KR20230115254A - 짐벌 특징부 및 향상된 열 성능을 갖는 서멀 어레이 - Google Patents

짐벌 특징부 및 향상된 열 성능을 갖는 서멀 어레이 Download PDF

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KR20230115254A
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카르시크 랑가나산
길베르토 오세구에라
조 코에스
폴 페라리
제임스 헤이스팅스
치 와 호
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Abstract

본 발명의 실시예는 3차원에서 자유롭게 선회하여 표면들이 균일하고 평평하며 견고하게 접촉되게 함으로써 표면들 사이의 에어 갭을 방지하고 열 성능을 향상시킬 수 있는 액체 냉각식 서멀 어레이를 갖는 테스트 시스템을 제공한다. 이러한 방식으로, 작은 테스트 공간 내에서 더 많은 DUT가 병렬로 테스트될 수 있고, 테스트 시스템의 전체 비용이 절감되며, 고전력 디바이스의 테스트를 위해 더 큰 냉각 용량이 제공될 수 있다. 짐벌형 마운트는 테스트 시스템의 개별 서멀 인터페이스 보드(TIB)의 하단 표면 및/또는 공통 냉각판(또는 다수의 냉각판)을 갖는 서멀 어레이(TA)의 개별 서멀 헤드의 상단에 배치된다.

Description

짐벌 특징부 및 향상된 열 성능을 갖는 서멀 어레이{THERMAL ARRAY WITH GIMBAL FEATURES AND ENHANCED THERMAL PERFORMANCE}
본 발명의 실시예는 일반적으로 전자 디바이스 테스트 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예는 다수의 디바이스를 병렬로 테스트하는 테스트 시스템에 관한 것이다.
테스트 대상 디바이스 또는 장비(예컨대, DUT)는 일반적으로 디바이스가 판매되기 전에 전자 디바이스의 성능 및 일관성을 결정하기 위해 테스트된다. 디바이스는 매우 다양한 테스트 사례를 사용하여 테스트할 수 있으며, 테스트 사례의 결과는 예상 출력 결과와 비교된다. 테스트 사례의 결과가 예상 출력 값과 일치하지 않는 경우, 디바이스는 손상된 디바이스 또는 이상치를 갖는 것으로 간주되거나, 디바이스는 성능 등에 기초하여 폐기될 수 있다.
일반적으로, DUT는, 테스트 효율성을 향상시키기 위해 소프트웨어 및 자동화를 사용하여 복잡한 테스트를 수행하는 데 사용될 수 있는 자동 또는 자동화된 테스트 장비(ATE)에 의해 테스트된다. DUT는 컴퓨터 또는 다른 전자 디바이스와 같은 최종 제품에 통합되도록 의도된 임의의 유형의 반도체 디바이스, 웨이퍼 또는 구성요소일 수 있다. 제조 시 결함이 있거나 만족스럽지 못한 칩을 ATE를 사용하여 제거함으로써 수율의 품질이 크게 향상될 수 있다.
테스트 동안 온도를 조절하는 DUT 테스트에 대한 종래의 접근 방식은 테스터당 다수의 냉각판을 사용하는 것에 의존는데, 이는 전형적으로 큰 냉각판을 수용하기 위한 추가 비용 및 복잡성을 초래한다. 예를 들어, 냉각에 사용되는 유체가 각 냉각판으로 운반되어야 한다. DUT 테스트에 대한 다른 접근 방식은 공기 냉각식 상부구조 또는 방열판을 사용하지만, 이는 액체 냉각식 솔루션의 열 성능을 제공하지 못한다. DUT 테스트를 위해 액체 냉각(또는 냉매 냉각) 및 냉각판을 사용하는 테스트 시스템의 열 성능을 향상시키고 복잡성을 줄이기 위한 접근 방식이 필요하다.
따라서, 본 발명의 실시예는 대응하는 표면들이 균일하고 평평하며 견고하게 접촉("밀접 접촉")할 수 있도록 자유롭게 선회함으로써 표면들 사이의 에어 갭을 방지하고 열 성능을 향상시키는 구성요소를 구비한 액체 냉각식 서멀 어레이(thermal arrays)(또는 냉매 냉각식 서멀 어레이)를 갖는 테스트 시스템을 제공한다. 이러한 방식으로, 바람직하게는, 작은 테스트 공간 내에서 더 많은 DUT가 병렬로 테스트될 수 있고, 테스트 시스템의 전체 비용이 절감되며, 고전력 디바이스의 테스트를 위해 더 큰 냉각 용량이 제공될 수 있다. 테스트 시스템은 다양한 위치에 배치된 단일 마운트 또는 다수의 마운트를 특징으로 하는 임의의 적절한 유형의 짐벌링 메커니즘을 포함할 수 있다. 짐벌링 마운트는 나사 및 스프링 또는 3차원에서 자유로운 움직임을 가능하게 하는 다른 잘 알려진 고정 수단을 사용할 수 있다.
아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 DUT의 매트릭스에 걸쳐 적용된 공통 냉각판을 사용하는 것을 수반하는데, 여기서 각각의 DUT(상부구조)는 자체 TEC/ATI 층을 갖고, 또한 각 DUT는 인터페이스 보드의 하단에 장착된 자체 짐벌 요소를 갖는다. 제2 실시예는 각 DUT에 대한 각각의 냉각판과 각 DUT에 대한 TEC/ATI 층을 수반하지만, 짐벌 요소는 냉각판/서멀 헤드 상에 배치된다. 제3 실시예는 하이브리드 접근 방식을 수반하는데, 여기서 각 DUT는 자체 냉각판을 갖고, 각 DUT는 자체 TEC/ATI 층을 갖고, 짐벌 요소는 인터페이스 보드와 서멀 헤드/냉각판 모두에 배치된다.
보다 구체적으로, 일 실시예에 따르면, DUT를 테스트하기 위한 테스트 시스템이 개시된다. 테스트 시스템은 번 인 보드(burn in board: BIB)와, 소켓 인터페이스 보드(SIB) ― SIB는 SIB를 TIB에 고정시키고 SIB가 3차원에서 자유롭게 선회(pivot)할 수 있게 하는 짐벌링 마운트와, DUT를 수용하도록 구성된 소켓을 포함함 ― 와, 소켓을 둘러싸는 상부구조와, 서멀 어레이를 포함한다. DUT는 소켓에 배치되고, 상부구조의 상단 표면은 테스트 동안 DUT를 냉각시키기 위해 상부구조의 상단 표면과 서멀 어레이의 하단 표면 사이에 실질적 에어 갭 없이 서멀 어레이의 하단 표면과 균일하고 견고하게 접촉한다.
일부 실시예에 따르면, 상부구조는 DUT와 접촉하는 인터포저를 포함하고, 상부구조의 상단 표면은 인터포저의 상단 표면이다.
일부 실시예에 따르면, 인터포저는 열전기 냉각기(thermo electric cooler: TEC)를 더 포함하고, 인터포저의 상단 표면은 TEC의 상단 표면이다.
일부 실시예에 따르면, 소켓은 자체 작동 소켓(self-actuating socket: SAS)을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 소켓은 병렬 소켓 작동(parallel socket actuation: PSA) 소켓을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 테스트 시스템은 BIB 상에 배치된 복수의 SIB를 더 포함하는데, 복수의 SIB는 서멀 어레이와 정렬되도록 개별적으로 짐벌링된다.
일부 실시예에 따르면, 서멀 어레이는 복수의 짐벌링 마운트에 결합된 복수의 서멀 헤드를 포함하고, 복수의 짐벌링 마운트는 복수의 서멀 헤드를 서멀 어레이의 트레이에 고정시키며, 복수의 서멀 헤드는 3차원에서 자유롭게 선회할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, SIB 및 서멀 헤드는 복수의 SIB의 상부구조의 상단 표면을 서멀 헤드의 하단 표면과 정렬시키도록 선회한다.
일부 실시예에 따르면, 짐벌링 마운트는 SIB의 코너에 배치된 복수의 나사 및 스프링을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 서멀 어레이는 냉각판 및 하나 이상의 열전기 냉각기(TEC)를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 서멀 어레이는 냉각판 및 하나 이상의 전기 히터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 테스트 인터페이스 보드(TIB)와, DUT를 수용하도록 구성된 소켓을 포함하고 TIB 상에 배치된 소켓 인터페이스 보드(SIB)와, 소켓을 둘러싸는 상부구조와, 서멀 어레이를 포함하는 테스트 시스템이 개시된다. 서멀 어레이는 서멀 어레이를 고정 트레이에 고정하는 짐벌링 마운트와, 짐벌링 마운트에 결합된 서멀 헤드를 포함한다. 서멀 헤드는 3차원에서 자유롭게 선회하도록 동작할 수 있다. DUT는 소켓에 배치되고, 상부구조의 상단 표면은 테스트 동안 DUT를 냉각시키기 위해 DUT의 상단 표면과 서멀 헤드의 하단 표면 사이에 실질적 에어 갭 없이 서멀 헤드의 하단 표면과 균일하고 견고하게 접촉한다.
일부 실시예에 따르면, 상부구조는 인터포저를 더 포함하고, DUT는 인터포저와 접촉하고, 상부구조의 상단 표면은 인터포저의 상단 표면이다.
일부 실시예에 따르면, 소켓은 자체 작동 소켓(SAS)을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 소켓은 병렬 소켓 작동(PSA) 소켓을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 테스트 시스템은 TIB 상에 배치된 복수의 SIB를 포함하고, 서멀 어레이는 복수의 SIB의 DUT를 냉각시키기 위한 복수의 개별 짐벌형 서멀 헤드를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, TIB는 SIB를 지지하는 SIB 지지 블록을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 짐벌링 마운트는 나사 및 스프링을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 서멀 어레이는 액체 냉각식이다.
일부 실시예에 따르면, 테스트 시스템은 SIB를 TIB에 고정시키는 제2 짐벌링 마운트를 포함하고, SIB는 3차원에서 자유롭게 선회하도록 동작 가능하다.
일부 실시예에 따르면, SIB 및 서멀 헤드는 상부구조의 상단 표면을 서멀 헤드의 하단 표면과 정렬시키도록 선회한다.
본 명세서에 포함되고 그 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 설명하고, 설명 부분과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, SIB를 TIB에 고정시키는 짐벌 마운트를 사용하여 여러 방향으로 짐벌링할 수 있는 SIB를 갖는 예시적 LCTA의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 서멀 어레이의 하단 표면 상에 배치된 짐벌 마운트를 사용하여 여러 방향으로 짐벌링할 수 있는 SIB를 포함하는 예시적 시스템 슬롯 서멀 어레이의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 도시된 짐벌링 특징부와 함께 예시적 SIB, 소켓 및 상부구조의 근접도를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 맞물린 냉각판을 갖는 예시적 시스템 슬롯 서멀 어레이의 근접도를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 향상된 냉각 성능 및 효율을 위해 고정된 지점을 중심으로 짐벌링될 수 있는 서멀 헤드를 포함하는 예시적 서멀 어레이를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, DUT를 테스트하기 위해 대응하는 상부구조/인터포저에 견고하고 균일하게 접촉하도록 고정 마운트를 중심으로 독립적으로 짐벌링될 수 있는 서멀 어레이의 예시적 짐벌형 서멀 헤드를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, TIB의 상부구조에 견고하고 균일하게 접촉하기 위한 개별 짐벌링 작동 헤드를 갖는 슬롯 서멀 어레이를 포함하는 예시적 테스트 시스템을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, DUT를 냉각하기 위한 예시적 작동 소켓 및 짐벌링 서멀 헤드를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 테스터에 로딩된 24개의 예시적 테스트 인터페이스 보드(TIB)를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, DUT 드롭을 위해 준비된 테스트 인터페이스 보드를 포함하는 예시적 테스터를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 테스트 인터페이스 보드를 로딩하기 위한 예시적 핸들러를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 핸들러 내에 배치된 예시적 PSA 시스템을 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 상부구조 드롭 및 작동을 위한 PSA 시스템 아래의 예시적 테스트 인터페이스 보드를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 슬롯 설치를 위해 준비된 예시적 테스트 인터페이스 보드를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 슬롯 테스터의 삽입을 위해 엘리베이터에 로딩된 예시적 테스트 인터페이스 보드를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적 컴퓨터 플랫폼을 도시한다.
이제 여러 실시예에 대한 상세한 언급이 이루어질 것이다. 본 주제는 대안적 실시예들과 관련하여 설명될 것이지만, 청구된 주제를 이러한 실시예로 제한하려는 의도는 아님이 이해될 것이다. 오히려, 청구된 주제는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 청구된 주제의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있는 대안, 수정 및 균등물을 포함하도록 의도된다.
또한, 다음의 상세한 설명에서는, 청구된 주제의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 제시된다. 그러나, 실시예가 이들 특정 세부사항 없이 또는 그 균등물로 실시될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 방법, 절차, 구성요소 및 회로는 본 주제의 양태 및 특징을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 설명되지 않았다.
상세한 설명의 일부는 컴퓨터 메모리에서 수행될 수 있는 데이터 비트에 대한 동작의 절차, 단계, 로직 블록, 처리 및 다른 기호 표현의 관점에서 제시된다. 이러한 설명 및 표현은 데이터 처리 분야의 당업자가 작업의 내용을 다른 당업자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용하는 수단이다. 여기에서 그리고 일반적으로, 절차, 컴퓨터 실행 단계, 로직 블록, 프로세스 등은 원하는 결과로 이어지는 일관된 순서의 단계 또는 명령어로 간주된다. 단계는 물리량의 물리적 조작을 필요로 하는 것이다. 반드시 그런 것은 아니지만 일반적으로 이러한 양은 컴퓨터 시스템에서 저장, 전송, 결합, 비교 및 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 주로 일반적인 사용상의 이유로, 때로는 이러한 신호를 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 숫자, 파라미터 등으로 언급하는 것이 편리한 것으로 입증되었다.
그러나, 이들 및 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 연관되어야 하며 이러한 양에 적용되는 편리한 라벨에 불과한 것이라는 점을 염두에 두어야 한다. 다음 논의에서 명백히 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 논의 전반에 걸쳐 "액세스하는", "기록하는", "포함하는", "저장하는", "전송하는", "연관시키는", "식별하는", "인코딩하는", "라벨링하는" 등과 같은 용어를 사용하는 논의는, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내에서 물리적(전자적) 수량으로 표현된 데이터를 조작하여 컴퓨터 시스템 메모리나 레지스터 또는 다른 정보 저장소, 전송 또는 디스플레이 디바이스 내에서 물리량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 이와 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 작업 및 프로세스를 지칭한다.
일부 실시예는 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 디바이스에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행 가능 명령어의 일반적인 맥락에서 설명될 수 있다. 일반적으로 프로그램 모듈은 특정 작업을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 알고리즘, 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등을 포함한다. 전형적으로, 프로그램 모듈의 기능은 다양한 실시예에서 필요에 따라 결합되거나 분산될 수 있다.
짐벌 특징부 및 향상된 열 성능을 갖는 서멀 어레이
본 발명의 실시예는 고정 축을 중심으로 선회(pivot)/회전하여 표면들이 서로 균일하고 평평하며 견고하게 접촉("밀접 접촉")할 수 있게 함으로써, 표면들 사이의 공극을 방지하고 열 성능을 향상시킬 수 있는 액체 냉각식 서멀 어레이(또는 냉매 냉각식 서멀 어레이)를 갖는 테스트 시스템을 제공한다. 표면들 사이의 밀접 접촉을 통해 표면들 사이의 열 전달이 향상된다. 이러한 방식으로, 작은 테스트 공간 내에서 더 많은 DUT가 병렬로 테스트될 수 있고, 테스트 시스템의 전체 비용이 절감되며, 고전력 디바이스 테스트를 위해 더 큰 냉각 용량이 제공될 수 있다. 테스트 시스템은 다양한 위치에 배치되는 단일 마운트(mount) 또는 다수의 마운트를 특징으로 하는 임의의 적절한 유형의 짐벌링 메커니즘(gimbaling mechanism)을 포함할 수 있다. 짐벌링 마운트는 3차원에서 요구되는 움직임의 자유를 가능하게 하는 나사 및 스프링 또는 다른 잘 알려진 고정 수단을 사용할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 짐벌링 마운트는 테스트 시스템의 개별 소켓 인터페이스 보드(SIB)의 하단 표면에 배치된다. 각각의 개별 SIB는 효율적인 냉각을 위해 각각의 냉각판(또는 열전기 냉각기)과 밀접 접촉을 달성하도록 필요에 따라 짐벌링될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 공통 냉각판을 갖는(또는 다수의 냉각판을 갖는) 서멀 어레이(TA)의 개별 서멀 헤드의 상단에 짐벌링 마운트가 배치된다. 서멀 헤드의 양쪽에 있는 나사는 서멀 헤드의 중심을 다시 맞추는 데 사용되며, 나사 주위에 배치된 스프링은 소켓과 맞물리지 않을 때 헤드 높이를 유지한다. 테스트 인터페이스 보드(TIB)는 핸들러에 로딩될 수 있는데, 핸들러는 테스트 시스템의 테스터 슬롯에의 삽입을 위해 엘리베이터에 의해 TIB가 수용될 수 있게 한다. 본 발명의 일부 실시예는 모든 상부구조를 동시에 작동시키는 자체 작동 소켓(SAS) 또는 병렬 소켓 작동기(PSA)를 포함한다. 일부 실시예에 따르면, 소켓 인터페이스 보드와 서멀 헤드가 모두 짐벌링되어 이들의 표면은 올바르게 정렬될 수 있다.
도 1은 냉각판(110) 및 TEC(135)를 갖는 저비용 서멀 어레이(low-cost thermal array: LCTA)(150)로 구성된 예시적 테스터(100)를 도시한다. LCTA(150)는 TIB(140) 위에 위치한다. 테스트 동작들 사이에서, LCTA는, TIB(140)가 핸들러/PSA로 이동하여 테스트되지 않은 DUT를 장착하고 LCTA(150) 아래의 영역으로 다시 운반될수 있도록 일반적으로 몇 밀리미터씩 리프팅된다. 도 1은 TIB(140)의 일부인 상부구조(120)와의 밀접 접촉을 생성하도록 하강된 이후의 LCTA(150)를 도시한다. TIB(140)는 각각 상부구조(120), 소켓(125), 및 SIB 회로 기판("SIB"라고 표시됨)으로 구성된 하나 이상의 SIB(145)를 포함한다. 각각의 SIB(145)는 나사(115) 및 스프링(130)을 사용하여 개별적으로 짐벌링되는데, SIB(145)는 본 발명의 실시예에 따라 SIB(145)를 테스트 인터페이스 보드(TIB)(140)에 고정시키는 짐벌 마운트(105)를 사용하여 여러 방향으로 짐벌링("플로팅(float)")될 수 있다. 도 1의 예에서, DUT는 소켓(125)에 설치된다. DUT는 DUT 아래의 소켓(125)에 위치한 전기 접점과 함께 열 인터페이스 재료(TIM)가 끼워진 매끄러운 상단 및 하단 표면을 갖는 상부구조(120) 내의 인터포저에 의해 압축된다. 대안적으로, 테스트 시스템(100)은 일부 실시예에 따라 편평한 상단을 갖는 자체 작동 소켓을 포함할 수 있다. DUT 테스트를 위해 TIB(140)를 LCTA(150) 아래로 이동시킬 경우, 냉각판(110)이 (예를 들어) 약 2mm 아래로 이동하여 SIB(145)를 정상 장착 높이 아래로 밀어 넣는다.
소켓이 있는 다수의 SIB(145)는 BIB(Burn-In Board) 또는 TIB(Test Interface Board)(140)에 장착될 수 있다. SIB는 하나 이상의 위치에서 SIB(145)가 3차원으로 플로팅/짐벌링될 수 있게 하는 특수 SIB 마운트(105)를 사용하여 장착됨으로써, 서멀 어레이(150)가 아래쪽으로 작동될 때 냉각판(110)에 결합된 열전기 냉각기(TEC)(135)와 상부구조(120) 사이의 밀접 접촉을 가능하게 한다. 서멀 어레이(150)는 병렬 소켓 작동기(PSA)를 사용하여 이전에 작동되었던 소켓 상부구조 또는 자체-작동 소켓과 접촉할 수 있다. 두 경우 모두 TIB를 LCTA(150) 근처로 가져오기 전에 모든 상부구조를 동시에 작동시켰다.
본 발명의 실시예에 따른 짐벌링 SIB 마운트(105)는 상부구조/인터포저에 결합된 TEC(135) 표면과 냉각판(110) 표면 사이에 가까운 밀접 접촉을 보장함으로써 열 성능을 향상시키면서 동시에 액체 냉각 테스트의 비용 및 복잡성을 감소시킨다. 일부 실시예에 따르면, 짐벌링 SIB 마운트는 SIB의 중앙 부분 아래에 배치된다. 테스트가 완료된 후, 서멀 어레이(150)는 맞물리지 않은 위치로 위쪽으로 돌아간다. 스프링(130)은 PSA 동작을 위해 테이퍼형 헤드 패스너(115)에 대해 SIB를 가압한다. SIB는 PSA가 SIB와 올바르게 정렬될 수 있도록 유리하게 플로팅/짐벌링될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, SIB(145)는 SIB(145)의 각 모서리에 배치된 나사 및 스프링을 사용하여 짐벌링되고 BIB(140)에 장착된다. 다른 실시예에 따르면, SIB를 장착하기 위해 3개의 스프링 및 3개의 나사만이 사용된다.
도 2는 냉각판(215)이 끼워진 서멀 어레이(200) 아래로 미끄러지는, SIB가 장착된 TIB를 포함하는 예시적 테스터 슬롯의 도면이다. 냉각판은 본 발명의 실시예에 따른 서멀 어레이(200)의 하단 쪽에 배치된 짐벌 마운트를 사용하여 여러 방향으로 짐벌링될 수 있다. 도 2의 예에서, 서멀 어레이(200) 아래의 TIB(205)는 SAS 또는 PSA 작동 소켓을 갖는 다수의 SIB(210)를 포함한다. SIB(210)는 서멀 어레이(200)의 냉각판(215)과의 향상된 접촉을 위해 SIB(210)가 3차원에서 플로팅/짐벌링될 수 있도록 SIB(210)의 하단 표면 상의 다수(예를 들어, 4개)의 상이한 위치에서 특수 SIB 마운트를 사용하여 TIB(205)에 장착된다. 서멀 어레이(200)는 시스템 슬롯 전력 전달 보드(PDB)(220)에 의해 전력을 공급받을 수 있다. DUTS는 SIB(210)의 소켓에 배치된다.
도 3은 소켓 상부구조(310) 내에 배치되고 테스트 동안 DUT와 접촉하는 예시적 인터포저(305)의 근접도를 도시하는 도면이다. 인터포저(305)의 상단 측은 냉각판에 결합된 TEC와 접촉하게 된다. 짐벌링 마운트(315, 320)는 TEC와 접촉하도록 인터포저(305)를 위치시키기 위해 테이퍼형 헤드를 갖는 나사 및 선택적으로 스프링을 포함한다. 일부 실시예에 따르면, 짐벌링 마운트는 SIB(325)의 네 모서리 모두에 배치된다.
일부 실시예에 따르면, 짐벌링 마운트는 SIB(325)의 중앙 지점 아래에 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링(405, 410)은 테스트 동안 상부구조(310)가 냉각판(430)과 접촉하게 될 때 약간 아래로 눌려지고, 냉각판이 리프팅된 후 SIB(325)가 정상 위치로 돌아가게 한다. SIB(325)의 플로팅/짐벌링 마운트(405 및 410)는 상부구조/인터포저가 냉각판(430)의 TEC와 균일하게 접촉하여 냉각 및 효율을 향상시킬 수 있게 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 향상된 냉각 성능 및 효율을 위해 고정된 지점을 중심으로 짐벌링될 수 있는 서멀 헤드(505)를 포함하는 예시적 서멀 어레이(500)를 도시한다. 도 5의 예에서, 각 서멀 헤드는 서멀 헤드(505)의 상단 측에 독립적인 짐벌링 특징부를 갖는다. 이러한 방식으로, 서멀 헤드는 서멀 헤드(예컨대, 냉각판)의 표면과 상부구조 사이에 어떠한 에어 갭도 없이 테스트 중에 DUT를 포함하는 상부구조와 균일하게 접촉한다. 서멀 어레이(500)는 액체 냉각 구성요소(510)에 의해 냉각된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, DUT를 테스트하기 위해 서멀 헤드(605)가 대응하는 상부구조/인터포저의 표면에 견고하고 균일하게 접촉하도록 고정 마운트(610)를 중심으로 독립적으로 짐벌링될 수 있는 서멀 어레이(600)의 예시적 짐벌형 서멀 헤드(605)를 도시한다. 서멀 헤드(605)는 서멀 헤드(605)를 테스트 시스템의 트레이에 고정시키는 고정 마운트(610)를 중심으로 이동/회전될 수 있다. 도 6의 예에서, 서멀 헤드(605)는 표면들 사이의 적절한 정렬을 보장하고 표면들 사이의 임의의 에어 갭을 방지함으로써 냉각 및 효율성을 향상시키기 위해 돔 모양의 고정 장치를 중심으로 선회한다(pivot). 서멀 헤드의 중심을 재조정하기 위해 나사 또는 이와 유사한 패스너가 사용되고, 맞물리지 않을 때 헤드 높이를 유지하기 위해 나사를 둘러싸는 스프링이 사용된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 테스트 인터페이스 보드(710)의 상부구조(705)에 견고하고 균일하게 접촉하기 위한 개별 짐벌 작동 헤드를 갖는 예시적 시스템 슬롯 서멀 어레이(700)를 도시한다. 테스트 시스템(700)은 하나 이상의 냉각판을 사용하는 테스트 인터페이스 보드(710)의 DUT에 강력하고 효율적인 냉각을 제공하기 위해 테스트 동안 서멀 어레이(700)에 전력을 공급하는 시스템 슬롯 전력 전달 보드(715)를 포함한다. 서멀 어레이(700)의 서멀 헤드는 냉각판 표면이 DUT 테스트 동안 테스트 인터페이스 보드(710)의 상부구조(705)와 균일하고 단단하게 접촉할 수 있도록 고정된 지점을 중심으로 선회할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, DUT(815)를 냉각하기 위한 예시적 작동 소켓(805) 및 짐벌링 서멀 헤드(810)를 도시한다. DUT(815)는 소켓 인터페이스 보드(830)의 소켓(805)에 배치된다. 테스트 인터페이스 보드(820)는 슬롯 인터페이스 보드(830)를 지지하기 위한 TIB 지지 블록(835)을 포함한다. 서멀 헤드(810)는 상부구조(825)(또는 그 인터포저)와의 견고하고 균일한 접촉을 제공하기 위해 고정된 지점을 중심으로 짐벌링될 수 있다. 상부구조(825)는 예를 들어 자체-작동 소켓 또는 병렬 소켓 작동기일 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 테스트 인터페이스 보드(820)는 테스터(900)에 로딩될 수 있고 테스트를 위해 테스터 슬롯에 접속될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, DUT 드롭(dropping)을 위해 준비된 테스트 인터페이스 보드(1005)를 포함하는 예시적 테스터(1000)를 도시한다. 핸들러 픽 앤 플레이스 헤드(handler pick and place heads)(1010 및 1010)는 DUT를 TIB(1005) 및 DUT 트레이로부터/로 전달한다. 테스트 인터페이스 보드(1005)는 예를 들어 SAS 또는 PSA 소켓을 포함할 수 있다.
도 11은 핸들러 픽 앤 플레이스 헤드(1100)의 밑면에 있는 개별 DUT 픽 헤드(1105)를 도시한다. 각각의 픽 헤드는 하나의 DUT를 집을 수 있다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 핸들러 내에 배치된 예시적 PSA 시스템(1205)을 도시한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 상부구조 드롭 및 작동을 위한 PSA 시스템(1305) 아래의 예시적 테스트 인터페이스 보드(1300)의 하단 측을 도시한다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 슬롯 설치를 위해 준비된 예시적 테스트 인터페이스 보드(1405)를 도시한다. 테스트 인터페이스 보드(1405)의 소켓은 상부구조(1410)를 사용하여 작동된다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 슬롯 테스터(1515)에의 삽입을 위해 엘리베이터(1510)에 로딩된 예시적 테스트 인터페이스 보드(1505)를 도시한다.
예시적 테스트 시스템
본 발명의 실시예는 DUT와 상부구조 또는 인터포저(그 위에 냉각판, 히터, 활성 서멀 인터페이스 또는 TEC가 배치됨) 사이의 견고하고 균일한 정렬 및 접촉을 가능하게 하는 짐벌링 특징부를 갖는 액체 냉각형 서멀 어레이(또는 냉매 냉각형 서멀 어레이)를 사용하는 디바이스 테스트를 위한 전자 시스템에 관한 것이다. DUT를 수용하는 소켓은 자체-작동 소켓 또는 병렬 작동 소켓일 수 있다. 예를 들어 테이퍼형 나사와 스프링을 사용하여 짐벌링 특징부가 구현될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 짐벌링 특징부(예를 들어, 마운트)는 소켓 인터페이스 보드가 3차원에서 자유롭게 선회할 수 있도록 소켓 인터페이스 보드의 하단에 위치된다. 일부 실시예에 따르면, 짐벌링 특징부는 서멀 헤드가 3차원에서 자유롭게 선회할 수 있도록 상단 서멀 헤드 상에 배치된다. 다른 실시예에 따르면, 소켓 인터페이스 보드(또는 테스트 인터페이스 보드)와 서멀 헤드는 둘 다 본 발명의 실시예에 따라 전술한 바와 같이 고정된 지점을 중심으로 짐벌링될 수 있다.
도 16의 예에서, 예시적 컴퓨터 시스템(1612)은 소프트웨어 애플리케이션 및 운영 체제를 실행하기 위한 중앙 처리 장치(CPU)(1601)를 포함한다. 랜덤 액세스 메모리(1602) 및 판독 전용 메모리(1603)는 CPU(1601)에 의해 사용되는 애플리케이션 및 데이터를 저장한다. 데이터 저장 디바이스(1604)는 애플리케이션 및 데이터를 위한 비휘발성 저장 디바이스를 제공하며, 고정 디스크 드라이브, 이동식 디스크 드라이브, 플래시 메모리 디바이스, 및 CD-ROM, DVD-ROM 또는 다른 광학 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 데이터 저장 디바이스(1604) 또는 메모리(1602/1603)는 이력 및 실시간 테스트 데이터(예컨대, 테스트 결과, 한계, 계산 등)를 저장할 수 있다. 선택적 사용자 입력(1606 및 1607)은 하나 이상의 사용자로부터 컴퓨터 시스템(1612)으로 입력을 전달하는 디바이스(예컨대, 마우스, 조이스틱, 카메라, 터치 스크린, 키보드 및/또는 마이크로폰)를 포함한다. 통신 또는 네트워크 인터페이스(1608)는 컴퓨터 시스템(1612)으로 하여금, 유선 및/또는 무선 통신을 포함하고 인트라넷 또는 인터넷을 포함하는 전자 통신 네트워크를 통해, 다른 컴퓨터 시스템, 네트워크 또는 디바이스와 통신할 수 있게 한다.
선택적 디스플레이 디바이스(1610)는 컴퓨터 시스템(1612)으로부터의 신호에 응답하여 시각 정보, 예를 들어 최종 스캔 보고서를 표시할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있으며, 예를 들어 평면 패널 터치 감응 디스플레이를 포함할 수 있다. CPU(1601), 메모리(1602/1603), 데이터 저장소(1604), 사용자 입력 디바이스(1606) 및 그래픽 서브시스템(1605)을 포함하는 컴퓨터 시스템(1612)의 구성요소들은 하나 이상의 데이터 버스(1600)를 통해 결합될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예가 설명되었다. 본 발명은 특정 실시예로 설명되었지만, 본 발명은 그러한 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 오히려 다음의 청구범위에 따라 해석되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 테스트 대상 디바이스(device under test: DUT)를 테스트하기 위한 테스트 시스템으로서,
    테스트 인터페이스 보드(test interface board: TIB)와,
    소켓 인터페이스 보드(socket interface board: SIB) ― 상기 SIB은,
    상기 SIB를 상기 TIB에 고정시키고 상기 SIB가 3차원에서 자유롭게 선회(pivot)할 수 있게 하는 짐벌링 마운트(gimbaling mount)와,
    상기 DUT를 수용하도록 구성된 소켓을 포함함 ― 와,
    상기 소켓을 둘러싸는 상부구조(superstructure)와,
    서멀 어레이(thermal array)를 포함하되,
    상기 DUT는 소켓에 배치되고, 테스트 동안 상기 DUT의 온도를 조절하기 위해 상기 짐벌링 마운트는 압력을 받을 경우 상기 상부구조의 상단 표면과 상기 서멀 어레이의 하단 표면 사이에 실질적 에어 갭 없이 상기 상부구조의 상단 표면이 상기 서멀 어레이의 하단 표면과 균일하고 견고하게 접촉하는 것을 허용하는,
    테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부구조는 상기 DUT와 접촉하는 인터포저를 포함하고, 상기 상부구조의 상단 표면은 상기 인터포저의 상단 표면인,
    테스트 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인터포저는 열전기 냉각기(thermo electric cooler: TEC)를 더 포함하고, 상기 인터포저의 상단 표면은 상기 TEC의 상단 표면인,
    테스트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소켓은 자체-작동 소켓(self-actuating socket: SAS)을 포함하는,
    테스트 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소켓은 병렬 소켓 작동(parallel socket actuation: PSA) 소켓을 포함하는,
    테스트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 TIB 상에 배치된 복수의 SIB를 더 포함하되,
    상기 복수의 SIB는 복수의 짐벌 마운트를 포함하고 복수의 DUT를 수용하도록 동작가능하고, 또한 상기 복수의 짐벌 마운트는 상기 복수의 DUT를 상기 서멀 어레이와 정렬시키도록 짐벌링되는,
    테스트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서멀 어레이는 복수의 짐벌링 마운트에 결합된 복수의 서멀 헤드(thermal heads)를 포함하되, 상기 복수의 짐벌링 마운트는 상기 복수의 서멀 헤드를 상기 서멀 어레이의 트레이에 고정시키고, 상기 복수의 서멀 헤드는 3차원에서 자유롭게 선회하도록 동작 가능한,
    테스트 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 SIB 및 상기 복수의 서멀 헤드는 상기 복수의 짐벌 마운트로 인해 선회하여 상기 복수의 SIB의 상부구조의 상단 표면을 상기 서멀 헤드의 하단 표면과 정렬시키는,
    테스트 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 짐벌링 마운트는 상기 SIB의 코너에 배치된 복수의 나사 및 스프링을 포함하는,
    테스트 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 서멀 어레이는 냉각판 및 열전기 냉각기(TEC)를 포함하는,
    테스트 시스템.
  11. 테스트 대상 디바이스(DUT)를 테스트하기 위한 테스트 시스템으로서,
    테스트 인터페이스 보드(TIB)와,
    상기 TIB 상에 배치되고, 상기 DUT를 수용하도록 구성된 소켓을 포함하는 소켓 인터페이스 보드(SIB)와,
    상기 소켓을 둘러싸는 상부구조와,
    서멀 어레이 ― 상기 서멀 어레이는,
    상기 서멀 어레이를 고정 트레이에 고정시키는 짐벌링 마운트와,
    상기 짐벌링 마운트에 결합되고, 상기 짐벌링 마운트로 인해 3차원에서 자유롭게 선회하도록 동작 가능한 서멀 헤드를 포함함 ― 를 포함하되,
    상기 DUT는 소켓에 배치되고, 테스트 동안 상기 DUT의 온도를 조절하기 위해 상기 상부구조의 상단 표면은 상기 짐벌링 마운트의 작용 하에 상기 DUT의 상단 표면과 상기 서멀 헤드의 하단 표면 사이에 실질적 에어 갭 없이 상기 서멀 헤드의 하단 표면과 균일하고 견고하게 접촉하는,
    테스트 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부구조는 인터포저를 더 포함하고, 상기 DUT는 상기 인터포저와 접촉하고, 상기 상부구조의 상단 표면은 상기 인터포저의 상단 표면인,
    테스트 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 소켓은 자체-작동 소켓(SAS)을 포함하는,
    테스트 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 소켓은 병렬 소켓 작동(PSA) 소켓을 포함하는,
    테스트 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 TIB 상에 배치된 복수의 SIB를 더 포함하되,
    상기 서멀 어레이는 복수의 서멀 헤드를 포함하고, 상기 복수의 서멀 헤드의 각각은 상기 복수의 SIB의 DUT를 냉각시키기 위해 상기 복수의 서멀 헤드를 개별적으로 짐벌링하는 각기의 짐벌링 마운트를 포함하는,
    테스트 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 TIB는 상기 SIB를 지지하는 TIB 지지 블록을 포함하는,
    테스트 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 짐벌링 마운트는 나사 및 스프링을 포함하는,
    테스트 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 서멀 어레이는 액체 냉각식인,
    테스트 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 SIB를 상기 TIB에 고정시키는 제2 짐벌링 마운트를 더 포함하되,
    상기 SIB는 3차원에서 자유롭게 선회하도록 동작 가능한,
    테스트 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 SIB 및 상기 서멀 헤드는 상기 상부구조의 상단 표면을 상기 서멀 헤드의 하단 표면과 정렬시키도록 선회하는,
    테스트 시스템.
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