KR20220090797A - 증발기가 장착된 반도체 소자 테스트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 테스트를 위한 패턴 발생 보드가 장착되는 테스트 장치에 관한 것으로서, 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되며, 복수개의 패턴 발생 보드가 병렬로 장착되는 랙 프레임과, 상기 공기 유입구에 설치되는 공기 유입 팬과, 상기 공기 유출구에 설치되는 공기 배기 팬과, 상기 랙 프레임의 일측에 설치되어 랙 프레임 내부로 공기를 유입시키거나 랙 프레임 외부로 공기를 배출시키는 랙 유동 팬으로 이루어지는 공기 제어 모듈과, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 냉각용 증발기가 차례로 연결되어 냉매가 압축과 응축과 팽창과 증발을 거치도록 구성되는 냉각 사이클 모듈을 포함하되, 상기 증발기는 상기 랙 프레임의 일측에 설치됨으로써, 종래보다 팬의 설치가 대폭 줄어들 수 있어, 냉각 효율은 훨씬 향상되면서도 소음의 발생이 현저하게 억제되고, 종래보다 더욱 콤팩트하게 제작될 수 있는 반도체 소자 테스트 장치를 제공하고자 한다.

Description

증발기가 장착된 반도체 소자 테스트 장치{Semiconductor test device with evaporator}
본 발명은 반도체 소자의 테스트를 위한 패턴 발생 보드가 장착되는 테스트 장치에 관한 것이다.
패턴 발생 보드는 다양한 반도체 소자의 테스트 장치를 위한 패턴 발생 기판으로서, 프로그램 로직 디바이스 칩이 적용되고 자동 검사장비처럼 패턴 프로그램이 가능하여, 실제 환경과 동일한 보드로 구성될 수 있으므로 실제 상황에서 도달할 수 있는 온도의 조건으로 테스트되어 예상되는 불량이 발생되는지가 판별될 수 있도록 소자의 테스트가 이루어지는 기판이다.
그런데 패턴 발생 보드에 실장되는 다양한 소자는 소자 내 정션 온도(Junction Temperature)가 80℃를 넘지 않게 유지되는 것이 대단히 중요하다. 왜냐하면 각 소자의 정션 온도가 80℃ 이상으로 유지되면 소자 수명이 짧아져서 결과적으로 패턴 발생 보드 자체의 수명이 짧아지기 때문이다.
종래에는 테스트 장비 패턴발생 보드에 실장된 소자의 냉각은 팬을 통하여 유입되는 공기로 강제 대류시키는 형태로 이루어졌다. 하지만, 이 경우 충분한 강제대류를 일으키기 위해서는 다량의 팬이 장착되어야 하고, 또 챔버 내 공기가 외부로 잘 빠져나갈 수 있게 챔버 커버 부분에 많은 타공이 이루어질 수 밖에 없어 장비로부터 발생되는 소음이 막심하다.
반도체 소자 테스트 장치에 장착되는 패턴발생 보드의 수량이 증가함에 따라 패턴발생 보드 간 간격은 좁아질 수 밖에 없다. 이 경우 공기의 공기흐름의 컨덕턴스가 낮아지게 되어 결국은 효과적으로 패턴발생 보드의 열을 냉각시키기 위해서는 더 강력한 강제대류를 발생시키기 위해 팬의 용량이 증가되어야 한다.
하지만 팬의 용량 증가를 위해 보다 많은 팬이 설치될수록 냉각효과의 향상은 크지 않은 반면 장비 내부의 팬 소음만 더 커지는 문제가 발생 된다. 참고로 공기 흐름의 컨덕턴스는 공기의 체적유량을 압력강하로 나눈 값이 되는데, 패턴발생 보드 간 간격이 좁아지게 되면 공기 흐름의 압력강하는 더 커지게 되어 결국 패턴발생 보드 간 공기의 컨덕턴스는 더 낮아지는 것이다.
공기흐름 컨덕턴스가 낮아진다는 것은 아무리 팬으로부터 큰 부피의 공기를 공급한다고 하더라도 실제로 패턴발생 보드 표면을 따라 흐르는 공기의 선속도는 그다지 증가하지 않는다는 것을 의미한다.
또한 종래와 같이 패턴 발생 보드의 냉각을 위해 너무 많은 냉각 팬이 설치되는 경우에는 반도체 소자 테스트 장치 내 상당부분의 공간을 팬이 차지하게 되어 장치가 보다 컴팩트하게 제작되는데 장애가 되는 문제가 있다.
등록특허공보제10-1765286호(공개일자: 2017. 03. 03)
이에 본 발명은 동일한 면적의 패턴 발생 보드 표면적에 대해 종래보다 더욱 낮은 온도의 공기로 냉각시킬 수 있으면서도 종래보다 팬의 설치가 대폭 줄어들 수 있어, 냉각 효율은 훨씬 향상되면서도 소음의 발생이 현저하게 억제되고, 종래보다 더욱 콤팩트하게 제작될 수 있는 반도체 소자 테스트 장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 장치는 상부에 공기 유입구와 공기 유출구가 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되며, 반도체 디바이스의 테스트를 위하여 마련되는 복수개의 패턴 발생 보드가 병렬로 장착되는 랙 프레임과, 상기 공기 유입구에 설치되는 공기 유입 팬과, 상기 공기 유출구에 설치되는 공기 배기 팬과, 상기 랙 프레임의 일측에 설치되어 랙 프레임 내부로 공기를 유입시키거나 랙 프레임 외부로 공기를 배출시키는 랙 유동 팬으로 이루어지는 공기 제어 모듈과, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 냉각용 증발기가 차례로 연결되어 냉매가 압축과 응축과 팽창과 증발을 거치도록 구성되는 냉각 사이클 모듈을 포함하되, 상기 증발기는 상기 랙 프레임의 일측에 설치된다.
여기서 상기 증발기는 바람직하게는 상기 랙 프레임에서 랙 유동 팬으로 인해 랙 프레임 내부로 공기가 유입되는 측에 설치된다.
이때 상기 증발기는 바람직하게는 상기 랙 프레임의 측면에 랙 프레임의 길이방향 또는 높이방향으로 길면서 일정한 면적을 가지는 패널 형태로 형성되며, 상기 케이스 내부에 설치되는 내벽과 상기 랙 프레임 사이의 공간에 삽입된다.
이 경우 상기 증발기의 길이 방향은 바람직하게는 상기 랙 프레임에 장착되는 상기 복수개의 패턴 발생 보드의 길이 방향과 직각을 이룰 수 있다.
또한 상기 케이스 내부에는 바람직하게는 상기 랙 프레임과 이격되는 지점에 상기 반도체 디바이스의 저온 환경평가 챔버가 마련되고, 상기 저온 환경평가 챔버에는 내부 온도를 영하로 유지시키는 냉동용 증발기가 설치되되, 상기 냉동용 증발기는 상기 냉각용 증발기와 병렬로 연결될 수 있다.
그리고 상기 증발기와 랙 프레임 사이에는 바람직하게는 상부는 랙 프레임을 향하고 하부는 증발기를 향하도록 경사가 형성되는 공기 냉각 유도판이 설치되어, 상기 공기 유입 팬을 통하여 유입된 공기가 상기 냉각용 증발기 표면을 따라 하강되면서 냉각된 후에 상기 공기 냉각 유도판의 하단을 지나 상기 랙 프레임으로 진입할 수 있다.
이때 상기 공기 냉각 유도판은 바람직하게는 복수개가 상기 냉각용 증발기의 높이 방향을 따라 일정한 간격으로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 장치는 동일한 면적의 패턴 발생 보드 표면적에 대해 종래보다 더욱 낮은 온도의 공기로 냉각시킬 수 있으면서도 종래보다 팬의 설치가 대폭 줄어들 수 있어, 냉각 효율은 훨씬 향상되면서도 소음의 발생이 현저하게 억제되고, 종래보다 더욱 콤팩트하게 제작될 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 반도체 소자 테스트 장치의 사시도,
도 1b는 공기의 열전달 계수와 공기 속도 관계의 그래프,
도 2a는 종래의 반도체 소자 테스트 장치의 냉각 원리를 나타내는 사시도,
도 2b의 (a) 및 (b)는 도 2a에서 랙 프레임에 장착되는 패턴 발생 보드의 예시도,
도 3은 도 2a에 본 발명에 따른 냉각 수단이 적용된 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 장치에서 냉각 사이클 모듈의 개념도,
도 5는 도 4의 냉각 사이클 모듈에서 냉매의 압력과 엔탈피 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 도 4의 개념도를 구체화시킨 구성도,
도 7은 도 3의 변형 실시예를 나타내는 정면도,
도 8은 도 7의 일부 확대도,
도 9는 도 3에서 냉각용 증발기의 일 실시예를 나타내는 사진,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 장치는 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(10)와, 랙 프레임(12)과, 공기 제어 모듈(21,22,23,24)과, 냉동 및 냉각 사이클 모듈(30)을 포함한다. 참고로 도 3에 도시된 실시예와 도 2에 도시된 종래의 테스트 장치는 냉각구조를 제외한 나머지 구성은 동일한 것으로 가정한다.
케이스(10)는 통상의 반도체 소자 테스트 장치의 케이스와 동일하므로, 반도체 소자 테스트 장치의 케이스라면 그 구체적인 형태에 특별한 제한은 없다. 다만 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 장착되는 패턴 발생 보드(PGB)의 냉각을 위해 케이스의 상부에는 반도체 테스트 공정이 이루어지는 공간(팹)의 실내 공기가 케이스(10) 내부로 유입되도록 공기 유입구(16)가 마련되고, 내부의 공기를 배출시키는 공기 유출구(17)가 마련된다.
랙 프레임(12)은 패턴 발생 보드(PGB)가 장착되는 슬롯이 복수개가 층을 이루며 병렬로 배치되는 공간이 형성되는 프레임이다. 랙 프레임(12)의 구체적인 형상에 대해서도 특별한 제한은 없으므로 랙 프레임(12)의 형상이 도 3에 도시된 형상과 차이가 있더라도 무방하다.
참고로 도 2b에는 랙 프레임(12)에 패턴 발생 보드(PGB)가 장착되는 두 가지 형태가 예시적으로 도시되어 있다. 패턴 발생 보드(PGB)는 책 프레임(12)의 높이 방향을 따라 복수개로 마련된 슬롯(미도시)에 각각 수평 방향으로 장착된다. 필요에 따라 도 2b의 (b)에서처럼 슬롯을 하나씩 건너뛰어 장착될 수도 있다.
공기 제어 모듈(21,22,23,24)은 케이스(10) 상부에 형성된 공기 유입구(16)를 통해 공기가 유입되도록 하는 공기 유입수단과, 케이스(10) 내부의 공기를 공기 유출구(17)를 통해 배출시키는 공기 유출수단으로 구성된다.
공기 제어 모듈은 보다 구체적으로 도 3에 도시된 실시예와 같이 공기 유입구(16)에 설치되는 상부 유입 팬과, 공기 유출구에 설치되는 상부 배기 팬과, 랙 프레임(12)의 일측에 설치되어 랙 프레임(12) 내부로 공기를 유입시키거나 랙 프레임(12) 외부로 공기를 배출시키는 랙 유동 팬(23,24)으로 이루어진다.
랙 유동 팬(23,24)은 보다 구체적으로 랙 프레임(12)의 어느 한 측에 설치되어 랙 프레임(12) 내부로 공기를 유입시키는 랙 입구 팬(23)과, 랙 프레임(12)의 다른 한 측에 설치되어 랙 프레임(12)으로부터 공기를 배출시키는 랙 출구 팬(24)으로 이루어지거나, 또는 랙 출구 팬(24)만 설치되어 배기와 유입을 동시에 제어시킬 수도 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이 종래의 랙 프레임(12)에는 랙 입구 팬(23)이 반드시 설치되어야 공기의 강제 대류로 냉각이 가능했으나, 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 테스트 장치에서는 도 7에 도시된 바와 같이 랙 입구 팬(23)은 없어도 무방하다.
종래의 반도체 소자 테스트 장치는 실내공간 내부의 공기, 즉 펩 내부의 공기만으로 랙 프레임(12) 내부에 장착된 패턴 발생 보드를 냉각시켜야 했으며, 실내 공기의 온도는 기기들로부터 배출되는 열로 인해 다소 높은 상태이므로, 실내 공기만으로 보드를 냉각시키기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 팬이 최대한 많이 설치될 수밖에 없다.
팬으로 강제대류를 통하여 패턴 발생 보드(PGB)를 냉각시키고자 하는 경우, 패턴발생 보드(PGB)에서의 열전달 속도는 아래의 식으로 나타낼 수 있다.
Q = hAΔT
[Q = 열전달 속도, h= 열 전달 계수, A= 패턴 발생 보드 표면적, ΔT=패턴발생보드 표면의 온도 변화(T1: 패턴 발생 보드 표면온도- T2: 패턴 발생 보드 주위를 흐르는 공기의 온도)]
상기 식에서 패턴 발생 보드(PGB)의 표면적인 A는 이미 설계 제작에 의해 결정된 것이고, 열 전달 계수 또한 도 1b의 그래프를 참조하면 선속도 7m/s 내외에서는 큰 폭의 변화가 발생되지 않는 것을 알 수 있다.
상기 식과 도 1b의 그래프를 참조한 결과 패턴 발생 보드(PGB)의 효과적인 냉각을 위해 패턴 발생 보드(PGB)의 표면을 흐르는 공기가 최대한 많은 열량을 전달받을 수 있기 위해서는 상기 식에서 ΔT의 값을 크게 해야한다는 것을 알 수 있다.
ΔT의 값을 크게 만들기 위해서는 어차피 T1의 값을 더 올리는 것은 선택 대상이 아니므로 T2의 값을 최소로 만들어야 한다. 하지만 종래와 같이 각종 기기로부터 배출되는 열 때문에 다소 높은 실내 공기의 온도 만으로는 T2의 값을 최소로 만들기는 힘들다.
따라서 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 장치에서는 도 3의 실시예에 도시된 바와 같이 압축기(31)와 응축기(32)와 팽창밸브(33,34)와 냉각용 증발기(35)가 차례로 연결되어 냉매가 압축과 응축과 팽창과 증발을 거치도록 구성되는 냉각 사이클 모듈을 포함하되, 냉각용 증발기(35)는 랙 프레임(12)의 일측에 설치되게 구성된다.
냉각용 증발기(35)가 설치된 도 3과 종래의 강제 대류 냉각 구조를 보여주는 도 2를 비교 해 보면, 냉각용 증발기(35)는 랙 프레임(12) 내부로 공기를 유입시키도록 랙 프레임(12) 입구에 설치된 종래의 랙 입구 팬(23) 위치에 설치된 것을 알 수 있다. 이로써 랙 프레임(12) 내부로 진입되는 공기는 일단 냉각용 증발기(35)로 냉각된 후에 랙 프레임(12) 내부로 진입된다.
이로써 패턴 발생 보드(PGB) 표면을 따라 흐르는 공기의 온도가 대폭 저하되어 앞서 언급된 식 Q = hAΔT에서 보드표면온도에서 공기온도를 뺀 값인 ΔT가 커져, 패턴 발생 보드로부터 공기로 전달되는 열량이 대폭 증가되면서 효과적인 냉각이 이루어질 수 있다.
냉각용 증발기(35)의 형태는 보다 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이 랙 프레임(12)의 측면에 랙 프레임(12)의 길이방향 또는 높이방향으로 길면서 일정한 면적을 가지는 패널 형태로 형성된다. 도 9에는 패널 형태의 냉각용 증발기(35)의 한 예가 사진으로 나타나 있다. 따라서 냉각용 증발기(35)는 케이스(10) 내부에 설치되는 내벽과 랙 프레임(12) 사이의 공간에 삽입되는 형태로 설치될 수 있다. 즉 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 장비는 냉각용 증발기(35)의 설치를 위해 내부를 특별히 개조하거나 배치를 변경시키지 않더라도 냉각용 증발기(35)가 설치될 수 있다.
또한 냉각용 증발기(35)의 길이 방향은 랙 프레임(12)에 장착되는 복수개의 패턴 발생 보드(PGB)의 길이 방향과 직각을 이루도록 설치되어 모든 패턴 발생 보드(PGB) 마다 냉각된 공기가 고르게 공급될 수 있다.
이때 도 2a에 도시된 랙 입구 팬(23)은 도 3의 실시예에 따른 랙 프레임(12)에는 반드시 설치될 필요는 없다. 왜냐하면 종래에는 보다 많은 외부 공기를 패턴 발생 보드(PGB)에 공급해야만 패턴 발생 보드(PGB)의 온도가 조금이나마 낮춰질 수 있지만, 도 3의 실시예와 같이 냉각용 증발기(35)가 설치되면 굳이 많은 팬이 설치되지 않더라도 패턴 발생 보드(PGB)의 효과적인 냉각이 가능하기 때문이다. 이 경우 공기가 냉각용 증발기(35)를 거쳐 랙 하우징(12) 내부로 유입되기 위해, 랙 하우징(12)의 배출 측에 설치되는 랙 출구 팬(24)만 가동하더라도 랙 프레임(12) 내부로 공기가 냉각용 증발기(35)를 거쳐서 유입될 수 있다.
냉각용 증발기(35)의 길이 방향이 복수개의 패턴 발생 보드(PGB)와 직각으로 설치되면, 층을 이루며 병렬로 설치된 복수개의 패턴 발생 보드(PGB)의 표면에 모두 고르게 냉각된 기체의 공급이 가능하다. 도 3의 실시예에서는 랙 하우징(12)의 왼쪽에 냉각용 증발기(35)가 수직 방향으로 설치되고, 패턴 발생 보드(PGB)들은 층을 이루며 수평 방향으로 복수개가 설치된다.
이때 랙 하우징(12)의 오른쪽에 설치된 팬 만으로도 공기는 냉각용 증발기(35)를 거친 다음 랙 하우징(12) 내부로 유입될 수 있다. 이 경우 랙 하우징(12)의 오른쪽에 설치되는 랙 출구 팬(24) 역시 종래보다 더 작은 개수가 설치되더라도 냉각용 증발기(35)로 냉각된 공기가 랙 하우징(12) 내부로 유입될 수 있는 작용을 하는 데에는 충분하다.
그리고 케이스(10) 내부에는 랙 프레임(12)과 이격되는 지점에 반도체 디바이스의 저온 환경평가 챔버(미도시)가 마련될 수 있다. 저온 환경평가 챔버는 반도체 소자가 저온 환경에서도 정상적으로 작동되는지 여부가 판별될 수 있도록 테스트가 수행되는 챔버이다.
저온 환경평가 챔버에는 저온 환경평가 테스트가 수행될 수 있도록 내부 온도를 영하로 유지시키는 냉동용 증발기(36)가 설치되고, 냉동용 증발기(36)의 작동을 위해 압축기(31)와 응축기(32)와 팽창밸브(33,34)가 냉각용 증발기(35) 및 냉동용 증발기(36)를 위해 설치된다.
여기서 본 발명에 따른 테스트 장치에서는 냉동용 증발기(36)에 연결되는 압축기(31)와 응축기(32)와 팽창밸브(33)는 또한 랙 하우징(12)의 측면에 설치되는 냉각용 증발기(35)에도 연결될 수 있다. 즉 랙 하우징(12) 내부의 냉각을 위해 설치되는 냉각용 증발기(35)는 오로지 랙 하우징(12) 냉각을 위해 마련되는 냉각 사이클을 구성하지만, 도 4에 도시된 바와 같이 저온 환경평가를 위해 마련되는 냉동사이클은 냉동용 증발기(36)에 연결되는 압축기(31)와 응축기(32)와 팽창밸브(33,34)를 함께 공유할 수도 있는 것이다.
다만 팽창밸브는 함께 공유하지 않고 도 6에 도시된 바와 같이 냉각용 증발기(35)를 위한 제1팽창밸브(33)와 냉동용 증발기(36)를 위한 제2팽창밸브(34)로 별도로 구성되어 팽창밸브 또한 증발기와 마찬가지로 병렬로 설치될 수도 있다.
냉각용 증발기(35)가 도 4와 같이 냉동용 증발기에 연결되는 압축기(31)와 응축기(32)와 제1팽창밸브(33)를 공유할 경우에는 냉각용 증발기(35)와 냉동용 증발기(36)는 도 4에 도시된 바와 같이 병렬로 연결된다. 이때 병렬로 연결된 냉각용 증발기(35)와 냉동용 증발기(36)를 각각 통과하는 냉매의 압력-엔탈피 선도가 도 5에 도시되어 있다.
특히 이처럼 냉각용 증발기(35)와 냉동용 증발기(36)가 병렬로 설치될 경우 팽창밸브는 도 4에 도시된 바와 같이 하나가 더 추가되어 각각 제1팽창밸브(33)와 제2팽창밸브(34)로 구성될 수 있다.
도 5의 그래프에서 알 수 있듯이 도면상에 표시된 2지점에서 3지점으로 냉매가 응축된 후에 3지점에서 4지점으로 압력 강하가 일어나기 위해 일단 냉매는 제1팽창밸브(33)를 통과한다. 제1팽창밸브(33)를 통과한 4지점의 냉매는 랙 프레임(12) 측면에 설치된 냉각용 증발기(35)에서 증발되면서 도 5에 표시된 7지점으로 이동된다.
다만 환경평가 챔버에 내장된 냉동용 증발기(36)에 공급될 냉매는 랙 프레임(12)에 설치된 냉각용 증발기(35)보다 더 많은 열을 흡수할 수 있어야 하므로 제2팽창밸브(34)를 통과함으로써 도 5의 5지점에서 6지점 상태로 변경되어 추가적인 압력 강하가 일어난다.
추가적인 압력강하가 일어난 냉매는 냉동용 증발기(36)를 통과하면서 8지점으로 이동되었다가 1지점 상태가 되면서 냉동 사이클이 종료되어 다시 압축기(31)로 이동되고, 랙 프레임(12)에 설치된 냉각용 증발기(35)를 통과한 냉매 역시 냉동용 증발기(36)를 통과한 냉매와 다시 합류하면서 1지점 상태가 된다. 이때 냉각용 증발기(35)를 통과한 냉매가 이후에 응축기(32)에서 최대한 많은 열을 방출시키기 위해서는 냉동용 증발기(36)를 통과한 냉매와 동일한 상태까지 압축될 필요가 있다. 또한 냉각용 증발기(35)를 통과한 냉매 역시 냉동용 증발기(36)를 통과한 냉매와 합류되어야 하고, 합류된 냉매는 또다시 반복될 사이클에서 냉동 작용 또한 수행할 수 있어야 하므로 최대한 응축기(32)에서 많은 열을 배출시키기 위해 사전에 압축기(31)에 진입되기 전에 냉동용 증발기(36)를 통과한 냉매의 압력에 맞춰질 필요가 있다.
따라서 냉각용 증발기(35)를 통과한 냉매는 냉동용 증발기(36)를 통과한 냉매의 수준으로 압력 강하가 발생되기 위해 냉각용 증발기(35)와 1지점 사이에는 감압 밸브(37)가 도 4에 도시된 바와 같이 설치된다. 이로써 냉각용 증발기(35)를 통과한 냉매도 냉동용 증발기(36)를 통과한 냉매 만큼 감압되고, 추후에 통과할 응축기(32)에서 최대한 많은 열량을 방출하여 그 이후의 냉각 및 냉동 사이클 운용이 가능해진다.
도 4에 도시된 이러한 병렬 증발기 형태의 사이클의 구체적인 구성도가 도 6에 도시되어 있다. 도 6에서는 감압밸브(37)가 이젝터인 것으로 도시되어 있으나, 감압 작용을 하는 기기라면 이젝터에 한정되지 않고 다양한 유사 기구로 대체될 수 있다.
한편 도 7에 도시된 바와 같이 냉각용 증발기(35)와 랙 프레임(12) 사이에는 상부는 랙 프레임(12)을 향하고 하부는 냉각용 증발기(35)를 향하도록 경사가 형성되는 공기 냉각 유도판(18)이 설치되어, 상부 유입 팬(21)을 통하여 유입된 공기가 냉각용 증발기(35) 표면을 따라 하강되면서 냉각된 후에 공기 냉각 유도 판(18)의 하단을 지나 랙 프레임(12)으로 진입될 수 있다.
케이스(10) 상부의 상부 유입 팬(21)을 통하여 유입되는 공기는 냉각용 증발기(35)를 거친 후에 랙 프레임(12) 내부로 유입되긴 하지만, 랙 프레임(12)의 상부로 유입되는 공기는 냉각용 증발기(35)의 상부에만 접촉되므로 냉각용 증발기(35)와의 열교환 시간이 짧아, 충분하게 냉각되기 전에 패턴 발생 보드(PGB)로 흐를 수 있다.
따라서 상부에서 유입되는 공기가 냉각용 증발기(35)와 보다 더 충분한 열교환을 거치면서 충분히 냉각된 후에 랙 프레임(12) 내부로 유입될 수 있도록 도 7에 도시된 실시에에서는 일단 상부에서 유입된 공기가 곧바로 랙 프레임(12)으로 유입되는 것을 방지시키며 냉각용 증발기(35) 표면으로 유도되어 공기가 충분히 냉각될 수 있도록 공기 냉각 유도 판(18)이 설치되는 것이다.
공기 냉각 유도 판(18)이 설치되는 장소는 냉각용 증발기(35)와 랙 프레임(12) 사이라면 더 이상의 제한은 없으나, 특히 종래에 랙 프레임(12) 내부로 공기를 유입시키기 위해 도 2a에서와 같이 랙 입구 팬(23)이 설치되던 위치에서 랙 입구 팬(23)이 제거되고 그 자리에 공기 냉각 유도 판(18)이 설치됨으로써, 추가적인 공간 확보가 필요 없을 수 있다.
공기 냉각 유도 판(18)의 구체적인 작용을 좀 더 살펴보면, 도 8에 도시된 바와 같이 상부 유입 팬(21)을 통하여 유입된 공기는 냉각용 증발기(35)와 랙 프레임(12) 사이로 진입된 후에 공기 냉각 유도 판(18)과 냉각용 증발기(35) 사이로 진입되어 하강되므로, 공기는 곧바로 랙 프레임(12) 내부로 유입되지 않고 냉각용 증발기(35) 표면에서 충분히 냉각되는 시간을 벌게 된다.
냉각용 증발기(35) 표면에서 냉각되는 공기는 냉각될수록 무거워져 하부로 유인되며, 충분히 냉각되어 하부에 쌓인 공기는 공기 냉각 유도 판(18)과 냉각용 증발기(35) 사이를 빠져나와 랙 프레임(12) 내부로 유입된다.
특히 공기 냉각 유도 판(18)은 상부는 랙 프레임(12)에 가깝고 하부는 냉각용 증발기(35)에 가깝도록 경사지게 설치되되, 하부가 냉각용 증발기(35)와 충분히 가까울 경우 공기 냉각 유도 판(18)의 하단과 냉각용 증발기(35) 사이의 틈이 일종의 감압밸브와 유사한 작용을 하므로 공기 유속이 증가되면서 온도가 급감하여 냉각 효과가 보다 더 배가될 수 있다.
또한 공기 냉각 유도판(18)은 복수개가 냉각용 증발기(35)의 높이 방향을 따라 일정한 간격으로 설치됨으로써 공기의 단계적인 냉각이 가능하면서도 공기 냉각 유도 판(18)과 랙 프레임(12) 사이의 압력이 너무 낮아지는 것이 방지될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
PGB : 패턴 발생 보드
10 : 케이스 12 : 랙 프레임
13 : 랙 입구측 팬 프레임 14 : 랙 출구측 팬 프레임
15 : 베이스 프레임 16 : 공기 유입구
17 : 공기 유출구 18 : 공기 냉각 유도 판
21 : 상부 유입 팬 22 : 상부 배기 팬
23 : 랙 입구 팬 24 : 랙 출구 팬
30 : 냉각 사이클 모듈 31 : 압축기
32 : 응축기 33 : 제1팽창밸브
34 : 제2팽창밸브 35 : 냉각용 증발기
36 : 냉동용 증발기 37 : 감압 밸브
301 : 유량계 302 : 액 분리기
303 : 수액기

Claims (7)

  1. 상부에 공기 유입구와 공기 유출구가 형성되는 케이스와;
    상기 케이스 내부에 설치되며, 반도체 디바이스의 테스트를 위하여 마련되는 복수개의 패턴 발생 보드가 병렬로 장착되는 랙 프레임과;
    상기 공기 유입구에 설치되는 공기 유입 팬과, 상기 공기 유출구에 설치되는 공기 배기 팬과, 상기 랙 프레임의 일측에 설치되어 랙 프레임 내부로 공기를 유입시키거나 랙 프레임 외부로 공기를 배출시키는 랙 유동 팬으로 이루어지는 공기 제어 모듈과;
    압축기와 응축기와 팽창밸브와 냉각용 증발기가 차례로 연결되어 냉매가 압축과 응축과 팽창과 증발을 거치도록 구성되는 냉각 사이클 모듈;을 포함하되,
    상기 증발기는 상기 랙 프레임의 일측에 설치되는 반도체 소자 테스트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각용 증발기는 상기 랙 프레임에서 랙 유동 팬으로 인해 랙 프레임 내부로 공기가 유입되는 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각용 증발기는 상기 랙 프레임의 측면에 랙 프레임의 길이방향 또는 높이방향으로 길면서 일정한 면적을 가지는 패널 형태로 형성되며,
    상기 케이스 내부에 설치되는 내벽과 상기 랙 프레임 사이의 공간에 삽입되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각용 증발기의 길이 방향은 상기 랙 프레임에 장착되는 상기 복수개의 패턴 발생 보드의 길이 방향과 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 케이스 내부에는 상기 랙 프레임과 이격되는 지점에 상기 반도체 디바이스의 저온 환경평가 챔버가 마련되고,
    상기 저온 환경평가 챔버에는 내부 온도를 영하로 유지시키는 냉동용 증발기가 설치되되,
    상기 냉동용 증발기는 상기 냉각용 증발기와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 냉각용 증발기와 랙 프레임 사이에는 상부는 랙 프레임을 향하고 하부는 냉각용 증발기를 향하도록 경사가 형성되는 공기 냉각 유도판이 설치되어, 상기 공기 유입 팬을 통하여 유입된 공기가 상기 냉각용 증발기 표면을 따라 하강되면서 냉각된 후에 상기 공기 냉각 유도판의 하단을 지나 상기 랙 프레임 내부로 진입하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공기 냉각 유도판은 복수개가 상기 냉각용 증발기의 높이 방향을 따라 일정한 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
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