测试分选机用加压装置的制作方法

本发明涉及用于对生产出的半导体器件进行测试的测试分选机，尤其，涉及向测试仪侧对半导体器件进行加压或支撑的加压装置。

背景技术：

测试分选机支持对生产出的半导体器件的测试。并且，测试分选机根据测试结果按级别对半导体器件进行分类。

图1为在平面对普通的测试分选机100进行观察的概念图。

测试分选机100包括测试托盘110、第一拾取装置120、第一温度调节腔室130、测试腔室(testchamber)140、加压装置150、第二温度调节腔室160及第二拾取装置170。

如图2所示，可放置半导体器件d的多个插入件111以可略微移动的方式设置于测试托盘110。上述测试托盘110借助多个移送装置(未图示)沿着规定的循环路径c来进行循环。

第一拾取装置120向位于加载位置(lp：loadingposition)的测试托盘加载(loading)装载于客户托盘的所要测试的半导体器件。

设置第一温度调节腔室130的目的在于，根据测试环境条件，对加载于从加载位置lp被移送的测试托盘110的半导体器件进行预热或预冷。

设置测试腔室140的目的在于，对在浸泡腔室130经过预热或预冷之后被移送到测试位置(tp：testposition)的位于测试托盘110的半导体器件进行测试。

加压装置150向测试仪(tester)侧对位于测试腔室140内的测试托盘110的半导体器件进行加压。由此，位于测试托盘110的半导体器件与测试仪的测试插口电连接。本发明涉及如上所述的加压装置150，将在后述中对其进行更详细的说明。

第二温度调节腔室160用于使从测试腔室140移送且位于测试托盘110的经过加热或冷却的半导体器件返回常温状态。

卸载装置170通过对从第二温度调节腔室160向卸载位置(up：unloadingposition)移送的位于测试托盘110的半导体器件按测试级别进行分类来使上述半导体器件卸载(unloading)于空客户托盘。

如上所述，半导体器件以装载于测试托盘110的状态从加载位置lp向第一温度调节腔室130、测试腔室140、第二温度调节腔室160及卸载位置up移送，完成对从卸载位置up装载的半导体器件的卸载的测试托盘110向加载位置lp移送。在根据测试模块的转换来使测试托盘110向循环路径c的相反方向循环移动的情况下，第一拾取装置120的作用和第二拾取装置170的作用相互转换，并且第一温度调节腔室130和第二温度调节腔室160的作用也相互转换。

接着，对与本发明所涉及的加压装置150相关的现有技术进行更加详细的说明。

如图3的简要侧视图所示，现有加压装置150包括多个推压部151、设置板152及驱动源153。作为参考，图3的各个结构之间的间隔以夸张的方式示出。

推压部151包括加压部分151a、扩张部分151b及引导销151c。

加压部分151a为对放置于测试托盘110的插入件111的半导体器件d进行加压的部分。为此，当进行加压动作时，加压部分151a的前部面f与半导体器件d相接触。这种加压部分151a还起到对被测试插口的端子(例如测试探针(pogopin))推向测试仪的反方向的半导体器件d均匀支撑的作用。以下，在本说明书和权利要求中所使用的术语“加压”包括“加压”和“支撑”的含义。

当进行加压动作时，扩张部分151b与插入件111的一侧面(与推压部相向的一面)相接触。由此，防止因推压部151的过度移动而使半导体器件d受损。

引导销151c以使加压部分151a的前部面f与半导体器件d精确地相接触的方式进行引导。即，在加压部分151a的前部面f与半导体器件d相接触之前，引导销151c先插入于形成在插入件111的引导孔111a。因此，在精确设定插入件111和推压部151的位置的状态下，加压部分151a的前部面f可与半导体器件d相接触。

作为参考，如图3所示，一个推压部151可具备2个加压部分151a，根据实施情况，一个推压部151可仅具备一个加压部分151a。并且，加压部分151a和扩张部分151b可分离或形成为一体。

多个推压部151以矩阵形态设置于设置板152。

通常，由推压部151和设置板152相结合而成的板被称为匹配板mp。

驱动源153可包括气缸或马达等。这种驱动源153使匹配板mp向测试仪侧移动。即，若驱动源153进行工作，则匹配板mp先紧贴在测试托盘110。并且，测试托盘继续向测试仪侧移动。因此，使设置在测试托盘110的插入件111的半导体器件d与测试仪电连接。

另一方面，参照公开号10-2009-0123441号(发明名称：电子部件检查支持装置用匹配板)的图2、图4至图6，可知借助弹簧来使推压部相对于设置板被弹性支撑。其理由在于，使推压部相对于设置板进行弹性进退。因此，即使在推压部借助移动源来过于移动的情况下，也防止与半导体器件的端子(在焊球阵列封装(bga)类型的情况下为球(ball))相接触的弹簧销或用于支撑弹簧销的弹簧等受损。

另一方面，半导体器件可适用于多种温度环境。因此，大部分的测试在人为地提高或降低半导体器件温度的情况下进行。若在半导体器件脱离所需温度范围的状态下进行测试，则测试的可靠性自然会下降。

为确保测试的可靠性，测试腔室的内部以具有所要求的温度环境的方式得到控制。

并且，韩国公开专利10-2005-0055685号(发明名称：测试分选机)等提出利用管道更精确地调节半导体器件的温度的技术(以下称之为“现有发明1”)。现有发明1为利用管道向每个半导体器件供给经过温度调节的空气的技术。

但是，在测试半导体器件的过程中，因自发热而发生脱离所要求的温度范围的情况。为解决上述问题，提出韩国公开专利10-2004-0015337号(发明名称：电子部件分选机装置及电子部件温度控制方法)的技术(以下称之为“现有发明2”)。

现有发明2为通过在推压部的后端设置吸放热体来使半导体器件的热自然放热于周边空气中的技术。但是，根据这种现有发明2，因采用自然放热方式而会降低冷却效率。

并且，韩国公开专利10-2009-0047556号(发明名称：用于控制试验中的电子装置的温度的装置及方法)公开了借助利用压缩机和冷凝器的典型的冷却系统来降低试验中的电子装置的温度的技术(以下称之为“现有发明3”)。但是，这种现有发明3很难适用于一次性测试数百个半导体器件的情况。

尤其，现有发明2及现有发明3不能与利用管道向每个半导体器件供给经过温度调节的空气的现有发明1相结合。因此，若在测试分选机中适用现有发明2或现有发明3，则无法利用管道来获得精确调节温度的利益。

因此，本发明的申请人通过韩国公开专利10-2014-0101458号(以下称之为“现有技术1”)提出在加压装置设置冷却板和用于向推压部传递冷却板的冷气的传递部件的技术。并且，根据这种现有技术1，可快速吸收半导体器件自身的发热。

但是，半导体领域的集成技术目前还在持续发展中。当然，集成度越高，基于半导体器件动作的自发热量则越增加。因此，可充分预测到在不久的未来半导体器件的自发热量会变得相当多。在此情况下，可以预测出可能发生无法通过现有技术1快速承受半导体器件自发热的情况。其理由在于，在传递冷却板的冷气的过程中，基于推压部、传递部件以及与推压部和传递部件相接触的金属材质的多个结构所具有的自身比热的冷气吸收可能妨碍冷气的快速传递。并且，露出有推压部的测试腔室内部的温度环境也可能在消除半导体器件的自发热的过程中作为妨碍因素来起到作用。并且，预测如上所述的问题会使测试的可靠性下降或因自发热而使半导体器件受损。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供可通过各种结构来使冷气的吸收或损失最小化的技术。

解决问题的技术方案

如上所述的本发明的测试分选机用加压装置包括：推压部，用于对半导体器件进行加压，使得半导体器件与测试仪电连接；设置板，用于设置上述推压部；弹性部件，用于相对于上述设置板弹性支撑上述推压部；冷却模块，用于向上述推压部与位于前方的半导体器件相接触的上述推压部的接触部分供给冷气；以及驱动源，通过向前方推动或向后方拉动上述设置板来使上述推压部对半导体器件进行加压或解除加压，上述推压部的内部具有冷却空间，用于向上述接触部分传送通过上述冷却模块供给的冷气，上述冷却空间向后方开放。

上述冷却模块包括：冷却块，具有用于使制冷剂流动的制冷剂流路；以及加热管，前端通过上述冷却空间与上述接触部分侧相接触，后端与上述制冷剂流路侧相接触。

上述冷却模块还包括：弹性垫，用于弹性支撑上述冷却块的前端；弹性支撑体，用于弹性支撑上述冷却块的后端；以及设置块，用于使上述弹性垫和上述弹性支撑体以可移动的方式支撑上述冷却块。

上述冷却模块还包括结合部件，上述结合部件用于使上述弹性支撑体以结合的方式设置于上述设置块。

上述冷却模块还包括包围上述加热管的外部面的隔热材质的隔热部件。

上述冷却模块还包括插入于上述冷却空间的传导性材质的传导部件，上述传导部件的前端与上述接触部分相接触，后端具有可把持上述加热管的前端的把持部，上述加热管的前端插入于上述把持槽。

在上述加热管的外侧形成有流体流路，上述接触部分设置有喷射孔，上述喷射孔用于向半导体器件喷射从用于供给温度调节用流体的管道经过上述流体流路流动的温度调节用流体。

上述推压部的至少一部分可由非金属性隔热材质形成。

上述冷却模块可包括：冷却块，具有用于使制冷剂流动的制冷剂流路；以及弹性垫，以使在上述制冷剂流路流动的制冷剂通过上述冷却空间经过上述接触部分侧的方式引导制冷剂的移动。

发明的有益效果

根据如上所述的本发明，本发明具有如下效果。

第一，制冷剂的冷气通过加热管向位于推压部前端的接触部分传递，或使制冷剂直接对位于推压部前端的接触部分产生影响，从而快速消除半导体器件的自发热。

第二，在冷气向位于推压部前端的接触部分移动的过程中，使因外气而受损的受损量最小化，从而提高消除自发热的有效性。

因此，可进一步提高测试的可靠性，并且可防止在测试过程中可能因自发热而发生的半导体器件的受损。

附图说明

图1为普通测试分选机的概念性俯视图。

图2为普通测试分选机用测试托盘的简图。

图3为在普通测试分选机中用于说明匹配板、测试托盘及测试仪的匹配关系的简图。

图4为本发明第一实施例的加压装置的简要的侧面剖视图。

图5为放大示出图4的a部分的放大图。

图6为适用于图4的加压装置的推压部的摘录剖视图。

图7为图6的推压部的简要立体图。

图8为适用于图4的加压装置的冷却模块的摘录剖视图。

图9为用于说明图8的冷却模块的作用的放大图。

图10为本发明第二实施例的加压装置的一部分的简要侧面剖视图。

图11为适用于图10的加压装置的冷却模块的摘录图。

图12为用于说明更换推压部等动作的图。

图13为放大示出本发明第二实施例的加压装置950的一部分的侧面剖视图。

图14为冷却模块的摘录剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对如上所述的本发明的多个优选实施例进行说明。

作为参照，为了简要说明，尽量省略压缩重复的说明。并且，在附图中尽量省略了对相同结构的重复性附图标记。

第一实施例

图4为本发明第一实施例的加压装置450的简要的侧面剖视图，图5为放大示出图4的a部分的放大图。

参照图4及图5，本实施例的测试分选机用加压装置450(以下简称“加压装置”)包括多个推压部451、设置板452、螺旋弹簧453、加压板454、喷射部件455、冷却模块456、管道457、驱动源458及温度传感器459。

当进行加压动作时，推压部451的前部面(与半导体器件相向的一侧的末端面)与放置于测试托盘的插入件ti的半导体器件d相接触，并向测试仪的测试插口侧对半导体器件d进行加压。并且，推压部451以可相对于设置板452进退的方式设置。如图6的摘录剖视图所示，上述推压部451包括加压部分451a、扩张部分451b及引导销451c，在上述推压部451朝向前方形成有喷射孔451d。

加压部分451a为对放置于测试托盘的插入件ti的半导体器件d进行加压的部分。即，当进行加压动作时，加压部分451a的前部面pf与半导体器件d相接触。因此，加压部分451a的前端可被命名为与半导体器件d相接触的接触部分cp。

扩张部分451b的周围大于加压部分451a的周围。在半导体器件d未放置于插入件ti的状态下进行加压动作时，上述扩张部分412与插入件ti的一面(与推压部相向的一面)相接触。由此，阻断加压部分451a的前部面pf与测试仪的测试插口相接触。

引导销451c以使加压部分451a的前部面pf精确地与半导体器件d相接触的方式进行引导。

喷射孔451d可用于使从管道457流入的温度调节用流体向半导体器件d喷射。

如上所述的推压部451的内部具有用于向接触部分cp传送通过冷却模块456供给的冷气的冷却空间cs。并且，为了使因推压部451自身的比热而吸收的冷气量最小化，如图7的简要立体图所示，加压部分541a和扩张部分451b的一部分由环氧等非金属性隔热材质im形成。当然，接触部分cp的前部面部位应该由铜等具有突出的导热性的金属性导热体hl形成。其中，导热体hl的面积可根据半导体器件的大小而定。

在设置板452形成有用于设置推压部451的设置孔452a。

螺旋弹簧453用作相对于设置板452弹性支撑推压部451的弹性部件。

在加压板454设置有多个与推压部451相结合的设置板452。在上述加压板454形成有设置槽454a和流体流路454b，上述设置槽454a用于设置设置板452及喷射部件454，上述流体流路454b用于使从管道457流出的温度调节用流体向推压部451侧移动。其中，流体流路454b与设置槽454a相连接。

喷射部件455用于使从管道457通过加压板454的流体流路454b及设置槽454a流动的温度调节用流体向推压部451侧喷射。因此，在喷射部件455形成有用于向推压部451侧引导输入于设置槽454a的温度调节用流体的引导孔455a。其中，流体流路454b接收用于冷却半导体器件d的冷却用流体，所使用的流体可以为空气或冷却气体等气体。

冷却模块456用于向推压部451的接触部分cp供给冷气。如图8的摘录剖视图所示，上述冷却模块456包括冷却块456a、加热管456b、隔热部件456c、传导部件456d、弹性垫456e、弹性支撑体456f、设置块456g及结合部件456h。

冷却块456a具有用于使从外部的冷却器(未图示)供给的制冷剂流动的制冷剂流路cw。为了使制冷剂流路cw上的制冷剂从外部的空气中隔热，优选地，上述冷却块456a由环氧等非金属性隔热材质形成。

加热管456b用于向推压部451的接触部分cp快速传递制冷剂流路cw上的制冷剂所具有的冷气。因此，加热管456b的前端通过冷却空间cs与接触部分cp侧相接触，后端部位与制冷剂流路cw侧相接触。

隔热部件456c以包围加热管456b的外部面的方式设置，从而防止通过加热管456b传递的冷气受损。因此，优选地，由隔热性突出的树脂类隔热材质形成。并且，优选地，如图所示，隔热部件456c的内部面和加热管456b的外部面之间存在间隔(t)，从而防止隔热部件456c与加热管456b之间直接接触，由此提高隔热性能。当然，在难以留有间隔的情况下，也可使隔热部件456c与加热管456b相接触。

传导部件456d插入于冷却空间cs，前端与接触部分cp的导热体hl相接触，在后端插入有加热管456b的前端，从而具有可把持加热管456b的前端的把持槽gs。这种传导部件456d与加热管456b进行热接触，其接触面积相当于形成把持槽gs的内部面的面积大小，因此可更加快速地向位于接触部分cp的导热体hl传导加热管456b的冷气。当然，优选地，传导部件456d也由导热性突出的铜等金属材质形成。

作为参考，加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d可结合为一体。当然，如本实施例，虽然加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d均以一体的方式形成模块化，但是也可使一部分结构选择性地形成模块化。

并且，在加热管456b及隔热部件456c的外侧的推压部451的冷却空间cs上形成有流体流路aw(参照图6)，上述流体流路aw可使通过加压板454的流体流路454b及喷射部件454的引导孔454a流入的温度调节用流体向喷射孔451d侧移动。当然，根据实施情况，也可在推压部形成与冷却空间相互分离的流体流路。

另一方面，如上所提及，导热体hl的面积可根据半导体器件的大小而定，在此情况下，可以按原状使用加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d，并仅更换推压部451，但是也可能有必要更换加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d。对于这种更换，将予以后述。

弹性垫456e弹性支撑冷却块456a的前端。

弹性支撑体456f弹性支撑冷却块456a的后端。由于冷却块456a及加热管456b因这种弹性支撑体456f而向前方受到弹性加压力，从而可使与加热管456b的前端相结合的传导部件456d始终维持与接触部分cp的导热体hl之间的接触。其中，弹性支撑体456f的前端和冷却块456a的后端仅维持接触状态，而并非处于相互结合或插入的状态。因此，与加热管456b相结合的冷却块456a不受弹性支撑体456f的约束而可自由移动，从而即使用于加压半导体器件d的推压部451稍微倾斜，也可使传导部件456d的前部面与导热体hl的后部面维持面接触。

设置块456g用于使弹性垫456e和弹性支撑体456f以可移动的方式支撑冷却块456a。这种设置块456g与加压板454相结合。

结合部件456h用于使弹性支撑体456f以结合的方式设置于设置块456g。为此，如本实施例，结合部件456h呈“┓”字形态，一侧固定在设置块456g，另一侧与弹性支撑体456f的后端相结合。

管道457用于通过形成在多个推压部451的喷射孔451d按每个半导体器件d供给温度调节用流体。在上述管道457的前部面形成有用于插入冷却模块456的后端部位的多个插入槽457a和用于向加压板454的流体流路454b供给温度调节用流体的多个供给孔(未表示)。

驱动源458用于使管道457向前后方向进退。因此，驱动源458最终使与管道457相结合的加压板454、与加压板454相结合的设置板452以及与设置板452相结合的推压部451向前后方向进退。这种驱动源490可由气缸或马达形成。

温度传感器459设置在推压部451的前部面侧，用于检测半导体器件的温度。优选地，上述温度传感器459的更加具体且稳定的设置位置为不受传导部件456d和加热管456b的温度干扰且由隔热材质im遮蔽的位置。当然，优选地，温度传感器459设置在直接与半导体器件相接触的位置，根据需要，为了防止受到污染或破损而可被保护膜所覆盖。

接着，对如上所述的加压装置450的动作进行说明。

在驱动源458进行工作来使推压部451对放置于插入件ti的半导体器件进行加压的状态下，进行对半导体器件的测试。在测试过程中，半导体器件d因自发热而使温度上升。并且，温度传感器459检测如上所述的温度状况。控制器(未图示)在检测从温度传感器459传送的信息后，在必要的情况下，使冷却器(未图示)进行工作来向冷却块456a供给制冷剂。因此，在冷却块456a的制冷剂流路cw流动着低温的制冷剂，制冷剂的冷气通过加热管456b快速向推压部451的接触部分cp传递。在此情况下，冷气快速向与接触部分cp相接触的半导体器件d传递，从而降低半导体器件d的温度。当然，温度传感器459持续检测上述温度状况，若半导体器件d的温度下降到规定水准以下，则控制器停止冷却器的动作。

当然，如上所述，可以仅适用基于冷却模块456的冷却，但是根据实施情况，可以与基于冷却模块456的冷却一同混用利用管道457向喷射孔451d喷射冷却流体的流体冷却方式。

另一方面，如图9的放大图，根据情况，推压部451可在加压半导体器件d的过程中倾斜。在此情况下，冷却模块456的冷却块456a以可使半导体器件d移动的方式被弹性支撑体456f所弹性支撑，因此，可使加热管456b及冷却块456a与推压部451的倾斜相对应地倾斜。因此，不存在因推压部451的倾斜而形成的扭曲施加于加热管456b的隐患。

作为参考，在变更所要进行新测试的半导体器件的规格的情况下，有必要对推压部451、加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d等进行更换。在此情况下，如图10所示，在去除位于前方的测试仪后，可更换推压部451、加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d等。此时，在加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d为一体型的情况下，可节省更换时间。当然，在加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d并非为一体型的情况下，可基于个别受损而分别更换加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d来试图节约资源。

并且，根据需要，可以仅更换推压部451或更换至设置板452，可将加热管456b、隔热部件456c及传导部件456d全部更换。

作为参考，虽然在本实施例中，每2个推压部451设置有一个设置板452，但是如图11，也可在一个设置板452a设置有所有的推压部451a。在此情况下，可追加构成可支撑设置板452a的支撑轨道sr和可使支撑轨道sr向前后方向移动的移动器ma。因此，如图12所示，若有必要对推压部451a等进行更换，则在借助移动器ma来使设置板452a向前方移动后，向侧方引出设置板451a，之后可更加简便地执行更换作业。

第二实施例

图13为放大示出本发明第二实施例的加压装置950的一部分的侧面剖视图。

如图13所示，本实施例的加压装置950包括推压部951、设置板952、螺旋弹簧953、加压板954、喷射部件955、冷却模块956、管道(未图示)、驱动源(未图示)及温度传感器959。

在上述多个结构中，推压部951、设置板952、螺旋弹簧953、加压板954、喷射部件955、管道、驱动源及温度传感器959与第一实施例相同，因此将省略对其的说明。

如图14的摘录剖视图所示，冷却模块956包括冷却块956a、弹性垫956b、隔热部件956c、传导部件956d、弹性垫956e、弹性支撑体956f及设置块956g。

冷却块956a、弹性垫956e、弹性支撑体956f及设置块956g与第一实施例相同，因此将省略对其的说明。

弹性垫956b用于引导制冷剂的移动，使得位于冷却块956a的制冷剂流路cw的制冷剂通过冷却空间cs经由推压部951的接触部分cp侧(参照图14的箭头)。为了隔断流入侧和流出侧的制冷剂之间的温度影响，上述弹性垫956a可由隔热材料形成。

隔热部件956c防止从冷却块956a流出并经由接触部分cp的制冷剂失去冷气，隔热部件956c呈桶形状，用于形成制冷剂的路径。即，弹性垫956b呈插入于空心的桶形状的隔热部件956c内部的形状，用于将隔热部件956c的内部空间分成制冷剂的流入路iw和流出路ow。因此，从制冷剂流路cw流出的制冷剂在通过流入路iw向推压部951的接触部分cp移动后，通过流入路ow流入制冷剂流路cw。

传导部件956d的前端与推压部951的接触部分cp相接触，后端支撑弹性垫956b的前端。当然，传导部件956d由导热性突出的金属材质形成。在本实施例中，优选地，也可考虑使弹性垫956b、隔热部件956c及传导部件956d结合为一体。

根据本实施例，由于制冷剂在直接向接触部分cp侧移动的过程中向半导体器件供给冷气，因此可快速降低半导体器件的温度。

如上所述，虽然通过参照附图的实施例来对本发明进行了具体说明，但是上述实施例通过举例本发明的优选实施例来进行说明，因此，不能理解为本发明仅局限于上述实施例，而本发明的权利范围应当通过后述的发明要求保护范围及其等同概念来理解。