KR102200697B1

KR102200697B1 - 테스트핸들러용 가압장치

Info

Publication number: KR102200697B1
Application number: KR1020150004444A
Authority: KR
Inventors: 나윤성; 노종기; 서길원
Original assignee: (주)테크윙
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2021-01-12
Anticipated expiration: 2035-01-12
Also published as: CN111505349B; CN111505349A; KR20160086707A; CN107209206B; WO2016114491A1; CN107209206A

Abstract

본 발명은 테스트핸들러용 가압장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가압장치는, 반도체소자와 테스터의 전기적인 연결을 위해 반도체소자를 가압하는 푸셔; 상기 푸셔가 설치되는 설치판; 상기 푸셔를 상기 설치판에 대하여 탄성 지지하는 탄성부재; 상기 푸셔의 접촉부분(접촉부분은 상기 푸셔가 전방에 있는 반도체소자와 접촉하는 부분임)으로 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 개방된다.
본 발명에 따르면, 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

테스트핸들러용 가압장치{PUSHING APPARATUS FOR TEST HANDLER}

본 발명은 생산된 반도체소자의 테스트에 지원되는 테스트핸들러에 관련된다. 특히 본 발명은 반도체소자를 테스터 측으로 가압(加壓)하거나 지지하는 가압장치에 관한 것이다.

테스트핸들러는 생산된 반도체소자의 테스트를 지원한다. 그리고 테스트핸들러는 테스트 결과에 따라 반도체소자를 등급별로 분류한다.

도1은 일반적인 테스트핸들러(100)를 평면에서 바라본 개념도이다.

테스트핸들러(100)는 테스트트레이(110), 제1 픽킹장치(120), 제1 온도조절챔버(130), 테스트챔버(140, TEST CHAMBER), 가압장치(150), 제2 온도조절챔버(160), 제2 픽킹장치(170)를 포함한다.

도2에서 참조되는 바와 같이, 테스트트레이(110)에는 반도체소자(D)가 안착될 수 있는 복수의 인서트(111)가 다소 유동 가능하게 설치된다. 이러한 테스트트레이(110)는 다수의 이송장치(미도시)에 의해 정해진 순환경로(C)를 따라 순환한다.

제1 픽킹장치(120)는 고객트레이에 적재되어 있는 테스트되어야 할 반도체소자를 로딩위치(LP : LOADING POSITION)에 있는 테스트트레이로 로딩(loading)시킨다.

제1 온도조절챔버(130)는 로딩위치(LP)로부터 이송되어 온 테스트트레이(110)에 로딩되어 있는 반도체소자를 테스트 환경 조건에 따라 예열(豫熱) 또는 예냉(豫冷)시키기 위해 마련된다.

테스트챔버(140)는 소크챔버(130)에서 예열 또는 예냉된 후 테스트위치(TP : TEST POSITION)로 이송되어 온 테스트트레이(110)에 있는 반도체소자를 테스트하기 위해 마련된다.

가압장치(150)는 테스트챔버(140) 내에 있는 테스트트레이(110)에 있는 반도체소자를 테스터(TESTER) 측으로 가압한다. 이로 인해 테스트트레이(110)에 있는 반도체소자가 테스터(TESTER)의 테스트소켓에 전기적으로 접속된다. 본 발명은 이러한 가압장치(150)에 관한 것으로 후에 더 자세히 설명한다.

제2 온도조절챔버(160)에서는 테스트챔버(140)로부터 이송되어 온 테스트트레이(110)에 있는 가열 또는 냉각된 반도체소자를 상온(常溫)으로 회귀시키기 위해 마련된다.

언로딩장치(170)는 제2 온도조절챔버(160)로부터 언로딩위치(UP : UNLOADING POSITION)로 온 테스트트레이(110)에 있는 반도체소자를 테스트 등급별로 분류하여 빈 고객트레이로 언로딩(unloading)시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 반도체소자는 테스트트레이(110)에 적재된 상태로 로딩위치(LP)로부터 제1 온도조절챔버(130), 테스트챔버(140), 제2 온도조절챔버(160) 및 언로딩위치(UP)로 이송되며, 언로딩위치(UP)위치에서 적재된 반도체소자의 언로딩이 완료된 테스트트레이(110)는 로딩위치(LP)로 이송된다. 만일 테스트모드의 전환에 따라 테스트트레이(110)를 순환 경로(C)의 반대 방향으로 순환 이동시킬 경우에는 제1 픽킹장치(120)의 역할과 제2 픽킹장치(170)의 역할이 상호 전환되고, 제1 온도조절챔버(130)와 제2 온도조절챔버(160)의 역할도 상호 전환된다.

계속하여 본 발명과 관련된 가압장치(150)에 대한 종래기술을 더 자세히 설명한다.

도3의 개략적인 측면도에서와 같이, 종래의 가압장치(150)는 다수개의 푸셔(151), 설치판(152) 및 구동원(153)을 포함한다. 참고로 도3에서 각 구성들 간의 간격은 과장되어 있다.

푸셔(151)는 가압부분(151a), 확장부분(151b) 및 안내핀(151c)을 포함한다.

가압부분(151a)은 테스트트레이(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 테스트소켓의 단자(예, pogo pin)에 의해 테스터(TESTER)의 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, 도3에서와 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(TESTER) 측으로 이동시킨다. 즉, 구동원(153)이 동작하면 매치플레이트(MP)가 테스트트레이(110)에 먼저 밀착된다. 그리고 계속하여 테스트트레이가 테스터(TESTER)측으로 이동한다. 따라서 테스트트레이(110)의 인서트(111)에 안착된 반도체소자(D)가 테스터(TESTER)에 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 테스트챔버의 내부는 요구되는 온도 환경을 가지도록 제어된다.

더 나아가 대한민국 공개 특허 10-2005-0055685호(발명의 명칭 : 테스트 핸들러) 등에는 덕트를 이용해 반도체소자의 온도를 더 정교하게 조절하는 기술(이하 '종래발명1'이라 함)이 제안되어 있다. 종래발명1은 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 '종래발명2'라 함)이 제안되었다.

종래발명2는 흡방열체를 푸셔(종래발명2에는 '푸숴'로 명명됨) 후단에 구성시켜 반도체소자의 열을 주변의 공기 중으로 자연 방열시키는 기술이다. 그런데, 이러한 종래발명2에 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 '종래발명3'이라 함)이 제시되어 있다. 그러나 이러한 종래발명3은 수백 개의 반도체소자가 한꺼번에 테스트되는 경우에 적용하기가 곤란하다.

특히, 종래발명2 및 종래발명3은 덕트를 이용해 반도체소자 개개별로 온도 조절된 공기를 공급하는 종래발명1과 결합될 수 없다. 따라서 테스트핸들러에 종래발명2나 3을 적용하면 덕트를 이용한 정교한 온도 조절의 이익을 얻을 수 없다.

따라서 본 발명의 출원인은 대한민국 공개특허 10-2014-0101458호(이하 '선행기술1' 이라 함)를 통해 가압장치에 냉각판과 냉각판의 냉기를 푸셔로 전달하는 전달부재를 구성하는 기술을 제안하였다. 그리고 이러한 선행기술1에 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 선행기술1로는 반도체소자의 자체 발열을 신속하게 감당할 수 없는 상황이 발생할 수 있음도 예측할 수 있다. 왜냐하면, 냉각판의 냉기가 전달되는 과정에서 푸셔, 전달부재, 푸셔와 전달부재에 접촉된 금속재질의 구성들이 가지는 자체 비열에 따른 냉기 흡수가 신속한 냉기의 전달을 방해할 수 있기 때문이다. 또한, 푸셔가 노출되어 있는 테스트챔버 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 테스트핸들러용 가압장치는, 반도체소자와 테스터의 전기적인 연결을 위해 반도체소자를 가압하는 푸셔; 상기 푸셔가 설치되는 설치판; 상기 푸셔를 상기 설치판에 대하여 탄성 지지하는 탄성부재; 상기 푸셔의 접촉부분(접촉부분은 상기 푸셔가 전방에 있는 반도체소자와 접촉하는 부분임)으로 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 개방된다.

상기 냉각모듈은, 냉매가 흐르는 냉매유로를 가지는 냉각블록; 및 전단은 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측에 접하고, 후단은 상기 냉매유로 측에 접하도록 설치되는 히트파이프; 를 포함한다.

상기 냉각모듈은, 상기 냉각블록의 전단을 탄력적으로 지지하는 탄성패드; 상기 냉각블록의 후단을 탄성 지지하는 탄성지지체; 및 상기 탄성패드와 상기 탄성지지체가 상기 냉각블록을 유동 가능하게 지지하도록 설치되는 설치블록; 을 더 포함한다.

상기 냉각모듈은, 상기 탄성지지체를 상기 설치블록에 결합설치하기 위한 결합부재; 를 더 포함한다.

상기 냉각모듈은, 상기 히트파이프의 외면을 감싸는 단열성 재질의 단열부재; 를 더 포함한다.

상기 냉각모듈은, 상기 냉각공간에 삽입되는 전도성 재질의 전도부재; 를 더 포함하고, 상기 전도부재는 전단이 상기 접촉부분에 접하고, 후단에는 상기 히트파이프의 전단을 파지할 수 있는 파지홈을 가지며, 상기 히트파이프의 전단은 상기 파지홈에 삽입된다.

상기 히트파이프의 외측에는 유체유로가 형성되어 있고,

상기 접촉부분에는 온도조절용 유체를 공급하기 위한 덕트로부터 상기 유체유로를 통해 오는 온도 조절용 유체를 반도체소자로 분사시키기 위한 분사구멍을 가진다.

상기 푸셔는 적어도 일부가 비금속성의 단열소재로 이루어질 수 있다.

상기 냉각모듈은, 냉매가 흐르는 냉매유로를 가지는 냉각블록; 및 상기 냉매유로를 흐르는 냉매가 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측을 경유하여 지나가도록 냉매의 이동을 안내하는 안내부재; 를 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.

도1은 일반적인 테스트핸들러에 대한 개념적인 평면도이다.
도2는 일반적인 테스트핸들러용 테스트트레이에 대한 개략도이다.
도3은 일반적인 테스트핸들러에서 매치플레이트, 테스트트레이 및 테스터의 매칭 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가압장치에 대한 개략적인 측단면도이다.
도5는 도4의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.
도6은 도4의 가압장치에 적용된 푸셔에 대한 발췌 단면도이다.
도7은 도6의 푸셔에 대한 개략적인 사시도이다.
도8은 도4의 가압장치에 적용된 냉각모듈에 대한 발췌 단면도이다.
도9는 도8의 냉각모듈의 작용을 설명하기 위한 과장도이다.
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가압장치의 일부분에 대한 개략적인 측단면도이다.
도11은 도10의 가압장치에 적용된 냉각모듈에 대한 발췌도이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 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 실시예>

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가압장치(450)에 대한 개략적인 측단면도이고, 도5는 도4의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.

도4 및 도5에서 참조되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 테스트핸들러용 가압장치(450, 이하에서는 '가압장치'라 약칭함)는, 다수개의 푸셔(451), 설치판(452), 코일스프링(453), 가압플레이트(454), 분사부재(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 테스트트레이의 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 도6의 발췌 단면도에서와 같이 가압부분(451a), 확장부분(451b) 및 안내핀(451c)을 포함하며, 전방을 향하여 분사구멍(451d)이 형성되어 있다.

가압부분(451a)은 테스트트레이의 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 도7의 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 분사부재(454)가 설치되기 위한 설치홈(454a)과 덕트(457)로부터 오는 온도조절용 유체가 푸셔(451) 측으로 이동될 수 있도록 하는 유체유로(454b)가 형성되어 있다. 여기서 유체유로(454b)는 설치홈(454a)과 연결된다.

분사부재(455)는 덕트(457)로부터 가압플레이트(454)의 유체유로(454b) 및 설치홈(454a)을 통해 오는 온도조절용 유체를 푸셔(451) 측으로 분사시키기 위해 마련된다. 따라서 분사부재(455)는 설치홈(454a)으로 입력된 온도조절용 유체를 푸셔(451) 측으로 유도하기 위한 유도구멍(455a)이 형성되어 있다. 여기서 유체유로(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 도8의 발췌 단면도에서와 같이 냉각블록(456a), 히트파이프(456b), 단열부재(456c), 전도부재(456d), 탄성패드(456e), 탄성지지체(456f), 설치블록(456g) 및 결합부재(456h)를 포함한다.

냉각블록(456a)은 외부의 칠러(미도시)로부터 공급되는 냉매가 흐르는 냉매유로(CW)를 가진다. 이러한 냉각블록(456a)은 냉매유로(CW) 상의 냉매를 외부의 공기로부터 단열시키기 위해 에폭시와 같은 비금속성 단열소재로 구비되는 것이 바람직하다.

히트파이프(456b)는 냉매유로(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 냉매유로(CW) 측에 접하도록 설치된다.

단열부재(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 단열부재(456c)의 내면과 히트파이프(456b)의 외면 간에는 간격(t)이 존재하도록 하여 단열부재(456c)와 히트파이프(456b) 간의 직접 접촉을 방지함으로써 단열 성능이 향상될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 물론, 간격을 두기 곤란한 경우에는 단열부재(456c)와 히트파이프(456b)가 상호 접촉되도록 구현되는 것도 가능하다.

전도부재(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 파지홈(GS)을 가진다. 이러한 전도부재(456d)는 파지홈(GS)을 이루는 내면의 면적만큼 히트파이프(456b)와 열접촉을 하기 때문에 더욱 빠른 속도로 히트파이프(456b)의 냉기를 접촉부분(CP)에 있는 열전도체(HL)로 전도시킬 수 있다. 물론, 전도부재(456d)도 열전도가 뛰어난 구리와 같은 금속소재로 구비되는 것이 바람직하다.

참고로 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)는 일체로 결합되어질 수 있다. 물론, 본 실시예에서와 같이 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)는 모두 일체로 모듈화될 수도 있지만, 일부 구성끼리 선택적으로 모듈화될 수도 있다.

그리고 히트파이프(456b) 및 단열부재(456c)의 외측으로는 가압플레이트(454)의 유체유로(454b) 및 분사부재(454)의 유도구멍(454a)을 통해 오는 온도조절용 유체가 분사구멍(451d) 측으로 이동될 수 있도록 하는 유체유로(AW)가 푸셔(451)의 냉각공간(CS) 상에 형성 배치된다(도6 참조). 물론, 실시하기에 따라서는 푸셔에 냉각공간과 분리되는 유체유로를 형성하는 것도 가능하다.

한편, 언급한 바와 같이 반도체소자의 크기에 따라 열전도체(HL)의 면적이 결정될 수 있으며, 이러한 경우 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)를 그대로 사용하고, 푸셔(451)만을 교체할 수도 있지만, 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)도 교체할 필요성이 있을 수 있다. 이러한 교체와 관련해서는 후술한다.

탄성패드(456e)는 냉각블록(456a)의 전단을 탄력적으로 지지한다.

탄성지지체(456f)는 냉각블록(456a)의 후단을 탄성 지지한다. 이러한 탄성지지체(456f)에 의해 냉각블록(456a) 및 히트파이프(456b)가 전방으로 탄성 가압력을 받기 때문에, 히트파이프(456b)의 전단에 결합된 전도부재(456d)가 접촉부분(CP)의 열전도체(HL)에 항시 접촉을 유지할 수 있다. 여기서, 탄성지지체(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 탄성지지체(456f)의 구속을 받지 않고 자유로이 움직일 수 있고, 이로 인해 반도체소자(D)를 가압하는 푸셔(451)가 다소 기울어지더라도 전도부재(456d)의 전면과 열전도체(HL)의 후면 간에 면접촉이 유지될 수 있게 된다.

설치블록(456g)은 탄성패드(456e)와 탄성지지체(456f)가 냉각블록(456a)을 유동 가능하게 지지하도록 설치하기 위해 마련된다. 이러한 설치블록(456g)은 가압플레이트(454)에 결합된다.

결합부재(456h)는 탄성지지체(456f)를 설치블록(456g)에 결합설치하기 위해 마련된다. 이를 위해 결합부재(456h)는 본 실시예에서와 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 삽입홈(457a)들과 가압플레이트(454)의 유체유로(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 전도부재(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 냉매유로(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, 도9의 과장도에서와 같이 푸셔(451)가 반도체소자(D)를 가압하면서 경우에 따라서 기울어질 수 있다. 이러한 경우, 냉각모듈(456)의 냉각블록(456a)이 유동 가능하게 탄성지지체(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), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d) 등을 교체할 필요성이 있다. 이러한 경우, 전방에 있는 테스터를 제거한 후, 도10에서와 같이 푸셔(451), 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d) 등을 교체할 수 있다. 이 때, 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)가 일체형인 경우 교체에 따른 시간을 절감할 수 있다. 물론, 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)가 일체형이 아닌 경우에는 개별 손상에 따른 히트파이프(456b), 단열부재(456c) 및 전도부재(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), 단열부재(456c) 및 전도부재(456d)까지 모두 교체할 수도 있다.

참고로, 본 실시예에서는 2개의 푸셔(451)마다 하나의 설치판(452)이 구비되고 있지만, 도11에서와 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, 도12에서와 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 실시예>

도13는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가압장치(950)에 대한 일부분을 확대도시한 측단면도이다.

도13에서 참조되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 가압장치(950)는, 푸셔(951), 설치판(952), 코일스프링(953), 가압플레이트(954), 분사부재(955), 냉각모듈(956), 덕트(미도시), 구동원(미도시) 및 온도센서(959)를 포함한다.

위의 구성들 중 푸셔(951), 설치판(952), 코일스프링(953), 가압플레이트(954), 분사부재(955), 덕트, 구동원 및 온도센서(959)는 제1 실시예에서와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

냉각모듈(956)은 도14의 발췌 단면도에서와 같이 냉각블록(956a), 안내부재(956b), 단열부재(956c), 전도부재(956d), 탄성패드(956e), 탄성지지체(956f) 및 설치블록(956g)을 포함한다.

냉각블록(956a), 탄성패드(956e), 탄성지지체(956f) 및 설치블록(956g)은 제1 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

안내부재(956b)는 냉각블록(956a)의 냉매유로(CW)에 있는 냉매가 냉각공간(CS)을 통해 푸셔(951)의 접촉부분(CP) 측을 경유(도14의 화살표 참조)하여 지나가도록 냉매의 이동을 안내한다. 이러한 안내부재(956a)는 진입 측과 진출 측의 냉매간에 온도 영향을 차단하기 위해 단열재로 구비될 수 있다.

단열부재(956c)는 냉각블록(956a)을 나와 접촉부분(CP)을 경유하는 냉매의 냉기를 빼앗기지 않도록 하며, 통형상으로 구비되어서 냉매의 경로를 형성한다. 즉, 안내부재(956b)가 속이 빈 통형상의 단열부재(956c)의 내부에 삽입되는 형태로 구비되어서 단열부재(956c)의 내부 공간을 냉매의 유입로(IW)와 유출로(OW)로 나누게 된다. 따라서 냉매유로(CW)를 빠져나온 냉매는, 유입로(IW)를 통해 푸셔(951)의 접촉부분(CP)으로 이동한 후, 유출로(OW)를 통해 냉매유로(CW)로 진입하게 된다.

전도부재(956d)는 전단이 푸셔(951)의 접촉부분(CP)에 접하고 후단으로 안내부재(956b)의 전단을 지지한다. 물론, 전도부재(956d)는 열전도성이 뛰어난 금속재질로 구비된다. 본 실시예에서도 안내부재(956b), 단열부재(956c) 및 전도부재(956d)는 일체로 결합되는 것이 바람직하게 고려될 수 있다.

본 실시예에 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 실시예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

450, 490 : 테스트핸들러용 가압장치
451, 951 : 푸셔
451a : 가압부분 451b : 확장부분
451c : 안내핀 451d : 분사구멍
CP : 접촉부분 CS : 냉각공간
IM : 단열소재
452, 952 : 설치판
453, 953 : 코일스프링
456, 956 : 냉각모듈
456a, 956a : 냉각블록 456b : 히트파이프
456c, 956c : 단열부재 456d, 956d : 전도부재
456e, 956e : 탄성패드 456f, 956f : 탄성지지체
456g, 956g : 설치블록 956b : 안내부재
CW : 냉매유로
457 : 덕트
458 : 구동원
AW : 유체유로

Claims

반도체소자와 테스터의 전기적인 연결을 위해 반도체소자를 가압하는 푸셔;
상기 푸셔가 설치되는 설치판;
상기 푸셔를 상기 설치판에 대하여 탄성 지지하는 탄성부재;
상기 푸셔의 접촉부분(접촉부분은 상기 푸셔가 전방에 있는 반도체소자와 접촉하는 부분임)으로 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 개방되어 있고,
상기 냉각모듈은,
냉매가 흐르는 냉매유로를 가지는 냉각블록; 및
전단은 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측에 접하고, 후단은 상기 냉매유로 측에 접하도록 설치되는 히트파이프; 를 포함하며,
상기 히트파이프의 외측에는 유체유로가 형성되어 있고,
상기 접촉부분에는 온도조절용 유체를 공급하기 위한 덕트로부터 상기 유체유로를 통해 오는 온도 조절용 유체를 반도체소자로 분사시키기 위한 분사구멍을 가지는 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각모듈은,
상기 냉각블록의 전단을 탄력적으로 지지하는 탄성패드;
상기 냉각블록의 후단을 탄성 지지하는 탄성지지체; 및
상기 탄성패드와 상기 탄성지지체가 상기 냉각블록을 유동 가능하게 지지하도록 설치되는 설치블록; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
제2항에 있어서,
상기 냉각모듈은,
상기 탄성지지체를 상기 설치블록에 결합설치하기 위한 결합부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각모듈은,
상기 히트파이프의 외면을 감싸는 단열성 재질의 단열부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각모듈은,
상기 냉각공간에 삽입되는 전도성 재질의 전도부재; 를 더 포함하고,
상기 전도부재는 전단이 상기 접촉부분에 접하고, 후단에는 상기 히트파이프의 전단을 파지할 수 있는 파지홈을 가지며,
상기 히트파이프의 전단은 상기 파지홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
제1항에 있어서,
상기 푸셔는 적어도 일부가 비금속성의 단열소재로 이루어진 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각모듈은,
냉매가 흐르는 냉매유로를 가지는 냉각블록; 및
상기 냉매유로를 흐르는 냉매가 상기 냉각공간을 통해 상기 접촉부분 측을 경유하여 지나가도록 냉매의 이동을 안내하는 안내부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
테스트핸들러용 가압장치.
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