KR20220080393A - 테스트 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

테스트 장치는 테스트 챔버, 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 기체 공급 모듈을 포함할 수 있다. 상기 테스트 챔버는 피검체를 테스트하기 위한 테스트 보드를 수용할 수 있다. 상기 제 1 챔버는 상기 테스트 챔버의 하부에 배치되어 상기 테스트 보드의 하부면을 수용할 수 있다. 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 챔버를 둘러싸도록 배치되어, 상기 제 1 챔버를 상기 테스트 챔버 외부의 외기로부터 격리시킬 수 있다. 상기 기체 공급 모듈은 상기 제 2 챔버로 건조 기체를 공급하여 상기 외기의 압력보다 높은 양압을 상기 제 2 챔버에 부여함으로써, 상기 외기가 상기 제 1 챔버로 침투하는 것을 방지시킬 수 있다. 따라서, 피검체에 대한 저온 테스트 중에, 제 2 챔버가 습한 외기가 제 1 챔버로 침투하는 것을 차단할 수가 있게 되어, 테스트 보드의 하부면에 결로가 발생되는 것이 방지될 수 있다.

Description

테스트 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF TESTING AN OBJECT}
본 발명은 테스트 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 패키지를 저온 하에서 테스트하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 패키지는 테스트 장치를 이용해서 저온 하에서 테스트될 수 있다. 테스트 장치는 반도체 패키지가 배치되는 테스트 보드 및 테스트 보드를 수용하는 테스트 챔버를 포함할 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 테스트 보드의 하부면은 상온에 노출되어 있을 수 있다. 이로 인하여, 테스트 챔버 내에 저온을 부여하게 되면, 테스트 보드의 하부면에 결로가 발생될 수 있다.
본 발명은 결로 현상을 방지할 수 있는 테스트 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 장치를 이용해서 피검체를 테스트하는 방법도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 테스트 장치는 테스트 챔버, 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 기체 공급 모듈을 포함할 수 있다. 상기 테스트 챔버는 피검체를 테스트하기 위한 테스트 보드를 수용할 수 있다. 상기 제 1 챔버는 상기 테스트 챔버의 하부에 배치되어 상기 테스트 보드의 하부면을 수용할 수 있다. 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 챔버를 둘러싸도록 배치되어, 상기 제 1 챔버를 상기 테스트 챔버 외부의 외기로부터 격리시킬 수 있다. 상기 기체 공급 모듈은 상기 제 2 챔버로 건조 기체를 공급하여 상기 외기의 압력보다 높은 양압을 상기 제 2 챔버에 부여함으로써, 상기 외기가 상기 제 1 챔버로 침투하는 것을 방지시킬 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 테스트 장치는 테스트 챔버, 제 1 챔버, 제 2 챔버, 압축기, 제 1 기체 라인, 제 1 밸브, 제 1 습도 센서, 제 1 컨트롤러, 제 2 기체 라인 및 제 2 밸브를 포함할 수 있다. 상기 테스트 챔버는 피검체를 테스트하기 위한 테스트 보드를 수용할 수 있다. 상기 제 1 챔버는 상기 테스트 챔버의 하부에 배치되어 상기 테스트 보드의 하부면을 수용할 수 있다. 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 챔버를 둘러싸도록 배치되어, 상기 제 1 챔버를 상기 테스트 챔버 외부의 외기로부터 격리시킬 수 있다. 상기 압축기는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버로 공급되는 건조 기체를 발생시킬 수 있다. 상기 제 1 기체 라인은 상기 압축기로부터 상기 제 1 챔버에 연결될 수 있다. 상기 제 1 밸브는 상기 제 1 기체 라인에 배치되어 상기 제 1 챔버로 상기 건조 기체의 공급을 제어할 수 있다. 상기 제 1 습도 센서는 상기 제 1 챔버 내에 배치되어 상기 제 1 챔버 내의 제 1 습도를 감지할 수 있다. 상기 제 1 컨트롤러는 상기 제 1 습도 센서가 감지한 상기 제 1 챔버 내의 상기 제 1 습도에 따라 상기 제 1 밸브의 동작을 제어할 수 있다. 상기 제 2 기체 라인은 상기 압축기로부터 상기 제 2 챔버에 연결될 수 있다. 상기 제 2 밸브는 상기 제 2 기체 라인에 배치되어 상기 제 2 챔버로 상기 건조 기체의 공급을 제어하여, 상기 제 2 챔버에 상기 외기의 압력보다 높은 양압을 부여할 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 테스트 방법에 따르면, 테스트 챔버에 테스트 온도를 부여할 수 있다. 상기 테스트 챔버의 하부에 배치되어 상기 테스트 보드의 하부면을 수용하는 제 1 챔버, 및 상기 제 1 챔버를 둘러싸도록 배치되어 상기 제 1 챔버를 상기 테스트 챔버 외부의 외기로부터 격리시키는 제 2 챔버로 건조 기체를 공급할 수 있다. 상기 제 2 챔버에 상기 외기의 압력보다 높은 양압이 부여되면, 상기 제 1 챔버로의 상기 건조 기체의 공급을 차단할 수 있다. 상기 테스트 챔버 내에서 피검체에 대한 테스트를 수행할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 테스트 챔버의 하부를 제 1 챔버와 제 2 챔버로 구획하여, 제 2 챔버에 외기의 압력보다 높은 양압을 부여할 수 있다. 따라서, 피검체에 대한 저온 테스트 중에, 제 2 챔버가 습한 외기가 제 1 챔버로 침투하는 것을 차단할 수가 있게 되어, 테스트 보드의 하부면에 결로가 발생되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제 2 챔버에 양압이 부여된 이후에는, 제 1 챔버로는 건조 기체를 공급하지 않고 제 2 챔버로만 건조 기체를 공급하게 되므로, 저온 테스트 중에 건조 기체의 사용량을 크게 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B' 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치의 제 1 챔버와 제 2 챔버를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 C-C' 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 5의 D-D' 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 피검체를 테스트하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B' 선을 따라 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치의 제 1 챔버와 제 2 챔버를 확대해서 나타낸 단면도이다.
본 실시예의 테스트 장치(100)는 피검체의 전기적 특성을 테스트할 수 있다. 예를 들어서, 피검체는 반도체 장치, 구체적으로는 반도체 패키지(semiconductor package)(P)를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 테스트 장치(100)는 반도체 패키지(P)를 저온 하에서 테스트할 수 있다. 그러나, 본 실시예의 테스트 장치(100)는 저온뿐만 아니라 고온 하에서도 반도체 패키지(P)를 테스트할 수 있다. 또한, 피검체는 반도체 패키지(P)로 국한되지 않고 다른 전자 디바이스(electronic device)들을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 테스트 장치(100)는 테스트 챔버(test chamber)(110), 제 1 챔버(120), 제 2 챔버(130) 및 기체 공급 모듈(gas supply module)(200)을 포함할 수 있다.
테스트 챔버(110)는 테스트 보드(test board)(B)를 수용할 수 있다. 복수개의 반도체 패키지(P)들이 테스트 보드(B)의 상부면에 실장될 수 있다. 테스트 챔버(110)는 테스트 보드(B)를 수용하는 개구부(opening)를 가질 수 있다. 개구부는 테스트 챔버(110)의 하부면 중앙부에 형성될 수 있다. 따라서, 개구부 내에 배치된 테스트 보드(B)의 하부면이 외부로 노출될 수 있다. 이러한 테스트 보드(B)로 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 케이블(cable)(C)이 테스트 보드(B)의 저면에 연결될 수 있다.
온도 센서(temperature sensor)(112)가 테스트 챔버(110)의 내벽에 부착될 수 있다. 온도 센서(112)는 테스트 챔버(110)의 내부 온도를 측정할 수 있다.
온도 조절기(temperature controller)(114)가 테스트 챔버(110)의 내부에 배치될 수 있다. 온도 조절기(114)는 테스트 챔버(110)에 테스트 온도를 부여할 수 있다.
반도체 패키지(P)를 저온 하에서 테스트하는 경우, 테스트 챔버(110)에 저온이 부여될 수 있다. 테스트 보드(B)의 상부면은 저온의 테스트 챔버(110) 내에 위치하고 있는 반면에 테스트 보드(B)의 하부면은 외부에 노출될 수 있다. 즉, 테스트 보드(B)의 하부면은 테스트 챔버(110) 외부의 외기에 직접적으로 노출될 수 있다. 따라서, 테스트 보드(B)를 경계로 온도 차이가 발생되어, 테스트 보드(B)의 하부면에 결로(dew condensation)가 발생될 수 있다. 이러한 결로는 이온 마이그레이션(ion migration)에 의한 테스트 보드(B) 내의 도전 라인들 사이의 쇼트(short)를 유발시킬 수 있다. 테스트 보드(B)의 하부면에 결로가 발생되는 것을 방지하기 위해서, 제 1 챔버(120)와 제 2 챔버(130)가 테스트 챔버(110)의 하부에 배치될 수 있다.
제 1 챔버(120)는 테스트 챔버(110)의 하부에 배치될 수 있다. 특히, 제 1 챔버(120)의 상단이 테스트 챔버(110)의 하부면에 맞대어질 수 있다. 또한, 제 1 챔버(120)는 테스트 보드(B)의 면적보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 따라서, 제 1 챔버(120)는 테스트 보드(B)의 하부면을 수용할 수 있다. 즉, 테스트 보드(B)의 하부면은 제 1 챔버(120)를 통해서만 노출될 수 있다.
케이블(C)은 제 1 챔버(120)의 저면에 형성된 제 1 홀(hole)을 통해 통과할 수 있다. 케이블(C)과 제 1 홀의 내면 사이의 실링(sealing)을 위해서, 제 1 개스킷(gasket)(140)이 케이블(C)과 제 1 홀의 내면 사이에 배치될 수 있다.
제 1 챔버(120)는 제 1 두께(T1)를 가질 수 있다. 또한, 제 1 챔버(120)는 제 1 체적(V1)을 가질 수 있다. 제 1 체적(V1)은 제 1 챔버(120)의 내측면, 테스트 보드(B)의 하부면 및 제 1 챔버(120)의 상단과 테스트 보드(B)의 하부면 사이에 위치한 테스트 챔버(110)의 하부면 부분에 의해 한정되는 공간의 체적일 수 있다.
외기의 온도가 테스트 보드(B)에 영향을 주지 않도록 하기 위해서, 제 1 챔버(120)는 단열 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 제 1 챔버(120)는 에폭시(epoxy)를 포함할 수 있으나, 특정 물질로 국한되지 않을 수 있다.
다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 챔버(120)는 내관(inner tube)(122a), 외관(outer tube)(124a) 및 내관(122a)과 외관(124a) 사이의 단열층(adiabatic layer)(126a)으로 이루어진 이중관 구조를 가질 수도 있다. 단열층(126a)은 공기를 포함할 수 있다. 부가적으로, 단열층(126a) 내에 단열재가 배치될 수도 있다.
제 2 챔버(130)는 테스트 챔버(110)의 하부에 배치될 수 있다. 제 2 챔버(130)는 제 1 챔버(120)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제 2 챔버(130)의 상단이 테스트 챔버(110)의 하부면에 맞대어질 수 있다. 즉, 제 2 챔버(130)는 제 1 챔버(120)의 면적보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 구체적으로, 제 1 챔버(120)의 외측면 전체가 제 2 챔버(130)로 둘러싸일 수 있다. 따라서, 제 2 챔버(130)는 제 1 챔버(120)를 외기로부터 격리시킬 수 있다.
압력 센서(132)가 제 2 챔버(130)의 내부에 배치될 수 있다. 압력 센서(132)는 제 2 챔버(130)의 내부 압력을 측정할 수 있다.
케이블(C)은 제 2 챔버(130)의 저면에 형성된 제 2 홀을 통해 통과할 수 있다. 즉, 케이블(C)은 제 2 홀과 제 1 홀을 통해서 테스트 보드(B)의 하부면에 연결될 수 있다. 케이블(C)과 제 2 홀의 내면 사이의 실링을 위해서, 제 2 개스킷(142)이 케이블(C)과 제 2 홀의 내면 사이에 배치될 수 있다.
제 2 챔버(130)는 제 2 두께(T2)를 가질 수 있다. 제 2 두께(T2)는 제 1 두께(T1)보다 두꺼울 수 있다. 테스트 보드(B)를 외기로부터 격리시키는 실질적인 기능은 제 2 챔버(130)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 제 1 챔버(120)의 제 1 두께(T1)가 제 2 챔버(130)의 제 2 두께(T2)보다 얇아도, 테스트 보드(B)가 외기에 의해 영향을 받는 것은 방지될 수 있다.
또한, 제 2 챔버(130)는 제 2 체적(V2)을 가질 수 있다. 제 2 체적(V2)은 제 2 챔버(130)의 내측면, 제 1 챔버(120)의 외측면 및 제 1 챔버(120)와 제 2 챔버(130) 사이에 위치한 테스트 챔버(110)의 하부면 부분에 의해 한정되는 공간의 체적일 수 있다. 특히, 제 2 체적(V2)은 제 1 체적(V1)보다 작을 수 있다.
외기의 온도가 테스트 보드(B)에 영향을 주지 않도록 하기 위해서, 제 2 챔버(130)는 단열 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 제 2 챔버(130)는 에폭시를 포함할 수 있으나, 특정 물질로 국한되지 않을 수 있다.
다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 챔버(130)는 내관(132a), 외관(134a) 및 내관(132a)과 외관(134a) 사이의 단열층(136a)으로 이루어진 이중관 구조를 가질 수도 있다. 단열층(136a)은 공기를 포함할 수 있다. 부가적으로, 단열층(136a) 내에 단열재가 배치될 수도 있다.
기체 공급 모듈(200)은 제 1 챔버(120)와 제 2 챔버(130)에 건조 기체(dry gas)를 선택적으로 공급할 수 있다. 기체 공급 모듈(200)은 압축기(compressor)(210), 메인 기체 라인(main gas line)(220), 제 1 기체 라인(222), 제 2 기체 라인(224), 제 1 밸브(valve)(230), 제 2 밸브(232), 제 습도 센서(humidity sensor)(240), 제 2 습도 센서(242), 제 1 컨트롤러(controller)(250) 및 제 2 컨트롤러(252)를 포함할 수 잇다.
압축기(210)를 건조 기체를 발생시킬 수 있다. 건조 기체는 설정된 압력을 가질 수 있다. 건조 기체의 종류는 건조 에어를 포함할 수 있으나, 특정 물질로 국한되지 않을 수 있다.
메인 기체 라인(220)은 압축기(210)로부터 연장될 수 있다. 따라서, 압축기(210)로부터 발생된 건조 기체는 메인 기체 라인(220)을 통해서 공급될 수 있다.
제 1 기체 라인(222)은 메인 기체 라인(220)으로부터 분기되어 제 1 챔버(120)에 연결될 수 있다. 건조 기체는 제 1 기체 라인(222)을 통해서 제 1 챔버(120)로 공급될 수 있다. 본 실시예에서, 제 1 기체 라인(222)은 제 1 챔버(120)의 측면에 연결된 단일 라인일 수 있다.
제 1 밸브(230)는 제 1 기체 라인(222)에 배치될 수 있다. 제 1 밸브(230)는 제 1 기체 라인(222)을 통한 건조 기체의 공급량을 제어할 수 있다. 즉, 제 1 밸브(230)는 제 1 챔버(120)로 공급되는 건조 기체의 양을 제어할 수 있다.
제 1 습도 센서(240)는 제 1 챔버(120)의 내부에 배치될 수 있다. 제 1 습도 센서(240)는 제 1 챔버(120) 내의 제 1 습도를 측정할 수 있다. 결로는 테스트 보드(B)의 하부면에 발생되므로, 제 1 습도 센서(240)는 테스트 보드(B)의 하부면에 부착될 수 있다. 그러나, 제 1 습도 센서(240)는 제 1 챔버(120)의 내벽에 부착될 수도 있다.
제 1 컨트롤러(250)는 제 1 습도 센서(240)가 측정한 제 1 습도를 수신할 수 있다. 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 습도에 따라 제 1 밸브(230)의 동작, 즉 제 1 밸브(230)의 개방 각도를 제어할 수 있다. 또한, 제 1 컨트롤러(250)는 온도 센서(112)가 측정한 테스트 챔버(110) 내의 온도도 수신할 수 있다.
예를 들어서, 제 1 습도 센서(240)가 측정한 제 1 습도가 제 1 챔버(120)에 설정된 값보다 높으면, 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 밸브(230)를 개방시킬 수 있다. 제 1 밸브(230)의 개방에 의해서 건조 기체가 제 1 챔버(120)로 공급되어, 제 1 챔버(120) 내의 제 1 습도를 낮출 수 있다. 반면에, 제 1 습도 센서(240)가 측정한 제 1 습도가 제 1 챔버(120) 내에 설정된 값 이하가 되면, 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 밸브(230)를 폐쇄시킬 수 있다. 제 1 밸브(230)의 폐쇄에 의해서 건조 기체는 제 1 챔버(120)로 더 이상 공급되지 않을 수 있다.
제 2 기체 라인(224)은 메인 기체 라인(220)으로부터 분기되어 제 2 챔버(130)에 연결될 수 있다. 건조 기체는 제 2 기체 라인(224)을 통해서 제 2 챔버(130)로 공급될 수 있다. 본 실시예에서, 제 2 기체 라인(224)은 제 2 챔버(130)의 측면에 연결된 단일 라인일 수 있다.
제 2 밸브(232)는 제 2 기체 라인(224)에 배치될 수 있다. 제 2 밸브(232)는 제 2 기체 라인(224)을 통한 건조 기체의 공급량을 제어할 수 있다. 즉, 제 2 밸브(232)는 제 2 챔버(130)로 공급되는 건조 기체의 양을 제어할 수 있다.
제 2 습도 센서(242)는 제 2 챔버(130)의 내부에 배치될 수 있다. 제 2 습도 센서(242)는 제 2 챔버(130) 내의 제 2 습도를 측정할 수 있다.
제 2 컨트롤러(252)는 제 2 습도 센서(242)가 측정한 제 2 습도를 수신할 수 있다. 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 습도에 따라 제 2 밸브(232)의 동작, 즉 제 2 밸브(232)의 개방 각도를 제어할 수 있다. 또한, 제 2 컨트롤러(252)는 압력 센서(132)가 측정한 제 2 챔버(130)의 압력을 수신할 수 있다. 제 2 컨트롤러(252)는 온도 센서(112)가 측정한 테스트 챔버(110) 내의 온도도 수신할 수 있다.
제 2 습도에 따른 제2 밸브(232)의 동작 제어는 테스트 챔버(110)의 초기화 및 모니터링(monitoring)하기 위함일 수 있다. 테스트 장치(100)의 초기화 이후, 제 2 챔버(130)의 제 2 습도는 테스트 공정이 수행되는 테스트 챔버(110)의 습도와는 밀접한 관련이 없지만, 저온 테스트 중에 제 2 습도가 설정된 습도보다 매우 높은 경우는 테스트 장치(100)에 이상이 발생된 것으로 추정할 수 있다. 이러한 경우, 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 밸브(232)를 개방시켜서, 건조 기체를 제 2 챔버(130)로 공급시킬 수 있다. 건조 기체의 공급에도 불구하고 제 2 챔버(130)의 제 2 습도가 하강하지 않으면, 테스트 장치(100)를 정지시키고 테스트 장치(100)에 대한 보수 작업을 수행할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 기체 공급 모듈(200)이 제 1 컨트롤러(250)와 제 2 컨트롤러(252)를 포함하는 것으로 예시하였으나, 기체 공급 모듈(200)은 제 1 밸브(230)와 제2 밸브(232)의 동작들을 같이 제어하는 단일 컨트롤러를 포함할 수도 있다.
제 2 챔버(130)로 공급된 건조 기체에 의해서, 제 2 챔버(130)는 외기의 압력보다 높은 양압을 가질 수 있다. 이와 같이, 제 2 챔버(130)의 압력이 외기의 압력보다 높으므로, 습한 외기는 제 2 챔버(130)를 통과할 수 없을 것이다. 따라서, 제 2 챔버(130)는 외기가 제 1 챔버(120)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 제 2 챔버(130)는 제 1 챔버(120)를 외기로부터 격리시킬 수 있다.
제 2 챔버(130)에 상기된 기능을 부여하기 위해서, 우선 제 2 챔버(130)에 양압을 부여할 수 있다. 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 챔버(130)에 양압이 부여될 때까지 제 2 밸브(232)를 계속 개방시킬 수 있다. 제 2 챔버(130)에 양압이 부여된 이후, 제 2 챔버(130)의 양압이 유지되는 한도 내에서 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 밸브(232)의 개방 각도를 좁힐 수 있다. 따라서, 제 2 챔버(130)로 공급되는 건조 기체의 양은 감소될 수 있다.
저온 테스트 공정에서 제 1 챔버(120)로의 건조 기체 공급이 중단된 이후 제 2 챔버(130)로만 공급되는 건조 기체는 제 2 챔버(130)의 양압을 유지시키는 기능만을 가질 수 있다. 이에 따라, 건조 기체가 계속적으로 공급되는 제 1 챔버(120)의 양압은 건조 기체의 공급이 중단된 제 2 챔버(130)의 압력보다 약간 높을 수 있다. 전술한 바와 같이, 제 2 챔버(130)의 제 2 체적(V2)은 제 1 챔버(120)의 제 1 체적(V2)보다 작으므로, 저온 테스트 공정 중에 사용되는 건조 기체의 사용량을 크게 절감시킬 수 있다.
또한, 제 1 챔버(120)로의 건조 기체 공급이 중단된 이후, 제 1 챔버(120)는 제 2 챔버(130)에 의해 외기로부터 격리될 수 있다. 따라서, 외기의 온도가 제 1 챔버(120)로 전달되는 것이 억제될 수 있다. 이에 따라, 외기의 온도가 제 1 챔버(120)를 통해서 테스트 보드(B)와 반도체 패키지(P)를 전달되는 것도 억제될 수 있다. 또한, 제 1 챔버(120) 내의 건조 기체는 테스트 챔버(110)나 제 1 챔버(120) 또는 외부로 이동될 수가 없을 것이다. 따라서, 저온 테스트 중, 테스트 챔버(110)의 낮은 온도에 의해 제 1 챔버(120) 내의 건조 기체는 냉각되고, 이러한 건조 기체는 격리된 제 1 챔버(120)의 내부에 계속 머무르게 되어, 테스트 보드(B)와 반도체 패키지(P)의 온도 변화를 줄일 수가 있게 된다. 결과적으로, 테스트 챔버(110)에 테스트 온도를 부여하는 시간도 대폭 단축됨과 아울러 테스트 도중의 테스트 챔버(110) 내의 온도 변화도 줄일 수가 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 C-C' 선을 따라 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 5의 D-D' 선을 따라 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 테스트 장치(100a)는 제 1 및 제 2 기체 라인들을 제외하고는 도 1에 도시된 테스트 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 제 1 기체 라인은 제 1-1 기체 라인(222-1) 및 제 1-2 기체 라인(222-2)을 포함할 수 있다. 제 1-1 기체 라인(222-1)과 제 1-2 기체 라인(222-2)이 제 1 챔버(120)에 연결될 수 있다. 제 1-1 기체 라인(222-1)과 제 1-2 기체 라인(222-2)은 동일한 간격을 두고 배치될 수 있다. 따라서, 제 1-1 기체 라인(222-1)과 제 1-2 기체 라인(222-2)은 대략 180° 간격을 두고 배치될 수 있다. 다른 실시예로서, 제 1 기체 라인인은 동일한 간격을 두고 배열된 적어도 3개의 라인들을 포함할 수도 있다.
제 1 기체 라인이 제 1-1 기체 라인(222-1) 및 제 1-2 기체 라인(222-2)으로 분기되어 있으므로, 건조 기체를 제 1 챔버(120)로 보다 신속하게 공급할 수 있을 것이다.
제 2 기체 라인은 제 2-1 기체 라인(224-1) 및 제 2-2 기체 라인(224-2)을 포함할 수 있다. 제 2-1 기체 라인(224-1)과 제 2-2 기체 라인(224-2_이 제 2 챔버(130)에 연결될 수 있다. 제 2-1 기체 라인(224-1)과 제 2-2 기체 라인(224-2)은 동일한 간격을 두고 배치될 수 있다. 따라서, 제 2-1 기체 라인(224-1)과 제 2-2 기체 라인(224-2)은 대략 180° 간격을 두고 배치될 수 있다. 다른 실시예로서, 제 2 기체 라인은 동일한 간격을 두고 배열된 적어도 3개의 라인들을 포함할 수도 있다.
제 2 기체 라인이 제 2-1 기체 라인(224-1) 및 제 2-2 기체 라인(224-2)으로 분기되어 있으므로, 건조 기체를 제 2 챔버(130)로 보다 신속하게 공급할 수 있을 것이다.
도 8은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 피검체를 테스트하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 단계 ST300에서, 온도 조절기(114)가 테스트 챔버(110)에 테스트 온도를 부여할 수 있다. 반도체 패키지(P)를 저온 하에서 테스트하는 경우, 온도 조절기(114)는 테스트 챔버(110)에 저온을 부여할 수 있다. 반면에, 반도체 패키지(P)를 고온 하에서 테스트하는 경우, 온도 조절기(114)는 테스트 챔버(110)에 고온을 부여할 수 있다.
단계 ST310에서, 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 밸브(230)를 개방시킬 수 있다. 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 밸브(232)를 개방시킬 수 있다. 압축기(210)에서 발생된 건조 기체는 제 1 기체 라인(222)을 통해서 제 1 챔버(120)로 공급될 수 있다. 또한, 건조 기체는 제 2 기체 라인(224)을 통해서 제 2 챔버(130)로 공급될 수 있다.
단계 ST320에서, 제 1 습도 센서(240)가 제 1 챔버(120) 내의 제 1 습도를 측정할 수 있다. 측정된 제 1 습도는 제 1 컨트롤러(250)로 전송될 수 있다. 제 2 습도 센서(242)가 제 2 챔버(130) 내의 제 2 습도를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 습도는 제 2 컨트롤러(252)로 전송될 수 있다.
제 1 컨트롤러(250)는 전송된 제 1 습도를 설정값과 비교할 수 있다. 또한, 제 2 컨트롤러(252)는 전송된 제 2 습도를 설정값과 비교할 수 있다.
제 1 및 제 2 습도들이 설정값을 초과하면, 다시 단계 ST310에서, 건조 기체를 제 1 챔버(120)와 제 2 챔버(130)로 계속 공급할 수 있다.
반면에, 제 1 및 제 2 습도들이 설정값 이하이면, 단계 ST330에서, 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 밸브(230)를 폐쇄시킬 수 있다. 따라서, 건조 기체는 제 1 챔버(120)로 더 이상 공급되지 않을 수 있다.
구체적으로, 제 1 습도가 설정값 이상이면, 결로가 테스트 보드(B)의 하부면에 발생될 수도 있다. 따라서, 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 밸브(230)를 개방하여, 건조 기체를 제 1 챔버(120)로 공급시킬 수 있다. 건조 기체에 의해서 제 1 챔버(120)의 제 1 습도가 낮아질 수 있다.
또한, 제 2 습도가 설정값 이상이면, 제 2 컨트롤러(252)는 테스트 장치(100)에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우, 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 밸브(232)를 개방시켜서, 건조 기체를 제 2 챔버(130)로 공급시킬 수 있다. 건조 기체의 공급에도 불구하고 제 2 챔버(130)의 제 2 습도가 하강하지 않으면, 테스트 장치(100)를 정지시키고 테스트 장치(100)에 대한 보수 작업을 수행할 수 있다.
제 1 챔버(120)로의 건조 기체 공급이 중단된 이후, 제 1 챔버(120)는 제 2 챔버(130)에 의해 외기로부터 격리될 수 있다. 외기의 온도가 제 1 챔버(120)로 전달되는 것이 억제될 수 있다. 이에 따라, 외기의 온도가 제 1 챔버(120)를 통해서 테스트 보드(B)로 전달되는 것도 억제될 수 있다. 또한, 제 1 챔버(120) 내의 건조 기체는 테스트 챔버(110)나 제 1 챔버(120) 또는 외부로 이동될 수가 없을 것이다. 따라서, 테스트 챔버(110)의 낮은 온도에 의해 제 1 챔버(120) 내의 건조 기체는 냉각되고, 이러한 건조 기체는 격리된 제 1 챔버(120)의 내부에 계속 머무르게 되어, 테스트 보드(B)의 온도 변화를 줄일 수가 있게 된다. 결과적으로, 테스트 챔버(110)에 테스트 온도를 부여하는 시간도 대폭 단축됨과 아울러 테스트 도중의 테스트 챔버(110) 내의 온도 변화도 줄일 수가 있게 된다.
제 2 챔버(130)가 외기의 침투를 방지하는 기능을 유지하기 위해서는, 제 2 챔버(130)의 압력은 외기의 압력보다 높은 상태로 유지되어야만 한다. 그러나, 제 2 챔버(130)는 이미 양압을 갖고 있으므로, 양압을 형성하기 위한 건조 기체의 최초 공급량을 계속 유지할 필요는 없을 것이다.
따라서, 단계 ST340에서, 제 2 챔버(130)의 압력이 외기의 압력을 초과하는 한도 내에서, 즉 제 2 챔버(130)의 압력이 양압으로 유지되는 한도 내에서, 제 2 컨트롤러(252)는 제 2 밸브(232)의 개방 각도를 좁힐 수 있다. 결과적으로, 제 2 챔버(130)로 공급되는 건조 기체의 양은 감소될 수 있다. 즉, 제 2 챔버(130)로 공급되는 건조 기체의 공급량은 최소화될 수 있다.
단계 ST350에서, 제 2 밸브(232)의 개방 각도를 그대로 유지시켜서, 제 2 챔버(130)로의 건조 기체의 최소 공급량을 계속 유지시킬 수 있다.
단계 ST360에서, 제 1 컨트롤러(250)는 제 1 습도 센서(240)로부터 계속 전송된 제 1 습도가 설정값을 초과하면, 다시 단계 ST310에서, 건조 기체를 제 1 챔버(120)와 제 2 챔버(130)로 계속 공급할 수 있다.
반면에, 제 1 습도가 설정값 이하이면, 다시 단계 ST350에서, 제 2 챔버(130)로의 건조 기체 최소 공급량을 계속 유지시킬 수 있다.
이와 같이, 테스트 챔버(110)에 저온이 부여되어 있고 제 1 및 제 2 챔버(120, 130)들이 설정값 이하의 습도들을 갖고 있는 조건으로 유지된 상태에서, 테스트 챔버(110) 내에서 반도체 패키지에 대한 테스트 공정을 수행할 수 있다.
상기된 본 실시예들에 따르면, 테스트 챔버의 하부를 제 1 챔버와 제 2 챔버로 구획하여, 제 2 챔버에 외기의 압력보다 높은 양압을 부여할 수 있다. 따라서, 피검체에 대한 저온 테스트 중에, 제 2 챔버가 습한 외기가 제 1 챔버로 침투하는 것을 차단할 수가 있게 되어, 테스트 보드의 하부면에 결로가 발생되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제 2 챔버에 양압이 부여된 이후에는, 제 1 챔버로는 건조 기체를 공급하지 않고 제 2 챔버로만 건조 기체를 공급하게 되므로, 저온 테스트 중에 건조 기체의 사용량을 크게 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 챔버로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 테스트 챔버 112 ; 온도 센서
120 ; 제 1 챔버 130 ; 제 2 챔버
132 ; 압력 센서 140 ; 제 1 개스킷
142 ; 제 2 개스킷 200 ; 기체 공급 모듈
210 ; 압축기 220 ; 메인 기체 라인
222 ; 제 1 기체 라인 222-1 ; 제 1-1 기체 라인
222-2 ; 제 1-2 기체 라인 224 ; 제 2 기체 라인(224)
224-1 ; 제 2-1 기체 라인 224-2 ; 제 2-2 기체 라인
230 ; 제 1 밸브 232 ; 제 2 밸브
240 ; 제 1 습도 센서 242 ; 제 2 습도 센서
250 ; 제 1 컨트롤러 252 ; 제 2 컨트롤러

Claims (20)

  1. 피검체를 테스트하기 위한 테스트 보드가 배치된 테스트 챔버;
    상기 테스트 챔버의 하부에 배치되어 상기 테스트 보드의 하부면을 수용하는 제 1 챔버;
    상기 제 1 챔버를 둘러싸도록 배치되어 상기 제 1 챔버를 상기 테스트 챔버 외부의 외기로부터 격리시키는 제 2 챔버; 및
    상기 제 2 챔버로 건조 기체를 공급하여 상기 외기의 압력보다 높은 양압을 상기 제 2 챔버에 부여함으로써, 상기 외기가 상기 제 1 챔버로 침투하는 것을 방지시키는 기체 공급 모듈을 포함하는 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기체 공급 모듈은
    상기 건조 기체를 발생시키는 압축기;
    상기 압축기로부터 상기 제 1 챔버에 연결된 제 1 기체 라인; 및
    상기 제 1 기체 라인에 배치되어 상기 제 1 챔버로 상기 건조 기체의 공급을 제어하는 제 1 밸브를 포함하는 테스트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기체 공급 모듈은
    상기 제 1 챔버 내에 배치되어 상기 제 1 챔버 내의 제 1 습도를 감지하는 제 1 습도 센서; 및
    상기 제 1 습도 센서가 감지한 상기 제 1 챔버 내의 상기 제 1 습도에 따라 상기 제 1 밸브의 동작을 제어하는 제 1 컨트롤러를 더 포함하는 테스트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 습도 센서는 상기 테스트 보드의 하부면에 배치된 테스트 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 기체 공급 모듈은
    상기 압축기로부터 상기 제 2 챔버에 연결된 제 2 기체 라인; 및
    상기 제 2 기체 라인에 배치되어 상기 제 2 챔버로 상기 건조 기체의 공급을 제어하는 제 2 밸브를 더 포함하는 테스트 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 기체 공급 모듈은
    상기 제 2 챔버 내에 배치되어 상기 제 2 챔버 내의 제 2 습도를 감지하는 제 2 습도 센서; 및
    상기 제 2 습도 센서가 감지한 상기 제 2 챔버 내의 상기 제 2 습도에 따라 상기 제 2 밸브의 동작을 제어하는 제 2 컨트롤러를 더 포함하는 테스트 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 챔버의 상단은 상기 테스트 챔버의 하부면에 맞대어지고, 상기 제 2 챔버의 상단은 상기 테스트 챔버의 하부면에 맞대어진 테스트 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 챔버의 체적보다 작은 체적을 갖는 테스트 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 챔버의 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 테스트 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 1 챔버와 상기 제 2 챔버는 단열재를 포함하는 테스트 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 챔버는 상기 테스트 보드에 연결된 케이블이 통과하는 제 1 홀을 갖고, 상기 제 2 챔버는 상기 케이블이 통과하는 제 2 홀을 갖는 테스트 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 홀의 내면과 상기 케이블 사이에 배치된 제 1 개스킷; 및
    상기 제 2 홀의 내면과 상기 케이블 사이에 배치된 제 2 개스킷을 더 포함하는 테스트 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 챔버의 내부에 배치되어 상기 테스트 챔버의 내부 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하는 테스트 장치.
  14. 테스트 챔버에 테스트 온도를 부여하고;
    상기 테스트 챔버의 하부에 배치되어 상기 테스트 보드의 하부면을 수용하는 제 1 챔버, 및 상기 제 1 챔버를 둘러싸도록 배치되어 상기 제 1 챔버를 상기 테스트 챔버 외부의 외기로부터 격리시키는 제 2 챔버로 건조 기체를 공급하고;
    상기 제 2 챔버에 상기 외기의 압력보다 높은 양압이 부여되면, 상기 제 1 챔버로의 상기 건조 기체의 공급을 차단하고; 그리고
    상기 테스트 챔버 내에서 피검체에 대한 테스트를 수행하는 것을 포함하는 테스트 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 챔버로의 상기 건조 기체의 공급 차단 이후, 상기 제 2 챔버로 상기 건조 기체를 계속적으로 공급하여 상기 제 2 챔버의 상기 양압을 유지시키는 것을 더 포함하는 테스트 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 챔버의 압력이 상기 양압으로 유지되는 한도 내에서 상기 제 2 챔버로의 상기 건조 기체의 공급량을 감소시키는 것을 더 포함하는 테스트 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내의 제 1 습도를 감지하는 것을 더 포함하는 테스트 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내의 상기 제 1 습도에 따라 상기 건조 기체를 상기 제 1 챔버로 선택적으로 공급하는 것을 더 포함하는 테스트 방법.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 챔버 내의 제 2 습도를 감지하는 것을 더 포함하는 테스트 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 2 챔버 내의 상기 제 2 습도에 따라 상기 건조 기체를 상기 제 2 챔버로 선택적으로 공급하는 것을 더 포함하는 테스트 방법.
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