KR102473364B1 - 소켓 측(側) 열 시스템 - Google Patents

Abstract

집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓으로서, 상기 소켓은 온도의 함수인 저항력을 가지는 소재로 제조된 적어도 하나의 전도성 트레이스를 포함하고, 상기 소켓은 상기 집적 회로 장치가 상기 소켓에 배치될 때 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스가 상기 집적 회로 장치의 표면을 따라 연장되도록 구성되는 소켓을 포함하는 집적 회로 장치 테스트 시스템이 개시된다. 상기 집적 회로 장치는 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스의 측정된 저항에 기초하여 상기 집적 회로 장치의 표면에서 온도를 결정하도록 구성된 제어부 또는 능동 회로를 더 포함한다.

Description

소켓 측(側) 열 시스템

본 발명은 2017년 1월 9일에 출원된 미국 임시출원 제62/444,092에 대한 우선권을 주장하고 상기 출원의 내용 모두는 참조로서 본 출원에 포함된다. 본 발명은 또한 2017년 1월 26일에 출원된 미국 출원 제15/416510에 대한 우선권을 주장하고 상기 출원의 내용 모두는 참조로서 본 출원에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 집적회로(IC) 장치 테스트 시스템용 열 센서 시스템에 관한 것으로, 특히 집적회로 장치(피 시험 장치(被試驗裝置) 또는DUT (device under test) 라고도 한다)의 소켓 측(側) 온도 검출기를 포함하여 DUT의 온도를 측정하는 IC 장치 테스트 시스템, 및 소켓 측 가열 및 냉각을 포함하는 IC 장치 테스트 시스템에 관한 것이다.

반도체 테스트 중 온도 제어는 장치 번-인(burn-in), 기능 테스트 또는 시스템 레벨 테스트 (SLT)와 같은 공정 중에 유용할 수 있다. 온도 제어를 위해, 온도 피드백의 일부 형태는 유용할 수 있다. 온도 제어용 피드백의 하나의 유형은 관심 칩 접합부 근처에 위치한 칩의 온도 센서로 직접 온도 피드백(DTF)을 하는 것이다. 이러한 센서는 높은 전력 손실 영역 근처에 위치하지 않을 수 있고, 이를 테면, 테스트 주기의 하위 테스트들 사이의 이러한 센서로의 제한된 접근이 가능하거나, 이러한 센서는 단지 이용 가능하지 않을 수 있다. 전력이 낮고 적합한 열 인터페이스 물질(TIM)이 이용된다면, 히터(heater) 온도 피드백(HTF) - 열 장치(TU) 상의 히터가 설정 온도로 제어되고 설정값으로부터의 접합 온도의 오류가 허용 범위 내에 있는 - 을 이용하는 것이 충분할 수 있다.

DTF가 이용 가능하지 않으며HTF의 오류가 허용될 수 없는 경우, 다른 많은 기술들을 이용할 수 있다. 전력 추종 히터 온도 피드백(HTF-PF)은 이러한 하나의 방법이다. HTF-PF에 있어서, 히터의 온도 설정값은 측정된 장치 전력의 함수로서 및 TU의 히터부터 소자 접합부까지의 공지된 열저항으로서 동적으로 변경된다. 이러한 기술은 장치 전력에 더하여 장치 전력의 변화 속도로 인하여 설정값이 변경되는 동적 전력 추종 히터 온도 피드백 (HTF-DPF)으로 연장된다. 이러한 전력 추종 기술들은 광범위하게 이용되고 양질의 결과를 도출하지만, 한계 역시 가지고 있다.

기본 열 경로가 장치로부터 TU까지가 아니거나, 히터로부터 접합부까지의 열저항 크게 변하는 경우, 상술한 방법들을 이용함으로써 중대한 오류가 발생할 수 있다. 많은 경우에, 장치 전력의 측정은 유용하지 않거나 실용적이지 않을 수 있다. 여기에서 상술된 시스템 및 방법들의 적어도 일부는 DUT의 제1측(소켓 측)의 반대편인 DUT의 제2측의 온도를 측정하기보다는 또는 이와 조합하여 DUT의 제1측(소켓 측)의 온도를 측정함으로써 배경기술을 능가한다.

장치로부터의 어떠한 피드백도 이용하지 않는 한 방법은 외삽 온도 피드백(extrapolated temperature feedback, ETF)라고 한다. 여기서, 장치의 온도는 TU의 두 온도 센서와 센서들 중 하나의 변화율에 따라 추정된다. 이 방법은 좋은 결과를 도출할 수 있지만 두 개의 센서를 포함할 수 있도록 TU에 충분한 공간이 없을 수 있으며 장치에서 TU까지가 기본 열 경로가 아니거나 히터에서 접합부까지의 열 저항이 크게 달라지는 경우 심각한 오류가 발생할 수 있다. 장치로부터의 어떠한 피드백도 이용하지 않는 또 다른 방법은 TU의 프로브(probe)로 케이스 온도를 측정하는 것이다. 여기서, 상기 온도 측정은 DUT의 제2측과 접하는 상용 센서를 이용할 수 있다. 이의 단점은 제2측의 작은 부분만을 측정할 수 있으며, 공정의 설정이 취약하고, 접촉점에서 크게 변화하는 열 저항이 있을 수 있으며, TU의 상당한 공간이 점유될 수 있고, 열 제어에 필요한 DUT의 접촉 영역이 제거 될 수 있다. 또한, 대부분의 전력 손실이 DUT의 소켓 측 근처에 있는 장치에 이용하는 것은 실용적이지 않다.

일반적으로, DUT는 외부 접속을 위한 복수의 접점부를 포함한다. DUT의 제1측, 즉 "소켓 측"은 테스트 중에 소켓과 결합하거나 소켓 표면과 접하거나 소켓 표면에 인접한 DUT의 한 측을 의미한다. 일부 실시의 예에서, 상기 소켓 측은 DUT의 복수의 접점부의 대부분이 배치되거나 DUT의 복수의 접점부의 대부분이 돌출하는 측이다. 상기 소켓 측 반대 측을 DUT의 제2측이라고 한다.

현재, 장치 테스트 중에 열 제어를 구현하는 한 가지 방법은 온도 제어 챔버에서 저전력 장치를 테스트하고 제어하는 것이다. 그러나, 장치가 허용 수준을 초과하는 장치의 접합 온도를 올리는 전력 수준을 손실하면 이 방법이 적절하지 않을 수 있다. 또 다른 문제점은 제어된 챔버 설계는 제한된 처리량을 가진다는 것이다. 장치의 테스트 동안 열 제어를 구현하는 또 다른 방법은 소켓 측 반대편의 면(예를 들어, 제2측 면)을 TU와 접촉시켜 접합 온도를 제어하는 것이다. 그러나 DUT의 전력 손실의 큰 부분이 소켓 측 면 근처에 있으면 이 방법은 효과적이지 않을 수 있다. 소켓 측의 열 제어는 업계에서 일반적이지 않으며 이러한 제어는 일반적으로 능동적이라기 보다 수동적이다. 일례로, 소켓 근처의 영역을 원하는 온도 설정 지점 근처에서 유지되어 DUT 소켓 측 면을 통한 열 전달을 줄이는 접촉기 컨디셔닝(contactor conditioning)이 있다. 이는 DUT의 제2 측의 TU 접점부를 이용하여 열 제어의 정확성을 높인다.

본 발명의 실시의 예들은, 예를 들어 관심 구성 요소의 기하학적 구조가 표준적인 시판품 센서를 허용하지 않거나, 표준 센서에 의해 커버될 수 없는 영역의 온도 감지가 필요한 상황에서 온도 감지에 이용될 수 있다.

일반적으로, DUT에서 온도 측정을 위해 접근할 수 있는 위치는 제2측, DUT 접점부들 사이의 공간 또는 접점부가 없는 분리기 스트립(strip)에 있다. 이러한 위치에서 온도를 측정하기 위해 종래의 온도 센서를 이용하는 것과 관련된 문제가 있다. 열전대(熱電對)는 단 하나의 작은 점만 측정할 수 있으며, 그 점의 접촉 열 저항은 높을 수 있어서 잘못된 온도 측정을 초래할 수 있으며, 상기 열전대는 취약하며, 특히 높은 유사성을 가지는 테스트 어플리케이션들에 대하여, 일반적으로 이용되는 와이어 유형은 절연 및 경로 지정이 어렵다. 서미스터(thermistor) 또는 상용 일반적인 저항 온도 검출기(RTD, resistance temperature detector)에의 맞춤은 모든 애플리케이션에서 실용적인 것은 아니며, 애플리케이션들이 충분히 작다면, 열전대 이용에 대한 일부 단점을 공유한다. 또한, DUT의 제2측의 임의의 온도 센서는 열 제어에 이용되는 메커니즘을 방해할 수 있다. 본 명세서에 기재된 RTD의 다양한 실시의 예들은 이들 문제점의 일부 또는 전부를 극복할 수 있다.

일 실시의 예에서, 집적 회로 장치 테스트 시스템은 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓으로서, 상기 소켓은 온도의 함수인 저항력을 가지는 소재로 제조된 적어도 하나의 전도성 트레이스를 포함하고, 상기 소켓은 상기 집적 회로 장치가 상기 소켓에 배치될 때 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스가 상기 집적 회로 장치의 표면을 따라 연장되도록 구성된다. 상기 집적 회로 장치 테스트 시스템은 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스의 측정된 저항에 기초하여 상기 집적 회로 장치의 표면에서 온도를 결정하도록 구성된 제어부 또는 능동 회로를 더 포함한다.

다른 실시의 예에서, 집적 회로 장치 테스트 시스템은 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓으로서, 집적 회로 장치의 전기 접점부에 접하도록 구성된 복수의 전기 접점부를 포함하는 소켓을 포함하고, 상기 소켓의 전기 접점부를 제어부 또는 능동 회로에 전기적으로 연결하도록 구성된 하중 보드, 및 상기 집적 회로 장치가 상기 소켓과 결합하는 경우, 적어도 상기 하중 보드 및 상기 집적 회로 장치의 소켓 측의 상기 소켓의 전기 접점부를 거쳐 상기 집적 회로 장치를 가열 및/또는 냉각하도록 구성된 열 장치를 포함한다.

다른 실시의 예에서, 집적 회로 장치 테스트 시스템은 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓으로서, 집적 회로 장치의 전기 접점부에 접하도록 구성된 복수의 전기 접점부를 포함하는 소켓을 포함한다. 상기 집적 회로 장치 테스트 시스템은 상기 소켓의 전기 접점부에 전기적으로 연결된 박막 회로를 포함하는 열 전도성 기판; 하중 보드 전기 접점부를 거쳐 열 전도성 기판에 전기적으로 연결되고 상기 소켓의 전기 접점부를 제어부 또는 능동 회로에 전기적으로 연결하도록 구성된 하중 보드; 및 상기 집적 회로 장치가 열 전도성 기판을 거쳐 상기 소켓과 결합하는 동안 상기 집적 회로 장치의 소켓 측의 상기 집적 회로 장치를 가열 및/또는 냉각하도록 구성된 열 장치;를 더 포함한다.

다른 실시의 예에서, 집적 회로 장치 테스트 시스템은 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 플렉서블 회로 기판으로서, 집적 회로 장치의 전기 접점부에 접하도록 구성된 복수의 전기 접점부를 포함하는 플렉서블 회로 기판을 포함한다. 상기 집적 회로 장치 테스트 시스템은 상기 플렉서블 회로 기판에 인접하여 배치된 열 인터페이스 층; 및 상기 열 인터페이스 층에 인접하여 배치된 열 장치로서, 상기 집적 회로 장치가 상기 열 장치와 결합하는 동안 상기 집적 회로 장치의 소켓 측의 상기 집적 회로 장치를 가열 및/또는 냉각하도록 구성된 열 장치;를 더 포함한다.

다른 실시의 예에서, 집적 회로 장치 테스트 시스템은 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓을 포함한다. 상기 소켓은 온도 의존적 특성을 보이는 온도-감응 구성 요소를 포함하고, 상기 소켓은, 상기 집적 회로 장치가 상기 소켓에 위치하는 경우, 상기 온도-감응 구성 요소가 상기 집적 회로 장치의 소켓 측 면과 접촉하도록 구성된다. 상기 집적 회로 장치 테스트 시스템은 상기 온도-감응 구성 요소의 온도 의존적 특성의 측정에 기초하여 상기 집적 회로 장치의 표면의 온도를 결정하도록 구성된 제어부 또는 능동 회로를 더 포함한다.

도1a 및 1b는 집적회로(IC)장치 테스트용 시스템(100)의 실시의 예들을 도시한다.
도2는 패키지-온-패키지(package-on-package, POP) 타입 DUT의 일 실시의 예를 도시한다.
도3a 내지 3c는 DUT의 일 실시의 예, 상기 DUT의 온도를 검출하기에 적합한 RTD의 일 실시의 예, 및 DUT와 결합된 RTD의 일 실시의 예를 각각 도시한다.
도4a는 DUT의 다른 실시의 예를 도시하고, 도4b는 상기 DUT의 온도를 검출하기에 적합한 RTD의 일 실시의 예를 도시한다.
도5는 소켓 측 온도 제어를 포함하는 IC 장치 테스트용 시스템의 일 실시의 예를 도시한다.
도6a는 본 발명의 일 실시의 예에 따른, 다층 플로팅 플레이트(floating plate)를 포함하는 테스트 시스템의 소켓에 삽입된 DUT를 도시한다.
도6b는 본 발명의 일 실시의 예에 따른, 가열/냉각 슬러그(slug)를 가지는 다층 플로팅 플레이트를 포함하는 테스트 시스템의 소켓에 삽입된 DUT를 도시한다.
도7은 본 발명의 일 실시의 예에 따른, 하중 보드(board)를 통하여 소켓 측 열 제어를 가지는 IC장치들의 테스트용 시스템의 일 실시의 예를 도시한다.
도8은 박막 회로부를 포함하는 열 전도성 기판을 가지는 IC장치들의 테스트용 시스템의 일 실시의 예를 도시한다.
도9는 플렉서블(flexible) 회로 기판 및 열 인터페이스를 포함하는 IC장치들의 테스트용 시스템의 일 실시의 예를 도시한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 예들은 아래와 같이 설명된다. 아래의 설명은 본 발명의 예시적인 실시의 예들을 설명하고자 함이며, 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.

본 명세서에서 설명되는 시스템, 장치 및 방법들의 일부는 노출된 접점부가 있는 DUT의 소켓 측의 DUT의 온도를 감지할 수 있다. 일 실시의 예에서, IC장치 테스트용 소켓 측 열 감지 시스템은 감지된 온도가 온도 제어 시스템에 대한 피드백으로 이용되도록 구성된다. 상기 소켓 측 열 감지 시스템은 테스트 소켓의 접점부와의 간섭을 감소시키면서 DUT에 대한 접촉 영역을 개선하여 접점부의 전기적 성능의 열화를 감소시키도록 설계된 설계된 센서를 포함한다. 상기 소켓 측 열 센서 시스템은 DUT의 온도가 실시간으로 측정되도록 한다. DUT 온도는 DUT 소켓 측 열 제어를 통해 제어될 수 있다. 소켓 측 열 센서 시스템은 테스트 소켓 내에 제어 전자 장치들 및/또는 센서를 포함할 수 있다. 열 센서용 처리(conditioning) 회로와 같은 일부 제어 전자 장치들은 소켓에 배치되거나 TU를 수용하고 DUT를 소켓에 위치시키는 핸들러 구성요소에 배치될 수 있다. 제어 전자 장치들을 상기 센서에 인접하게 배치시킴으로써 노이즈 감소에 도움이 되고 DUT의 접점부를 테스트 제어부에 연결시키는 데 필요한 와이어의 수를 크게 감소시킬 수 있다. 상기 소켓 측 열 센서 시스템은 하나 이상의 전도성 트레이스를 포함할 수 있는 저항 온도 검출기(RTD)를 포함할 수 있거나, 플렉서블 회로 기판 및 적어도 하나의 전도성 트레이스를 포함할 수 있다. RTD의 트레이스는 전기 부품이 인쇄회로기판(PCB)과 접하는 영역에서 인쇄회로기판의 표면 또는 근처에 있도록 구성된다.

IC 장치 테스트용 시스템

일반적으로 도1a 및 1b를 참조하면, 도1a 및 1b는 IC 장치 테스트용 시스템(100)의 실시의 예들을 도시한다. 상기 시스템(100)은 소켓(101), 하중 보드(112), 및 제어부(114)를 포함한다. 상기 소켓(101)은 플로팅 플레이트(102), 베이스 부재(105), 및 적어도 하나의 스프링(120)을 포함한다. 상기 플로팅 플레이트는 용기(容器, 104) 및 플로팅 플레이트 개구(109)를 포함한다. 상기 베이스 부재는 베이스 부재 개구(107) 및 소켓 전기 접점부(110)를 포함한다.

도1a 및 1b를 보다 상세히 참조하면, 도1에 도시된 상기 소켓(101)은 플로팅 플레이트(102)를 포함한다. 상기 플로팅 플레이트(102)는 DUT(106)(피 시험 장치(被試驗裝置), device under test)를 구조적으로 지지하며, 상기 DUT(106)를 수용하기 위한 용기(104)을 포함한다. 상기 플로팅 플레이트(102)는 DUT(106)에 의해 방출되는 임의의 열을 견디기 적합한 소재를 포함하여 상기 DUT(106)를 구조적으로 지지하기 위한 임의의 적절한 소재로 이루어질 수 있다. 상기 플로팅 플레이트(102)는 또한 장치의 온도를 제어하는데 이용될 수 있고, AlN 또는 양극 산화 처리된 알루미늄과 같은 열전도성이지만 전기적으로 절연성인 소재로 제조될 수 있다. 상기 플로팅 플레이트(102)는 적어도 하나의 스프링(120) 또는 복수의 스프링(120)을 통해 상기 베이스 부재(105)에 의해 지지된다. 상기 스프링의 사용은 선택적이다 ― 예를 들어, 일부 실시의 예에서, 플로팅 플레이트는, 압력이 가해질 때 압축될 수 있는 포고-핀(pogo-pin) 타입 소켓 전기 접점부(110)에 의해 지지될 수 있다. 상기 플로팅 플레이트(102)는 DUT(106)의 전기 접점부(108)가 소켓 전기 접점부(110)와 전기적으로 결합하도록 구성된 복수의 플로팅 플레이트 개구(109)를 포함한다. 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 플로팅 플레이트(102)는 수축 가능한 소켓 전기 접점부(110) 위에 위치하거나 수축 가능한 소켓 전기 접점부(110)에 얹혀 있다. 상기 플로팅 플레이트(102) 및 소켓 전기 접점부(110)는 플로팅 플레이트(102)의 무게가 소켓 전기 접점부(110)를 실질적으로 압축시키기 충분하지 않도록 구성된다. “실질적으로 압축하는” 소켓 전기 접점부(110)는 상기 DUT 전기 접점부(108)의 적어도 일부가 상기 소켓 전기 접점부(110)와 접하는 지점까지 수축하는 소켓 전기 접점부(110)를 지칭할 수 있다. 상기 플로팅 플레이트(102) 및 상기 소켓 전기 접점부(110)는, 상기 DUT(106)가 상기 플로팅 플레이트(102)에 삽입될 때 및/또는 압력 또는 힘이 상기 플로팅 플레이트(102)에 인가될 때, 상기 소켓 전기 접점부(110)가 상기 DUT 전기 접점부(108)와 접하도록 더 구성된다. 예를 들어, 상기 소켓 전기 접점부(110)는 기계적 장치가 상기 플로팅 플레이트 및/또는 DUT의 상면에 힘을 인가했을 때 실질적으로 압축되도록 구성될 수 있다. 이는, 예를 들어, 상기 DUT(106)를 플레이트 트레이(102)에 부드럽게 삽입하고, 접점부들 사이의 수평 시어(sheer)를 회피할 수 있게 한다. 상기 플로팅 플레이트(102)는 압축 시에 적절한 저항력을 발휘하는 적절한 개수의 스프링 또는 전기 접점부(110)를 선택하는 것과 같이 적절한 스프링들(120) 또는 적절한 탄성 소켓 전기 접점부(110)들을 선택함으로써 구성될 수 있다.

일부 실시의 예에 있어서, 상기 플로팅 플레이트(120)은 용기(104)를 포함한다. 상기 용기(104)는 상기 플로팅 플레이트(120)에서의 홈일 수 있다. 일부 실시의 예에서, 상기 용기는 상기 플로팅 플레이트의 표면에서의 홈에 의해 정의된다. 다른 일부 실시의 예에서, 상기 용기는 상기 플로팅 플레이트(102)와 분리된 구성요소이며, 상기 플로팅 플레이트(102)에 배치되거나 상기 플로팅 플레이트(102)에 부착될 수 있다. 상기 용기(104)는 DUT(160)의 제2측의 적어도 일부가 노출되도록 DUT(160)의 전부 또는 일부를 감쌀 수 있다. DUT(160)의 일부가 도1a에 도시된 바와 같이 상기 플로팅 플레이트(102)로부터 돌출되도록 상기 용기(104)는 상기 DUT(160)보다 얕을 수 있고 수직으로 연장된다. 다른 실시의 예에서, 상기 DUT(106)는 상기 용기(104)로부터 돌출하지 않는다. 상기 용기(104)는 그 바닥 또는 하부에 상기 플로팅 플레이트 개구(109)를 포함한다. 상기 플로팅 플레이트 개구(109)를 통해, 상기 DUT 전기 접점부(108)는 상기 소켓 전기 접점부(110)와 접할 수 있다. 다른 실시의 예에서, 상기 용기(104)는 이용되지 않으며, 상기 플로팅 플레이트(102)는 상기 플로팅 플레이트(102)의 표면 상에 상기 DUT(106)를 수용하도록 구성된다. 다른 실시의 예에서, 상기 플로팅 플레이트(102)는 용기의 역할을 하는 홈을 포함하지 않으며, 상기 플로팅 플레이트의 표면은 실질적으로 평평하다. 이러한 실시의 예에서, 상기 DUT(106)는 테스트를 위해 평평한 표면 상에 배치될 수 있다.

상기 소켓(101)은 베이스 부재(105)를 포함한다. 상기 베이스 부재(105)는 상기 플로팅 플레이트(102)에 대한 구조적 지지대 역할을 할 수 있다. 상기 베이스 부재(105)는 베이스 부재 개구(107) 및 소켓 전기 접점부(110)를 포함한다. 상기 베이스 부재 개구(107)는 상기 소켓 전기 접점부(110)와 상기 DUT 전기 접점부(108) 사이의 전기적 접촉을 허용하도록 구성된다.

설명을 위해, 때때로 상기 DUT(106)는 IC장치 테스트용 시스템(100)의 일부로 지칭될 수 있다. 왜냐하면, 시스템(100)의 테스트 구조를 논하는 경우 DUT(106)라고 지칭하는 것이 편리할 수 있기 때문이다. 그러나, 상기 DUT(106)는 반드시 시스템(100)의 일부일 필요는 없고 시스템(100)에 삽입되거나 시스템(100)으로부터 제거될 수 있다. 마찬가지로, DUT(106)의 구성요소들은, 예를 들어, 상기 DUT 전기 접점부(108)는 편의를 위해 시스템(100)의 일부로 지칭될 수 있으나, 반드시 시스템(100)의 일부일 필요는 없다. 테스트 중에, 상기 DUT(106)는 상기 용기(104)에 삽입될 수 있다. 상기 DUT(106)는 임의의 집적회로 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 DUT(106)는 도2를 참조하여 하기에서 설명되는 장치와 같은 패키지-온-패키지(package-on-package, POP) 장치일 수 있다. 상기 DUT(106)는 상기 DUT 전기 접점부(108)를 포함한다. 상기 DUT 전기 접점부(108)는 상기 DUT(106)가 직접 또는 간접적으로 전기 회로와의 전기 접속을 확립하게 한다. 상기 DUT 전기 접점부(108)는 복수의 전기 접점부를 포함한다. 전기 접점은, 예를 들어, 솔더볼(solder balls), 핀(pins) 또는 접촉 패드의 임의의 조합일 수 있다.

상기 베이스 부재는 상기 소켓 전기 접점부(110)를 포함한다. 상기 소켓 전기 접점부(110)는 직접 또는 간접적으로 상기 DUT 전기 접점부(108)와 하중 보드(112) 또는 다른 전기 회로 사이를 전기적으로 연결시키는 역할을 할 수 있다. 상기 소켓 전기 접점부(110)는, 예를 들어 핀(pins), 탄성중합체형 전도체 또는 금속 “퍼즈 단추(fuzz button)”의 임의의 조합일 수 있는 전기 접점부이다. 일부 실시의 예에서, 상기 전기 접점부는 도1b에 도시된 것과 같은 수축성 핀을 포함한다. 상기 수축성 핀은 테스트 중에 하중이 가해지는 경우와 같이 상기에서 설명한 방식으로 수축한다. 상기 소켓 전기 접점부(110)는 상기 베이스 부재 개구(107)로부터 돌출될 수 있다. 상기 소켓 전기 접점부들(110) 중 적어도 일부는 랜드 그리드 배열(land grid array, LGA)의 적어도 일부를 정의할 수 있다.

일부 실시의 예에서, 상기 소켓(101)은 플로팅 플레이트(102), 베이스 부재(105) 및 스프링(120) 모두 또는 이들 중 일부를 포함할 필요는 없다. 일반적으로, 상기 소켓(101)은 테스트 중에 DUT가 배치되거나 놓여질 수 있는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 소켓(101)은 테스트 중에 DUT가 놓여질 수 있는 전기 접점부의 어레이(예를 들어, 탄성중합체형 접점 또는 퍼즈 단추) 일 수 있다.

상기 시스템(100)은 하중 보드(112)를 포함한다. 상기 하중 보드(112)는 직접 또는 간접적으로 상기 DUT(106) 또는 상기 소켓 전기 접점부(110)와 또 다른 전기 회로 사이의 전기적 중개자 역할을 할 수 있다. 상기 하중 보드(112)는 상기 소켓 전기 접점부(110)를 통해 수신된 전기 신호의 상기 DUT(106)를 테스트하기 위한 테스트 장비로의 및/또는 상기 제어부(114)를 테스트하기 위한 테스트 장비로의 경로 지정에 적합함을 포함하여 하중 보드에 적합한 임의의 방식으로 이용되도록 구성될 수 있다. 상기 하중 보드는 또한 논리 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시의 예에서, 상기 하중 보드는 상기 제어부(114)와 무선으로 통신할 수 있다. 일부 실시의 예에서, 도9에 도시되고 아래에서 보다 상세하게 설명되는 플렉서블 회로 기판(902)은 하중 보드로서의 역할을 한다. 상기 하중 보드(112)는 전술한 바와 같이 전기 중개자만의 역할을 할 필요는 없다. 예를 들어, 일부의 경우, 상기 하중 보드(112)가 열 전도체로서 작용할 수 있거나 또는 시스템(100)의 구성 요소 또는 다른 구성 요소들에 구조적 지지를 제공 할 수 있다.

일부 실시의 예에서, 상기 시스템(100)은 제어부(114)를 포함한다. 상기 제어부(114)는 온도 정보를 처리하고 및/또는 적어도 하나의 열 장치를 제어하도록 구성될 수 있으며, 임의의 회로, 논리 시스템, 중앙 처리 장치, 그러한 기능들 중 임의의 것에 적합한 주문형 집적 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(114)는 상기 DUT(106)의 온도를 나타내는 신호 (예를 들어, 상기 DUT(106)와 접하는 RTD의 저항을 나타내는 신호)를 수신하도록 구성되고, 예를 들어, DUT(106) 온도의 일정 기간에 걸친 통합, 또는 온도의 시간 평균, 또는 기준 온도로부터의 온도 편차, 또는 온도 변화율과 같은 상기 DUT(106)의 온도와 관련된 테스트 장비 또는 디스플레이에 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 제어부(114)는 부가적으로 또는 대안적으로 상기 DUT의 온도를 제어하도록 구성되는 능동 열 장치를 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 제어는 상기 DUT(106)의 감지된 또는 검출된 온도에 기반을 둘 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 상기 제어부(114)는 열 장치에 대해 미리 프로그램된 온도 제어 계획을 구현할 수 있거나, 예를 들어 상기 DUT(106)와 접하는 RTD에 의해 상기 DUT(106)의 감지된 온도에 기초하여, 열 장치를 제어하여 상기 DUT(106)의 온도가 온도 범위 내에서 또는 온도 임계값보다 높거나 낮은 온도 내에 머물러있게 한다. 상기 제어부(114)는 상기 소켓(101) 외부에 위치하거나, 예를 들어 상기 소켓(101), 플로팅 플레이트(102), 용기(104), 하중 보드(112), 또는 상기 DUT(106)의 온도를 제어하도록 구성된 열 장치 중 어느 하나에 배치되거나 상기 어느 하나와 통합될 수 있다.

도2는 패키지-온-패키지(package-on-package, POP) 타입 DUT(106)의 일 실시의 예를 도시한다. 본 실시의 예는 여기에 기재된 시스템 및 방법을 이용하여 테스트될 수 있는 DUT의 일 예이다. 도시된 실시의 예에서, 상기 DUT(106)는 DUT 전기 접점부(108), 논리 다이(die) 또는 프로세서(202), 복수의 스택(stacked) 메모리 다이(die)(204), 복수의 기판(206) 및 와이어 본드(bonds)(208)를 포함하는 POP 장치이다. 상기 논리 다이 또는 프로세서(202), 복수의 스택 메모리 다이(204), 복수의 기판(206) 및 와이어 본드(208)는 통상적으로 조합 프로세서/메모리 장치에서 발견되는 종래의 구성 요소일 수 있다.

테스트 동안, 상기 POP 타입 DUT(106)는 상기 플로팅 플레이트(102)에 놓여지거나 상기 용기(104)에 삽입되고, 상기 DUT 전기 접점부(108)는 상기 소켓 전기 접점부(110)와 접하게 된다. 상기 DUT(106)는 예를 들어, 메모리 제어부로서의 역할을 하는 프로세서를 포함하는 고밀도 메모리 장치일 수 있다. 도시된 실시의 예에서, 상기 프로세서(202)는 상기 스택 메모리 다이(204)보다 더 많은 돌출 접점부를 가진다. 또한, 상기 프로세서(202)는 테스트 동안 상기 스택 메모리 다이(204)보다 더 많은 열을 발산한다. 이와 같이, 상기 DUT(106)의 프로세서(202) 측(이 경우에는 소켓 측)에서 온도 감지 또는 온도 제어가 더 많이 요구될 수 있다. 일부 구성에서, 특히 상기 프로세서(202)가 상당한 양의 열을 방출하는 상황에서, 상기 프로세서(202) 상에 에어 갭이 있을 수도 있어서, 제2 측 냉각을 훨씬 덜 효과적이게 할 수 있다. 소켓 측 온도 제어는 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 다른 실시의 예에서, POP 타입 DUT 이외의 IC장치는, 예를 들어, 쿼드 플랫 무(無) 리드(quad-flat no-leads, QFN) 패키지 장치와 같은 본 명세서에 기재된 장치, 시스템 및 방법을 이용하여 테스트될 수 있다.

능동 온도 제어 목적을 위한 또는 본 명세서에 기재된 목적을 포함하는 기타 다른 목적을 위한 온도 측정(소켓 측 또는 기타)은 예를 들어, RTD의 이용, 다이오드(예를 들어, DUT(106)의 일부이거나, DUT(106)에 부착되거나, DUT(106)와 통합된 다이오드)의 온도에 따른 순방향 전압의 결정 또는 측정의 이용, 또는 본 명세서에 기재된 임의의 다른 온도 측정 시스템 또는 방법에 의해, 적절한 방법으로 구현될 수 있다.

소켓 측 온도 감지는 상기 DUT(106)의 소켓 측과 열 접촉하는 센서를 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 열 접촉은 예를 들어 (RTD(116) 또는 다른 온도 센서와 DUT의 소켓 측 사이의 직접 접촉과 같은) 직접 접촉, 또는 예를 들어 하중 보드, 전기 접점부, 열 인터페이스, 플렉서블 회로 기판, 박막 회로, 테스트 시스템의 소켓 또는 소켓의 임의의 구성 요소 중 임의의 것을 통한 열 접촉, 및/또는 열 비아(vias)일 수 있다. 일부 예시적인 소켓 측 감지의 구현이 하기에서 설명되고 온도 감지를 위한 RTD의 이용을 설명하지만, 임의의 다른 적절한 유형의 온도 센서가 상기 DUT(106)의 소켓 측의 온도를 검출하기 위해 RTD 센서에 부가적으로 또는 대안적으로 이용될 수 있다.

저항 온도 검출기

이제 도3a 내지 도3c를 일반적으로 참조하면, 도3a는 DUT(106)의 일 실시의 예를 도시하며, 도3b는 상기 DUT(106)의 온도를 검출하는데 적합한 RTD(116)의 일 실시의 예를 도시하고, 도3c는 상기 DUT(106)와 결합된 RTD(116)을 도시한다. 일부 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는 상기 플로팅 플레이트(102)의 노출된 표면 상에 위치하며, 상기 플로팅 플레이트(102)와 상기 DUT(106) 사이에서 끼일 수 있다. 다른 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는 도 6a및 6b에 도시된 바와 같이 상기 플로팅 플레이트(102)에 필수적이다.

도3a는 상기 DUT 전기 접점부(108)가 솔더 볼 어레이(solder ball array)인, DUT(106)의 일 실시의 예를 도시한다. 상기 솔더 볼은 구형, 반구형, 또는 심지어 둥근 형상일 필요는 없으며, 예를 들어, 임의의 다른 도전성 마운드(mound)이거나 상기 DUT(106)의 소켓 측 면으로부터 돌출하는 임의의 다른 도전성 돌출부일 수 있다. 상기 DUT(106)는 상기 DUT(106)의 소켓 측 면의 대부분을 형성하는 기판(206)을 포함한다. 상기DUT 전기 접점부(108)는 상기 DUT(106)의 기판(206)으로부터 돌출한다. 일부 실시의 예에서, 보호층 또는 마스크가 기판을 덮을 수 있다. 도3a에 도시된 상기 DUT(106)의 실시의 예는 상기 DUT 전기 접점부(108)의 전기 접점이 없는 분리기 스트립(strip)(210)을 포함한다. 이러한 스트립은 많은 전형적인 IC 장치에서 발견될 수 있다. 다른 실시의 예는 분리기 스트립(210)을 포함하지 않는다. 솔더 볼 DUT 전기 접점부(108)는 도3a에 도시된 실시의 예에서 열(column)로 배열된다.

도3b는 상기 DUT(106)의 소켓 측의 온도를 검출하기 위한 저항 온도 검출기(116)의 일 실시의 예를 도시한다. 도3b에 도시된 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는 플렉서블 회로 기판(302), RTD개구(304) 및 트레이스(trace)(306)를 포함한다.

상기 플렉서블 회로 기판(302)은 상기 DUT 전기 접점부(108)와 소켓 전기 접점부(110) 사이의 전기적 접촉을 허용하는 RTD개구(304)를 포함한다. 상기 개구(304)는 타원형, 원형 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 도시된 RTD(116)의 이점은 상기 DUT 전기 접점부(108)가 상기 소켓 전기 접점부(110)와 결합하도록 여전히 허용하면서, 상기 DUT(106)의 소켓 측 면과의 접촉을 증가시킨다는 것이다. 상기 개구(304)는 상기 DUT(106)의 솔더 볼의 열(column)에 대응하는 열(column)로 배치된다. 상기 트레이스(306)는 상기 개구들(304) 사이의 경로를 따라 연장된다. 상기 경로는 예를 들어, 그 자체가 되돌아갈 수 있고 상기 RTD(116)의 일측으로부터 상기 RTD(116)의 다른 측으로 반드시 직진할 필요가 없는 굽은 경로일 수 있다.

일 실시의 예에서, 상기 트레이스(306)는 저항력과 온도 사이의 공지된 또는 (예를 들어, 보정(calibration)을 통해) 결정된 관계를 가지는 임의의 적절한 도전성 소재의 식각선(etched lines)을 포함한다. 예를 들어, 상기 트레이스(306)는 식각된 구리선을 포함 할 수 있다. 상기 식각선은 매우 미세한 형상으로 만들어질 수 있다. 구리는 온도의 함수인 저항력을 가지고 섭씨 1도당 온도 계수가 약 + 0.4%(실온에 가까운)이다. 따라서, 구리의 온도가 섭씨 1도 증가하면 저항은 약 0.4 % 증가한다. 상기 RTD(116)는 상기 DUT(106)의 소켓 측과 열 접촉할 수 있고, 상기 RTD(116) 또는 상기 트레이스(306)의 저항 측정은 저항과 온도 사이의 공지된 또는 결정된 관계에 기초하여 상기 DUT의 추정된 온도의 계산을 허용할 수 있다. 이러한 관계는 예를 들어 상기 트레이스(306) 또는 상기 트레이스(306)에 이용되는 소재에 특정될 수 있다. 일반적으로 말하면, 상기 RTD(116)와 상기 DUT(106) 사이의 열 접촉이 좋을수록, 상기 DUT(106)의 온도 추정이 양호하다. 본 명세서에 기재된 상기 RTD(116)의 실시의 예는 상기 RTD(116)와 상기 DUT(106) 사이의 양호한 열 접촉을 허용하고, 상기 RTD(116)는 상기 DUT(106)의 소켓 측 면과 열평형을 이룰 수 있어서, 상기 DUT (106)의 온도를 더 잘 추정할 수 있게 한다. 일부 실시의 예에서, 상기 트레이스(306)는 상기 DUT(106)와 접하고 있는 트레이스(306)의 비율을 최대화하도록 길다. 상기 트레이스는 바람직하게는 전체 저항을 증가시키기 위해 최소 단면적을 가지는데, 이는 저항의 변화를 용이하게 측정할 수 있게 한다. 상기 트레이스 (306)는 상기 DUT(106)가 상기 용기(104)에 위치되거나 배치되는 경우 전도성 트레이스가 상기 DUT의 소켓 측 면을 따라 연장되도록 구성될 수 있다.

상기 DUT(106)의 온도를 추정하는데 이용될 수 있는 상기 RTD(116) 또는 상기 트레이스(306)의 저항은 여러 가지 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 RTD의 저항은 제어부(114) 또는 다른 측정 장치에 직접 또는 간접적으로 연결되는 4와이어 켈빈 연결을 이용하여 측정될 수 있다. 상기 RTD(116)는 전기적 자극(impulse)의 전송을 통해 상기 RTD(116)의 저항을 측정하도록 구성된 제어부에 직접 연결될 수 있다. 상기 RTD(116)는 상기 용기(104)를 통해 상기 제어부에 연결될 수 있다. 상기 RTD(116)는 하중 보드(112)를 통해 상기 제어부에 연결될 수 있다. 일부 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는 4 와이어 켈빈 연결 또는 다른 연결을 통해, 상기 하중 보드(112) 또는 소켓의 다른 곳(예를 들어, 상기 베이스 부재(105) 또는 플로팅 플레이트(102))에 위치한 능동 회로에 연결될 수 있다. 이는 연결을 설정하는 데 필요한 와이어의 수를 줄일 수 있다. 다른 실시의 예에서, 능동 온도 센서 처리(conditioning) 회로가 상기 DUT(106) 근방에 배치되는 경우(예를 들어, 근처의 열 장치의 소켓(101)과 통합됨), 단일 와이어는 예를 들어 온도에 비례하는 전압 신호를 능동 온도 센서 처리 회로로 전송하는 데에 이용될 수 있다. 이는 필요한 와이어의 총 개수를 줄이는 데 도움이 될 수 있으며 노이즈를 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 다른 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는 온도 제어 장치에 또는 히터 또는 팬(fan)과 같은 장치에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

다른 실시의 예에서, 상기 시스템은 집적 회로 장치를 가열 및/또는 냉각하도록 구성된 열 장치를 더 포함하고, 상기 열 장치는 상기 RTD(116)의 전도성 트레이스를 상기 제어부에 전기적으로 연결하도록 구성된다.

일부 실시의 예에서, 상기 트레이스(306)는 구리를 포함한다. 다른 실시의 예에서, 다른 금속이 사용될 수 있다. 구리는 다른 금속보다 다소 낮은 실온 저항력을 가지기 때문에, 어떤 경우에는, 구리보다 실온 저항력이 높은 금속을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 온도 변화를 수반하는 저항력의 비율 변화의 측정은 실온 저항력이 보다 높을 때 더 용이할 수 있기 때문이다. 그러나, 예를 들어, 구리가 저렴한 제조 공정에 이용 가능하고, 구리 트레이스(306)가 작은 단면적으로 길게 만들어질 수 있어서 구리의 낮은 실온 저항력에도 불구하고 온도 변화 측정이 가능함을 보장하기 때문에, 구리의 이용은 다른 금속에 비해 몇 가지 장점을 제공할 수 있다.

일 실시의 예에서, 상기 트레이스(306)는 상기 RTD(116)의 표면 상에 식각 또는 증착되는데, 상기 표면은 예를 들어, 양극 산화 처리된 알루미늄 또는 AlN의 얇은 시트(sheet)를 포함한다. 일부 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 다층 플로팅 플레이트(102)에 통합되며, 보다 상세히 후술된다.

일부 실시의 예에서, 상기 트레이스(306)는 잉크젯 인쇄를 통해 인쇄 회로 기판(302) 또는 다른 표면 상에 증착된다. 다른 실시의 예에서, 하나 이상의 트레이스와 같은 상기 소켓(101)의 구성 요소는 3D 프린팅 또는 스테레오 리소그래피(stereo lithography)에 의해 생성된다.

도3c는 상기 DUT(106)를 덮거나 DUT(106)와 결합하거나 접촉하는 상기 RTD(116)를 도시한다. 도3은 RTD개구(304)로부터 돌출된 DUT 전기 접점부(108)의 접촉을 나타낸다. 이 도면은, 상기 RTD(116)가 상기 DUT(106)와 열 접촉하고 상기 DUT(106)의 일부를 덮는 경우라도, 상기 DUT 전기 접점부(108)는 여전히 상기 RTD개구(304)와 결합할 수 있음을 입증한다. 또한, 상기 RTD 트레이스(306)는 상기 DUT(106)의 소켓 측 면의 대부분의 영역을 덮는다. 다른 실시의 예에서, 상기 RTD 트레이스(306)는 상기 DUT의 소켓 측 면의 대부분보다 적게 커버할 수 있다. 예를 들어, 상기 RTD 트레이스(306)는 40% 내지 49%의 범위 이내(40%와 49% 포함) 또는 30% 내지 39%의 범위 이내(30%와 39% 포함) 또는 20% 내지 29%의 범위 이내(20%와 29% 포함) 또는 10% 내지 19%의 범위 이내(10%와 19% 포함)에 있는 DUT(106)의 소켓 측 면의 일부를 커버할 수 있다. 이것은 더 많은 표면적이 덮혀질수록 상기 트레이스(306)는 상기 DUT(106)와 열적 평형을 더 빠르게 이루게 될 것이라는 점에서 유리하다. 이는 또한 상기 DUT(106)의 소켓 측 면의 상이한 지점들이 상이한 온도에 있을 수 있고, 소켓 측 면의 넓은 영역을 덮는 것은 상기 트레이스(306)가 소켓 측 면과 대략 평균 열적 평형 - 상기 DUT(106)의 온도 측정을 하는데 유용할 수 있는 - 을 이룰 수 있게 하기 때문에 유리하다. 또한, 넓은 표면 영역을 덮는 것은 보다 넓은 표면 영역 트레이스가 상기 트레이스(306)와 상기 DUT(106) 사이의 열 저항력을 감소시킬 수 있다는 점에서 유리할 수 있다.

일반적으로 도4a 및 4b를 참고하면, 도4a는 DUT(106)의 다른 실시의 예를 도시하고, 도4b는 상기 DUT(106)의 온도를 검출하기에 적합한 RTD(116)의 다른 실시의 예를 도시한다. 도4b는 도4a에 도시된 상기 DUT(106)에 맞춤화된, 상기 RTD(116)의 다른 실시의 예를 나타낸다.

도4a를 보다 상세히 참조하면, 도시된 실시의 예에서, 상기 DUT(106)의 소켓 측 면은 관심 영역(402) 및 무관심 영역(404)을 포함한다. 관심 영역(402) 및 무관심 영역(404) 은 임의의 적절한 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 관심 영역(402)은 열 방산이 높거나 또는 총 열 방산의 임계값 백분율 이상인 영역에 의해 정의될 수 있다. 상기 무관심 영역(404)이 아니라 상기 관심 영역(402)에서만 온도를 측정하는 것이 바람직하거나, 효율적 또는 실용적일 수 있다. 예를 들어, 상기 관심 영역(402)은 IC 장치의 위치에 대응할 수 있다. 상기 관심 영역(402)은 DUT(106)에 의해 방출된 열의 대부분의 방출이 발생하는 위치에 대응할 수 있고, 따라서 상기 관심 영역(402)의 온도의 측정은 상기 DUT(106)의 온도를 결정 또는 추정하기에 충분할 수 있다. 도시된 실시의 예에서, 상기 관심 영역(402)은 중앙에 위치한 상기 DUT(106)의 표면의 일부를 포함한다. 상기 무관심 영역(404)은 주변에 위치하고 상기 관심 영역(402)을 둘러싸는 상기 DUT(106)의 표면의 일부를 포함한다.

도4b는 상기 관심 영역(402)과 결합하는 맞춤형 RTD(116)의 실시의 예를 도시한다. 이는 상기 DUT(106)의 소켓 측 면의 전체 영역을 덮는 RTD(116)보다 효율적이거나 보다 실용적일 수 있다. RTD(116)는 용기(104)와 통합되는 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 맞춤화될 수 있다.

온도 제어

도5는 소켓 측 온도 제어를 포함하는 IC 장치 테스트용 시스템(100)의 일 실시의 예를 도시한다. 이러한 온도 제어는, 패키지-온-패키지(package-on-package) 장치와 같은 DUT(106)의 소켓 측 부분은 상기 DUT(106)의 제2 측 부분보다 더 많은 열을 방출함으로써 온도 제어를 소켓 측에서 더욱 효과적으로 할 수 있다는 점에서, 도2를 참조하여 전술한 것과 같은 이점을 고려할 수 있다. 온도 제어는 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 온도 제어된 공기를 상기 소켓 전기 접점부(110) 또는 상기 DUT(106)의 소켓 측에 제공함으로써 구현될 수 있다. 상기 베이스 부재(105)는 온도 제어된 공기(502)가 상기 소켓 전기 접점부(110)를 지나가도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 상기 온도 제어된 공기(502)는 상기 플로팅 플레이트(102)와 상기 베이스 부재(105) 사이에 제공될 수 있다. 다른 실시의 예에서, 온도 제어는 온도 제어된 물질과의 접촉 또는 다른 온도 제어된 기체 또는 액체와 같은 다른 방법으로 제공될 수 있다. 상기 온도 제어된 공기(502)는 팬(fan)과 같은 열 제어 구성 요소에 의해 제공될 수 있다. 다른 온도 제어 방법은 아래에서 보다 상세히 설명된다. 이들 온도 제어 방법들 중 어느 것이나 제2 측 열 장치에 의한 것과 같이 능동적 또는 수동적인 임의의 유형의 제2 측 온도 제어와의 조합을 포함하여 임의의 다른 온도 제어 방법과 조합하여 수행될 수 있다.

일부 실시의 예들에서, 온도 제어는 상기 DUT(106)의 측정 또는 추정된 온도에 대응하여 능동적으로 구현된다. 예를 들어, 상기 DUT(106)의 온도가 미리 정해진 임계값 이상으로 측정되면, 냉각이 구현된다. 또는, 상기 DUT(106)의 온도가 미리 정해진 임계값 이하로 측정되면, 가열이 구현될 수 있다.

일부 다른 실시의 예에서, 소켓 측 온도 제어는 수동적으로 구현된다. 소켓 측 온도 제어는 능동적, 수동적 또는 이 둘의 조합(예를 들어, 어느 때에는 능동적, 다른 때에는 수동적)일 수 있고, 능동 제2측 온도 제어, 수동 제2측 온도 제어, 또는 이 둘의 조합과 연동하여 구현될 수 있다. 일부 실시의 예에서, 상기 DUT(106)의 제2측 또는 소켓 측에서의 능동 온도 제어는 상기 RTD(116)를 이용하여 측정되거나 추정된 온도에 기초하여 수행된다. 능동 온도 제어는 또한 온도 측정치 및 온도 제어 기술의 조합에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 능동 소켓 측 온도 제어 시스템은, 제2측 측정 온도에 기초하여 온도를 제어할 수 있는 능동 제2측 온도 제어 시스템과 연동하여, 상기 RTD(116)를 이용하여 측정된 온도와 같은 소켓 측 측정 온도에 기초하여 온도를 제어할 수 있다.

일부 실시의 예에서, 능동 온도 제어는RTD(116)를 능동 온도 제어부에 직접 또는 간접적으로 연결함으로써 구현된다. 예를 들어, 도3a 내지 3c를 참조하여 상술한 바와 같이, 상기 RTD(116)는 4와이어 켈빈 연결 또는 임의의 다른 적절한 연결을 통해 상기 능동 온도 제어부에 연결된다. 상기 RTD(116)는 또한 무선 신호를 통해 상기 능동 온도 제어부에 연결될 수 있다. 상기 능동 온도 제어부는 유선 연결을 거치거나 무선 신호를 거치는 것을 포함하여 임의의 적절한 방식으로 히터 또는 팬(fan)과 같은 온도 제어 장치에 연결될 수 있다.

일부 실시의 예에서, (임의의 종류의 온도 검출, RTD 타입 또는 다른 타입으로 구현될 수 있는) 능동 온도 제어부 회로는 상기 하중 보드(112), 소켓(101), TU 중 적어도 하나에 위치하거나 적어도 하나와 통합되고/통합되거나 (상기 DUT(106)의 제2측을 향하는 TU와 통합된 능동 온도 제어부 회로와 같은) 상기 DUT(106)의 제2측 인근에 위치한다. 일부 실시의 예에서, 상기 능동 온도 제어부는 소켓(101)과 짝을 이루는 능동 온도 제어부 접점부에 의해 상기 소켓(101)과 결합한다. 상기 능동 회로는 상기 RTD(116)로부터 수신된 전압과 같은 온도를 나타내는 입력 신호를 수신하도록 그리고 온도를 나타내는 신호를 상기 제어부(114)에 출력하도록 구성될 수 있다. 이는 수신된 전압 신호를 단순히 증폭함으로써 수행될 수 있기 때문에, 제어부(114)로 전송될 필요가 있는 신호의 개수를 감소시킬 수 있고 정확도를 향상시킬 수 있다.

도6a는 본 발명의 일 실시의 예에 따른, 다층 플로팅 플레이트(102)를 포함하는 테스트 시스템(100)의 소켓에 삽입된 DUT를 도시한다. 도6b는 본 발명의 일 실시의 예에 따른, 가열/냉각 슬러그(slug)(602)(예를 들어, 히트 싱크(heat sink) 또는 히트 싱크에 열적으로 연결된 구성 요소로 가열 또는 냉각에 이용되는)를 가지는 다층 플로팅 플레이트(102)를 포함하는 테스트 시스템(100)의 소켓에 삽입된 DUT를 도시한다. 도6a 및 도6b에 도시된 실시의 예에서, 상기 다층 플로팅 플레이트(102)는 상기 RTD(116)와 통합되지만, 다른 실시의 예에서는 상기 플로팅 플레이트는 RTD(116)를 포함할 필요가 없다. 다른 실시의 예에서, 가열/냉각 슬러그 이외의 온도 제어 요소는 상기 DUT(106)와 상기 플로팅 플레이트(102) 사이에 배치되거나, 소켓 측 온도 제어의 제공에 도움이 될 수 있는 온도 제어된 액체 및/또는 기체의 유동과 같은 온도 제어 요소는 상기 플로팅 플레이트에 내장될 수 있다.

도6a에 도시된 실시의 예에서, 상기 RTD(116)는 상기 다층 플로팅 플레이트(102)에 내장된다. 상기 RTD(116)는 대안적으로 상기 플로팅 플레이트(102)의 표면에 배치될 수 있다. 상기 다층 플로팅 플레이트(102)는 인쇄 회로 소재를 포함할 수 있다. 상기 다층 플로팅 플레이트(102)는 또한 또는 대안적으로 온도 제어 및 내장된 RTD(116)로의 열 전달에 유용할 수 있고/있거나 상기 DUT 접점부(108)로/로부터 열을 전달하는 것이 유용할 수 있는 열 전도성 금속 코어 인쇄 회로 기판 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 다른 실시의 예에서, 상기 플로팅 플레이트(102)는 양극 산화 처리된 알루미늄을 포함하고 RTD(116)의 트레이스 또는 상기 RTD(116)는 상기 플로팅 플레이트(102)의 바닥면에 위치하여, 양극 산화 처리된 알루미늄이 상기 DUT 접점부(108)와 상기 RTD(116) 사이에 열 접촉을 제공한다.

도6b는 도6a에 도시된 실시의 예와 여러 가지 점에서 유사하나 가열/냉각 슬러그(602)를 더 포함하는 시스템(100)의 일 실시의 예를 도시한다. 상기 가열/냉각 슬러그(602)는 상기 DUT(106)의 소켓 측과 직접 접촉할 수 있거나 상기 DUT(106)에 충분히 근접하여 온도 제어가 필요한 상기 DUT(106)의 일부에 가열 또는 냉각을 전달할 수 있다. 상기 가열/냉각 슬러그(602)는 저온 히트 싱크(heat sink)일 수 있다. 다른 실시의 예에서, 상술한 바와 같이, 온도 제어된 액체 및/또는 기체의 유동과 같은 가열/냉각 슬러그(602) 대신에 또는 그에 더하여 다른 유형의 온도 제어 요소가 이용될 수 있다. 상기 온도 제어 요소는 상기 플로팅 플레이트(102) 내에 내장되거나, 상기 플로팅 플레이트(102)의 표면에 배치될 수 있다.

도7은 상기 하중 보드(112)를 통해 상기 DUT(106)의 소켓 측에 열을 전달하거나 소켓 측으로부터 열을 퍼뜨리거나 받음으로써 구현되는 온도 제어의 일 실시의 예를 도시한다. 도시된 실시의 예에서의 온도 제어는 소켓 측 열 장치(702) 및 제2측 열 장치 (704)로 구현된다. 상기 열 장치(702, 704)는 히트 싱크이며, 각 열 장치는 개별적으로 열 전달을 위해 고온 또는 열 수신을 위해 저온이 될 수 있다. 다른 실시의 예들에서, 하나의 열 장치만 구현될 수 있거나, 두 개 이상의 열 장치들이 구현될 수 있다. 다른 실시의 예에서, 온도 제어된 공기의 흐름 또는 열 제어된 소재와의 직접 접촉은 하중 보드를 통한 온도 제어에 이용될 수 있다. 하중 보드용 소재 또는 상기 소켓 전기 접점부(110)의 접점부는 양호한 열 전도성을 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 소켓 전기 접점부(110)의 접점부는 포고 핀(pogo pins), 탄성중합체형 전도체 또는 금속 “퍼즈 단추(fuzz button)”일 수 있다.

도8은 열 전도성 기판(802)이 상기 DUT(106)의 소켓 측으로부터 상기 하중 보드(112)로 신호를 통과시키도록 구성된 박막 회로를 포함하는 시스템(100)의 일 실시의 예를 도시한다. 상기 소켓 측 열 장치(702)와 상기 DUT(106)의 소켓 측 사이에 열 전도성 기판(802)을 제공함으로써, 상기 소켓 측 열 장치(702)는 도7에 도시된 구성보다 상기 DUT(106)의 소켓 측을 향한 더 효율적인 열 경로를 가질 수 있다. 열은 상기 하중 보드(112)를 통해서보다 상기 열 전도성 기판(802)을 통해서 더 용이하게 전달될 수 있기 때문이다. 그러나, 일부 실시의 예에서, 상술한 바와 같이 상기 하중 보드(112)가 적절한 열 전도성 소재들을 포함하는 실시의 예들에서와 같이 열 전도성은 필수적이지 않을 수 있다.

시스템(100)의 도시된 실시의 예는 하중 보드 전기 접점부(804)를 포함한다. 상기 하중 보드 전기 접점부(804)는, 포고 핀(pogo pins)과 같은, 상기 열 전도성 기판(802)과 상기 하중 보드(112) 사이의 임의의 전기 접점부일 수 있다. 이 실시의 예에서, 상기 하중 보드는 열 제어를 직접 제공하지 않기 때문에 상기 DUT(106)에 가까울 필요는 없다. 상기 하중 보드(112)는 상기 DUT(106) 아래에 있는 것으로 도8에 도시되지만, 다른 실시의 예에서는 상기 하중 보드가 그렇게 위치될 필요는 없다. 상기 하중 보드(112)는 예를 들어 상기 열 전도성 기판(802)의 측면으로의 열 전달에 열 장애가 되지 않도록 임의의 방식으로 배치될 수 있다.

일부 실시의 예에서, 상기 하중 보드 전기 접점부(804)는, 예를 들어, 와이어, 포고 핀(pogo pins), “퍼즈” 단추(fuzz button) 또는 임의의 다른 적절한 전기 커넥터일 수 있다. 또 다른 실시의 예에서, 하중 보드가 이용되지 않거나 또는 상기 열 전도성 기판(802)이 하중 보드로서의 기능을 할 수 있고, 상기 제어부(114)에 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시의 예에서, 상기 제2 측 열 장치(704)는 열 장치(702)와 연동하여 구현된다.

IC 장치의 테스트는 도시된 시스템(100)을 이용하여 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 열 전도성 기판(802), 소켓 전기 접점부(110) 및 열 장치(702)와 같은 일부 구성 요소들은 장치로서 상기 DUT(106)에 밀려 내릴 수 있다.

도9는 플렉서블 회로 기판(902), 열 인터페이스(904) 및 열 장치(702)를 포함하는 시스템(100)의 일 실시의 예를 도시한다. 이 구성은 상기 플렉서블 회로 기판(902)과 상기 열 장치(702) 사이의 양호한 열 접촉을 허용한다. 상기 열 장치(702)는 능동 또는 수동 온도 제어와 같은 여기에 기재된 열 시스템을 포함하여 열 장치, 시스템 또는 장치일 수 있다. 도시된 실시의 예에서, 열 인터페이스 소재(904)는 열 인터페이스 소재의 유연한 또는 플렉서블 층이고, 상기 플렉서블 회로 기판(902)은 플렉서블 인쇄 회로 기판이다. 상기 플렉서블 회로 기판(902)은 상기 열 장치(702)와 상기 DUT(106)의 소켓 측 사이의 보다 양호한 열 흐름을 가능하게 하는 열 비아(vias)(906)를 포함한다. 다른 실시의 예에서, 상기 플렉서블 회로 기판(902)은 열 비아를 포함하지 않으며, 열 전도성 소재를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로 기판(902)은 상기 하중 보드(112)에 연결되거나(접속은 도시되지 않음), 자체가 하중 보드(112)로서의 기능을 할 수 있다. 일부 실시의 예에서, 제2측 열 장치(704)는 도시된 소켓 측 열 장치(702)와 연동하여 구현된다. 상기 제2측 열 장치(704)는 상기 DUT(106)를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 제2측 열 장치(704)는 상기 DUT(106)를 수용하기 위한 리세스(recess)를 포함할 수 있다.

여기에 기재된 상기 온도 제어 시스템 또는 방법은 임의의 적절한 방식으로 본 명세서에 기재된 온도 측정 시스템 또는 방법과 관련하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시의 예에서, 집적 회로 장치 테스트 시스템은 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓과, 상기 집적 회로 장치가 상기 소켓과 결합되는 동안 (소켓 측으로부터) 집적 회로 장치 아래로부터 집적 회로 장치를 가열 및/또는 냉각하도록 구성된 열 장치를 포함한다. 상기 소켓은 온도의 함수인 저항력을 가지는 소재로 제조된 적어도 하나의 전도성 트레이스를 포함하고, 상기 소켓은 상기 집적 회로 장치가 상기 소켓에 배치될 때 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스가 상기 집적 회로 장치의 표면을 따라 연장되도록 구성된다. 상기 시스템은 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스의 측정된 저항에 기초하여 집적 회로 장치의 표면에서 온도를 결정하도록 구성된 제어부 또는 능동 회로를 더 포함한다.

본 발명의 장치 및 방법의 바람직한 실시의 예들이 이들 실시의 예들이 개발된 환경을 참조하여 설명되었지만, 이들 실시의 예들은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 예시적인 것일 뿐이다. 본 발명을 수행하기 위한 상술한 집합체, 다른 실시의 예들, 구성 및 방법들의 변형 또는 조합, 및 당업자에게 자명한 본 발명의 특징들의 변형은 청구 범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (43)

1. 집적 회로 장치를 수용하도록 구성된 소켓으로서, 상기 소켓은
   복수의 전기 접점부를 포함하는 베이스 부재;
   적어도 하나의 스프링을 통해 상기 베이스 부재에 의하여 지지되는 회로 기판으로서, 상기 회로 기판은 복수의 개구를 구비하며, 상기 복수의 개구는, 상기 집적 회로 장치의 전기 접점부를 수용하고 상기 회로 기판의 상기 복수의 개구를 통해 상기 베이스 부재의 전기 접점부와 전기적으로 결합하도록 구성된, 회로 기판; 및
   상기 회로 기판상 또는 내부에 위치하고 상기 회로 기판의 상기 복수의 개구 주변에 연장되어, 상기 집적 회로 장치가 상기 베이스 부재의 전기 접점부와 결합될 때 상기 집적 회로 장치의 온도를 검출하도록 구성된, 적어도 하나의 전도성 트레이스로서, 온도의 함수인 저항력을 가지는 소재로 제조된, 적어도 하나의 전도성 트레이스
   를 포함하는, 소켓과,
   상기 집적 회로 장치가 상기 베이스 부재의 접점부와 결합하고 있는 동안, 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스의 측정된 저항에 기초하여 상기 집적 회로 장치의 표면에서 온도를 결정하도록 구성된 제어부 또는 능동 회로
   를 포함하는 집적 회로 장치 테스트 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회로 기판은 플렉서블(flexible) 회로 기판을 포함하는,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전도성 트레이스는 상기 회로 기판에서 식각되는,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전도성 트레이스는 구리를 포함하는,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 개구는 상기 집적 회로 장치의 전기 접점부의 열(column)에 대응하는 열(column)로 배열되고, 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스는 개구의 열들(columns) 사이에 위치하는,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 회로 기판이 금속 코어를 포함하는 다층 구조인,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 회로 기판은 세라믹 소재를 포함하는 다층 구조인,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 회로 기판은 양극 산화 처리된 알루미늄 또는 AIN을 포함하는,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 시스템은 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스를 상기 제어부에 전기적으로 연결하도록 구성된 하중 보드를 더 포함하는,
   집적 회로 장치 테스트 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 능동 회로는 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스에 전기적으로 연결되는 하중 보드에 위치하는,
    집적 회로 장치 테스트 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전도성 트레이스는 4 와이어 켈빈 연결을 통해 제어부 또는 능동 회로에 전기적으로 연결되는,
    집적 회로 장치 테스트 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 집적 회로 장치의 검출된 온도에 기초하여 상기 집적 회로 장치를 가열 및/또는 냉각하도록 구성된 열 장치를 더 포함하는,
    집적 회로 장치 테스트 시스템.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제

Images