KR20230108466A - 반도체 소자 테스트 챔버 - Google Patents

반도체 소자 테스트 챔버 Download PDF

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Abstract

이 발명의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 전방의 일부분이 개방되는 외관을 형성하는 하우징(110)과, 하우징(110)의 하부쪽 일측 내부에 배치되는 블로워팬(120)과, 블로워팬(120)에서 토출되는 공기를 순환시키는 순환덕트(130)와, 순환덕트(130)와 연통된 상태로 하우징(110)의 내부 일측면을 따라 상하방향으로 길게 배치되는 분배덕트(140)와, 분배덕트(140)의 일부 측면공간을 상하방향으로 다수층으로 분할하고 분배덕트(140)로부터 각각 개별적으로 공기를 공급받아 하부방향으로 각각 분출하는 다수개의 에어버켓(150)과, 다수개의 에어버켓(150)의 후방에 위치하여 반도체 소자의 실질적인 테스트를 수행하는 테스트 장치에 연결되며 테스트를 위한 다수개의 반도체 소자가 각각 로딩된 다수개의 모듈이 접속 가능한 접속보드(160)와, 블로워팬(120)의 후방에 배치되어 다수개의 에어버켓(150)에서 각각 분출되어 그 하부에 배열되는 다수개의 반도체 소자를 따라 유동한 후 하우징(110)의 하부 블로워팬(120)쪽으로 유동하는 공기를 통과시켜 냉각 가능한 증발기(170), 및 증발기(170)를 통과한 공기를 가열 가능한 히터(175)를 포함하여 구성된다.

Description

반도체 소자 테스트 챔버{Semiconductor Device Test Chamber}
이 발명은 반도체 소자 테스트 챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개의 분할층에 배열되는 모든 반도체 소자들을 균일한 온도분포에서 테스트가 가능하고, 또한 반도체 소자들이 로딩된 모듈을 로봇 등으로 원활하게 장착 및 탈착이 가능한 반도체 소자 테스트 챔버에 관한 것이다.
통상적으로 소정의 반도체 제조공정을 마친 반도체 소자는 그 성능이 제대로 발휘되는지 여부를 테스트 챔버(테스트 장비)를 통해 검사하고 있다.
상기 테스트 장비로는 그 일례로 모니터링 번인 테스트 장비(Monitoring Burn-in Tester)가 있다. 통상적인 모니터링 번인 테스트 장비는 반도체 소자를 소비자에게 공급하기 전에 또는 시스템에 장착하기 전에 초기 불량 소자를 찾아내기 위한 신뢰성 검사의 일종으로서, 웨이퍼에서 분리된 반도체 칩을 조립공정을 거쳐 패키지한 다음 진행하는 것이 일반적이다.
모니터링 번인 테스트 장비를 개략적으로 설명하면, 반도체 소자를 특정 환경의 스트레스 상태에 놓고 결함이나 이상이 있거나, 곧바로 불량이 될 것 같은 소자를 제거하는 것이다. 이를 위해, 모니터링 번인 테스트 장비에서는 약 80~125℃의 높은 온도로 반도체 소자에 열적 스트레스를 가하는데 번인 테스트가 진행되는 동안 반도체 소자는 높은 온도와 높은 전계가 인가된 상태에서 동작하므로 불량 메커니즘이 가속된다.
따라서, 수명이 길지 않은 초기 불량 소자들은 번인 테스트가 진행되는 동안 가혹조건을 견디지 못하고 불량을 발생시킨다. 이러한 번인 테스트를 통과한 양품의 반도체 소자는 오랜 기간의 수명을 보장해 줄 수 있기 때문에 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 반도체 소자로는 SSD(Solid State Drive)가 있다. 상기 SSD는 각종 컴퓨터 제품의 보조기억장치로 이용되기 때문에, 다수회의 쓰기 및 읽기의 반복 작업을 통해 그 불량 여부를 검사하고 있다. 이때, 불량 여부는 다수개의 슬롯이 형성된 테스트 보드(Test Board)의 슬롯에 SSD를 각각 장착한 상태에서 수행하고 있다.
이렇듯, 테스트 장비를 이용해 반도체 소자(SSD 등등)의 불량 여부를 검사함에 있어서는, 다수개의 슬롯이 형성된 테스트 보드 또는 테스트 트레이의 슬롯에 반도체 소자를 각각 장착한 상태에서 불량 여부를 검사하고 있다.
그런데, 상기와 같은 반도체 소자의 불량 여부를 검사함에 있어서는 소자의 종류 및/또는 사용 환경에 따라 검사시에 소자에서 자체적으로 발생하는 열을 이용하거나 외부에서 열(가열) 또는 냉기(냉각)를 공급해 검사할 필요가 있다. 또한, 다수개의 반도체 소자가 균일한 온도조건에서 검사가 이루어져야 한다.
예를 들어, SSD의 경우에는 테스트시 다수회의 쓰기 및 읽기의 반복 작업을 수행하기 때문에, 테스트 수행시에 테스트 회로 및 피시험 SSD에서 상당한 발열이 수반되므로 안정적인 온도조절이 필수적이다. 또한, 피시험 SSD들이 모두 동일한 온도조건을 유지하는 상태에서 반복적인 쓰기 및 읽기의 반복 작업으로 테스트를 수행해야 보다 정확하고 신뢰성 있는 테스트 결과를 얻을 수가 있다.
한국 특허등록 제10-1796013호에는 본 출원인에 의해 출원되어 등록받은 "보조기억장치 테스트 챔버"에 대해 공개되어 있다. 이 기술은 순환구조를 갖는 덕트 및 블러워팬에 의해 순환 유동하는 공기를 다수개의 퍼지홀을 각각 갖는 다수개의 에어퍼지플레이트를 통해 테스트 보드에 장착된 다수개의 보조기억장치에 골고루 분사하여 보조기억장치들 간의 온도편차를 최소화하도록 구성한 것이다.
그런데, 상기의 기술은 다수개의 보조기억장치가 테스트 챔버의 깊이방향으로 1열을 형성하되 일례로 폭방향으로 4열을 형성하는 형태로 배열되고, 일측에 배치되는 덕트를 따라 순환하는 공기가 보조기억장치의 상부에 배치되는 에어퍼지플레이트의 퍼지홀을 통해 분사되어 그 하부에 위치하는 보조기억장치에 송풍된 후, 타측에 위치하는 블러워팬에 의해 순환하도록 구성되어 있다. 즉, 일측의 최외측에 배열되는 열의 보조기억장치의 상부에서 송풍되는 공기는 타측 방향의 옆 열의 보조기억장치를 순차적으로 거쳐 순환하도록 구성되어 있다. 따라서, 다수개의 보조기억장치는 배열되는 열의 위치에 따라 옆 열의 보조기억장치에서 발생하는 열의 영향을 받을 수밖에 없고, 그로 인해 보조기억장치들 간의 온도편차를 최소화하는데 한계가 있다.
한편, 반도체 소자를 테스트 장비의 랙 등에 장착된 테스트 보드 또는 테스트 트레이의 슬롯에 각각 로딩하거나, 다수개의 반도체 소자가 각각 로딩된 테스트 보드 또는 테스트 트레이를 테스트 장비의 랙 등에 장착함에 있어서는, 로봇 등을 이용해 자동화하는 것이 필요하다. 그런데, 상기의 특허등록 제10-1796013호는 다수개의 보조기억장치가 테스트 챔버의 깊이방향으로 배열되는 형태 및 이를 장착하는 테스트 보드의 구조로 인해 자동화하는데 구조적인 한계가 있다.
한국 특허등록 제10-1796013호
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 다수개의 분할층의 해당 에어버켓에서 분출되는 공기가 그 하부에 배열되는 반도체 소자들의 고르고 안정된 온도 분포를 갖도록 유동한 후, 다른 분할층에 배열되는 반도체 소자들에 영향을 주지 않고 하우징의 하부에 위치하는 블로워팬의 흡입력으로 하우징 하부의 블로워팬쪽으로 유동하여 순환하는 구조로 구성함으로써, 다수개의 분할층에 배열되는 모든 반도체 소자들을 균일한 온도분포에서 테스트가 가능한 반도체 소자 테스트 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 테스트 장치와 연결되는 접속보드의 접속부가 전방쪽을 향함에 따라, 모듈 및/또는 카세트를 수평방향으로 전방에서 후방을 향해 로봇 등으로 랙을 따라 가이드하면서 원활하게 장착 및 탈착이 가능하고, 모듈에 로딩된 다수개의 반도체 소자의 양 모서리가 상하방향으로 세워진 형태로 좌우방향으로 배열된 형태를 가짐에 따라, 다수개의 반도체 소자의 상부에 위치하는 에어버켓에서 분출되는 공기가 세워진 반도체 소자들의 사이사이를 따라 거쳐 하우징 하부의 블로워팬쪽으로 유동하는 이상적인 유동구조를 갖는 반도체 소자 테스트 챔버를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 반도체 소자 테스트 챔버는, 전방의 일부분이 개방되는 외관을 형성하는 하우징과; 상기 하우징의 하부쪽 일측 내부에 배치되는 블로워팬과; 상기 블로워팬에서 토출되는 공기를 순환시키는 순환덕트와; 상기 순환덕트와 연통된 상태로 상기 하우징의 내부 일측면을 따라 상하방향으로 길게 배치되며, 상부방향을 향해 점진적으로 내부의 통로가 좁아지는 형태를 갖는 분배덕트와; 상기 분배덕트의 측면에 형성되는 측면공간의 일부분을 상하방향으로 다수층으로 분할하고, 상기 분배덕트로부터 각각 개별적으로 공기를 공급받아 하부방향으로 각각 분출하는 다수개의 에어버켓과; 상기 다수개의 에어버켓의 후방에 위치하여 반도체 소자의 실질적인 테스트를 수행하는 테스트 장치에 연결되고, 테스트를 위한 다수개의 반도체 소자가 각각 로딩된 다수개의 모듈이 상기 에어버켓 사이의 분할층에 각각 위치한 상태로 접속 가능한 접속부를 전방쪽에 갖는 접속보드와; 상기 블로워팬의 후방에 배치되어, 상기 다수개의 에어버켓에서 각각 분출되어 그 하부에 배열되는 다수개의 반도체 소자를 따라 유동한 후 상기 블로워팬의 흡입력으로 상기 하우징 하부의 상기 블로워팬쪽으로 유동하는 공기를 통과시켜 냉각 가능한 증발기; 및 상기 증발기를 통과한 공기를 가열 가능한 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 에어버켓은 일측면이 상기 분배덕트와 연통하도록 개방된 납작한 속이 빈 박스 형태를 가지며, 상기 에어버켓의 하부면은 하부방향으로 공기를 분출하는 다수열의 공기 분출라인을 상기 분배덕트와의 이격 거리방향으로 가지며, 상기 다수열의 공기 분출라인은 동일 크기를 갖는 다수개의 공기 분출구멍이 열을 형성하면서 형성되는 것으로서, 서로 간에 온도분포도를 맞추기 위해 상기 분배덕트와 이격되는 위치별로 동일하거나 다른 열의 개수를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 에어버켓의 하부면은 상기 공기 분출라인을 따라 분출되는 공기가 하부방향으로 직진성을 갖도록 일정 두께를 갖는 것이 더 바람직하다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 에어버켓은 상기 분배덕트와 연통하는 2단 공기 유동라인을 가지며, 상부 라인으로 공급되는 공기는 상기 분배덕트의 반대쪽으로 패스되어 배출되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 이 발명에 따르면, 테스트를 위한 다수개의 반도체 소자에 대한 수납이 가능한 카세트와, 상기 카세트에 대한 장탈착이 가능하도록 구성되며 상기 접속보드에 접속되어 다수개의 반도체 소자에 대한 테스트가 가능하도록 하는 모듈, 및 상기 모듈이 상기 접속보드에 원활하게 접속되거나 분리되도록 상기 모듈을 가이드하는 랙을 더 포함하며, 상기 카세트와 모듈을 한 세트로 하여 상기 분할층마다 다수개씩 장착되되, 상기 모듈에 로딩된 다수개의 반도체 소자의 양 모서리가 상하방향으로 각각 세워진 형태로 좌우방향으로 배열된 형태로 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 모듈은 상기 카세트가 내부를 따라 슬라이드 이동하여 수납되는 형태로 장착되거나 탈착되는 내부 구조와 상기 랙을 따라 슬라이드 이동하여 상기 접속보드에 장착되거나 탈착되는 외부 구조를 가지며 하부가 개방된 케이스와, 상기 케이스의 개방된 하부에 고정되며 상기 카세트에 수납된 다수개의 반도체 소자가 테스트를 위해 접속하고 이를 상기 접속보드에 접속하는 다수개의 접속부 및 회로를 상부면 및 하부면에 각각 갖는 장착부를 구비하며, 상기 장착부는 테스트된 반도체 소자의 상태를 확인할 수 있도록 하는 다수개의 LED을 하부면에 더 가지며, 상기 케이스는 상기 다수개의 LED 각각의 상태를 디스플레이하여 외부에서 확인할 수 있도록 상기 다수개의 LED와 각각 연결되는 다수개의 LED 파이프를 더 구비하는 것이 더 바람직하다.
이 발명은 다수개의 분할층의 해당 에어버켓에서 분출되는 공기가 그 하부에 배열되는 반도체 소자들의 고르고 안정된 온도 분포를 갖도록 유동한 후, 다른 분할층에 배열되는 반도체 소자들에 영향을 주지 않고 하우징의 하부에 위치하는 블로워팬의 흡입력으로 하우징 하부의 블로워팬쪽으로 유동하여 순환하는 구조를 가지므로, 다수개의 분할층에 배열되는 모든 반도체 소자들을 균일한 온도분포에서 테스트가 가능하다.
또한, 이 발명은 테스트 장치와 연결되는 접속보드의 접속부가 전방쪽을 향함에 따라, 모듈 및/또는 카세트를 수평방향으로 전방에서 후방을 향해 로봇 등으로 랙을 따라 가이드하면서 원활하게 장착 및 탈착이 가능하고, 모듈에 로딩된 다수개의 반도체 소자의 양 모서리가 상하방향으로 세워진 형태로 좌우방향으로 배열된 형태를 가짐에 따라, 다수개의 반도체 소자의 상부에 위치하는 에어버켓에서 분출되는 공기가 세워진 반도체 소자들의 사이사이를 따라 거쳐 하우징 하부의 블로워팬쪽으로 유동하는 이상적인 유동구조를 갖는다.
또한, 이 발명은 다수개의 반도체 소자에 대한 테스트 정보가 해당 LED 파이프를 통해 연결바의 각 LED의 일련번호 옆에 디스플레이되므로, 작업자가 쉽게 해당 반도체 소자의 양품/불량품(PASS/FAIL)을 확인할 수가 있다.
도 1 및 도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 챔버의 구성관계를 서로 다른 각도에서 도시한 모형도이고,
도 3은 도 1에 도시된 반도체 소자 테스트 챔버의 중요 부위를 발췌하여 도시한 상세도 및 확대도이고,
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 에어버켓의 구성관계를 도시한 상세도이고,
도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 카세트가 장착된 모듈의 구성관계를 도시한 상세도 및 확대도이며,
도 8은 도 1에 도시된 반도체 소자 테스트 챔버에 적용 가능한 다양한 모듈에 해당 SSD가 로딩된 상태의 상세도이다.
이하, 이 발명에 따른 반도체 소자 테스트 챔버의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이 실시예는 이 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1 및 도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 챔버의 구성관계를 서로 다른 각도에서 도시한 모형도이고, 도 3은 도 1에 도시된 반도체 소자 테스트 챔버의 중요 부위를 발췌하여 도시한 상세도 및 확대도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 전방의 일부분이 개방되는 외관을 형성하는 하우징(110)과, 하우징(110)의 하부쪽 일측 내부에 배치되는 블로워팬(120)과, 블로워팬(120)에서 토출되는 공기를 순환시키는 순환덕트(130)와, 순환덕트(130)와 연통된 상태로 하우징(110)의 내부 일측면을 따라 상하방향으로 길게 배치되는 분배덕트(140)와, 분배덕트(140)의 일부 측면공간을 상하방향으로 다수층으로 분할하고 분배덕트(140)로부터 각각 개별적으로 공기를 공급받아 하부방향으로 각각 분출하는 다수개의 에어버켓(150)과, 다수개의 에어버켓(150)의 후방에 위치하여 반도체 소자의 실질적인 테스트를 수행하는 테스트 장치에 연결되며 테스트를 위한 다수개의 반도체 소자가 각각 로딩된 다수개의 모듈이 접속 가능한 접속보드(160)와, 블로워팬(120)의 후방에 배치되어 다수개의 에어버켓(150)에서 각각 분출되어 그 하부에 배열되는 다수개의 반도체 소자를 따라 유동한 후 하우징(110)의 하부 블로워팬(120)쪽으로 유동하는 공기를 통과시켜 냉각 가능한 증발기(170), 및 증발기(170)를 통과한 공기를 가열 가능한 히터(175)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 블로워팬(120)에 의해 형성된 공기가 순환덕트(130) 및 분배덕트(140)를 통해 다수개의 에어버켓(150)으로 공급되고, 에어버켓(150)에서는 해당 분할층 사이에 배열되는 반도체 소자들에 공기를 직접 고르게 분출하여 테스트되는 반도체 소자들의 고르고 안정된 온도 분포를 확보 및 유지할 수 있도록 하며, 해당 분할층의 반도체 소자들을 따라 유동했던 공기가 하우징(110)의 하부 블로워팬(120)쪽으로 각각 유동하되 블로워팬(120)의 후방에 위치하는 증발기(170) 및 히터(175)를 통과하면서 다시 냉각 및/또는 가열되어 항상 적정한 공기의 온도를 능동적으로 조절하여 반도체 소자를 테스트하도록 구성한 것이다.
즉, 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 다수개의 분할층의 해당 에어버켓(150)에서 분출되는 공기가 그 하부에 배열되는 반도체 소자들의 고르고 안정된 온도 분포를 갖도록 유동한 후, 다른 분할층에 배열되는 반도체 소자들에 영향을 주지 않고 하우징(110)의 하부에 위치하는 블로워팬(120)의 흡입력으로 하우징(110) 하부의 블로워팬(120)쪽으로 유동하여 순환하도록 구성한 것이다.
아래에서는 반도체 소자들 중에서 SSD(Solid State Drive)를 일례로 하여 설명한다.
상기 하우징(110)은 테스트 챔버의 외관을 형성하는 것으로서, 로봇에 의한 자동화 공정이 가능하도록 전방이 개방되고 나머지 부분은 폐쇄된 구조를 갖는다.
상기 블로워팬(120)은 하우징(110)의 하부쪽 일측 내부에 배치되고, 블로워팬(120)에 회전력을 제공하는 블로워모터(121)는 하우징(110)의 외측에 설치되도록 하여, 블로워모터(121)에서 발생하는 열이 하우징(110) 내측의 온도 조절에 영향을 주지 않도록 함으로써, 보다 쉽게 테스트 챔버 내의 온도 조절이 가능하도록 구성하였다.
상기 순환덕트(130)는 블로워팬(120)에서 토출되는 공기를 순환시키는 것으로서, 일측은 블로워팬(120)에 연결되고, 타측은 분배덕트(140)에 연결된다. 즉, 순환덕트(130)는 하우징(110)의 하부쪽 일측(거의 중앙) 내부에 배치되는 블로워팬(120)과 하우징(110)의 내부 일측면을 따라 상하방향으로 길게 배치되는 분배덕트(140)를 연결하므로, 분배덕트(140)쪽으로 상향하는 "L"자 형태로 갖는다.
상기 분배덕트(140)는 순환덕트(130)와 연통된 상태로 하우징(110)의 내부 일측면을 따라 상하방향으로 길게 배치되는 것으로서, 상부방향으로 연장되면서 점진적으로 내부의 통로가 좁아지는 형태를 갖는다. 즉, 분배덕트(140)는 블로워팬(120)으로부터 순환덕트(130)를 통해 전달되는 공기가 상대적으로 상측에 배치된 에어버켓(150)으로도 충분한 압력으로 공급될 수 있도록 하여, 궁극적으로는 상하로 배치된 에어버켓(150)들에 모두 동등한 수준의 압력으로 공기가 공급될 수 있도록 구성한 것이다.
이러한 분배덕트(140)는 그 내부 단면이 사각형 형태를 갖는데, 순환덕트(130)와 연통하는 하부쪽의 내부 통로가 제일 넓은 사각형 형태를 갖고, 상부쪽을 향할수록 양 측면의 폭이 점진적으로 작아져 그 내부 통로가 점점 작아지는 사각형 형태를 갖는다. 따라서, 분배덕트(140)는 상하방향으로 다수층으로 분할되고 분배덕트(140)와 각각 연통하는 에어버켓(150)과의 간격이 분배덕트(140)의 상부쪽을 향할수록 벌어지게 된다. 이러한 간격에는 분배덕트(140)와 해당 에어버켓(150)을 연결하는 연결덕트가 각각 설치된다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 에어버켓의 구성관계를 도시한 상세도이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 에어버켓(150)은 분배덕트(140)의 측면에 형성되는 측면공간의 일부분을 상하방향으로 다수층으로 분할하고 분배덕트(140)로부터 각각 개별적으로 공기를 공급받아 그 하부에 배치되는 다수개의 SSD에 공기를 분출하는 것으로서, 분배덕트(140) 또는 연결덕트와 연결되는 일측면이 분배덕트(140) 또는 연결덕트와 연통되도록 개구되는 납작한 속이 빈 박스 형태를 가질 수 있다. 한편, 에어버켓(150)은 분배덕트(140) 또는 연결덕트와 연결되는 부분의 폭(또는 깊이)이 넓고, 상하방향으로 다수층으로 분할하면서 그 하부에 배치되는 다수개의 SSD에 공기를 분출하는 부분의 폭(또는 깊이)이 좁은 형태를 가지므로, 서로 간에 차이가 나는 부분에 공기유동을 가이드하는 구조를 갖는다.
이러한 에어버켓(150)은 그 하부면에 하부방향으로 공기를 분출하는 다수열의 공기 분출라인(151)을 분배덕트(140)와의 이격 거리방향(도면기준 좌우방향)으로 갖는다. 한편, 에어버켓(150)의 하부면은 공기 분출라인(151)을 따라 분출되는 공기가 하부방향으로 직진성을 갖도록 일정 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 다수개의 공기 분출라인(151)은 동일 크기를 갖는 다수개의 공기 분출구멍이 열을 형성하면서 형성되는 것으로서, 서로 간에 온도분포도를 맞추기 위해 분배덕트(140)와 이격되는 위치별로 동일하거나 다른 열의 개수를 갖도록 구성된다. 예를 들어, 공기 분출라인(151)은 위치에 따라 1열부터 7열까지 형성될 수 있는데, 이는 다수회의 연구 실험결과를 토대로 위치별 공기 분출라인(151)을 구성한 것이다. 즉, 분배덕트(140) 또는 연결덕트와의 거리를 비롯하여 에어버켓(150)의 내부를 따라 유동하는 공기흐름을 전반적으로 고려해 위치별 공기 분출라인(151)을 구성한 것이다. 한편, 다수열의 공기 분출라인(151)은 필요에 따라 일부 공기 분출라인(151)을 선택적으로 밀봉 테이프 등으로 폐쇄해 사용할 수가 있다.
따라서, 이 실시예의 에어버켓(150)은 위치별로 동일하거나 다른 열로 공기 분출라인(151)을 구성하고, 필요에 따라 일부 공기 분출라인(151)을 선택적으로 폐쇄함으로써, 동일 분할층에서 테스트되는 다수개의 SSD에 동일 조건의 공기를 분출해 테스트할 수가 있다.
이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 다수개의 분할층의 해당 에어버켓(150)에서 분출되는 공기가 그 하부에 배열되는 SSD들을 따라 유동한 후 하우징(110) 하부의 블로워팬(120)쪽으로 유동함으로써, 다른 분할층에 배열되는 SSD들에 영향을 주지 않도록 구성한 것이다. 그런데, 해당 에어버켓(150)에서 분출되는 공기는 그 하단에 배치되는 에어버켓(150)의 상단에 부딪칠 수밖에 없다. 그로 인해, 하단의 에어버켓(150)의 내부를 따라 유동하는 공기에 영향을 미칠 수가 있다.
따라서, 이 실시예의 에어버켓(150)은 분배덕트(140)와 연통하는 2단 공기 유동라인을 갖도록 구성하되, 상부 라인으로 공급되는 공기가 분배덕트(140)의 반대쪽으로 패스되어 그냥 배출되는 구조를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 에어버켓(150)의 2단 공기 유동라인 구조로 인해, 상부의 에어버켓(150)에서 분출되는 공기의 영향을 받지 않고, 해당 에어버켓(150)에 공급되는 공기에 의해서만 해당 SSD들이 가열 또는 냉각되므로, 상하 분할층에서 테스트되는 모든 SSD들을 동일 조건에서 테스트가 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 접속보드(160)는 다수개의 에어버켓(150)의 후방에 위치하는 하우징(110)의 내부에 고정되는 것으로서, 전방쪽으로 다수개의 모듈(190)이 접속 가능한 접속부를 갖는다. 여기서, 접속부는 반도체 소자의 실질적인 테스트를 수행하는 테스트 장치에 연결되고, 다수개의 모듈(190)에는 후술할 카세트(180)를 통해 테스트를 위한 다수개의 SSD가 각각 로딩된다. 상기 접속보드(160)의 접속부가 전방쪽을 향함에 따라, 로봇 등을 이용해 모듈(190)을 전방에서 원활한 장착 및 탈착이 가능하다.
상기 증발기(170) 및 히터(175)는 다수개의 에어버켓(150)에서 각각 분출되어 그 하부에 배열되는 다수개의 SSD를 따라 유동한 후 하우징(110) 하부의 블로워팬(120)쪽으로 유동하는 공기를 통과시켜 냉각하고 가열하는 역할을 하는 것으로서, 일반적으로 그에 대한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 카세트가 장착된 모듈의 구성관계를 도시한 상세도 및 확대도이다. 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 테스트를 위한 다수개의 SSD에 대한 수납이 가능한 카세트(180)(일명, 테스트 트레이)와, 카세트(180)에 대한 장탈착이 가능하도록 구성되며 접속보드(160)에 접속되어 다수개의 SSD에 대한 테스트가 가능하도록 하는 모듈(190)(일명, 테스트 보드), 및 모듈(190)이 접속보드(160)에 원활하게 접속되거나 분리되도록 모듈(190)을 가이드하는 랙을 더 포함하여 구성할 수도 있다. 여기서, 카세트(180)와 모듈(190)을 한 세트로 하여 분할층에 다수개(예를 들어, 3개)씩 장착되도록 구성되고, 랙은 카세트(180)와 모듈(190)의 세트에 맞춰 갖도록 구성된다.
상기 카세트(180)는 일정 폭과 길이를 가지며 SSD의 커넥터가 하측으로 돌출되는 크기의 다수개의 슬롯(Slot)을 갖는 베이스판(181)과, 베이스판(181)의 양 측면에 일정 길이로 연장하여 결합되는 양 측판(182)과, 베이스판(181)의 상부에 위치하도록 베이스판(181)에 고정되며 다수개의 슬롯에 대응하는 모양으로 형성되어 다수개의 SSD를 거치하는 거치대(183)로 구성된다. 한편, 상기 양 측판(182)은 베이스판(181)의 양 측면에 일정 높이로 연장 결합되어 모듈(190)에 장탈착되는 구조를 갖는 부분으로서, 상단에는 매뉴얼 지그(도시안됨)의 카세트 잠금부와 잠금 또는 잠금해제되는 잠금홀이 형성된다.
상기 모듈(190)은 상기와 같은 카세트(180)가 그 내부를 따라 슬라이드 이동하여 수납되는 형태로 장착되거나 탈착되는 내부 구조와 랙을 따라 슬라이드 이동하여 접속보드(160)에 장착되거나 탈착되는 외부 구조를 가지며 하부가 개방된 케이스(191)와, 케이스(191)의 개방된 하부에 고정되며 카세트(180)에 수납된 다수개의 SSD가 테스트를 위해 접속하고 이를 접속보드(160)에 접속하는 다수개의 접속부 및 회로를 상부면 및 하부면에 각각 갖는 장착부(192)를 갖도록 구성된다. 한편, 장착부(192)는 테스트된 SSD의 상태를 확인할 수 있도록 하는 다수개의 LED(193)을 그 하부면에 갖는다. 여기서, LED(193)을 장착부(192)의 하부면에 형성한 것은 SSD를 고온 환경에서 테스트함에 따라, 고온에서 LED(193)가 손상되는 것을 예방하기 위함이다.
상기 케이스(191)는 장착부(192)의 양 측면에 일정 길이로 연장하며 상단에 로봇 등을 이용해 모듈(190)을 장착 및 탈착하기 위한 결합구멍을 갖는 양 측판(191a)과, 양 측판(191a)을 서로 간에 연결하는 한 쌍의 연결바(191b), 및 다수개의 LED(193) 각각의 상태를 디스플레이하여 외부에서 확인할 수 있도록 다수개의 LED(193)와 연결바(191b)를 연결하면서 연결바(191b)의 상단을 통해 다수개의 LED(193) 각각의 상태를 디스플레이하는 다수개의 LED 파이프(194)를 갖도록 구성된다. 여기서, LED 파이프(194)는 LED(193)의 빛을 유도하여 연결바(191b)의 상단에서 디스플레이하는 역할을 한다. 한편, 한 쌍의 연결바(191b)에는 장착부(192)의 하부면에 각각 고정된 각 LED(193)를 일련번호로 구별할 수 있도록 하는 번호를 부여하여 작업자가 쉽게 해당 SSD의 양품/불량품(PASS/FAIL)을 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 8은 도 1에 도시된 반도체 소자 테스트 챔버에 적용 가능한 다양한 모듈에 해당 SSD가 로딩된 상태의 상세도이다. 도 8에 예시된 SSD들은 폼팩터(Form Factor) 타입으로서, U.2, M.2, E1-SE, E1-S, E1-L 등이 있으며, 이러한 다양한 SSD를 테스트하기 위한 다양한 카세트 및 모듈의 경우에도 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)에 적용이 가능하다.
아래에서는 앞서 설명한 바와 같이 구성된 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버의 작동관계에 대해 설명한다.
먼저, 카세트(180)의 내부에 테스트를 위한 다수개의 SSD를 수납한다. 그런 다음, 카세트(180)를 매뉴얼 지그 등을 이용해 모듈(190)에 장착하여 다수개의 SSD를 모듈(190)의 해당 접속부에 접속하여 로딩을 완료한다. 이 상태의 모듈(190)을 수평방향으로 전방에서 후방을 향해 로봇 등으로 랙을 따라 가이드하면서 장착하여 모듈(190)의 하부면에 형성되는 접속부를 접속보드(160)에 접속시킨다. 그로 인해, 모듈(190)에 로딩된 다수개의 SSD는 양 모서리가 상하방향으로 세워진 형태로 좌우방향으로 배열된 형태를 갖는다.
이러한 테스트 준비가 완료되면, 블로워팬(120)에 의해 형성된 공기를 순환덕트(130) 및 분배덕트(140)를 통해 다수개의 에어버켓(150)으로 각각 공급한다. 그러면, 다수개의 에어버켓(150)에서는 그 하부면에 형성되는 다수열의 공기 분출라인(151)을 따라 직전성의 공기를 분출하여 해당 분할층에 배열되는 다수개의 SSD에 공기를 직접 고르게 분출하여 SSD들을 균일한 온도분포에서 테스트되도록 한다. 한편, 해당 분할층의 SSD들을 따라 유동했던 공기는 다른 분할층에 배열되는 SSD들에 영향을 주지 않고 하우징(110)의 하부에 위치하는 블로워팬(120)의 흡입력으로 하우징(110) 하부의 블로워팬(120)쪽으로 유동하여 증발기(170) 및 히터(175)를 거쳐 반복적으로 순환하면서 해당 SSD들에 공기를 분출하여 균일한 온도분포에서 테스트되도록 한다.
한편, SSD들에 대한 테스트가 완료되면, 다수개의 SSD에 대한 테스트 정보가 해당 LED 파이프(194)를 통해 연결바(191b)의 각 LED의 일련번호 옆에 디스플레이되므로, 작업자가 쉽게 해당 SSD의 양품/불량품(PASS/FAIL)을 확인할 수가 있다.
상기와 같은 과정을 거쳐 이번 SSD들에 대한 테스트가 완료되면, 로봇 등으로 모듈(190)(카세트(180), 다수개의 SSD 포함)을 분리하거나, 매뉴얼 지그 등으로 카세트(180)(다수개의 SSD 포함)을 분리한 다음, 상기와 동일 과정을 거쳐 다른 SSD들에 대한 테스트를 수행하면 된다.
이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 다수개의 분할층의 해당 에어버켓(150)에서 분출되는 공기가 그 하부에 배열되는 반도체 소자들의 고르고 안정된 온도 분포를 갖도록 유동한 후, 다른 분할층에 배열되는 반도체 소자들에 영향을 주지 않고 하우징(110)의 하부에 위치하는 블로워팬(120)의 흡입력으로 하우징(110) 하부의 블로워팬(120)쪽으로 유동하여 순환하도록 구성함으로써, 다수개의 분할층에 배열되는 모든 반도체 소자들을 균일한 온도분포에서 테스트가 가능하다.
또한, 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 테스트 장치와 연결되는 접속보드(160)의 접속부가 전방쪽을 향함에 따라, 모듈(190) 및/또는 카세트(180)를 수평방향으로 전방에서 후방을 향해 로봇 등으로 랙을 따라 가이드하면서 원활하게 장착 및 탈착이 가능하고, 모듈(190)에 로딩된 다수개의 반도체 소자의 양 모서리가 상하방향으로 세워진 형태로 좌우방향으로 배열된 형태를 가짐에 따라, 다수개의 반도체 소자의 상부에 위치하는 에어버켓(150)에서 분출되는 공기가 세워진 반도체 소자들의 사이사이를 따라 거쳐 하우징(110) 하부의 블로워팬(120)쪽으로 유동하는 이상적인 유동구조를 갖는다.
또한, 이 실시예의 반도체 소자 테스트 챔버(100)는 다수개의 반도체 소자에 대한 테스트 정보가 해당 LED 파이프(194)를 통해 연결바(191b)의 각 LED의 일련번호 옆에 디스플레이되므로, 작업자가 쉽게 해당 반도체 소자의 양품/불량품(PASS/FAIL)을 확인할 수가 있다.
이상에서 이 발명의 반도체 소자 테스트 챔버에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이다. 따라서, 이 발명이 상기에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 그러한 변형예 또는 수정예들 또한 이 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
100 : 테스트 챔버 110 : 하우징
120 : 블로워팬 130 : 순환덕트
140 : 분배덕트 150 : 에어버켓
160 : 접속보드 170 : 증발기
175 : 히터 180 : 카세트
190 : 모듈

Claims (6)

  1. 전방의 일부분이 개방되는 외관을 형성하는 하우징과;
    상기 하우징의 하부쪽 일측 내부에 배치되는 블로워팬과;
    상기 블로워팬에서 토출되는 공기를 순환시키는 순환덕트와;
    상기 순환덕트와 연통된 상태로 상기 하우징의 내부 일측면을 따라 상하방향으로 길게 배치되며, 상부방향을 향해 점진적으로 내부의 통로가 좁아지는 형태를 갖는 분배덕트와;
    상기 분배덕트의 측면에 형성되는 측면공간의 일부분을 상하방향으로 다수층으로 분할하고, 상기 분배덕트로부터 각각 개별적으로 공기를 공급받아 하부방향으로 각각 분출하는 다수개의 에어버켓과;
    상기 다수개의 에어버켓의 후방에 위치하여 반도체 소자의 실질적인 테스트를 수행하는 테스트 장치에 연결되고, 테스트를 위한 다수개의 반도체 소자가 각각 로딩된 다수개의 모듈이 상기 에어버켓 사이의 분할층에 각각 위치한 상태로 접속 가능한 접속부를 전방쪽에 갖는 접속보드와;
    상기 블로워팬의 후방에 배치되어, 상기 다수개의 에어버켓에서 각각 분출되어 그 하부에 배열되는 다수개의 반도체 소자를 따라 유동한 후 상기 블로워팬의 흡입력으로 상기 하우징 하부의 상기 블로워팬쪽으로 유동하는 공기를 통과시켜 냉각 가능한 증발기; 및
    상기 증발기를 통과한 공기를 가열 가능한 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 챔버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어버켓은 일측면이 상기 분배덕트와 연통하도록 개방된 납작한 속이 빈 박스 형태를 가지며,
    상기 에어버켓의 하부면은 하부방향으로 공기를 분출하는 다수열의 공기 분출라인을 상기 분배덕트와의 이격 거리방향으로 가지며,
    상기 다수열의 공기 분출라인은 동일 크기를 갖는 다수개의 공기 분출구멍이 열을 형성하면서 형성되는 것으로서, 서로 간에 온도분포도를 맞추기 위해 상기 분배덕트와 이격되는 위치별로 동일하거나 다른 열의 개수를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 챔버.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 에어버켓의 하부면은 상기 공기 분출라인을 따라 분출되는 공기가 하부방향으로 직진성을 갖도록 일정 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 챔버.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 에어버켓은 상기 분배덕트와 연통하는 2단 공기 유동라인을 가지며, 상부 라인으로 공급되는 공기는 상기 분배덕트의 반대쪽으로 패스되어 배출되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 챔버.
  5. 청구항 1에 있어서,
    테스트를 위한 다수개의 반도체 소자에 대한 수납이 가능한 카세트와, 상기 카세트에 대한 장탈착이 가능하도록 구성되며 상기 접속보드에 접속되어 다수개의 반도체 소자에 대한 테스트가 가능하도록 하는 모듈, 및 상기 모듈이 상기 접속보드에 원활하게 접속되거나 분리되도록 상기 모듈을 가이드하는 랙을 더 포함하며,
    상기 카세트와 모듈을 한 세트로 하여 상기 분할층마다 다수개씩 장착되되, 상기 모듈에 로딩된 다수개의 반도체 소자의 양 모서리가 상하방향으로 각각 세워진 형태로 좌우방향으로 배열된 형태로 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 챔버.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 모듈은 상기 카세트가 내부를 따라 슬라이드 이동하여 수납되는 형태로 장착되거나 탈착되는 내부 구조와 상기 랙을 따라 슬라이드 이동하여 상기 접속보드에 장착되거나 탈착되는 외부 구조를 가지며 하부가 개방된 케이스와, 상기 케이스의 개방된 하부에 고정되며 상기 카세트에 수납된 다수개의 반도체 소자가 테스트를 위해 접속하고 이를 상기 접속보드에 접속하는 다수개의 접속부 및 회로를 상부면 및 하부면에 각각 갖는 장착부를 구비하며,
    상기 장착부는 테스트된 반도체 소자의 상태를 확인할 수 있도록 하는 다수개의 LED을 하부면에 더 가지며,
    상기 케이스는 상기 다수개의 LED 각각의 상태를 디스플레이하여 외부에서 확인할 수 있도록 상기 다수개의 LED와 각각 연결되는 다수개의 LED 파이프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 챔버.
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