KR20200102793A - 테스트 챔버 및 이를 구비하는 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

테스트 챔버 및 이를 구비하는 테스트 장치가 개시된다. 테스트 챔버는 다수의 검사 대상체가 탑재된 테스트 보드를 수용하고 테스트 보드로 검사신호를 인가하는 테스트 룸, 테스트 룸의 수직방향을 따라 공급측부를 둘러싸도록 배치되고 검사유체의 수직분포를 조절하는 유량 분포기를 구비하여 상부에서 공급되는 검사유체를 테스트 룸으로 균일하게 공급하는 공급 덕트(duct)를 포함한다. 테스트 룸에서 테스트 보드를 둘러싸는 주변공간을 매립하여 주변공간으로 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 유동방지 블록을 배치한다. 테스트 룸의 온도 균일도와 유동제어 정밀도를 개선하여 테스트 신뢰도를 높일 수 있다.

Description

테스트 챔버 및 이를 구비하는 테스트 장치 {Test chamber and test apparatus having the same}

본 발명은 테스트 챔버 및 이를 구비하는 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반도체 패키지에 대한 번인 테스트를 수행할 수 있는 번인 테스트 챔버 및 이를 구비하는 반도체 패키지 테스트 장치에 관한 것이다.

제조공정이 완료된 반도체 패키지는 전기특성 테스트와 번인 테스트를 통하여 신뢰성 검사를 수행한다.

전기특성 테스트는 직류전류(direct current)를 이용하여 반도체 패키지의 단선 여부와 동작여부를 검사하며 번인(burn-in) 테스트는 정상적인 동작조건을 벗어나는 극한 환경에서 반도체 패키지의 수명 및 오동작 여부를 검사한다.

일반적인 번인 테스트 공정에서는 검사대상 반도체 패키지가 수용된 테스트 룸으로 검사유체인 고온 또는 저온의 공기를 순환시켜 검사대상 패키지에 열적 스트레스를 인가하고 있다.

검사대상 패키지로 열적 스트레스를 인가하기 위한 공기를 테스트 챔버의 상부에서 하방으로 테스트 챔버의 측부에 위치한 공급 덕트로 공급한다. 이에 따라, 공기는 유동관성에 의해 공급덕트의 상부영역 보다는 하부영역에 상대적으로 더욱 많이 분포하게 된다. 따라서, 공급덕트로부터 공급되는 공기가 하방으로 편향되어 테스트 챔버의 상부 및 하부에서의 유속 변화를 초래하게 된다.

발열상태인 검사대상 패키지의 상부 및 주변부에서 검사유체인 공기의 유속변화는 검사온도의 변화를 초래하여 번인 테스트의 정확도를 떨어뜨리게 된다.

테스트 신뢰성을 높이기 위해서는 테스트 룸의 내부온도에 대한 균일성이 전제되어야 한다. 단일한 테스트 룸의 내부에 다수의 번인 보드가 테스트 룸의 수직방향을 따라 다수 배치되므로 테스트 룸의 내부 온도가 균일하지 않으면 동일한 테스트 룸에서 국부적으로 서로 다른 테스트 환경이 형성되므로 검사결과의 신뢰성을 확보하기 어렵다.

또한, 테스트 룸 내부에서 검사대상 패키지 주변부의 빈 공간으로 검사유체인 공기가 유동하여 검사효율이 떨어지는 문제점이 있다. 검사대상 패키지 주변부 공간으로의 공기유동은 테스트 과정에서 제어 인자로 관리하기 어려워 테스트의 신뢰도를 저하시키는 원인으로 기능한다.

이에 따라, 테스트 룸의 온도 및 유속편차를 줄이고 검사대상 패키지주변부로의 공기유동을 감소시킬 수 있는 새로운 테스트 챔버가 요구된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기유동 개선부재를 구비하여 검사유체의 유동의 균일도를 높임으로써 내부의 유속과 온도를 일정하게 유지하고 검사유체에 대한 제어특성을 높일 수 있는 테스트 챔버를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같은 테스트 챔버를 구비하는 테스트 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 챔버는 다수의 검사 대상체가 탑재된 테스트 보드를 수용하고 상기 테스트 보드로 검사신호를 인가하는 적어도 하나의 테스트 룸, 상기 테스트 룸의 높이방향인 수직방향을 따라 공급 측부를 둘러싸도록 배치되고 검사유체의 수직분포를 조절하는 유량 분포기를 구비하여 상부에서 공급되는 검사유체를 상기 테스트 룸으로 균일하게 공급하는 공급 덕트(duct)를 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치는 반도체 제조공정이 완료된 검사 대상체가 위치하는 로드 포트, 상기 로드포트로부터 공급된 상기 원시 검사 대상체에 대한 전기특성 테스트를 수행하는 제1 테스트 챔버, 및 상기 제1 테스트 챔버와 연결되어 전기특성 검사를 통과한 상기 검사 대상체인 1차 검사 대상체에 대하여 번인 테스트를 수행하는 제2 테스트 챔버를 포함한다. 이때, 상기 제2 테스트 챔버는, 다수의 1차 검사 대상체가 탑재된 테스트 보드를 수용하고 상기 테스트 보드로 번인 테스트 신호를 인가하는 적어도 하나의 테스트 룸 및 상기 테스트 룸의 높이방향인 수직방향을 따라 공급 측부를 둘러싸도록 배치되고 검사유체의 수직분포를 조절하는 유량 분포기를 구비하여 상부에서 공급되는 검사유체를 상기 테스트 룸으로 균일하게 공급하는 공급 덕트(duct)를 구비한다.

본 발명에 의한 테스트 챔버 및 이를 구비하는 테스트 장치에 의하면, 공급덕트의 내부에 검사유체의 유동 균일도를 높일 수 있는 경사판을 배치하고 테스트 룸의 내부에 빈 공간을 매립할 수 있는 단열블록을 배치한다. 이에 따라, 테스트 룸 내부에서 검사유체의 유속과 검사온도를 일정하게 유지하고 테스트 룸을 유동하는 검사유체에 대한 제어 정밀도를 높일 수 있다.

상기 경사판은 공급덕트 내부에서 상방으로 갈수록 체적이 증가하여 수직방향을 따라 검사유체의 유량분포를 균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 테스트 룸으로 공급되는 공기유량의 균일도를 높일 수 있다. 또한, 테스트 룸 내부의 빈 공간으로 공기가 유동하는 것을 방지하고 검사대상 패키지의 상부로만 공기유동을 강제하여 검사유체의 유동에 대한 제어 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 테스트 챔버를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 테스트 챔버를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 테스트 챔버를 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 유량 분포기의 제1 변형례를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 1에 도시된 유량 분포기의 제2 변형례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 테스트 챔버를 구비하는 테스트 장치를 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 테스트 챔버를 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 2a는 도 1에 도시된 테스트 챔버를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이며 도 2b는 도 1에 도시된 테스트 챔버를 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 1, 2a 및 2b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 테스트 챔버(500)는 검사 대상체(P)가 수용되는 적어도 하나의 테스트 룸(100), 상기 테스트 룸(100)으로 검사유체(F)를 균일하게 공급하는 공급 덕트(200), 상기 테스트 룸(100)으로부터 상기 검사유체(F)를 배출하는 배출 덕트(300) 및 상기 공급덕트(200), 상기 테스트 룸(100) 및 상기 배출덕트(300)를 따라 상기 검사유체를 순환시키는 유체 순환기(400)를 포함한다.

본 실시예의 경우, 상기 테스트 챔버(500)는 패키지 공정이 완료된 반도체 패키지에 대한 내열 스트레스를 테스트하는 번인 테스트 챔버(burn-in test chamber)로 제공된다. 검사 대상체(P)에 대한 고온 및 저온에서의 다양한 열 손상 테스트를 수행하여 제품의 강도와 안정성을 테스트할 수 있는 장치에 다양하게 응용될 수 있음은 자명하다.

일실시예로서, 상기 테스트 룸(100)은 다수의 검사 대상체(P)가 탑재된 테스트 보드(B)를 수용하고 상기 테스트 보드(B)로 검사신호를 인가한다.

상기 검사 대상체(P)는 칩 제조공정 및 패키지 공정을 거쳐 완성된 반도체 패키지를 포함하며 상기 테스트 보드(B)에 행렬형상을 갖도록 다수 정렬된다. 그러나, 패키지 공정을 거치지 않은 베어 칩(bare chip)에 대해서도 후술하는 번인 테스트를 수행할 필요가 있는 경우에는 상기 검사 대상체가 될 수 있으며, 반도체 칩이나 패키지가 아니라 번인 테스트가 요구된다면 다양한 소자가 검사 대상체(P)가 될 수 있음은 자명하다. 이하에서는, 반도체 패키지에 대한 번인 테스트를 중심으로 설명하며, 이에 따라 도면부호 P에 대하여 검사 대상체와 검사대상 패키지를 혼용하기로 한다.

검사 대상 패키지(P)는 테스트 보드(B)의 상면에 구비된 고정소켓(미도시)에 삽입되어 테스트 보드(B) 내부의 회로패턴에 연결되고 상기 테스트 보드의 일측에 구비되어 상기 회로패턴에 연결된 접속단자(미도시)는 테스트 룸(100)을 구성하는 벽체(110)의 일측에 구비된 접속 소켓(미도시)에 삽입되도록 배치된다. 이에 따라, 상기 테스트 룸(100)의 접속소켓으로 인가된 검사신호는 접속단자 및 회로패턴을 통하여 상기 검사 대상 패키지(P)로 인가될 수 있다.

예를 들면, 상기 테스트 보드(B)는 내부에 전자 회로패턴이 인쇄된 인쇄회로기판으로 구성될 수 있으며 단일한 테스트 보드(B)에 다수의 고정소켓이 구비되어 동시에 다수의 검사대상 패키지(P)를 수용할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 테스트 룸(100)은 장방형으로 구성되어 내부에 검사 공간(TS)을 제공하고 번인 테스트를 수행할 검사유체(F)가 공급되는 공급 측부(inlet side, IS) 및 배출되는 배출 측부(discharge side, DS)를 구비하는 벽체(110)로 구성된다.

상기 벽체(110)는 일정한 강도와 강성을 갖는 강재로 구성되고 일측이 개방되어 내부에 개방공간을 갖는다. 이에 따라, 상기 개방공간으로 검사대상 패키지(P)가 수용된 테스트 보드(B)가 출입할 수 있다. 번인 테스트가 진행되면, 테스트 보드(B)가 수용된 공간은 후술하는 도어에 의해 밀폐공간으로 변환되어 검사공간(TS)을 형성하게 된다. 상기 검사공간(TS)으로 고온 또는 저온의 검사유체를 통과시키면서 테스트 보드(B)에 수용된 각 검사대상 패키지(P)에 대해 번인 테스트를 수행하게 된다.

본 실시예의 경우, 상기 벽체(110)는 공급측부(IS)에 위치하는 제1 측벽(111), 상기 배출 측부(DS)에 위치하는 제2 측벽(112) 및 상기 제1 및 2측벽(111,112)과 연결되어 상기 작업공간((TS)을 한정하는 후측벽(113) 및 천정(114)으로 구성된다.

특히, 상기 제1 및 제2 벽체(111, 112)는 검사유체(F)가 유동할 수 있도록 다수의 개구가 배치된다. 상기 제1 측벽(111)에는 검사유체를 상기 검사 공간(TS)으로 공급하기 위한 다수의 공급개구(input opening, IO)가 배치되고 상기 제2 측벽(112)에는 검사유체를 상기 검사 공간(TS)으로부터 배출하기 위한 다수의 배출 개구(discharge opening, DO)가 배치된다.

상기 테스트 보드(B)는 검사 공간(TS)에 구비된 보드 고정부(120)에 탑재된다. 예를 들면, 상기 보드 고정부(120)는 상기 검사 공간(TS)의 내부에서 수직방향(I)을 따라 연장하는 적어도 한 쌍의 수직 평판(121)과 상기 수직평판(121)의 내측면으로부터 수평방향(II)을 따라 돌출하고 수직방향(I)을 따라 일정한 거리만큼 이격되어 상면에 상기 테스트 보드(B)를 각각 지지하는 다수의 보드 지지부(122)를 구비한다. 이에 따라, 보드 지지부(122) 사이의 공간은 상기 테스트 보드(B)를 수용하는 슬롯(S)으로 제공된다.

상기 수직평판(121)은 보드 고정부(120)에 수용되는 다수의 테스트 보드(B)와 다수의 검사대상 패키지(P)의 하중을 충분히 지지할 수 있을 정도의 강도와 강성을 갖는 평판으로 제공된다. 본 실시예의 경우, 상기 수직평판(121)은 상기 검사공간(TS) 내부에서 수평방향(II)을 따라 일정거리만큼 이격되어 배치되는 제1 및 제2 평판(121a, 121b)으로 구성된다. 이에 따라, 상기 수직평판(121) 사이의 이격공간은 테스트 보드(B)를 수용할 수 있는 보드 수용공간(BS)으로 제공된다.

보드 수용공간(BS)에서 상기 보드 지지부(122)는 수직방향(II)을 따라 일정한 간격을 갖도록 다수 배치되며 제1 및 제2 수직평판(121a, 121b)의 동일한 레벨에 배치된 한 쌍의 보드 지지부(122)에 의해 테스트 보드(B)가 고정된다.

따라서, 수직방향(I)을 따라 서로 인접한 보드 지지부(122) 사이의 공간은 테스트 보드(B)를 개별적으로 수용할 수 있는 슬롯(S)으로 제공된다. 이에 따라, 테스트 보드(B)는 각 슬롯(S)에 개별적으로 배치되어 단일한 테스트 룸(100)의 내부에 수직방향(I)을 따라 다수의 테스트 보드(B)가 적층된다.

이때, 상기 공급 측부(IS)와 인접한 제1 평판(121a)에는 다수의 제1 관통 홀(PH1)이 배치되고 및 상기 배출 측부(DS)와 인접한 제2 평판(121b)에는 다수의 제2 관통 홀(PH2)이 상기 슬롯(S)에 대응하여 배치된다. 이에 따라, 상기 공급개구(IO)로부터 유입된 검사유체(F)는 제1 관통 홀(PH1)을 통하여 각 슬롯(S)으로 공급되고 상기 슬롯(S) 내부의 검사유체(F)는 제2 관통 홀(PH2) 및 배출개구(DO)를 통하여 검사 공간(TS)으로부터 배출된다.

상기 검사공간(TS)은 번인 테스트 공정이 진행되는 동안 도어(130)에 의해 밀폐된다. 도어(130)는 상기 벽체(110)에 회전가능하게 구비되어 상기 검사 공간(TS)을 선택적으로 개폐할 수 있다. 도어(130)가 개방되면 테스트 보드(B)를 로딩하거나 언로딩할 수 있으며 도어(130)가 밀폐되면 검사 공간(TS)에서 번인 테스트 공정을 수행하게 된다.

상기 보드 고정부(120)는 검사 공간(TS)의 중앙부에 배치되어 상기 벽체(110)와의 사이에 이격공간을 갖게 된다. 따라서, 보드 고정부(120)는 공급 측부(IS)와 배출 측부(DS)에서 검사유체(F)의 유동공간을 갖도록 이격되며 상기 도어(130)가 위치하는 전방에서 도어(130)의 내측면으로부터 전방 공간(ES1)만큼 이격되어 위치하고, 상기 후측벽(113)과 후방 공간(ES2)만큼 이격되어 위치한다. 또한, 천정(114)으로부터 천정 공간(ES3)만큼 이격되어 배치되고, 바닥(115)으로부터 하방공간(ES5)만큼 이격되어 배치된다. 따라서, 상기 보드 고정부(120)는 전방공간(ES1), 후방공간(Es2), 천정공간(ES3) 및 하방공간(ES5)으로 구성되는 주변공간에 의해 둘러싸이도록 위치한다.

상기 전방공간(ES1), 후방공간(ES2), 하방공간(ES5) 및 천정공간(ES3)은 검사유체(F)가 검사공간(TS)을 경유하는 동안 유체의 확산공간으로 작용한다. 검사대상 패키지(P)에 대한 번인 테스트를 수행하기 위해서는 상기 검사유체(F)는 테스트 보드(B)의 상면인 슬롯(S)으로 유입되어야 하지만, 유체의 확산특성에 의해 슬롯(S)뿐만 아니라 전방공간(ES1), 후방공간(ES2), 하방공간(ES5) 및 천정공간(ES3)으로 확산하게 된다.

이에 따라, 상기 검사공간(TS)의 내부에서 상기 슬롯(S)의 상부와 상기 주변공간 사이에서 상기 검사유체(F)의 내부유동이 생성된다. 검사공간(TS)에서의 검사유체(F) 내부유동은 슬롯에서의 유동속도에 대한 균일성을 저하시키고 검사유체(F)에 대한 제어 정밀도를 악화시켜 테스트 신뢰성을 저하시킨다. 뿐만 아니라, 동일한 검사유체(F)에 의해 슬롯(S)뿐만 아니라 전방공간(ES1), 후방공간(ES2), 하방공간(ES5) 및 천정공간(ES3)까지 유동하게 되어 슬롯에 대한 검사효율을 저하시키게 된다.

이에 따라, 상기 전방공간(ES1), 후방공간(ES2), 하방공간(ES5) 및 천정공간(ES3)에 각각 유동방지 블록(140)을 배치한다.

예를 들면, 상기 유동방지 블록(140)은 상기 도어(130)의 내측면에 부착되어 전방 공간(ES1)을 매립하고 전방공간으로 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 전방 블록(141), 후방공간(ES2)을 매립하여 상기 후방공간(ES2)으로 상기 검사유체(F)가 유동하는 것을 방지하는 후방 블록(142), 천정공간(ES3)을 매립하여 상기 천정공간(ES3)으로 상기 검사유체(F)가 유동하는 것을 방지하는 천정 블록(143) 및 하방공간(ES5)을 매립하여 상기 하방공간(ES5)으로 상기 검사유체(F)가 유동하는 것을 방지하는 하방 블록(145)을 구비한다.

이에 따라, 검사공간(TS)으로 유입된 검사유체(F)가 전방공간(ES1), 후방공간(ES2), 하방공간(ES5) 및 천정공간(ES3)으로 확산하는 것을 방지하여 테스트 챔버(500) 내에서의 검사유체(F)에 대한 제어 정밀도를 높이고 검사효율을 높일 수 있다.

특히, 상기 보드 공정부(120)는 테스트 보드(B)의 로딩 및 언로딩 불량을 방지하기 위해 상기 검사공간(TS)의 상부에 위치하는 상부 슬롯그룹(USG) 및 상기 검사공간(TS)의 하부에 위치하는 하부 슬롯그룹(LSG)으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 상부 슬롯그룹(USG)과 하부 슬롯그룹(LSG)은 수직방향(I)을 따라 소정의 이격거리만큼 떨어지도록 배치된다. 상부 슬롯그룹(USG)과 하부 슬롯그룹(LSG) 사이의 이격공간은 테스트 챔버(500)의 설계변경을 위한 마진영역인 버퍼공간(ES4)으로 제공된다.

그러나, 검사유체(F)가 검사 공간(TS)으로 공급되면, 상기 버퍼공간(ES4)은 상부 슬롯그룹(USG)과 하부 슬롯그룹(LSG)과 비교하여 상대적으로 공간밀도가 낮으므로 검사유체(F)의 밀도가 상대적으로 높아지게 된다. 이에 따라, 보드 공간(BS) 내부에서 검사유체(F)의 균일도가 저하되어 온도 불균일을 야기하게 된다.

검사유체(F)의 밀도 불균일로 인한 온도 불균일을 방지하기 위해 상기 버퍼공간(ES4)은 버퍼블록(144)으로 매립된다. 이에 따라, 버퍼공간(ES4)을 통하여 검사유체(F)가 유동하는 것이 억제되고 상부 슬롯그룹(USG)과 하부 슬롯그룹(LSG)으로 유동하는 검사유체(F)의 밀도를 높일 수 있게 된다. 이에 따라, 번인 테스트의 검사효율을 높일 수 있다.

이때, 상기 유동방지 블록(140)은 열전달 특성이 상대적으로 낮은 단열부재로 구성하여 전방공간(ES1), 후방공간(ES2), 하방공간(ES5), 천정공간(ES3) 및 버퍼공간(ES4)에서의 열전달도 차단하여 검사공간(TS)으로 유입된 검사유체(F)의 열을 상부 슬롯그룹(USG)과 하부 슬롯그룹(LSG)으로 집중할 수 있다. 이에 따라, 검사대상 패키지(P)에 대한 열적 스트레스를 가능한 빠른 시간에 달성함으로써 번인 테스트의 검사효율을 높일 수 있다.

상기 공급 덕트(200)는 상기 제1 측벽(111)을 덮도록 테스트 룸(100)의 공급측부(IS)에 배치되며 상기 배출덕트(300)는 상기 제2 측벽(112)을 덮도록 테스트 룸(100)의 배출 측부(DS)에 배치된다.

상기 공급덕트(100)로 공급되는 검사유체(F)인 공급유체(F1)는 공급 덕트(200)의 상부로부터 유입되어 공급개구(IO)을 통하여 검사공간(TS)으로 공급된다. 검사유체(F)는 검사공간(TS)의 내부에서 검사대상 패키지(P)와 열교환을 하면서 유동하여, 배출개구(DO)를 통하여 검사공간(TS)으로부터 배출된다. 배출된 검사유체(F)는 배출덕트(300)로 수집되어 배출유체(F2)로서 상기 유체 순환기(400)로 공급된다.

이에 따라, 유체 순환기(400)를 중심으로 공급덕트(200), 테스트 룸(100) 및 배출덕트(300)를 따라 검사유체(F)의 순환경로가 형성된다.

검사유체(F)는 유체 순환기(400)에 의해 강제로 배출되어 상기 공급덕트(200)로 유입된다. 이때, 상기 공급덕트(200)의 상부에서 일정한 구동압에 의해 하방으로 공급되므로, 상기 공급유체(F1)는 유동관성에 의해 공급덕트(200)의 상부보다는 하부에 더욱 더 많은 유량이 분포하게 된다. 이에 따라, 공급덕트(200) 내부에서 수직방향(I)을 따른 유량 분포(이하, 유량 수직분포)의 불균일성을 야기하게 된다. 검사공간(TS)으로 유입되는 검사유체(F)의 유속은 유량에 비례하므로 공급덕트(200)의 하부에서 검사공간(TS)으로 유입되는 검사유체(F)의 유속은 상부에서 유입되는 검사유체(F)의 유속보다 더 크게 된다. 즉, 상기 유량 수직분포의 불균일성은 검사유체(F)의 유속 불균일성을 야기하게 된다.

이에 따라, 상기 공급 덕트(200)의 내부에 상기 유량 수직분포를 조절할 수 있는 유량 분포기(210)가 배치된다. 상기 유량 분포기(210)는 공급유체(F1)의 유량 수직분포가 수직방향(I)을 따라 실질적으로 균일하도록 공급유체(F1)의 유량을 제어한다. 이에 따라, 상기 제1 측벽(111)을 통하여 공급유체(F1)를 균일하게 공급할 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 검사 공간(TS) 내에서 검사유체(F)의 유속을 균일하게 형성할 수 있으며 이에 따라 검사유체(F)의 유속 불균일로 인한 온도 불균일성을 개선할 수 있다.

예를 들면, 상기 유량 분포기(210)는 상기 수직방향(I)을 따라 하방으로 갈수록 폭(W)이 증가하는 경사판으로 구성되어, 상기 공급 덕트(200)의 내부에서 상방으로 갈수록 체적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 유량 분포기(210)의 표면은 상기 수직방향(I)에 대한 기울기가 선형적으로 변화하는 직선형상의 표면을 갖는다.

이에 따라, 검사유체(F)의 유동관성에 따른 공급 덕트(200) 내부에서 공급유체(F1)의 유동속도를 고려하여 상기 표면의 기울기를 결정할 수 있다. 따라서, 상기 유량 분포기(210)의 표면 기울기는 상기 공급덕트(200)의 깊이와 공급유체(F1)의 유동관성의 크기에 따라 달라질 수 있다.

표면에 대한 선형 기울기만으로는 균일한 유량 수직분포의 균일도를 높이기 어려운 경우, 상기 유량 분포기(210)는 다양하게 변형될 수 있다.

도 3a는 도 1에 도시된 유량 분포기의 제1 변형례를 나타내는 도면이며, 도 3b는 도 1에 도시된 유량 분포기의 제2 변형례를 나타내는 도면이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 변형 유량 분포기(210a)는 상기 테스트 룸(100)의 제1 측벽(111)에 대하여 표면이 상기 수직방향(I)에 대하여 비선형 기울기를 갖고 변화하여 곡선형상의 표면을 갖는다. 이에 따라, 제1 변형 유량 분포기(210a)의 표면은 곡면(CS) 형상을 갖는다.

공급유체(F1)의 유동관성과 적층속도 사이의 관계가 선형으로 주어지지 않거나 초월함수로 주어지는 경우, 제1 변형 유량 분포기(210a)의 표면 기울기를 비선형으로 형성함으로써 공급 덕트(200)의 내부에서 수직 유량분포를 선형적으로 유지할 수 있다.

본 실시예에서는, 제1 변형 유량 분포기(210a)의 표면이 상기 제1 측벽(111)에 대하여 오목한 형상을 갖는 오목면으로 구성되는 것을 개시하고 있지만, 볼록면으로 구성될 수도 있음은 자명하다.

또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 변형 유량 분포기(210b)는 제1 경사각(θ1)을 갖고 상기 수직방향(I)을 따라 하방으로 연장하는 상부 경사판(212), 상기 상부 경사판(212)과 제1 단부(T1)에서 연결되고 상기 제1 경사각(θ1)과 다른 제2 경사각(θ2)을 갖는 연결판(214) 및 상기 연결판(214)의 제2 단부(T2)와 연결되고 상기 제1 경사각(θ1)을 갖고 상기 수직방향(I)을 따라 하방으로 연장하는 하부 경사판(216)을 구비한다. 이때, 상기 제1 경사각(θ1)은 수직방향(I)을 기준으로 측정하며 상기 제2 경사각(θ2)은 수평방향(II)을 기준으로 측정한다.

하방으로 유동하는 공급유체(F1)는 상기 연결판(214)에 의해 하방유동이 저지될 수 있으므로 상방적체 유량을 높일 수 있다. 특히, 공급유체(F1)의 유동속도가 상대적으로 높은 경우 공급덕트(200)의 내부에 의도적으로 유동 저지부를 배치함으로써 적층속도를 줄일 수 있다.

상기 연결판(214)의 제2 경사각(θ2)은 공급유체(F1)의 적층속도에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 제2 경사각(θ2)이 큰 경우에는 공급유체(F1)에 대한 유동저지 효과가 크고 작은 경우에는 유동저지 효과가 작게 나타나게 된다. 따라서, 공급 덕트(200)에서 공급유체(F1)의 적층속도에 따라 요구되는 유동저지 효과의 크기에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 연결판(214)의 제2 경사각(θ2)을 0 로 설정하여 수평방향(II)을 따라 연장하는 수평면으로 구성한다. 도시하지는 않았지만, 상기 유량 분포기(210)는 제1 및 제2 경사각(θ1, θ2)의 조합에 따라 다양한 형상으로 구성할 수 있음은 자명하다.

상기 유체 순환기(400)는 테스트 룸(100)의 상면에 배치되고 상기 공급덕트(200) 및 상기 배출 덕트(300)와 연결되어 상기 공급덕트(200), 상기 테스트 룸(100) 및 상기 배출덕트(300)를 따라 검사유체(F)를 순환시킨다.

예를 들면, 상기 유체 순환기(400)는 번인 테스트 공정에 따라 적정한 온도를 갖도록 검사유체(F)의 온도를 조절하는 온도 조절기(410) 및 상기 검사유체(F)를 상기 공급덕트(200)로 이동하도록 구동하는 구동기(420)를 구비한다.

상기 온도 조절기(410)는 외부전원과 연결되어 주울열에 의해 상기 검사유체(F)를 가열하는 히터 및 적절한 냉매를 이용하여 상기 검사유체(F)를 냉각하는 냉각기로 구성할 수 있다. 그러나, 주울열을 이용하는 히터나 냉매를 이용하는 냉각기에 한정되지는 않으며 테스트 챔버의 특성과 사용환경에 따라 다양한 가열 및 냉각수단이 이용될 수 있다. 이에 따라, 상기 검사유체는 일정한 범위의 검사온도를 유지하면서 상기 공급덕트(200)로 공급된다.

본 실시예의 경우, 상기 검사유체(F)는 최대 약 150C로 가열된 고온 공기로 구성될 수 있다. 그러나, 테스트 목적에 따라 약 -50C 이하로 냉각된 저온 공기로 구성될 수도 있다.

상기 구동기(420)는 상기 온도 조절기(410)와 동일 유동경로 상에 설치면적을 고려하여 적절하게 배치될 수 있다. 상기 구동기(420)는 온도 조절기(410)로부터 배출된 검사유체(F)를 공급덕트(200)를 향하여 이동하도록 구동시킨다. 예를 들면, 상기 구동기(420)는 공기를 공급 덕트(200)를 향하여 불어내는 에어 블로우로 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 검사유체(F)는 일정한 유동관성을 갖고 공급덕트(200)로 유입되는 공급유체(F1)로 형성된다.

공급유체(F1)는 테스트 룸(100)을 경유하여 배출덕트(300)로 배출된다. 상기 공급유체(F1)는 검사대상 패키지(P)와의 열교환에 의해 검사대상 패키지에 대한 버닝 테스트를 수행하면서 배출덕트(300)를 향하여 유동한다.

배출덕트(300)로 수집된 검사유체(F)는 배출유체(F2)가 되어 유체 순환기(400)로 다시 공급된다. 유체 순환기(400)를 통과하는 동안 상기 배출유체(F2)는 온도 조절기(410)에 의해 번인 테스트에 적정한 온도를 갖도록 제어될 수 있다. 그러나, 배출유체(F1)의 온도가 테스트에 적절한 온도를 유지하는 경우 상기 온도 조절기(410)는 작동하지 않을 수 있다.

특히, 상기 배출 덕트(300)에서 배출유체(F2)는 상방으로 유동하여 유체 순환기(400)로 공급되므로, 상기 유체 순환기(400)에는 배출 덕트(300)에 수집된 배출유체(F2)를 흡입할 수 있는 구동부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 배출 덕트(300)로 진공압을 인가할 수 있는 진공압 생성기를 구동부재로 구비할 수 있다.

따라서, 상기 유동 순환기(400)는 테스트에 적절한 유체를 가열하거나 냉각하여 검사유체(F)를 형성하고 이를 유동관성을 갖는 공급유체(F1)로 공급덕트(200)에 공급하며 배출유체(F2)를 배출덕트(300)로부터 수거하여 다시 테스트에 적정한 온도를 갖는 검사유체(F)로 생성하여 상기 공급덕트(200)에 공급한다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 상기 공급덕트(200), 상기 테스트 룸(100) 및 상기 배출덕트(300) 사이에서 검사용 유체의 유동 사이클을 형성한다.

상술한 바와 같은 테스트 챔버에 의하면, 공급덕트의 내부에 유량 수직분포를 균일하게 조절할 수 있는 유량 분포기를 배치하고 테스트 룸 내부의 검사공간에 유동방지 블록을 배치함으로써 테스트 룸 내부에서 검사유체의 유속을 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 검사공정이 진행되는 동안 테스트 룸 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

공급덕트 내부의 체적을 상방으로 갈수록 증가하도록 구성하여 검사유체(F)의 유동관성에도 불구하고 유량 수직분포를 균일하게 조절함으로써 테스트 룸으로 공급되는 검사유체의 유속에 대한 균일도를 높일 수 있다.

또한, 테스트 룸 내부의 빈 공간으로 공기가 유동하는 것을 방지하고 검사대상 패키지의 상부로만 유동을 강제함으로써 테스트 룸 내부에서 검사유체의 제어 정밀도를 높일 수 있다. 이에 따라, 테스트 챔버(500)를 통한 검사결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 테스트 챔버를 구비하는 테스트 장치를 나타내는 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명이 일실시예에 의한 테스트 장치(1000)는 반도체 제조공정이 완료된 검사 대상체가 위치하는 로드 포트(600), 상기 로드포트(600)로부터 검사 대상체(P)를 추출하는 제1 이송기(700), 상기 제1 이송기로부터 전송된 검사 대상체를 수용하여 제1 테스트 챔버(800) 및 제2 테스트 챔버(500)로 이송하는 제2 이송기(900)를 구비한다.

상기 로드 포트(600)는 반도체 제조공정 및/또는 반도체 패키지 공정이 완료된 반도체 소자 또는 반도체 패키지를 수용하여 테스트 장치(1000)로 이송하는 이송수단이 위치한다. 예를 들면, 다수의 반도체 소자를 이송하는 웨이퍼 카세트나 반도체 패키지를 이송하는 매거진을 수용할 수 있는 다수의 포트(610)가 배치된다.

상기 포트(610)에 웨이퍼 카세트나 매거진이 위치하면, 제1 이송기(700)에 구비된 로봇 암(710)은 카세트나 매거진으로부터 반도체 소자 또는 반도체 패키지를 개별적으로 검출하여 제2 이송기(900)로 전송한다.

제2 이송기(900)로 전송된 피검소자는 먼저 제1 테스트 챔버(800)로 공급되어 전기적 특성을 검사하는 DC 테스트를 수행한다. 제1 테스트 챔버(800)에서의 검사결과는 상기 제2 이송기(900)로 전송되어 1차 테스트를 통과한 양품 소자와 불량품 소자로 분류된다.

상기 제1 테스트 챔버는 종래의 DC 테스트 챔버와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

제2 이송기(900)로 추출된 불량품 소자는 다시 로드 포트(600)로 이송하여 불량품 데크(미도시)에 저장된다. 제2 이송기(900)로 추출된 양품 소자는 1차 검사 대상체로 분류되어 제2 테스트 챔버(500)로 공급된다. 제2 테스트 챔버(500)에서는 1차 검사 대상체에 대한 버닝 테스트가 수행된다.

일실시예로서, 상기 제2 테스트 챔버는 다수의 1차 검사 대상체가 탑재된 테스트 보드를 수용하고 상기 테스트 보드로 번인 테스트 신호를 인가하는 적어도 하나의 테스트 룸 및 상기 테스트 룸의 높이방향인 수직방향을 따라 공급 측부를 둘러싸도록 배치되고 유체의 수직분포를 조절하는 유량 분포기를 구비하여 상부에서 공급되는 검사유체를 상기 테스트 룸으로 균일하게 공급하는 공급 덕트(duct)를 포함한다.

또한, 상기 테스트 룸은 검사공간을 제공하고 상기 공급 측부에서 상기 공급 덕트와 연통하는 장방형의 다공성 벽체, 상기 검사공간의 내부에서 상기 수직방향을 따라 연장하고 상기 테스트 보드를 수용하는 다수의 슬롯이 상기 수직방향으로 정렬된 보드 고정부, 상기 다공성 벽체에 구비되어 상기 검사공간을 선택적으로 개폐하여 상기 테스트 보드를 상기 검사공간으로 로딩 및 언로딩하는 도어 및 상기 보드 고정부 주위의 검사공간인 주변공간을 매립하여 상기 주변공간으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 유동방지 블록을 포함한다.

상기 유량 분포기에 의해 테스트 룸으로 공급되는 검사유체의 유속 균일도를 높일 수 있으며 상기 유동방지 블록에 의해 검사공간 내부에서 검사유체의 제어 정밀도를 높일 수 있다. 이에 따라, 검사공간 내부의 온도를 균일하게 유지하면서 검사의 신뢰도를 높일 수 있다.

상기 제2 테스트 챔버(500)는 도 1에 도시된 테스트 챔버와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

버닝 테스트 결과는 다시 제2 이송기(900)로 전송되어 1차 테스트를 통과한 양품 소자와 불량품 소자로 분류한다. 양품 소자와 불량품 소자는 다시 로드 포트(600)에 구비된 양품 데크(미도시)와 불량품 데크(미도시)에 개별적으로 저장한다.

이에 따라, 반도체 소자 또는 반도체 패키지와 같은 피검소자에 대한 전기적 특성 테스트와 번인 테스트를 동일한 테스트 장치에서 용이하게 수행할 수 있다. 특히, 번인 테스트의 검사공간 내부온도를 균일하게 유지하고 검사유체에 대한 제어 정밀도를 높임으로써 검사결과의 신뢰도를 높일 수 있다.

상술한 바와 같은 테스트 챔버 및 이를 구비하는 테스트 장치에 의하면, 공급덕트의 내부에 유량 수직분포를 균일하게 조절할 수 있는 유량 분포기를 배치하고 테스트 룸 내부의 검사공간에 유동방지 블록을 배치함으로써 테스트 룸 내부에서 검사유체의 유속을 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 검사공정이 진행되는 동안 테스트 룸 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

공급덕트 내부의 체적을 상방을 따라 증가하도록 구성하여 검사유체(F)의 유동관성에도 불구하고 유량 수직분포를 균일하게 조절함으로써 테스트 룸으로 공급되는 검사유체의 유속에 대한 균일도를 높일 수 있다. 이에 따라, 검사공간 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 테스트 룸 내부의 빈 공간으로 공기가 유동하는 것을 방지하고 검사대상 패키지의 상부로만 유동을 강제함으로써 테스트 룸 내부에서 검사유체의 제어 정밀도를 높일 수 있다. 이에 따라, 테스트 챔버(500)를 통한 검사결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.

또한, 피검소자에 대한 전기적 특성 테스트와 번인 테스트를 동일한 장치에서 용이하게 수행함으로써 테스트 효율을 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 다수의 검사 대상체가 탑재된 테스트 보드를 수용하고 상기 테스트 보드로 검사신호를 인가하는 적어도 하나의 테스트 룸; 및
   상기 테스트 룸의 높이방향인 수직방향을 따라 공급 측부를 둘러싸도록 배치되고 검사유체의 수직분포를 조절하는 유량 분포기를 구비하여 상부에서 공급되는 상기 검사유체를 상기 테스트 룸으로 균일하게 공급하는 공급 덕트(duct)를 포함하는 테스트 챔버.
2. 제1항에 있어서, 상기 유량 분포기는 상기 수직방향을 따라 하방으로 갈수록 폭이 증가하도록 선형 기울기를 갖는 경사판을 구비하여, 상기 검사유체는 상기 공급덕트의 내부에서 상방으로 갈수록 체적이 증가하여 상기 수직방향을 따라 균일한 유량분포를 이루는 테스트 챔버.
3. 제2항에 있어서, 상기 경사판은 제1 경사각을 갖고 상기 수직방향을 따라 하방으로 연장하는 상부 경사판, 상기 상부 경사판과 제1 단부에서 연결되고 상기 제1 경사각과 다른 제2 경사각을 갖는 연결판 및 상기 연결판의 제2 단부와 연결되고 상기 제1 경사각을 갖고 상기 수직방향을 따라 하방으로 연장하는 하부 경사판을 구비하는 테스트 챔버.
4. 제1항에 있어서, 상기 테스트 룸은,
   검사공간을 제공하고 상기 공급 측부에서 상기 공급 덕트와 연통하는 장방형의 다공성 벽체;
   상기 검사공간의 내부에서 상기 수직방향을 따라 연장하고 상기 테스트 보드를 수용하는 다수의 슬롯이 상기 수직방향으로 정렬된 보드 고정부;
   상기 다공성 벽체에 구비되어 상기 검사공간을 선택적으로 개폐하여 상기 테스트 보드를 상기 검사공간으로 로딩 및 언로딩하는 도어; 및
   상기 보드 고정부 주위의 검사공간인 주변공간을 매립하여 상기 주변공간으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 유동방지 블록을 포함하는 테스트 챔버.
5. 제4항에 있어서, 상기 보드 고정부는 상기 공급 측부와 평행하게 배치되고 상기 검사공간의 폭 방향을 따라 일정한 거리만큼 이격되어 상기 각 슬롯별로 상기 테스트 보드가 위치하는 보드공간을 제공하며 상기 슬롯을 따라 일정한 간격으로 정렬되어 상기 검사유체의 유동경로를 제공하는 다수의 관통 홀을 구비하는 한 쌍의 수직평판을 포함하는 테스트 챔버.
6. 제4항에 있어서, 상기 유동방지 블록은,
   상기 도어의 내측면에 부착되어 상기 도어와 상기 보드 고정부 사이의 상기 주변공간인 전방공간을 매립하여 상기 전방공간으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 전방 블록;
   상기 검사공간의 상부에 위치하는 상기 보드 고정부인 상부 슬롯 그룹과 상기 검사공간의 하부에 위치하는 상기 보드 고정부인 하부 슬롯 그룹사이의 상기 주변공간을 매립하여 상기 버퍼영역으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 버퍼 블록;
   상기 보드 고정부와 상기 도어와 대칭적으로 위치하는 상기 벽체인 후방벽체 사이의 주변공간인 후방공간을 매립하여 상기 후방공간으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 후방 블록; 및
   상기 보드 고정부와 상기 벽체의 천정 사이의 주변공간인 천정공간을 매립하여 상기 천정공간으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 천정 블록 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 테스트 챔버.
7. 제1항에 있어서, 상기 공급 측부와 대칭적으로 위치하는 배출측부를 둘러싸도록 상기 수직방향을 따라 연장하고 상기 테스트 룸으로부터 상기 검사유체를 배출하는 배출 덕트; 및
   상기 테스트 룸의 상면에 배치되고 상기 공급덕트 및 상기 배출 덕트와 연결되어 상기 공급덕트, 상기 테스트 룸 및 상기 배출덕트를 따라 상기 검사유체를 순환시키는 유체 순환기를 더 포함하는 테스트 챔버.
8. 반도체 제조공정이 완료된 검사 대상체가 위치하는 로드 포트;
   상기 로드포트로부터 공급된 상기 원시 검사 대상체에 대한 전기특성 테스트를 수행하는 제1 테스트 챔버; 및
   상기 제1 테스트 챔버와 연결되어 전기특성 검사를 통과한 상기 검사 대상체인 1차 검사 대상체에 대하여 번인 테스트를 수행하는 제2 테스트 챔버를 포함하고,
   상기 제2 테스트 챔버는,
   다수의 1차 검사 대상체가 탑재된 테스트 보드를 수용하고 상기 테스트 보드로 번인 테스트 신호를 인가하는 적어도 하나의 테스트 룸; 및
   상기 테스트 룸의 높이방향인 수직방향을 따라 공급 측부를 둘러싸도록 배치되고 검사유체의 수직분포를 조절하는 유량 분포기를 구비하여 상부에서 공급되는 상기 검사유체를 상기 테스트 룸으로 균일하게 공급하는 공급 덕트(duct)를 구비하는 테스트 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 유량 분포기는 상기 수직방향을 따라 하방으로 갈수록 폭이 증가하는 경사판을 구비하여, 상기 검사유체는 상기 공급덕트의 내부에서 상방으로 갈수록 체적이 증가하여 상기 수직방향을 따라 균일한 유량분포를 이루는 테스트 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 테스트 룸은,
    검사공간을 제공하고 상기 공급 측부에서 상기 공급 덕트와 연통하는 장방형의 다공성 벽체;
    상기 검사공간의 내부에서 상기 수직방향을 따라 연장하고 상기 테스트 보드를 수용하는 다수의 슬롯이 상기 수직방향으로 정렬된 보드 고정부;
    상기 다공성 벽체에 구비되어 상기 검사공간을 선택적으로 개폐하여 상기 테스트 보드를 상기 검사공간으로 로딩 및 언로딩하는 도어; 및
    상기 보드 고정부 주위의 검사공간인 주변공간을 매립하여 상기 주변공간으로 상기 검사유체가 유동하는 것을 방지하는 유동방지 블록을 포함하는 테스트 장치.
    
    

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