KR20230046897A - 반도체부품 테스트장치 - Google Patents

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KR20230046897A
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Abstract

본 발명은 반도체부품 테스트장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 테스트장치의 챔버 내부의 온도를 조절하는 경우에 보다 단순한 구조에 의해 온도조절이 가능하게 하여 테스트장치의 설치면적 및 부피를 줄이고, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 반도체부품 테스트장치에 대한 것이다.

Description

반도체부품 테스트장치 {Semiconductor Test Apparatus}
본 발명은 반도체부품 테스트장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 테스트장치의 챔버 내부의 온도를 조절하는 경우에 보다 단순한 구조에 의해 온도조절이 가능하게 하여 테스트장치의 설치면적 및 부피를 줄이고, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 반도체부품 테스트장치에 대한 것이다.
일반적으로 반도체부품 또는 배터리에 대한 제조공정이 완료된 후, 해당 제품에 대한 양품 여부를 검사하게 된다.
반도체부품의 경우 온도 변화에 따른 가혹 조건 하에서 정상적으로 작동하는지 여부를 검사할 수 있으며, 배터리의 경우 마찬가지로 가혹 조건 하에서 폭발성을 갖는지 여부를 검사할 수 있다.
이와 같이 반도체부품 또는 배터리 등의 신뢰성 테스트에 이용되는 장치 중의 하나가 테스트장치에 해당한다.
그런데, 상기 테스트장치를 이용하여 반도체부품 또는 배터리 등에 대한 테스트 또는 검사를 수행하는 경우에는 전술한 바와 같이 온도 또는 압력을 달리하여 가혹 조건 하에서 테스트를 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 테스트 결과의 정확성을 보장하기 위하여 온도를 균일하게 유지하여 실험을 수행하는 것이 필요하다.
따라서, 종래 테스트장치의 경우 테스트 대상에 해당하는 반도체 부품 등이 수용되는 테스트 챔버의 온도를 조절하기 위한 온도조절 챔버를 구비하며, 상기 온도조절 챔버에 온도조절을 위한 구성을 구비하게 된다.
도 4는 종래 테스트 장치에서 온도조절 챔버에 구비되는 온도조절을 위한 히트펌프 시스템(20)을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이 히트펌프 시스템(20)은 반도체 부품 등이 수용되는 테스트 챔버에 구비되는 증발기(180)와, 압축기(40), 응축기(60) 및 팽창밸브(80)를 구비한다. 냉매는 상기 증발기(180)에서 기화되어 상기 테스트 챔버의 내부의 온도를 낮추며, 기화된 냉매는 압축기(40) 및 응축기(60)를 거쳐 액화되고, 팽창밸브(80)를 거쳐 다시 증발기(180)로 공급된다. 상기 유로(22) 상에는 밸브(미도시) 등이 구비되어 냉매의 공급량, 공급여부를 조절할 수 있다.
그런데, 전술한 히트펌프 시스템(20)은 증발기(180) 이외에 압축기(40), 응축기(60) 및 팽창밸브(80)를 구비하게 되어 구성이 복잡하여 온도조절 설치 면적 및 부피가 증가하게 된다. 도 4에서는 블록도로 도시하여 단순히 도시되지만 실제 제품으로 구현하게 되면 설치면적이 상당히 증가하게 된다. 따라서, 테스트장치의 하우징에서 온도조절 챔버의 부피 및 면적이 커지게 되어 전체 테스트장치의 설치면적 및 부피가 커지게 된다.
또한, 냉매의 임계온도 이상으로 동작될 경우 냉매의 탄화 현상이 발생되어 히트펌프 시스템의 고장 및 손상이 발생하게 되어 유지보수가 빈번히 발생하게 되어 생산성을 떨어뜨리고 관리에 부담이 가중된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 테스트장치의 챔버 내부의 온도를 조절하는 경우에 보다 단순한 구조에 의해 온도조절이 가능하게 하여 테스트장치의 설치면적 및 부피를 줄이고, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 반도체부품 테스트장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징의 내측에 구비되어 대상물을 테스트하는 공간을 제공하는 테스트 챔버, 상기 하우징의 내측에 구비되는 온도조절 챔버, 상기 테스트 챔버의 온도를 조절하는 온도조절부를 구비하고, 상기 온도조절부는 냉매 공급라인과 연결되어 냉각된 제1 냉매가 공급되며 상기 테스트 챔버의 내측에 구비되는 증발기와, 상기 증발기에서 기화된 제1 냉매가 배출되는 냉매 배출라인과, 상기 냉매 배출라인과 상기 냉매 공급라인을 연결하여 상기 기화된 제1 냉매를 냉각시켜 액화시키며 상기 온도조절 챔버에 구비되는 열교환기와, 상기 냉매 공급라인과 냉매 배출라인을 연결하는 중간라인을 구비하는 반도체부품 테스트장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 열교환기는 냉각수가 공급되는 냉각수 공급라인과, 상기 냉매와 열교환한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출라인이 더 구비될 수 있다.
한편, 상기 냉매 공급라인에 상기 액체 상태의 제1 냉매를 펌핑하는 펌프와, 유량을 조절하는 제1 밸브가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 냉매 공급라인에 추가 냉각탱크를 더 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 추가 냉각탱크에는 제2 냉매를 공급하는 제2냉매 공급라인과, 상기 제2 냉매가 배출되는 제2냉매 배출라인과, 상기 추가 냉각탱크의 내부에 구비되는 온도조절용 히터를 구비할 수 있다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면 테스트장치의 챔버 내부의 온도를 조절하는 경우에 보다 단순한 구조에 의해 온도조절이 가능하게 하여 테스트장치의 설치면적 및 부피를 줄이고, 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트장치의 측단면도,,
도 2는 일 실시예에 따른 온도조절부의 구성을 도시한 개략도,
도 3은 다른 실시예에 따른 온도조절부의 구성을 도시한 개략도,
도 4는 종래 테스트 장치에서 온도조절 챔버에 구비되는 온도조절을 위한 히트펌프 시스템을 도시한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체부품 테스트장치(1000)의 구조에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 상기 반도체부품 테스트장치(1000)의 측단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 온도조절부(2000)의 구성을 도시한 개략도이다. 도 1에서는 도시의 편의를 위해 온도조절 챔버(140)의 내측 구성을 도시하지 않고 생략하였음을 밝혀둔다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 테스트장치(1000)는 외관을 형성하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내측에 구비되어 대상물을 테스트하는 공간을 제공하는 테스트 챔버(120)와, 상기 하우징(100)의 내측에 구비되는 온도조절 챔버(140)와, 상기 온도조절 챔버(140)의 내측에 구비되어 상기 테스트 챔버(120)의 온도를 조절하는 온도조절부(2000)를 구비할 수 있다.
상기 하우징(100)은 상기 테스트 챔버(120)와 온도조절 챔버(140)를 포함하여 구성되며, 도면에 도시되지 않지만 반도체부품(10) 등의 테스트 대상이 탑재된 트레이(192)가 인입 및 인출되는 개구부와 상기 개구부를 밀폐하는 도어부를 구비할 수 있다.
상기 테스트 챔버(120)의 내측에는 반도체부품(10)이 탑재된 트레이(192)가 수용되는 수용부(190)가 구비될 수 있다. 상기 반도체부품(10)은 홀더(194) 등에 의해 고정되어 상기 트레이(192) 상에 안착되어 탑재될 수 있다.
상기 수용부(190)는 상기 트레이(192)를 복수개 수용하며, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 상하로 복수개의 트레이(192)를 수용하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 수용부(190)의 측면에는 증발기(180)가 배치될 수 있다. 상기 증발기(180)가 상기 수용부(190)의 측면에 배치되어 상기 증발기(180)에서 제1 냉매가 증발하여 상기 수용부(190)의 온도를 낮출 수 있다.
또한, 상기 수용부(190)의 상부에는 메인히터(110)를 구비할 수 있다. 상기 메인히터(110)는 상기 수용부(190)의 상부에서 열을 제공하여 상기 증발기(180)와 함께 상기 수용부(190) 내측의 온도를 설정온도로 일정하게 유지하는 역할을 한다.
상기 수용부(190)는 상기 트레이(192)를 지지할 수 있는 프레임 등과 같은 개방된 구조로 형성되어, 반도체부품(10)이 배치된 수용부(190)의 내측의 온도를 보다 용이하게 조절할 수 있다.
한편, 상기 테스트 챔버(120)의 일측에는 공기의 유동을 유발하는 임펠러(impeller)와 같은 회전날개(162)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 모터 등의 구동부(160)에 의해 상기 회전날개(162)가 회전할 수 있다.
상기 회전날개(162)에 의해 상기 테스트 챔버(120)의 내측 공기 유동을 유발하여 상기 테스트 챔버(120) 내측의 온도 편차를 줄이고 설정온도에 대응하여 유지할 수 있다.
한편, 상기 온도조절부(2000)는 냉매 공급라인(2600)과 연결되어 냉각된 제1 냉매가 공급되며 상기 테스트 챔버(120)의 내측에 구비되는 상기 증발기(180)와, 상기 증발기(180)에서 기화된 제1 냉매가 배출되는 냉매 배출라인(2620)과, 상기 냉매 배출라인(2620)과 상기 냉매 공급라인(2600)을 연결하여 상기 기화된 제1 냉매를 냉각시켜 액화시키며 액화시키며 상기 온도조절 챔버(140)에 구비되는 열교환기(2200)와, 상기 냉매 공급라인(2600)과 냉매 배출라인(2620)을 연결하는 중간라인(2640)을 구비할 수 있다.
상기 증발기(180)는 전술한 바와 같이 상기 테스트 챔버(120)의 수용부(190)에 인접하게 배치되어 수용부(190)의 내측의 온도를 조절할 수 있다.
한편, 전술한 열교환기(2200)와 후술하는 펌프(2300)는 온도조절 챔버(140)에 구비되어 상기 테스트 챔버(120)의 온도를 조절하는 온도조절유닛(2100)을 구성할 수 있다.
이 경우, 제1 냉매는 상기 열교환기(2200)에서 액화되어 냉매 공급라인(2600)을 통해 상기 증발기(180)로 공급될 수 있다.
이때, 상기 열교환기(2200)에는 냉각수가 공급되는 냉각수 공급라인(2240)과, 상기 제1 냉매와 열교환한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출라인(2220)이 더 구비될 수 있다. 상기 냉각수로는 물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 테스트장치(1000)가 설치되는 장소의 수도 등을 통해 물을 공급받아 냉각수로 사용하여 편리하게 냉각수를 공급할 수 있다.
상기 열교환기(2200)에서 상기 냉각수와 열교환한 제1 냉매는 액화되어 상기 냉매 공급라인(2600)을 통해 상기 증발기(180)로 공급된다.
이 경우, 상기 냉매 공급라인(2600)에 상기 액체 상태의 제1 냉매를 펌핑하는 펌프(2300)와, 유량을 조절하는 제1 밸브(2400)가 더 구비될 수 있다.
상기 펌프(2300)는 액체 상태의 제1 냉매를 펌핑하여 상기 증발기(180)로 공급하는 역할을 하게 된다. 상기 펌프(2300)의 후단에는 제1 밸브(2400)가 구비되어, 상기 제1 밸브(2400)의 조절에 의해 상기 증발기(180)로 공급되는 제1 냉매의 양을 조절할 수 있다.
한편, 상기 증발기(180)에서 기화된 제1 냉매는 냉매 배출라인(2620)을 통해 상기 증발기(180)에서 배출된다. 상기 냉매 배출라인(2620)은 전술한 열교환기(2200)와 연결된다.
따라서, 기화된 제1 냉매는 상기 열교환기(2200)에서 전술한 바와 같이 냉각수와 열교환하여 액화되어, 상기 증발기(180)로 다시 공급될 수 있다.
한편, 전술한 냉매 공급라인(2600)에는 온도센서 등과 같은 온도 측정부를 구비하여 상기 냉매 공급라인(2600)을 통해 상기 증발기(180)로 공급되는 제1 냉매의 온도를 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 증발기(180)로 공급되는 제1 냉매가 충분히 액화되지 않거나 또는 상기 제1 냉매의 온도가 적절하지 않은 경우에는 상기 증발기(180)로 공급하지 않고 다시 열교환기(2200)로 공급할 수 있다.
이를 위하여 상기 냉매 공급라인(2600)과 냉매 배출라인(2620)을 연결하는 중간라인(2640)을 구비할 수 있다.
즉, 상기 중간라인(2640)은 상기 냉매 공급라인(2600)의 전술한 펌프(2300)와 제1 밸브(2400) 사이의 냉매 공급라인(2600)에서 분기되어 상기 냉매 배출라인(2620)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 중간라인(2640)에는 제1 냉매의 양을 조절하는 제2 밸브(2500)가 설치될 수 있다.
따라서, 상기 증발기(180)로 공급되는 제1 냉매가 충분히 액화되지 않거나 또는 상기 제1 냉매의 온도가 적절하지 않은 경우에는 냉매를 상기 증발기(180)로 공급하지 않고 상기 중간라인(2640)을 통해 상기 냉매 배출라인(2620)으로 다시 돌릴 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 밸브(2400)를 폐쇄하고 상기 제2 밸브(2500)를 개방하여 상기 펌프(2300)에 의해 펌핑된 제1 냉매가 상기 증발기(180)로 공급되지 않고 상기 중간라인(2640)을 통해 상기 냉매 배출라인(2620)으로 공급되도록 한다.
한편, 상기 증발기(180)로 공급되는 제1 냉매가 충분히 액화되었거나 또는 상기 제1 냉매의 온도가 적절한 경우에는 상기 제1 밸브(2400)를 개방하고 상기 제2 밸브(2500)를 폐쇄하여 상기 펌프(2300)에 의해 펌핑된 제1 냉매가 상기 증발기(180)로 공급되도록 한다.
결국, 상기 열교환기(2200), 펌프(2300), 제1 밸브(2400), 제2 밸브(2500), 냉매 공급라인(2600), 중간라인 및 냉매 배출라인(2620)이 전술한 온도조절유닛(2100)을 구성하게 된다.
한편, 테스트 챔버(120)의 내부 부피 등이 변화하는 경우에 전술한 온도조절부(2000)에 의해 필요한 용량을 확보하지 못할 수 있다. 이 경우, 상기 온도조절부를 새로이 구성하는 것은 테스트장치를 제작하는데 부담이 되며 비용을 증가시키는 요인이 된다.
도 3은 전술한 문제점을 해결하지 위한 다른 실시예에 따른 온도조절부(3000)의 구성을 도시한 개략도이다. 도 3에서 전술한 도 2와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 사용하였음을 밝혀둔다.
도 3을 참조하면, 상기 온도조절부(3000)는 추가 온도조절부(3200)를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 추가 온도조절부(3200)는 상기 냉매 공급라인(2600)에 구비되는 추가 냉각탱크(3210)로 구성될 수 있다. 상기 추가 냉각탱크(3210)는 소위 '칠러(chiller)' 등으로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 추가 냉각탱크(3210)에는 제2 냉매를 공급하는 제2냉매 공급라인(3300)와, 상기 제2 냉매가 배출되는 제2냉매 배출라인(3320)과, 상기 추가 냉각탱크(3210)의 내부에 구비되는 온도조절용 히터(미도시)를 구비할 수 있다.
전술한 냉매 공급라인(2600)은 상기 추가 냉각탱크(3210)와 연결되며, 상기 추가 냉각탱크(3210)에서 제2 냉매 또는 히터에 의해 상기 냉매 공급라인(2600)의 제1 냉매의 온도를 조절하여 증발기(180)로 공급할 수 있다.
따라서, 상기 테스트 챔버(120)의 부피 등이 증가하여 냉각용량 또는 온도조절용량이 더 필요한 경우에는 상기 추가 냉각탱크(3210)에 의해 필요한 냉각용량 또는 온도조절용량을 확보할 수 있다.
상기 제2냉매 공급라인(3300)에는 제3 밸브(3310)가 구비되고, 상기 제2냉매 배출라인(3320)에는 제4 밸브(3330)가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 제3 밸브(3310) 및 제4 밸브(3330)의 조작에 의해 상기 추가 냉각탱크(3210)로 공급되는 제2 냉매의 양과, 상기 추가 냉각탱크(3210)에서 배출되는 제2 냉매의 양을 조절할 수 있다.
상기 추가 냉각탱크(3210)의 내부에서 상기 제2 냉매는 상기 냉매 공급라인(2600)의 제1 냉매와 열교환을 하여 상기 냉매 공급라인(2600)의 제1 냉매의 온도를 조절할 수 있다.
나아가, 상기 추가 냉각탱크(3210)에는 온도조절용 히터(미도시)를 더 구비하여 상기 냉매 공급라인(2600)의 제1 냉매의 온도를 적절히 조절할 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 열교환기(2200), 펌프(2300), 제1 밸브(2400), 제2 밸브(2500), 냉매 공급라인(2600), 중간라인(2640) 및 냉매 배출라인(2620)과 함께 상기 추가 냉각탱크(3210)가 전술한 온도조절유닛(2100)을 구성하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 하우징
110 : 메인히터
120 : 테스트 챔버
140 : 온도조절 챔버
180 : 증발기
1000 : 테스트장치
2000, 3000 : 온도조절부
2100, 3100 : 온도조절유닛
2200 : 열교환기
2300 : 펌프
2400 : 제1 밸브
3210 : 추가 냉각탱크

Claims (5)

  1. 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 내측에 구비되어 대상물을 테스트하는 공간을 제공하는 테스트 챔버;
    상기 하우징의 내측에 구비되는 온도조절 챔버;
    상기 테스트 챔버의 온도를 조절하는 온도조절부를 구비하고,
    상기 온도조절부는 냉매 공급라인과 연결되어 냉각된 제1 냉매가 공급되며 상기 테스트 챔버의 내측에 구비되는 증발기와, 상기 증발기에서 기화된 제1 냉매가 배출되는 냉매 배출라인과, 상기 냉매 배출라인과 상기 냉매 공급라인을 연결하여 상기 기화된 제1 냉매를 냉각시켜 액화시키며 상기 온도조절 챔버에 구비되는 열교환기와, 상기 냉매 공급라인과 냉매 배출라인을 연결하는 중간라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체부품 테스트장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는 냉각수가 공급되는 냉각수 공급라인과, 상기 제1 냉매와 열교환한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체부품 테스트장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 공급라인에
    상기 액체 상태의 제1 냉매를 펌핑하는 펌프와, 유량을 조절하는 제1 밸브가 더 구비된 것을 것을 특징으로 하는 반도체부품 테스트장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉매 공급라인에
    추가 냉각탱크를 더 구비하는 것을 것을 특징으로 하는 반도체부품 테스트장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 추가 냉각탱크에는
    제2 냉매를 공급하는 제2냉매 공급라인과, 상기 제2 냉매가 배출되는 제2냉매 배출라인과, 상기 추가 냉각탱크의 내부에 구비되는 온도조절용 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체부품 테스트장치.
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