WO2016114491A1 - 테스트 핸들러용 가압장치 - Google Patents

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WO2016114491A1
WO2016114491A1 PCT/KR2015/012743 KR2015012743W WO2016114491A1 WO 2016114491 A1 WO2016114491 A1 WO 2016114491A1 KR 2015012743 W KR2015012743 W KR 2015012743W WO 2016114491 A1 WO2016114491 A1 WO 2016114491A1
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WO
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pusher
cooling
semiconductor device
contact
test handler
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/012743
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English (en)
French (fr)
Inventor
나윤성
노종기
서길원
Original Assignee
(주)테크윙
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Publication date
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Priority to CN201580073540.5A priority patent/CN107209206B/zh
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices

Definitions

  • the present invention relates to a test handler which is supported for the test of the semiconductor device produced, and in particular, the present invention relates to a pressing device for pressing or supporting the semiconductor device to the tester side.
  • the test handler supports the testing of the produced semiconductor device.
  • the test handler classifies the semiconductor devices into grades according to the test results.
  • FIG. 1 is a conceptual view of a general test handler 100 in plan view.
  • the test handler 100 may include a test tray 110, a first picking device 120, a first temperature control chamber 130, a test chamber 140, a test chamber 140, a pressurizing device 150, and a second temperature control chamber ( 160, a second picking device 170.
  • the test tray 110 is provided with a plurality of inserts 111 on which the semiconductor device D may be seated.
  • the test tray 110 is circulated along a circulation path C defined by a plurality of transfer devices (not shown).
  • the first picking device 120 loads a semiconductor device to be tested loaded on a customer tray into a test tray at a loading position LP.
  • the first temperature control chamber 130 is provided to preheat or precool the semiconductor device loaded in the test tray 110 transferred from the loading position LP according to the test environmental conditions.
  • the test chamber 140 is provided to test the semiconductor device in the test tray 110 that has been preheated or precooled in the soak chamber 130 and then transferred to the test position (TP: TEST POSITION).
  • the pressurizing device 150 pressurizes the semiconductor device in the test tray 110 in the test chamber 140 to the tester side. As a result, the semiconductor device in the test tray 110 is electrically connected to the test socket of the tester TESTER.
  • the present invention relates to such a pressurizing device 150, which will be described in more detail later.
  • the second temperature control chamber 160 is provided to return the heated or cooled semiconductor device in the test tray 110 transferred from the test chamber 140 to room temperature.
  • the unloading device 170 classifies the semiconductor devices in the test tray 110 that have been unloaded from the second temperature control chamber 160 into an unloading position (UP) and unloads them into empty customer trays. )
  • the semiconductor device is loaded on the test tray 110, and the first temperature control chamber 130, the test chamber 140, the second temperature control chamber 160, and the frozen temperature from the loading position LP.
  • the test tray 110 transferred to the loading position UP and the unloading of the semiconductor device loaded at the unloading position UP is transferred to the loading position LP. If the test tray 110 is cyclically moved in a direction opposite to the circulation path C according to the change of the test mode, the role of the first picking device 120 and the role of the second picking device 170 are switched to each other. The roles of the first temperature control chamber 130 and the second temperature control chamber 160 are also switched.
  • the conventional pressurization device 150 includes a plurality of pushers 151, a mounting plate 152, and a driving source 153.
  • the spacing between the components is exaggerated.
  • the pusher 151 includes a pressing portion 151a, an expansion portion 151b and a guide pin 151c.
  • the pressing portion 151a is a portion for pressing the semiconductor device D mounted on the insert 111 of the test tray 110. To this end, the front surface F of the pressing portion 151a is in contact with the semiconductor device D during the pressing operation.
  • the pressing portion 151a also serves to uniformly support the semiconductor device D that is pushed in the opposite direction of the tester by the terminal (eg, pogo pin) of the test socket.
  • the term 'pressing' encompasses the meanings of 'pressing' and 'support'.
  • the expansion portion 151b is in contact with one surface (surface facing the pusher) of the insert 111 during the pressing operation. Accordingly, damage to the semiconductor device D due to excessive movement of the pusher 151 is prevented.
  • the guide pin 151c guides the front surface F of the pressing portion 151a to precisely contact the semiconductor device D. That is, the guide pin 151c is first inserted into the guide hole 111a formed in the insert 111 before the front surface F of the pressing portion 151a contacts the semiconductor device D. Accordingly, the front surface F of the pressing portion 151a may contact the semiconductor device D while the insert 111 and the pusher 151 are precisely set.
  • two pressing parts 151a may be provided in one pusher 151, and only one pressing part 151a may be provided in one pusher 151 according to implementation. have.
  • the pressing portion 151a and the expansion portion 151b may be separated or may be integrally formed.
  • the mounting plate 152 is provided with a plurality of pushers 151 in a matrix form.
  • the combination of the pusher 151 and the mounting plate 152 is called a match plate (MP).
  • the drive source 153 may be provided by a cylinder or a motor. This drive source 153 moves the matchplate MP to the tester side. That is, when the driving source 153 operates, the match plate MP comes into close contact with the test tray 110 first. Then the test tray is moved to the tester side. Therefore, the semiconductor device D seated on the insert 111 of the test tray 110 is electrically connected to the tester.
  • FIGS. 2 and 4 to 6 of Publication No. 10-2009-0123441 name of the invention: match plate for electronic component inspection support device
  • the pusher is elastically supported with respect to the mounting plate by a spring. Able to know. This is to allow the pusher to retract elastically with respect to the mounting plate. Therefore, even if there is a slight excessive movement of the pusher by the moving source, damage to the pogo pins or springs supporting the pogo pins in contact with the terminals (BGA type ball) of the semiconductor device is prevented.
  • the semiconductor device may be used in various temperature environments. Therefore, most tests are performed by artificially raising or lowering the temperature of the semiconductor device. If the semiconductor device is tested outside the required temperature range, the reliability of the test is of course inferior.
  • the interior of the test chamber is controlled to have the required temperature environment.
  • Korean Patent Publication No. 10-2005-0055685 name of the invention: test handler
  • 'primary invention 1' a technology for supplying temperature controlled air to each semiconductor device using a duct.
  • Conventional Invention 2 is a technology for naturally dissipating heat from a semiconductor element into surrounding air by forming a heat absorber at a rear end of a pusher.
  • the cooling efficiency is inferior because it is a natural heat dissipation method.
  • Korean Patent Application Publication No. 10-2009-0047556 (Invention name: Apparatus and method for controlling the temperature of the electronic device under test) includes a technology for lowering the temperature of the electronic device under test with a typical cooling system using a compressor and a condenser. (Hereinafter referred to as 'prior invention 3').
  • this conventional invention 3 is difficult to apply when hundreds of semiconductor devices are tested at the same time.
  • the conventional inventions 2 and 3 cannot be combined with the conventional invention 1 which supplies temperature-controlled air to each semiconductor device using a duct. Therefore, the application of the conventional inventions 2 and 3 to the test handler does not benefit from sophisticated temperature control using the duct.
  • the applicant of the present invention proposes a technology for configuring a transmission member for transmitting the cold plate of the cold plate and the cold plate to the pusher through the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0101458 (hereinafter referred to as 'prior art 1'). It was. And according to the prior art 1 it is possible to quickly absorb the self-heating of the semiconductor device.
  • the integration technology in the semiconductor field continues to develop.
  • the higher the degree of integration the higher the amount of self-heating caused by the operation of the semiconductor device. Therefore, it can be predicted that the self-heating amount of the semiconductor device will be considerably increased in the future not too long.
  • the prior art 1 may also predict that a situation may occur in which the semiconductor device cannot self-heat rapidly. This is because cold air absorption due to its own specific heat of the pusher, the transfer member, and the metal materials in contact with the pusher and the transfer member may impede the rapid transfer of cold air in the process of transferring the cold air of the cooling plate.
  • the temperature environment inside the test chamber where the pusher is exposed also acts as a barrier to removing self-heating of the semiconductor device. And this point is expected to damage the semiconductor device due to the degradation of the test reliability or self-heating.
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of minimizing the absorption of cold air or loss of cold air by the general configuration.
  • the test device pressurizing device is a pusher for pressurizing the semiconductor device for the electrical connection between the semiconductor device and the tester, the mounting plate on which the pusher is installed, the elasticity to elastically support the pusher against the mounting plate
  • the pusher pushes forwards or backwards the member, a cooling module for supplying cold air to the contact portion of the pusher, which is a part in which the pusher is in contact with the semiconductor element in front, and pushes the mounting plate forward or backward to push or release the pressure of the semiconductor element.
  • the pusher has a cooling space therein for sending the cool air supplied by the cooling module to the contact portion, the cooling space is opened to the rear.
  • the cooling module includes a cooling block having a coolant flow path through which a coolant flows, and a heat pipe disposed at a front end thereof in contact with the side of the contact portion through the cooling space, and a rear end thereof in contact with the coolant flow path.
  • the cooling module may include an elastic pad elastically supporting the front end of the cooling block, an elastic support elastically supporting the rear end of the cooling block, and an installation block installed to allow the elastic pad and the elastic support to fluidly support the cooling block. It includes more.
  • the cooling module further includes a coupling member for coupling the elastic support to the installation block.
  • the cooling module further includes a heat insulating member made of a heat insulating material surrounding the outer surface of the heat pipe.
  • the cooling module further includes a conductive member of a conductive material inserted into the cooling space, the conductive member has a front end is in contact with the contact portion, the rear end has a gripping groove for holding the front end of the heat pipe, The front end of the heat pipe is inserted into the gripping groove.
  • a fluid flow path is formed outside the heat pipe, and the contact portion has an injection hole for injecting the temperature control fluid coming through the fluid flow path from the duct for supplying the temperature control fluid to the semiconductor device.
  • the pusher may be made of at least a portion of the non-metallic insulating material.
  • the cooling module may include a cooling block having a refrigerant passage through which the refrigerant flows and an elastic pad for guiding the movement of the refrigerant so that the refrigerant flowing through the refrigerant passage passes through the contact portion through the cooling space.
  • the cool air of the refrigerant may be transferred to the contact portion at the front end of the pusher by the heat pipe, or the self-heating of the semiconductor device may be promptly removed by directly affecting the contact portion at the front end of the pusher.
  • the efficiency of elimination of self-heating is improved because the amount of cold air lost to the air during the movement to the contact portion at the front end of the pusher is minimized.
  • the reliability of the test is further improved, and damage to the semiconductor device, which may occur due to self heating during the test, can be prevented.
  • 1 is a conceptual plan view of a general test handler.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a test tray for a general test handler.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a matching relationship between match plates, test trays, and testers in a general test handler.
  • FIG. 4 is a schematic side cross-sectional view of a pressing device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating an enlarged portion A of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the pusher applied to the pressing device of FIG.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of the pusher of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the cooling module applied to the pressurization apparatus of FIG.
  • FIG. 10 is a schematic side cross-sectional view of a portion of a pressing device according to a second embodiment of the present invention.
  • 12 is a view for explaining replacement of the pusher or the like.
  • FIG 13 is an enlarged side sectional view showing a part of the pressurizing device 950 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side cross-sectional view of the pressurizing device 450 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged view of portion A of FIG. 4.
  • the test device pressurizing device 450 (hereinafter, abbreviated as “pressing device”) according to the present embodiment includes a plurality of pushers 451, a mounting plate 452, and a coil spring. 453, pressure plate 454, injection member 455, cooling module 456, duct 457, drive source 458, and temperature sensor 459.
  • the pusher 451 is a tester for the semiconductor device (D) while the pressing operation, the front surface (which is the end surface of the side facing the semiconductor device) is in contact with the semiconductor device (D) seated on the insert (TI) of the test tray To the test socket side. And the pusher 451 is installed to be able to move forward and backward relative to the mounting plate 452.
  • the pusher 451 includes a pressing portion 451a, an expansion portion 451b, and a guide pin 451c, as shown in the excerpt sectional view of FIG. 6, and has a spray hole 451d facing forward.
  • the pressing portion 451a is a portion for pressing the semiconductor device D seated on the insert TI of the test tray. That is, in the pressing operation, the front surface PF of the pressing portion 451a is in contact with the semiconductor device D. Therefore, the front end of the pressing portion 451a may be referred to as a contact portion CP in contact with the semiconductor device D.
  • the expanded portion 451b has a larger circumference than the pressurized portion 451a.
  • the extension part 412 is in contact with one surface (face facing the pusher) of the insert TI when the pressing operation is performed while the semiconductor device D is not seated on the insert TI. Accordingly, the front surface PF of the pressing portion 451a is blocked from contacting the test socket of the tester.
  • the guide pin 451c guides the front surface PF of the pressing portion 451a to precisely contact the semiconductor device D.
  • the injection hole 451d is formed to allow the temperature control fluid from the duct 457 to be injected into the semiconductor device D.
  • the pusher 451 as described above has a cooling space CS for sending the cold air supplied by the cooling module 456 to the contact portion CP therein.
  • a part of the pressing portion 541a and the expansion portion 451b is a non-metallic insulating material (IM) such as epoxy as shown in the schematic perspective view of FIG. 7.
  • IM non-metallic insulating material
  • the front portion of the contact portion CP should be made of a metallic thermal conductor HL having excellent thermal conductivity such as copper.
  • the area of the thermal conductor HL may be determined according to the size of the semiconductor device.
  • the mounting plate 452 is provided with mounting holes 452a for mounting the pushers 451.
  • the coil spring 453 is provided as an elastic member that elastically supports the pusher 451 with respect to the mounting plate 452.
  • the pressure plate 454 is provided with a plurality of mounting plate 452 to which the pusher 451 is coupled.
  • the pressure plate 454 is a fluid flow path for allowing the temperature adjusting fluid from the installation groove 454a and the duct 457 for installing the mounting plate 452 and the injection member 454 to be moved to the pusher 451 side. 454b is formed.
  • the fluid flow path 454b is connected to the installation groove 454a.
  • the injection member 455 is provided to inject the temperature control fluid coming from the duct 457 through the fluid flow passage 454b and the installation groove 454a of the pressure plate 454 toward the pusher 451. Therefore, the injection member 455 is formed with an induction hole 455a for guiding the temperature control fluid input into the installation groove 454a toward the pusher 451.
  • the fluid passage 454b is supplied with a cooling fluid for cooling the semiconductor device D.
  • the fluid used may be a gas such as air or a cooling gas.
  • the cooling module 456 is provided to supply cold air to the contact portion CP of the pusher 451.
  • the cooling module 456 has a cooling block 456a, a heat pipe 456b, a heat insulating member 456c, a conductive member 456d, an elastic pad 456e, and an elastic support 456f as shown in the sectional view of FIG. , An installation block 456g and a coupling member 456h.
  • the cooling block 456a has a coolant flow path CW through which a coolant supplied from an external chiller (not shown) flows.
  • the cooling block 456a is preferably provided with a non-metallic insulating material such as epoxy to insulate the refrigerant on the refrigerant passage CW from the outside air.
  • the heat pipe 456b is provided to quickly transfer the cool air of the refrigerant on the refrigerant passage CW to the contact portion CP of the pusher 451. Therefore, the front end of the heat pipe 456b is in contact with the contact portion CP side through the cooling space CS, and the rear end portion is installed in contact with the refrigerant flow path CW.
  • the heat insulating member 456c is provided to surround the outer surface of the heat pipe 456b to prevent loss of cold air transferred by the heat pipe 456b. Therefore, it is preferable to be provided with a resin-based heat insulating material excellent in heat insulating properties. As shown in the drawing, a gap t exists between an inner surface of the heat insulating member 456c and an outer surface of the heat pipe 456b to prevent direct contact between the heat insulating member 456c and the heat pipe 456b, thereby improving heat insulating performance. It is desirable to be able to. Of course, when it is difficult to space, it is also possible to be implemented such that the heat insulating member 456c and the heat pipe 456b are in contact with each other.
  • the conducting member 456d is inserted into the cooling space CS, the front end is in contact with the thermal conductor HL of the contact portion CP, and the front end of the heat pipe 456b is inserted at the rear end thereof so that the front end of the heat pipe 456b is inserted. It has a gripping groove (GS) that can hold a. Since the conductive member 456d is in thermal contact with the heat pipe 456b as much as the area of the inner surface constituting the gripping groove GS, the heat conductor in the cold portion of the heat pipe 456b at the contact portion CP at a higher speed. (HL) can be preached.
  • the conductive member 456d is also preferably provided with a metal material such as copper having excellent thermal conductivity.
  • the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d may be integrally coupled to each other.
  • the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d may all be integrally modularized, but some components may be selectively modularized.
  • the temperature control fluid coming from the heat pipe 456b and the heat insulating member 456c through the fluid flow passage 454b of the pressure plate 454 and the guide hole 454a of the injection member 454 is injected into the injection hole 451d.
  • a fluid flow path AW which can be moved to the side of), is formed on the cooling space CS of the pusher 451 (see FIG. 6).
  • the area of the thermal conductor HL may be determined according to the size of the semiconductor device.
  • the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d are used as they are, and the pusher ( Although only the 451 may be replaced, there may be a need to replace the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d. This replacement will be described later.
  • the elastic pad 456e elastically supports the front end of the cooling block 456a.
  • the elastic support 456f elastically supports the rear end of the cooling block 456a. Since the cooling block 456a and the heat pipe 456b are subjected to the elastic pressing force forward by the elastic support 456f, the conductive member 456d coupled to the front end of the heat pipe 456b is connected to the contact portion CP. It is possible to maintain contact with the thermal conductor HL at all times.
  • the front end of the elastic support (456f) and the rear end of the cooling block (456a) is only kept in contact with each other, it is not a state of being coupled or fitted together.
  • the cooling block 456a to which the heat pipe 456b is coupled can move freely without being constrained by the elastic support 456f, so that even if the pusher 451 pressurizing the semiconductor device D is slightly inclined, it is conducted. Surface contact between the front surface of the member 456d and the rear surface of the thermal conductor HL can be maintained.
  • the installation block 456g is provided to allow the elastic pad 456e and the elastic support 456f to support the cooling block 456a in a flowable manner.
  • This installation block 456g is coupled to the pressure plate 454.
  • the coupling member 456h is provided for coupling and installing the elastic support 456f to the mounting block 456g.
  • the coupling member 456h is provided in a 'b' shape as in the present embodiment, and one side is fixed to the installation block 456g, and the other end of the coupling member 456h is coupled to the rear end of the elastic support 456f.
  • the duct 457 is provided to supply the temperature control fluid to each of the semiconductor devices D through the injection holes 451d formed in the plurality of pushers 451.
  • a supply hole (not shown) for supplying a temperature control fluid to the insertion grooves 457a for inserting the rear end portion of the cooling module 456 and the fluid flow passage 454b of the pressure plate 454. ) are formed.
  • the drive source 458 advances the duct 457 forward and backward. Therefore, the driving source 458 ultimately forwards and backwards the pressing plate 454 coupled to the duct 457, the mounting plate 452 coupled to the pressure plate 454, and the pusher 451 coupled to the mounting plate 452.
  • the drive source 490 may be provided with a cylinder or a motor.
  • the temperature sensor 459 is provided on the front side of the pusher 451 and senses the temperature of the semiconductor device.
  • the more specific and stable installation position of the temperature sensor 459 is preferably a position that is not subjected to temperature interference between the conducting member 456d and the heater pipe 456b and shielded with the insulation material IM.
  • the temperature sensor 459 is preferably installed at a position in direct contact with the semiconductor element, and may be covered with a protective film to prevent contamination or damage, if necessary.
  • the test of the semiconductor device is performed while the driving source 458 operates and the pusher 451 presses the semiconductor device seated on the insert TI.
  • the temperature of the semiconductor device D increases due to self-heating.
  • the temperature sensor 459 detects this temperature situation.
  • the controller (not shown) senses the information coming from the temperature sensor 459, and if necessary, supplies a coolant to the cooling block 456a by operating a chiller (not shown). Therefore, a low temperature refrigerant flows through the refrigerant passage CW of the cooling block 456a, and the cold air of the refrigerant is quickly transferred to the contact portion CP of the pusher 451 by the heat pipe 456b.
  • the temperature of the semiconductor device D is lowered.
  • the temperature sensor 459 continuously detects such a temperature condition, and the controller stops the chiller when the temperature of the semiconductor device D drops below a certain level.
  • cooling by the cooling module 456 may be applied as described above, but according to the embodiment, the cooling fluid is injected into the injection hole 451d using the duct 457 together with the cooling by the cooling module 456. It is also possible to use a mixture of the fluid cooling method of spraying.
  • the pusher 451 may be inclined in some cases while pressing the semiconductor device D.
  • FIG. 9 since the cooling block 456a of the cooling module 456 is elastically supported by the elastic support 456f to enable d flow, the heat pipe 456b and the cooling block 456a are inclined by the pusher 451. Can be tilted in response to load. Therefore, there is no fear that the torsion of the pusher 451 on the heat pipe 456b is applied.
  • the pusher 451, the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d it is necessary to replace the pusher 451, the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d.
  • the pusher 451, the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, the conductive member 456d, and the like may be replaced as shown in FIG. 10.
  • time for replacement may be reduced.
  • each of the heat pipes 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d may be replaced individually. It is possible to save resources.
  • the pusher 451 may be replaced or the mounting plate 452 may be replaced, or the heat pipe 456b, the heat insulating member 456c, and the conductive member 456d may be replaced.
  • one mounting plate 452 is provided for every two pushers 451.
  • all the pushers 451A may be installed in one mounting plate 452A.
  • the support rail SR capable of supporting the mounting plate 452A and the mover MA capable of moving the support rail SR in the front and rear directions may be further configured. Therefore, if it is necessary to replace the pusher 451A or the like, as shown in Figure 12 by moving the mounting plate 452A forward by the mobile unit (MA), the mounting plate 451A is pulled out to the side, and then the replacement operation is more easily performed. Can be done.
  • FIG 13 is an enlarged side sectional view showing a part of the pressurizing device 950 according to the second embodiment of the present invention.
  • the pressing device 950 includes a pusher 951, a mounting plate 952, a coil spring 953, a pressing plate 954, an injection member 955, and cooling.
  • the pusher 951, the mounting plate 952, the coil spring 953, the pressure plate 954, the injection member 955, the duct, the driving source and the temperature sensor 959 are different from those of the first embodiment. Since the same, the description is omitted.
  • the cooling module 956 includes a cooling block 956a, an elastic pad 956b, a heat insulating member 956c, a conductive member 956d, an elastic pad 956e, an elastic support 956f, and the like as shown in the sectional view of FIG. An installation block 956g.
  • cooling block 956a Since the cooling block 956a, the elastic pad 956e, the elastic support 956f, and the installation block 956g are the same as in the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • the elastic pad 956b passes through the contact portion CP of the pusher 951 (see the arrow in FIG. 14) through the cooling space CS of the refrigerant in the refrigerant flow path CW of the cooling block 956a.
  • the elastic pad 956a may be provided as a heat insulating material to block the temperature influence between the refrigerant on the entry side and the exit side.
  • the heat insulating member 956c leaves the cooling block 956a so as not to deprive the cool air of the refrigerant passing through the contact portion CP, and is provided in a cylindrical shape to form a path of the refrigerant. That is, the elastic pad 956b is provided to be inserted into the hollow cylindrical heat insulating member 956c, so that the inner space of the heat insulating member 956c is transferred to the inflow path IW and the outflow path OW of the refrigerant. Will be divided. Therefore, the refrigerant exiting the refrigerant passage CW moves to the contact portion CP of the pusher 951 through the inflow passage IW and then enters the refrigerant passage CW through the outlet passage OW. .
  • the conductive member 956d has a front end in contact with the contact portion CP of the pusher 951 and supports the front end of the elastic pad 956b at the rear end.
  • the conductive member 956d is formed of a metal material having excellent thermal conductivity.
  • it is preferable that the elastic pad 956b, the heat insulating member 956c, and the conductive member 956d are integrally coupled.
  • the temperature of the semiconductor device can be reduced very quickly.

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Abstract

테스트 핸들러용 가압장치에 관한 것으로, 반도체소자와 테스터의 전기적인 연결을 위해 반도체소자를 가압하는 푸셔, 상기 푸셔가 설치되는 설치판; 상기 푸셔를 상기 설치판에 대하여 탄성 지지하는 탄성 부재, 상기 푸셔가 전방에 있는 반도체소자와 접촉하는 부분인 상기 푸셔의 접촉부분으로 냉기를 공급하는 냉각모듈 및 상기 설치판을 전방으로 밀거나 후방으로 당겨서 상기 푸셔가 반도체소자를 가압하거나 가압을 해제하도록 하는 구동원을 포함하고, 상기 푸셔는 상기 냉각모듈에 의해 공급되는 냉기를 상기 접촉부분으로 보내기 위해 내부에 냉각공간을 가지며, 상기 냉각공간은 후방으로 개방되므로, 냉매의 냉기가 히트파이프를 경유하거나 직접 푸셔의 접촉부분에 영향을 미치기 때문에 반도체소자의 발열을 신속히 제거할 수 있고, 다른 구성들에 의해 냉기를 빼앗기지 않기 때문에 열 제거의 효율성이 향상된다.

Description

테스트 핸들러용 가압장치
본 발명은 생산된 반도체소자의 테스트에 지원되는 테스트 핸들러에 관한 것으로, 특히 본 발명은 반도체소자를 테스터 측으로 가압하거나 지지하는 가압장치에 관한 것이다.
테스트 핸들러는 생산된 반도체소자의 테스트를 지원한다. 그리고 테스트 핸들러는 테스트 결과에 따라 반도체소자를 등급별로 분류한다.
도 1은 일반적인 테스트 핸들러(100)를 평면에서 바라본 개념도이다.
테스트 핸들러(100)는 테스트 트레이(110), 제1 픽킹장치(120), 제1 온도조절 챔버(130), 테스트 챔버(140, TEST CHAMBER), 가압장치(150), 제2 온도조절 챔버(160), 제2 픽킹장치(170)를 포함한다.
도 2에서 참조되는 바와 같이, 테스트 트레이(110)에는 반도체소자(D)가 안착될 수 있는 복수의 인서트(111)가 다소 유동 가능하게 설치된다. 이러한 테스트 트레이(110)는 다수의 이송장치(미도시)에 의해 정해진 순환경로(C)를 따라 순환한다.
제1 픽킹장치(120)는 고객 트레이에 적재되어 있는 테스트되어야 할 반도체소자를 로딩 위치(LP : LOADING POSITION)에 있는 테스트 트레이로 로딩(loading)시킨다.
제1 온도조절 챔버(130)는 로딩 위치(LP)로부터 이송되어 온 테스트 트레이(110)에 로딩되어 있는 반도체소자를 테스트 환경 조건에 따라 예열 또는 예냉시키기 위해 마련된다.
테스트 챔버(140)는 소크 챔버(130)에서 예열 또는 예냉된 후 테스트위치(TP : TEST POSITION)로 이송되어 온 테스트 트레이(110)에 있는 반도체소자를 테스트하기 위해 마련된다.
가압장치(150)는 테스트 챔버(140) 내에 있는 테스트 트레이(110)에 있는 반도체소자를 테스터(TESTER) 측으로 가압한다. 이로 인해 테스트 트레이(110)에 있는 반도체소자가 테스터(TESTER)의 테스트 소켓에 전기적으로 접속된다. 본 발명은 이러한 가압장치(150)에 관한 것으로 후에 더 자세히 설명한다.
제2 온도조절 챔버(160)에서는 테스트 챔버(140)로부터 이송되어 온 테스트 트레이(110)에 있는 가열 또는 냉각된 반도체소자를 상온으로 회귀시키기 위해 마련된다.
언로딩 장치(170)는 제2 온도조절 챔버(160)로부터 언로딩 위치(UP : UNLOADING POSITION)로 온 테스트 트레이(110)에 있는 반도체소자를 테스트 등급별로 분류하여 빈 고객 트레이로 언로딩(unloading)시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 반도체소자는 테스트 트레이(110)에 적재된 상태로 로딩 위치(LP)로부터 제1 온도조절 챔버(130), 테스트 챔버(140), 제2 온도조절 챔버(160) 및 언로딩 위치(UP)로 이송되며, 언로딩 위치(UP)에서 적재된 반도체소자의 언로딩이 완료된 테스트 트레이(110)는 로딩 위치(LP)로 이송된다. 만일 테스트 모드의 전환에 따라 테스트 트레이(110)를 순환 경로(C)의 반대 방향으로 순환 이동시킬 경우에는 제1 픽킹 장치(120)의 역할과 제2 픽킹 장치(170)의 역할이 상호 전환되고, 제1 온도조절 챔버(130)와 제2 온도조절 챔버(160)의 역할도 상호 전환된다.
계속하여 본 발명과 관련된 가압장치(150)에 대한 종래기술을 더 자세히 설명한다.
도 3의 개략적인 측면도에서와 같이, 종래의 가압장치(150)는 다수개의 푸셔(151), 설치판(152) 및 구동원(153)을 포함한다. 참고로 도 3에서 각 구성들 간의 간격은 과장되어 있다.
푸셔(151)는 가압부분(151a), 확장부분(151b) 및 안내핀(151c)을 포함한다.
가압부분(151a)은 테스트 트레이(110)의 인서트(111)에 안착된 반도체소자(D)를 가압하는 부분이다. 이를 위해 가압 동작 시에 가압부분(151a)의 전면(F)은 반도체소자(D)에 접촉된다. 이러한 가압부분(151a)은 테스트 소켓의 단자(예를 들어 pogo pin)에 의해 테스터의 반대 방향으로 밀리는 반도체소자(D)를 균일하게 지지하는 역할도 한다. 이하 본 명세서와 청구범위 상에서 '가압'이라는 용어는 '가압'과 '지지'의 의미를 포괄한다.
확장부분(151b)은 가압 동작 시에 인서트(111)의 일면(푸셔와 대면하는 면)에 접촉된다. 이에 따라 푸셔(151)의 과도한 이동에 의한 반도체소자(D)의 손상이 방지된다.
안내핀(151c)은 가압부분(151a)의 전면(F)이 반도체소자(D)에 정교하게 접촉하도록 안내한다. 즉, 안내핀(151c)은 가압부분(151a)의 전면(F)이 반도체소자(D)에 접촉하기에 앞서서 인서트(111)에 형성된 안내구멍(111a)에 먼저 삽입된다. 따라서 인서트(111)와 푸셔(151)의 위치가 정교하게 설정된 상태에서 가압부분(151a)의 전면(F)이 반도체소자(D)에 접촉될 수 있다.
참고로, 도 3에서와 같이 하나의 푸셔(151)에 2개의 가압부분(151a)이 구비될 수도 있고, 실시하기에 따라서 하나의 푸셔(151)에 하나의 가압부분(151a)만이 구비될 수도 있다. 그리고 가압부분(151a)과 확장부분(151b)은 분리될 수 있거나 일체로 형성될 수 있다.
설치판(152)에는 다수의 푸셔(151)가 행렬 형태로 설치된다.
일반적으로 푸셔(151)와 설치판(152)이 결합된 것을 매치플레이트(MP)라 칭한다.
구동원(153)은 실린더나 모터 등으로 구비될 수 있다. 이러한 구동원(153)은 매치플레이트(MP)를 테스터 측으로 이동시킨다. 즉, 구동원(153)이 동작하면 매치플레이트(MP)가 테스트 트레이(110)에 먼저 밀착된다. 그리고 계속하여 테스트 트레이가 테스터 측으로 이동한다. 따라서 테스트 트레이(110)의 인서트(111)에 안착된 반도체소자(D)가 테스터에 전기적으로 접속된다.
한편, 공개번호 10-2009-0123441호(발명의 명칭 : 전자부품 검사 지원 장치용 매치플레이트)의 도면 2와 도면 4 내지 6을 참조하면, 스프링에 의해 푸셔가 설치판에 대하여 탄성 지지되고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 이유는 푸셔가 설치판에 대하여 탄성적으로 진퇴되도록 하기 위함이다. 따라서 이동원에 의한 푸셔의 다소 과도한 이동이 있는 경우에도 반도체소자의 단자(BGA 타입의 경우 Ball)에 접촉된 포고핀이나 포고핀을 지지하는 스프링 등의 손상이 방지된다.
한편, 반도체소자는 다양한 온도 환경에서 사용될 수 있다. 따라서 대개의 테스트는 반도체소자의 온도를 인위적으로 높이거나 낮춘 상태에서 이루어진다. 만일 반도체소자가 요구되는 온도 범위를 벗어난 상태에서 테스트되면 당연히 테스트의 신뢰성은 떨어진다.
테스트의 신뢰성을 담보하기 위해 테스트 챔버의 내부는 요구되는 온도 환경을 가지도록 제어된다.
또한, 대한민국 공개 특허 10-2005-0055685호(발명의 명칭 : 테스트 핸들러) 등에는 덕트를 이용해 반도체소자의 온도를 더 정교하게 조절하는 기술(이하 '종래발명 1'이라 함)이 제안되어 있다. 종래 발명 1은 덕트를 이용해 반도체소자 개개별로 온도 조절된 공기를 공급하는 기술이다.
그런데 반도체소자가 테스트되는 도중 자체 발열로 인해 요구되는 온도 범위를 벗어나는 경우가 발생한다. 이를 해결하기 위해 대한민국 공개 특허 10-2004-0015337호(발명의 명칭 : 전자부품 핸들링 장치 및 전자부품 온도제어방법)의 기술(이하 '종래발명 2'라 함)이 제안되었다.
종래 발명 2는 흡방열체를 푸셔 후단에 구성시켜 반도체소자의 열을 주변의 공기 중으로 자연 방열시키는 기술이다. 그런데 이러한 종래 발명 2에 의하면 자연 방열 방식이기 때문에 냉각 효율이 떨어진다.
또한, 대한민국 공개 특허 10-2009-0047556호(발명의 명칭 : 시험 중인 전자 장치의 온도를 제어하기 위한 장치 및 방법)에는 압축기와 응축기를 이용한 전형적인 냉각 시스템으로 시험 중인 전자장치의 온도를 떨어뜨리는 기술(이하 '종래 발명 3'이라 함)이 제시되어 있다. 그러나 이러한 종래 발명 3은 수백 개의 반도체소자가 한꺼번에 테스트되는 경우에 적용하기가 곤란하다.
특히, 종래 발명 2 및 종래 발명 3은 덕트를 이용해 반도체소자 개개별로 온도 조절된 공기를 공급하는 종래 발명 1과 결합될 수 없다. 따라서 테스트 핸들러에 종래 발명 2나 3을 적용하면 덕트를 이용한 정교한 온도 조절의 이익을 얻을 수 없다.
따라서 본 발명의 출원인은 대한민국 공개특허 10-2014-0101458호(이하 '선행 기술 1'이라 함)를 통해 가압장치에 냉각판과 냉각판의 냉기를 푸셔로 전달하는 전달부재를 구성하는 기술을 제안하였다. 그리고 이러한 선행 기술 1에 따라서 반도체소자의 자체 발열을 빠르게 흡수할 수 있게 되었다.
그런데 현재에도 반도체 분야의 집적 기술은 지속적으로 발전하고 있다. 물론, 집적도가 높을수록 반도체소자의 동작에 따른 자체 발열량은 증가한다. 따라서 오래지 않은 미래에는 반도체소자의 자체 발열량이 상당히 많아질 것임이 충분히 예측될 수 있다. 이러한 경우 선행 기술 1로는 반도체소자의 자체 발열을 신속하게 감당할 수 없는 상황이 발생할 수 있음도 예측할 수 있다. 왜냐하면, 냉각판의 냉기가 전달되는 과정에서 푸셔, 전달 부재, 푸셔와 전달 부재에 접촉된 금속재질의 구성들이 가지는 자체 비열에 따른 냉기 흡수가 신속한 냉기의 전달을 방해할 수 있기 때문이다. 또한, 푸셔가 노출되어 있는 테스트 챔버 내부의 온도 환경도 반도체소자의 자체 발열을 제거하는 데 방해 요소로 작용한다. 그리고 이러한 점은 테스트의 신뢰성 저하나 자체 발열로 인한 반도체소자의 손상을 가져오리라 예측된다.
본 발명의 목적은 제반 구성에 의한 냉기의 흡수나 냉기의 손실을 최소화시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 테스트 핸들러용 가압장치는 반도체소자와 테스터의 전기적인 연결을 위해 반도체소자를 가압하는 푸셔, 상기 푸셔가 설치되는 설치판, 상기 푸셔를 상기 설치판에 대하여 탄성 지지하는 탄성부재, 상기 푸셔가 전방에 있는 반도체소자와 접촉하는 부분인 푸셔의 접촉부분으로 냉기를 공급하는 냉각모듈 및 상기 설치판을 전방으로 밀거나 후방으로 당겨서 상기 푸셔가 반도체소자를 가압하거나 가압을 해제하도록 하는 구동원을 포함하고, 상기 푸셔는 상기 냉각모듈에 의해 공급되는 냉기를 상기 접촉부분으로 보내기 위해 내부에 냉각공간을 가지며, 상기 냉각공간은 후방으로 개방된다.
상기 냉각모듈은 냉매가 흐르는 냉매 유로를 가지는 냉각블록 및 전단은 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측에 접하고, 후단은 상기 냉매 유로 측에 접하도록 설치되는 히트파이프를 포함한다.
상기 냉각모듈은 상기 냉각블록의 전단을 탄력적으로 지지하는 탄성 패드, 상기 냉각블록의 후단을 탄성 지지하는 탄성 지지체 및 상기 탄성 패드와 상기 탄성 지지체가 상기 냉각블록을 유동 가능하게 지지하도록 설치되는 설치블록을 더 포함한다.
상기 냉각모듈은 상기 탄성 지지체를 상기 설치블록에 결합설치하기 위한 결합 부재를 더 포함한다.
상기 냉각모듈은 상기 히트파이프의 외면을 감싸는 단열성 재질의 단열 부재를 더 포함한다.
상기 냉각모듈은 상기 냉각공간에 삽입되는 전도성 재질의 전도 부재를 더 포함하고, 상기 전도 부재는 전단이 상기 접촉부분에 접하고, 후단에는 상기 히트파이프의 전단을 파지할 수 있는 파지 홈을 가지며, 상기 히트파이프의 전단은 상기 파지 홈에 삽입된다.
상기 히트파이프의 외측에는 유체 유로가 형성되어 있고, 상기 접촉부분에는 온도조절용 유체를 공급하기 위한 덕트로부터 상기 유체 유로를 통해 오는 온도 조절용 유체를 반도체소자로 분사시키기 위한 분사구멍을 가진다.
상기 푸셔는 적어도 일부가 비금속성의 단열소재로 이루어질 수 있다.
상기 냉각모듈은 냉매가 흐르는 냉매 유로를 가지는 냉각블록 및 상기 냉매 유로를 흐르는 냉매가 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측을 경유하여 지나가도록 냉매의 이동을 안내하는 탄성 패드를 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 냉매의 냉기가 히트파이프에 의해 푸셔의 전단에 있는 접촉부분으로 전달되거나, 냉매가 직접 푸셔의 전단에 있는 접촉부분에 직접 영향을 미침으로써 반도체소자의 자체 발열을 신속히 제거할 수 있다.
둘째, 냉기가 푸셔의 전단에 있는 접촉부분으로 이동하는 도중에 외기에 의해 손실되는 양이 최소화되기 때문에 자체 발열에 대한 제거의 효율성이 향상된다.
따라서 테스트의 신뢰성이 더욱 향상되고, 테스트 도중에 자체 발열로 인해 발생할 수 있는 반도체소자의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 테스트 핸들러에 대한 개념적인 평면도이다.
도 2는 일반적인 테스트 핸들러용 테스트 트레이에 대한 개략도이다.
도 3은 일반적인 테스트 핸들러에서 매치플레이트, 테스트 트레이 및 테스터의 매칭 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압장치에 대한 개략적인 측단면도이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.
도 6은 도 4의 가압장치에 적용된 푸셔에 대한 발췌 단면도이다.
도 7은 도 6의 푸셔에 대한 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 4의 가압장치에 적용된 냉각모듈에 대한 발췌 단면도이다.
도 9는 도 8의 냉각모듈의 작용을 설명하기 위한 과장도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압장치의 일부분에 대한 개략적인 측단면도이다.
도 11은 도 10의 가압장치에 적용된 냉각모듈에 대한 발췌도이다.
도 12는 푸셔 등의 교체를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압장치(950)에 대한 일부분을 확대도시한 측단면도이다.
도 14는 냉각모듈의 발췌 단면도이다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
참고로, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다. 그리고 첨부된 도면상에서 동일 구성에 대한 중복적 부호 표기는 가급적 생략하였다.
<제1 실시 예>
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가압장치(450)에 대한 개략적인 측단면도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.
도 4 및 도 5에서 참조되는 바와 같이, 본 실시 예에 따른 테스트 핸들러용 가압장치(450, 이하에서는 '가압장치'라 약칭함)는 다수개의 푸셔(451), 설치판(452), 코일스프링(453), 가압플레이트(454), 분사 부재(455), 냉각모듈(456), 덕트(457), 구동원(458) 및 온도센서(459)를 포함한다.
푸셔(451)는 가압 동작 시에, 그 전면(반도체소자에 대면하는 측의 끝 면 임)이 테스트 트레이의 인서트(TI)에 안착된 반도체소자(D)에 접촉되면서 반도체소자(D)를 테스터의 테스트소켓 측으로 가압한다. 그리고 푸셔(451)는 설치판(452)에 대하여 상대적으로 진퇴 가능하게 설치된다. 이러한 푸셔(451)는 도 6의 발췌 단면도에서와 같이 가압부분(451a), 확장부분(451b) 및 안내핀(451c)을 포함하며, 전방을 향하여 분사구멍(451d)이 형성되어 있다.
가압부분(451a)은 테스트 트레이의 인서트(TI)에 안착된 반도체소자(D)를 가압하는 부분이다. 즉, 가압 동작 시에 가압부분(451a)의 전면(PF)은 반도체소자(D)에 접촉된다. 따라서 가압부분(451a)의 전단은 반도체소자(D)와 접촉되는 접촉부분(CP)이라고 명명될 수 있다.
확장부분(451b)은 가압부분(451a)보다 둘레가 확장되어 있다. 이러한 확장부분(412)은 인서트(TI)에 반도체소자(D)가 안착되지 아니한 상태에서 가압 동작이 이루어질 시에 인서트(TI)의 일면(푸셔와 대면하는 면)에 접촉된다. 이에 따라 가압부분(451a)의 전면(PF)이 테스터의 테스트소켓에 접촉되는 것을 차단한다.
안내핀(451c)은 가압부분(451a)의 전면(PF)이 반도체소자(D)에 정교하게 접촉하도록 안내한다.
분사구멍(451d)은 덕트(457)로부터 오는 온도조절용 유체가 반도체소자(D)로 분사될 수 있도록 하기 위해 형성된다.
위와 같은 푸셔(451)는 그 내부에 냉각모듈(456)에 의해 공급되는 냉기를 접촉부분(CP)으로 보내기 위한 냉각공간(CS)을 가진다. 또한, 푸셔(451) 자체의 비열에 의한 냉기의 흡수를 최소화시키기 위해 가압부분(541a)과 확장부분(451b)의 일부는 도 7의 개략적인 사시도에서와 같이 에폭시와 같은 비금속성의 단열소재(IM)로 이루어진다. 물론, 접촉부분(CP)의 전면 부위는 구리와 같이 열전도성이 뛰어난 금속성 열전도체(HL)로 이루어져야 한다. 여기서 열전도체(HL)의 면적은 반도체소자의 크기에 따라 결정될 수 있다.
설치판(452)에는 푸셔(451)가 설치되기 위한 설치구멍(452a)이 형성되어 있다.
코일스프링(453)은 푸셔(451)를 설치판(452)에 대하여 탄성 지지하는 탄성부재로서 마련된다.
가압플레이트(454)는 푸셔(451)가 결합된 설치판(452)이 다수 개 설치된다. 이러한 가압플레이트(454)는 설치판(452) 및 분사 부재(454)가 설치되기 위한 설치 홈(454a)과 덕트(457)로부터 오는 온도조절용 유체가 푸셔(451) 측으로 이동될 수 있도록 하는 유체 유로(454b)가 형성되어 있다. 여기서 유체 유로(454b)는 설치 홈(454a)과 연결된다.
분사 부재(455)는 덕트(457)로부터 가압플레이트(454)의 유체 유로(454b) 및 설치 홈(454a)을 통해 오는 온도조절용 유체를 푸셔(451) 측으로 분사시키기 위해 마련된다. 따라서 분사 부재(455)는 설치 홈(454a)으로 입력된 온도조절용 유체를 푸셔(451) 측으로 유도하기 위한 유도구멍(455a)이 형성되어 있다. 여기서 유체 유로(454b)에는 반도체소자(D)를 냉각시키기 위한 냉각용 유체가 공급되며, 사용되는 유체로는 공기나 냉각 가스와 같은 기체일 수 있다.
냉각모듈(456)은 푸셔(451)의 접촉부분(CP)으로 냉기를 공급하기 위해 마련된다. 이러한 냉각모듈(456)은 도 8의 발췌 단면도에서와 같이 냉각블록(456a), 히트파이프(456b), 단열 부재(456c), 전도 부재(456d), 탄성 패드(456e), 탄성 지지체(456f), 설치블록(456g) 및 결합 부재(456h)를 포함한다.
냉각블록(456a)은 외부의 칠러(미도시)로부터 공급되는 냉매가 흐르는 냉매 유로(CW)를 가진다. 이러한 냉각블록(456a)은 냉매 유로(CW) 상의 냉매를 외부의 공기로부터 단열시키기 위해 에폭시와 같은 비금속성 단열소재로 구비되는 것이 바람직하다.
히트파이프(456b)는 냉매 유로(CW) 상의 냉매가 가지는 냉기를 푸셔(451)의 접촉부분(CP)으로 신속히 전달하기 위해 마련된다. 따라서 히트파이프(456b)의 전단은 냉각공간(CS)을 통해 접촉부분(CP) 측에 접하고, 후단 부위는 냉매 유로(CW) 측에 접하도록 설치된다.
단열 부재(456c)는 히트파이프(456b)의 외면을 감싸도록 구비됨으로써 히트파이프(456b)에 의해 전달되는 냉기의 손실을 방지한다. 따라서 단열성이 뛰어난 수지계열의 단열소재로 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 도시된 바와 같이 단열 부재(456c)의 내면과 히트파이프(456b)의 외면 간에는 간격(t)이 존재하도록 하여 단열 부재(456c)와 히트파이프(456b) 간의 직접 접촉을 방지함으로써 단열 성능이 향상될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 물론, 간격을 두기 곤란한 경우에는 단열 부재(456c)와 히트파이프(456b)가 상호 접촉되도록 구현되는 것도 가능하다.
전도 부재(456d)는 냉각공간(CS)에 삽입되며, 전단은 접촉부분(CP)의 열전도체(HL)에 접하고, 후단에는 히트파이프(456b)의 전단이 삽입됨으로써 히트파이프(456b)의 전단을 파지할 수 있는 파지 홈(GS)을 가진다. 이러한 전도 부재(456d)는 파지 홈(GS)을 이루는 내면의 면적만큼 히트파이프(456b)와 열 접촉을 하기 때문에 더욱 빠른 속도로 히트파이프(456b)의 냉기를 접촉부분(CP)에 있는 열전도체(HL)로 전도시킬 수 있다. 물론, 전도 부재(456d)도 열전도가 뛰어난 구리와 같은 금속소재로 구비되는 것이 바람직하다.
참고로 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)는 일체로 결합되어질 수 있다. 물론, 본 실시 예에서와 같이 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)는 모두 일체로 모듈화될 수도 있지만, 일부 구성끼리 선택적으로 모듈화될 수도 있다.
그리고 히트파이프(456b) 및 단열 부재(456c)의 외측으로는 가압플레이트(454)의 유체 유로(454b) 및 분사 부재(454)의 유도구멍(454a)을 통해 오는 온도조절용 유체가 분사구멍(451d) 측으로 이동될 수 있도록 하는 유체 유로(AW)가 푸셔(451)의 냉각공간(CS) 상에 형성 배치된다(도 6 참조). 물론, 실시하기에 따라서는 푸셔에 냉각공간과 분리되는 유체 유로를 형성하는 것도 가능하다.
한편, 언급한 바와 같이 반도체소자의 크기에 따라 열전도체(HL)의 면적이 결정될 수 있으며, 이러한 경우 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)를 그대로 사용하고, 푸셔(451)만을 교체할 수도 있지만, 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)도 교체할 필요성이 있을 수 있다. 이러한 교체와 관련해서는 후술한다.
탄성 패드(456e)는 냉각블록(456a)의 전단을 탄력적으로 지지한다.
탄성 지지체(456f)는 냉각블록(456a)의 후단을 탄성 지지한다. 이러한 탄성 지지체(456f)에 의해 냉각블록(456a) 및 히트파이프(456b)가 전방으로 탄성 가압력을 받기 때문에, 히트파이프(456b)의 전단에 결합된 전도 부재(456d)가 접촉부분(CP)의 열전도체(HL)에 항시 접촉을 유지할 수 있다. 여기서, 탄성 지지체(456f)의 전단과 냉각블록(456a)의 후단은 접촉된 상태만을 유지하고 있을 뿐, 상호 결합되거나 끼움된 상태는 아니다. 따라서 히트파이프(456b)가 결합된 냉각블록(456a)은 탄성 지지체(456f)의 구속을 받지 않고 자유로이 움직일 수 있고, 이로 인해 반도체소자(D)를 가압하는 푸셔(451)가 다소 기울어지더라도 전도 부재(456d)의 전면과 열전도체(HL)의 후면 간에 면접촉이 유지될 수 있게 된다.
설치블록(456g)은 탄성 패드(456e)와 탄성 지지체(456f)가 냉각블록(456a)을 유동 가능하게 지지하도록 설치하기 위해 마련된다. 이러한 설치블록(456g)은 가압플레이트(454)에 결합된다.
결합 부재(456h)는 탄성 지지체(456f)를 설치블록(456g)에 결합설치하기 위해 마련된다. 이를 위해 결합 부재(456h)는 본 실시 예에서와 같이 'ㄱ'자 형태로 구비되어서, 일 측은 설치블록(456g)에 고정되고, 타 측에는 탄성 지지체(456f)의 후단이 결합되어 있다.
덕트(457)는 다수개의 푸셔(451)들에 형성된 분사구멍(451d)을 통해 반도체소자(D)들 개개별로 온도조절용 유체를 공급하기 위해 구비된다. 이러한 덕트(457)의 전면에는 냉각모듈(456)의 후단 부위가 삽입되기 위한 삽입 홈(457a)들과 가압플레이트(454)의 유체 유로(454b)로 온도조절용 유체를 공급하기 위한 공급구멍(미표시)들이 형성되어 있다.
구동원(458)은 덕트(457)를 전후 방향으로 진퇴시킨다. 따라서 구동원(458)은 궁극적으로 덕트(457)에 결합된 가압플레이트(454), 가압플레이트(454)에 결합된 설치판(452) 및 설치판(452)에 결합된 푸셔(451)를 전후 방향으로 진퇴시킨다. 이러한 구동원(490)은 실린더나 모터로 구비될 수 있다.
온도센서(459)는 푸셔(451)의 전면 측에 구비되며, 반도체소자의 온도를 감지한다. 이러한 온도센서(459)의 보다 구체적이고 안정적인 설치 위치는 전도 부재(456d)와 히터파이프(456b)의 온도 간섭을 받지 않는 위치이면서 단열소재(IM)로 차폐된 위치인 것이 바람직하다. 물론, 온도센서(459)는 반도체소자와 직접 접촉되는 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 오염이나 파손을 방지하기 위해 보호필름으로 덮어질 수 있다.
계속하여 상기한 바와 같은 가압장치(450)의 동작에 대하여 설명한다.
구동원(458)이 작동하여 푸셔(451)가 인서트(TI)에 안착된 반도체소자를 가압한 상태에서 반도체소자의 테스트가 진행된다. 테스트되는 도중에 반도체소자(D)는 자체 발열로 인하여 온도가 상승하게 된다. 그리고 이러한 온도 상황을 온도센서(459)가 감지한다. 제어기(미도시)는 온도센서(459)로부터 오는 정보를 감지한 후, 필요한 경우, 칠러(미도시)를 동작시킴으로써 냉각블록(456a)으로 냉매를 공급한다. 따라서 냉각블록(456a)의 냉매 유로(CW)에는 저온의 냉매가 흐르게 되고, 냉매의 냉기는 히트파이프(456b)에 의해 신속하게 푸셔(451)의 접촉부분(CP)으로 전달된다. 그러면 접촉부분(CP)에 접촉하여 있는 반도체소자(D)로 냉기가 빠르게 전달되면서 반도체소자(D)의 온도가 하강하게 된다. 물론, 온도센서(459)는 이러한 온도 상황을 지속적으로 감지하고, 제어기는 반도체소자(D)의 온도가 일정 수준 아래로 하강하면, 칠러의 동작을 중지시킨다.
물론, 위의 설명처럼 냉각모듈(456)에 의한 냉각만을 적용할 수도 있지만, 실시하기에 따라서는 냉각모듈(456)에 의한 냉각과 함께 덕트(457)를 이용하여 분사구멍(451d)으로 냉각 유체를 분사하는 유체 냉각 방식을 혼용하여 사용할 수도 있다.
한편, 도 9의 과장도에서와 같이 푸셔(451)가 반도체소자(D)를 가압하면서 경우에 따라서 기울어질 수 있다. 이러한 경우, 냉각모듈(456)의 냉각블록(456a)이 d 유동 가능하게 탄성 지지체(456f)에 의해 탄성 지지되고 있기 때문에, 히트파이프(456b) 및 냉각블록(456a)이 푸셔(451)의 기울어짐에 대응하여 기울어질 수 있다. 따라서 푸셔(451)의 기울어짐에 대한 비틀림이 히트파이프(456b)에 가해질 염려가 없다.
참고로, 새로이 테스트되어야 할 반도체소자의 규격이 바뀐 경우에는 푸셔(451), 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d) 등을 교체할 필요성이 있다. 이러한 경우, 전방에 있는 테스터를 제거한 후, 도 10에서와 같이 푸셔(451), 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d) 등을 교체할 수 있다. 이때, 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)가 일체형인 경우 교체에 따른 시간을 절감할 수 있다. 물론, 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)가 일체형이 아닌 경우에는 개별 손상에 따른 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d) 각각의 개별 교체에 의해 자원 절약을 꾀할 수 있다.
또한, 필요에 따라서 푸셔(451)만 교체하거나 설치판(452)까지 교체할 수도 있고, 히트파이프(456b), 단열 부재(456c) 및 전도 부재(456d)까지 모두 교체할 수도 있다.
참고로, 본 실시 예에서는 2개의 푸셔(451)마다 하나의 설치판(452)이 구비되고 있지만, 도 11에서와 같이 하나의 설치판(452A)에 모든 푸셔(451A)가 설치되는 것도 가능하다. 이러한 경우, 설치판(452A)을 지지할 수 있는 지지레일(SR)과 지지레일(SR)을 전후 방향으로 이동시킬 수 있는 이동기(MA)를 추가적으로 구성할 수 있다. 따라서 푸셔(451A) 등의 교체가 필요하면, 도 12에서와 같이 이동기(MA)에 의해 설치판(452A)을 전방으로 이동시킨 후 설치판(451A)을 측방으로 인출한 다음 더욱 간편하게 교체 작업을 수행할 수 있다.
<제2 실시 예>
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가압장치(950)에 대한 일부분을 확대도시한 측단면도이다.
도 13에서 참조되는 바와 같이, 본 실시 예에 따른 가압장치(950)는, 푸셔(951), 설치판(952), 코일스프링(953), 가압플레이트(954), 분사 부재(955), 냉각모듈(956), 덕트(미도시), 구동원(미도시) 및 온도센서(959)를 포함한다.
위의 구성들 중 푸셔(951), 설치판(952), 코일스프링(953), 가압플레이트(954), 분사 부재(955), 덕트, 구동원 및 온도센서(959)는 제1 실시 예에서와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
냉각모듈(956)은 도 14의 발췌 단면도에서와 같이 냉각블록(956a), 탄성 패드(956b), 단열 부재(956c), 전도 부재(956d), 탄성 패드(956e), 탄성 지지체(956f) 및 설치블록(956g)을 포함한다.
냉각블록(956a), 탄성 패드(956e), 탄성 지지체(956f) 및 설치블록(956g)은 제1 실시 예와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
탄성 패드(956b)는 냉각블록(956a)의 냉매 유로(CW)에 있는 냉매가 냉각공간(CS)을 통해 푸셔(951)의 접촉부분(CP) 측을 경유(도 14의 화살표 참조)하여 지나가도록 냉매의 이동을 안내한다. 이러한 탄성 패드(956a)는 진입 측과 진출 측의 냉매간에 온도 영향을 차단하기 위해 단열재로 구비될 수 있다.
단열 부재(956c)는 냉각블록(956a)을 나와 접촉부분(CP)을 경유하는 냉매의 냉기를 빼앗기지 않도록 하며, 통 형상으로 구비되어서 냉매의 경로를 형성한다. 즉, 탄성 패드(956b)가 속이 빈 통 형상의 단열 부재(956c)의 내부에 삽입되는 형태로 구비되어서 단열 부재(956c)의 내부 공간을 냉매의 유입로(IW)와 유출로(OW)로 나누게 된다. 따라서 냉매 유로(CW)를 빠져나온 냉매는, 유입로(IW)를 통해 푸셔(951)의 접촉부분(CP)으로 이동한 후, 유출로(OW)를 통해 냉매 유로(CW)로 진입하게 된다.
전도 부재(956d)는 전단이 푸셔(951)의 접촉부분(CP)에 접하고 후단으로 탄성 패드(956b)의 전단을 지지한다. 물론, 전도 부재(956d)는 열전도성이 뛰어난 금속재질로 구비된다. 본 실시 예에서도 탄성 패드(956b), 단열 부재(956c) 및 전도 부재(956d)는 일체로 결합되는 것이 바람직하게 고려될 수 있다.
본 실시 예에 의하면 냉매가 직접 접촉부분(CP) 측으로 이동하면서 반도체소자로 냉기를 공급하기 때문에 반도체소자의 온도를 매우 신속하게 하강시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 반도체소자와 테스터의 전기적인 연결을 위해 반도체소자를 가압하는 푸셔;
    상기 푸셔가 설치되는 설치판;
    상기 푸셔를 상기 설치판에 대하여 탄성 지지하는 탄성부재;
    상기 푸셔가 전방에 있는 반도체소자와 접촉하는 부분인 상기 푸셔의 접촉부분으로 냉기를 공급하는 냉각모듈; 및
    상기 설치판을 전방으로 밀거나 후방으로 당겨서 상기 푸셔가 반도체소자를 가압하거나 가압을 해제하도록 하는 구동원; 을 포함하고,
    상기 푸셔는 상기 냉각모듈에 의해 공급되는 냉기를 상기 접촉부분으로 보내기 위해 내부에 냉각공간을 가지며,
    상기 냉각공간은 후방으로 개방된 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  2. 제1항에서,
    상기 냉각모듈은,
    냉매가 흐르는 냉매 유로를 가지는 냉각블록; 및
    전단은 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측에 접하고, 후단은 상기 냉매 유로 측에 접하도록 설치되는 히트파이프; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  3. 제2항에서,
    상기 냉각모듈은,
    상기 냉각블록의 전단을 탄력적으로 지지하는 탄성 패드;
    상기 냉각블록의 후단을 탄성 지지하는 탄성 지지체; 및
    상기 탄성 패드와 상기 탄성 지지체가 상기 냉각블록을 유동 가능하게 지지하도록 설치되는 설치블록; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  4. 제3항에서,
    상기 냉각모듈은, 상기 탄성 지지체를 상기 설치블록에 결합설치하기 위한 결합 부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  5. 제2항에서,
    상기 냉각모듈은, 상기 히트파이프의 외면을 감싸는 단열성 재질의 단열 부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  6. 제2항에서,
    상기 냉각모듈은,
    상기 냉각공간에 삽입되는 전도성 재질의 전도 부재; 를 더 포함하고,
    상기 전도 부재는 전단이 상기 접촉부분에 접하고, 후단에는 상기 히트파이프의 전단을 파지할 수 있는 파지 홈을 가지며,
    상기 히트파이프의 전단은 상기 파지 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  7. 제2항에서,
    상기 히트파이프의 외측에는 유체 유로가 형성되어 있고,
    상기 접촉부분에는 온도조절용 유체를 공급하기 위한 덕트로부터 상기 유체 유로를 통해 오는 온도 조절용 유체를 반도체소자로 분사시키기 위한 분사구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  8. 제1항에서,
    상기 푸셔는 적어도 일부가 비금속성의 단열소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
  9. 제1항에서,
    상기 냉각모듈은,
    냉매가 흐르는 냉매 유로를 가지는 냉각블록; 및
    상기 냉매 유로를 흐르는 냉매가 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측을 경유하여 지나가도록 냉매의 이동을 안내하는 탄성 패드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러용 가압장치.
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