100 : 테스트 핸들러 200 : 속 챔버
300 : 테스트 챔버 302 : 측벽
310 : 인터페이스 보드 312 : 가압 유닛
314 : 푸셔 316 : 매치 플레이트
318 : 가압 플레이트 320 : 댐핑 부재
330 : 구동 유닛 400 : 디속 챔버
500 : 온도 측정 장치 502 : 커버 플레이트
510 : 단열 플레이트 520 : 온도 측정 블록
522 : 단열 블록 524 : 단열 시트
530 : 온도 센서 540 : 데이터 리코더
542 : 전원 공급부 544 : 차단기

Claims (14)

  1. 반도체 패키지들의 전기적인 테스트를 위하여 테스터와 도킹되는 개구가 형성된 측벽을 갖는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치에 있어서,
    상기 개구를 커버하도록 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착되는 커버 플레이트;
    상기 측벽에 장착된 상기 커버 플레이트의 내측면 상에 배치된 단열 플레이트;
    상기 단열 플레이트 상에 배치된 복수의 온도 측정 블록들; 및
    상기 온도 측정 블록들 내부에 장착되며 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도 측정 블록들의 측면들이 상기 테스트 챔버의 내부로 노출되도록 상기 온도 측정 블록들을 각각 감싸도록 배치되는 복수의 단열 블록들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 온도 측정 블록들과 상기 단열 블록들 사이에 각각 배치되는 단열 시트들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서들로서 각각 측온 저항 센서 또는 열전대 센서가 사용되는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 온도 센서들과 연결되며 상기 온도 센서들로부터 출력되는 값들을 읽고 기록하기 위한 데이터 리코더;
    상기 데이터 리코더에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 및
    상기 테스트 챔버의 내부 온도가 상기 온도 센서들의 측정 범위를 벗어나는 경우 상기 전원 공급부로부터의 전원 공급을 차단하기 위한 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단열 플레이트와 상기 커버 플레이트 사이에 배치된 제2 단열 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 커버 플레이트는 상기 테스터와 상기 반도체 패키지들을 연결하기 위한 테스트 소켓들을 구비하는 인터페이스 보드를 대신하여 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착되며,
    상기 온도 측정 블록들의 측면들은 상기 테스트 소켓들의 측면들과 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 테스트 챔버 내에는 상기 반도체 패키지들을 상기 테스트 소켓들 상에 밀착시키기 위한 푸셔들이 구비되고,
    상기 테스트 챔버의 내부 온도는 상기 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들의 측면들 상에 밀착된 상태에서 측정되는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 온도 측정 블록들은 상기 테스트 트레이에 수납된 반도체 패키지들 중 적어도 일부와 대응하도록 상기 단열 플레이트 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 측정 장치.
  10. 반도체 패키지들의 전기적인 테스트를 위하여 테스터와 도킹되는 개구를 갖는 테스트 챔버의 측벽에 상기 개구를 커버하도록 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트의 내측면 상에 배치된 단열 플레이트와, 상기 단열 플레이트 상에 배치된 복수의 온도 측정 블록들과, 상기 온도 측정 블록들 내부에 장착되며 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하기 위한 복수의 온도 센서들을 포함하는 온도 측정 장치를 이용하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법에 있어서,
    상기 테스트 챔버의 내부 온도를 기 설정된 온도로 조절하는 단계;
    상기 온도 센서들을 이용하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 기 설정된 온도와 상기 측정된 온도 사이의 차이값에 기초하여 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 온도 측정 장치는 상기 테스터와 상기 반도체 패키지들을 연결하기 위한 테스트 소켓들을 구비하는 인터페이스 보드를 대신하여 상기 테스트 챔버의 측벽에 장착되며,
    상기 온도 측정 블록들의 측면들은 상기 테스트 소켓들의 측면들과 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 반도체 패키지들을 상기 테스트 소켓들에 밀착시키기 위해 상기 테스트 챔버 내에 구비되는 푸셔들을 상기 온도 측정 블록들에 밀착시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 테스트 챔버의 내부 온도는 상기 푸셔들이 상기 온도 측정 블록들에 밀착된 상태에서 측정되는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 단계에서 상기 온도 센서들에 의해 측정된 온도값들을 이용하여 상기 푸셔들의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 교정 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 단열 플레이트를 복수의 영역들로 분할하고 상기 온도 센서들에 의해 측정된 온도값들을 이용하여 상기 영역들 사이의 온도 편차를 산출하는 단계를 더 포함하며,
    상기 테스트 챔버의 내부 온도를 교정하는 단계에서 상기 온도 편차에 따라 상기 영역들로 공급되는 열풍 또는 냉풍의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 테스트 챔버의 내부 온도 교정 방법.
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