KR20070029993A

KR20070029993A - 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비

Info

Publication number: KR20070029993A
Application number: KR1020050084707A
Authority: KR
Inventors: 윤상한; 이창호; 이배기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-03-15

Abstract

본 발명은 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비에 관한 것으로서, 반도체 모듈의 고온 테스트 시 반도체 모듈에만 개별적으로 고온의 열을 인가하며 테스트하기 위한 것이다. 본 발명은 소켓이 구비된 마더보드와, 소켓에 장착되는 반도체 모듈의 둘레를 감싸며 반도체 모듈을 개별적으로 가열하는 가열 수단을 포함하여 구성되며, 여기서 가열 수단은 직육면체 형상으로 내부에 반도체 모듈이 수용되고, 발열을 위한 열선이 삽입되어 있는 세라믹 히터로 이루어지는 가열부와, 가열부의 온도 및 가열 시간을 제어하는 제어부를 포함한다.

이에 의하면, 반도체 모듈을 가열부 내부에 수용하여 개별적으로 가열하며, 다양한 반도체 소자들에 대하여 가열 온도를 조절하며 골고루 열을 공급하게 되므로 테스트의 신뢰성이 높아지는 효과가 있다. 또한, 가열된 열에 의해 마더보드나 주변 기기들이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

실장테스트, 반도체 모듈, FBDIMM, 세라믹 히터, 열선

Description

개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비{TEST EQUIPMENTS FOR SEMICONDUCTOR MODULE WITH INDEPENDENT HEATING MEANS}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비를 개략적으로 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면을 나타내는 부분 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가열부를 개략적으로 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 가열부의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비를 개략적으로 나타내는 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100, 300 : 반도체 모듈 테스트 설비 110 : 반도체 모듈

111 : 반도체 소자 112 : 메모리 소자

113 : 특수 로직 소자 120 : 마더보드(Mother board)

121 : 소켓(Socket) 130 : 테이블

200, 400 : 개별 가열 수단 210, 410 : 가열부

211 : 수용부 220, 420 : 제어부

212 : 열선 213 : 제 1 열선

214 : 제 2 열선 214 : 제 3 열선

230 : 이송 수단

본 발명은 반도체 모듈의 실장 테스트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온 테스트 시 반도체 모듈에만 개별적으로 고온의 열을 인가하며 조절할 수 있는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비에 관한 것이다.

반도체 모듈은 일반적으로 복수개의 반도체 소자들과 기타 전자 소자들을 하나의 기판상에 실장하여 독립적인 회로를 구성한 것을 지칭한다. 이러한 반도체 모듈은 이상 유무를 판별하기 위해 다양한 환경하에서 테스트를 진행하게 되는데, 이 중 실제 소비자가 사용하는 마더보드에 반도체 모듈을 장착하여 테스트하는 공정을 실장 테스트 공정이라 한다.

이러한 실장 테스트 공정 중, 고온 테스트는 반도체 모듈이 극한 온도 조건 하에서도 정상의 기능을 발휘하는지의 여부 등을 테스트하기 위하여 진행된다. 고온 테스트를 위해 반도체 모듈들은 마더보드에 장착되어 가열 챔버의 내부로 이송되고, 밀폐된 가열 챔버 내에서 소정의 온도 조건하에서 테스트를 진행하게 되며, 이러한 가열 챔버에 관한 예가 한국특허공개공보 제2004-06309호 등에 개시되어 있다.

이에 따르면, 종래의 가열 챔버는 테스트에 적합한 온도 조건을 형성하기 위 하여 히터(heater)를 사용하여 공기를 가열시킨 후, 팬(fan)을 사용해 송풍하는 방식을 주로 이용하고 있다.

그러나 이러한 종래의 가열 방식은 반도체 모듈뿐 아니라, 반도체 모듈이 실장된 마더보드와 이에 장착되는 그래픽 카드(Graphic Card)와 같은 주변 기기들에도 동일한 온도 조건을 형성하게 된다. 따라서, 반도체 모듈의 테스트 온도에 적합하도록 가열 챔버의 온도를 형성하게 되면, 주변 기기들이 동작 가능한 임계 온도보다 높은 온도 조건이 형성되며, 이로 인하여 주변 기기들이 파손되는 문제가 발생된다.

그리고, 이와 더불어 히터와 근접한 부분은 열 공급이 원활하게 이루어지기 때문에 온도가 높지만 히터와 멀리 이격되어 있는 부분은 열 공급이 상대적으로 적게 이루어져 낮은 온도가 형성되는 등 가열 챔버 내부의 온도가 균일하게 분포되지 않는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온의 조건에서 반도체 모듈을 테스트하는 경우, 주변 기기들과 독립적으로 반도체 모듈에만 고온의 열을 인가하며 조절할 수 있는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비는 다수개의 반도체 소자들이 실장된 반도체 모듈을 마더보드에 장착하 여 테스트하며, 반도체 모듈이 장착되는 다수개의 소켓이 평행하게 설치되는 마더보드, 소켓들 중 특정 소켓에 장착되는 반도체 모듈의 둘레를 개별적으로 감싸며 반도체 모듈을 가열하는 가열 수단을 포함하고, 가열 수단은 내부에 열선이 삽입되는 세라믹 히터로 이루어지고, 반도체 모듈을 둘러싸며 반도체 소자들을 가열하는 가열부와, 가열부와 연결되어 가열부의 온도 및 가열 시간을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

본 발명에 있어서, 열선은 반도체 소자들의 임계 온도에 대응되도록 반도체 소자들과 마주보는 부분에 다수개가 독립적으로 배치되고, 다수개의 열선은 각각 제어부와 연결되어 개별적으로 제어될 수 있다. 또한, 열선은 반도체 소자들의 임계 온도에 대응되도록 반도체 소자들과 마주보는 부분에 서로 다른 밀도로 배치될 수 있다.

이러한 경우, 가열부는 반도체 모듈을 내부에 수용하는 직육면체 형상이고, 하면이 개방되어 있어 하면을 통해 소켓에 장착된 반도체 모듈이 수용되는 것이 바람직하다. 이때, 가열 수단은 가열부의 상면에 체결되어 가열부를 x축, y축, z축 방향으로 자유롭게 이동시키는 이송 수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 가열부는 반도체 모듈을 내부에 수용하는 직육면체 형상이고, 하면이 개방되어 하면으로 특정 소켓이 삽입되도록 마더보드에 체결되며, 상면이 개방되어 있어 상면을 통해 반도체 모듈을 마더보드에 장착할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 가열부는 반도체 소자들과 마주보는 면들이 반도체 모듈과 접촉하거나, 또는 1mm 이하로 이격되는 것 중 어느 하나인 것이 바람직하 다.

더하여, 본 발명에 있어서 가열부는 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략하며, 실시예들에 따라 변형된 구성 요소를 중심으로 설명하도록 하겠다.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면을 나타내는 부분 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 반도체 모듈 테스트 설비(100)는 마더보드(120)와 테이블(130), 그리고 가열 수단(200)을 포함하여 구성된다.

마더보드(120)는 반도체 모듈(110)의 테스트가 실제적으로 진행되는 곳이며, 상면에 반도체 모듈(110)이 장착되는 다수개의 소켓(121)이 평행을 이루며 설치되어 있다. 본 실시에에서는 소켓(121)들이 마더보드(120)의 상면에 위치되고, 다른 주변 기기들(예컨데, CPU, 그래픽 카드 등)은 마더보드(120)의 하면에 설치되는 리버스 보드(Reverse board)를 예시하고 있다. 그러나, 소켓(121)들과 다른 주변 기기들이 모두 상면에 형성되어 있는 프런트 보드(front board)를 사용해도 무방하다.

테이블(130)은 마더보드(120)의 하부에서 마더보드(120)를 지지하며 고정시켜 테스트 도중 마더보드(120)가 움직이는 것을 방지한다.

가열 수단(200)은 가열부(210), 제어부(220) 및 이송 수단(230)을 포함한다.

가열부(210)는 마더보드(120)의 소켓(121)에 장착되는 반도체 모듈(110)을 내부에 수용할 수 있는 수용부(211)를 갖는 직육면체 형상으로 형성된다. 또한 가열부(210)는 반도체 모듈(110)을 가열시키기 위해 반도체 소자(111)들과 마주보는 부분에 열선(212)이 삽입된다. 따라서, 가열부(210)로는 외부와의 방전 및 누전이 차단되는 재질로 이루어진 세라믹 히터를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 가열부(210)는 하면이 개방되어 있어 하면을 통해 소켓(121)에 장착된 반도체 모듈(110)이 내부로 수용되며, 이를 가열시키기 위한 열선(212)은 외부와 연결되어 외부로부터 인가되는 전류의 흐름에 따라 발열하게 된다. 더하여, 가열부(210)는 효과적으로 열을 전달하기 위해 반도체 모듈(110)의 반도체 소자(111)들과 이에 대응되는 가열부(210)의 면들이 최소의 간격(예컨데, 1mm 이하의 간격)을 이루도록 설치되며, 서로 접촉되도록 설치되는 것도 가능하다.

여기서, 참조된 도면에는 가열부(210)가 반도체 모듈(110)와 함께 마더보드(120)의 소켓(121)까지 수용부(211)에 수용하도록 도시되어 있지만, 효과적인 열 전달을 위해 반도체 모듈(110)만을 수용부(211)에 포함하며, 반도체 소자(111)들과 가열부(210)가 서로 접촉하도록 형성되는 것도 가능하다.

제어부(220)는 가열부(210)와 연결되어 가열부(210)의 온도 및 가열 시간 등을 제어한다. 이때, 온도 및 가열 시간 등은 작업자에 의해 미리 설정된다.

이송 수단(230)은 마더보드(120)의 상부에서 설치되며, 가열부(210)의 상부면과 체결되어 가열부(210)를 x축, y축, z축 방향으로 자유롭게 이동시킨다. 따라 서, 마더보드(120)에 설치되어 있는 다수개의 소켓(121) 중 어떠한 소켓(121)에 반도체 모듈(110)이 장착되더라도 이송 수단(230)을 통해 가열부(210)를 이동시켜 반도체 모듈(110)을 가열할 수 있다. 또한, 도 1에는 하나의 가열부(210)가 도시되어 있지만, 다수개의 가열부(210)를 설치하여 동시에 다수개의 반도체 모듈(110)들을 가열하는 것도 가능하다.

이와 같이 구성되는 개별 가열 수단(200)을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 반도체 모듈(110)이 마더보드(120) 소켓(121)에 장착되면, 작업자는 이송 수단(230)을 제어하여 가열 수단(200)의 가열부(210)를 반도체 모듈(110)의 상부로 이동시킨다. 이후, 가열부(210)를 하강시켜 수용부(211)에 반도체 모듈(110)이 수용되도록 위치시킨다.

반도체 모듈(110)이 수용부(211)에 위치되면, 제어부(220)는 작업자가 미리 설정해 놓은 온도과 가열 시간 등을 기반으로 하여 가열부(210)에 삽입되어 있는 열선(212)을 가열시킨다.

이에 따라 수용부(211)에 수용되어 있는 반도체 모듈(110)의 반도체 소자(111)들은 열선(212)로부터 전달되는 열에 의해 표면 온도가 상승하게 된다. 반도체 소자(111)들의 표면 온도가 목표 온도(예컨데, 82.5±2.5℃)까지 상승되면, 반도체 모듈 테스트 설비(100)는 반도체 모듈(110)의 테스트를 진행하게 된다. 이때, 목표 온도의 측정은 가열부(210)의 내부에 센서(도시되지 않음)를 설치하여 감지 하거나, 여러 번의 사전 테스트를 통해 가열 시간에 따른 온도 상승값을 산출하여 이를 이용하는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.

반도체 모듈(110)의 테스트가 완료되면, 작업자는 이송 수단(230)을 통해 가열부(210)를 상승시키고, 테스트가 완료된 반도체 모듈(110)을 소켓(121)에서 분리하게 된다.

이후, 새로운 반도체 모듈(110)을 소켓(121)에 장착하고, 전술된 방법을 반복하여 반도체 모듈(110)의 테스트를 계속 진행하게 된다.

여기서, 가열부(210)에 삽입되는 열선(212)의 배치는 테스트되는 반도체 모듈(110)의 특성에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 이하에서 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가열부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 가열부(210)는 제 1 열선(213), 제 2 열선(214), 제 3 열선(215)으로 분리된 열선을 포함한다. 이러한 열선(213, 214, 215)들은 각각 제어부(220)와 연결되며, 제어부(220)는 각각의 열선(213, 214, 215)들에 대해 동일한 온도로 발열시키거나, 서로 다른 온도로 발열시킬 수 있다.

일반적으로 반도체 모듈(110)에 실장되는 반도체 소자(111)들은 대부분 메모리 소자(112)로 구성된다. 그러나 최근에 개발되고 있는 반도체 모듈(111)의 경우, 메모리 소자(112) 이외에도 특수한 기능을 갖는 특수 로직 소자(113)가 더 실장되고 있으며, 이와 같은 반도체 모듈(110)의 일례가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 반도체 모듈(110)은 FB(Fully Buffered)-DIMM을 나타낸 것으로, 모듈 기판 양면에 메모리 소자(112)들이 실장되어 있으며, 일면의 중심에는 메모리 소자(112) 와 메모리 컨트롤러(도시되지 않음) 사이에서 버퍼 역할을 하는 특수 로직 소자(예컨데, AMB; Advanced Memory Buffer; 113)가 실장되어 있다.

이러한 특수 로직 소자(113)는 동작 시 메모리 소자(112)에 비하여 많은 열을 발생시킨다. 따라서, 가열부(210)에서 메모리 소자(112)와 동일하게 고온의 열을 인가하는 경우, 메모리 소자(112)들보다 높은 표면 온도(예컨데, 약 100℃)를 이루게 되며, 이로 인하여 파손될 수 있다.

이를 위하여, 본 실시예의 가열부(210)는 반도체 모듈(110)에 실장된 반도체 소자(111)들의 위치에 대응되도록 다수개의 열선(213, 214, 215)을 구비하고, 이러한 다수개의 열선(213, 214, 215)들은 제어부(220)와 각각 연결된다. 따라서, 제어부(220)는 메모리 소자(112)에 대응되도록 설치되는 제 1 및 제 3 열선(213, 215)들을 이용하여 메모리 소자(112)가 목표 온도를 유지하도록 제어하며, 특수 로직 소자(113)에 대응되도록 설치되는 제 2 열선(214)을 이용하여 특수 로직 소자(113)가 임계 온도 이하로 온도를 유지하도록 제어한다.

도 4는 본 발명에 따른 가열부의 다른 실시예를 나타내는 도면으로, 이를 참조하면, 가열부(210)의 열선(212)은 하나의 열선(212)으로 형성되며, 삽입되어 있는 열선(212)의 밀도는 반도체 모듈(110)을 가열부(210)에 삽입 시 열선(212)과 대응되는 반도체 소자(111)들의 특성에 따라 다르게 형성된다.

즉, 메모리 소자(112)에 대응되는 위치에는 높은 밀도로 열선(212)이 형성되어 있으며, 특수 로직 소자(113)에 대응되는 위치에는 낮은 밀도로 열선(212)이 형성되어 있다. 따라서 가열부(210)에 의해 온도가 가해지는 경우, 특수 로직 소자 (113)에는 메모리 소자(112)보다 상대적으로 적은 열이 가해지게 된다. 따라서, 반도체 소자(111)들이 고온의 열에 의해 파손되는 것을 예방할 수 있다.

한편, 본 실시예들에서는 본 발명에 따른 가열 수단이 FBDIMM에 적용되는 것을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 NGDIMM, UDIMM, RDIMM 등 다양한 반도체 모듈(110)에 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

본 실시예에 따른 가열 수단(400)은 전술된 실시예와 유사한 형상으로 이루어지며, 가열부(410)가 이송 수단(도 1의 230)에 의해 이동되지 않고, 마더보드(120)상에 체결되는 점에서 차이를 보인다.

가열부(410)는 하면이 개방되어 하면으로 소켓(121)이 삽입되도록 마더보드(120) 상에 체결된다. 이때, 가열부(410)의 상면은 개방되어 있으며, 상면을 통해 반도체 모듈(110)을 소켓(121)에 장착할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 실시예에 따른 반도체 모듈 테스트 설비(300)는 반도체 모듈(110)을 소켓(121)에 장착한 후 가열부(410)의 위치 조정 없이 곧바로 반도체 소자들을 가열하게 되며, 테스트 완료 시에도 신속하게 반도체 모듈(110)을 교체할 수 있다.

본 실시예의 가열부(410)는 마더보드(120)상에 설치된 다수개의 소켓(121)에 모두 가열부(410)가 설치된 것을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 소켓(121) 또는 특정한 몇몇의 소켓(121)에만 가열부(410)가 설치되는 것도 가 능하다.

한편, 본 발명에 따른 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비는 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 가열부는 직육면체 형상으로 형성되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 모듈을 수용할 수 있는 형상이라면 다양하게 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 반도체 모듈을 실장하여 테스트하는 설비를 예시하였지만, 이외에도 고온 테스트를 실시하는 모든 설비에 적용될 수 있다. 더하여, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진

것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비는 반도체 모듈의 실장 테스트 시 반도체 모듈에 개별적으로 고온의 열을 인가하며 조절할 수 있는 개별 가열 수단을 제공한다.

따라서, 가열된 열에 의해 마더보드나 주변 기기들이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 반도체 모듈에 실장되어 있는 다양한 반도체 소자들에 대하여 가열 온도를 조절하며 골고루 열을 공급할 수 있으므로, 테스트의 신뢰성이 높아지는 효과가 있다.

Claims

다수개의 반도체 소자들이 실장된 반도체 모듈을 마더보드에 장착하여 테스트하는 테스트 장치로서,

상기 반도체 모듈이 장착되는 다수개의 소켓이 평행하게 설치되는 마더보드;

상기 소켓들 중 특정 소켓에 장착되는 상기 반도체 모듈의 둘레를 개별적으로 감싸며 상기 반도체 모듈을 가열하는 가열 수단;을 포함하며,

상기 가열 수단은,

내부에 열선이 삽입되는 세라믹 히터로 이루어지고, 상기 반도체 모듈을 둘러싸며 상기 반도체 소자들을 가열하는 가열부와;

상기 가열부와 연결되어 상기 가열부의 온도 및 가열 시간을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 열선은 상기 반도체 소자들의 임계 온도에 대응되도록 상기 반도체 소자들과 마주보는 부분에 다수개가 독립적으로 배치되고, 상기 다수개의 열선은 각각 상기 제어부와 연결되어 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 열선은 상기 반도체 소자들의 임계 온도에 대응되도 록 상기 반도체 소자들과 마주보는 부분에 서로 다른 밀도로 배치되는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 가열부는,

상기 반도체 모듈을 내부에 수용하는 직육면체 형상이고, 하면이 개방되어 있어 상기 하면을 통해 상기 소켓에 장착된 상기 반도체 모듈이 수용되는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 4 항에 있어서, 상기 가열 수단은,

상기 가열부의 상면에 체결되어 상기 가열부를 x축, y축, z축 방향으로 자유롭게 이동시키는 이송 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 가열부는,

상기 반도체 모듈을 내부에 수용하는 직육면체 형상이고, 하면이 개방되어 상기 하면으로 상기 특정 소켓이 삽입되도록 상기 마더보드에 체결되며, 상면이 개방되어 있어 상기 상면을 통해 상기 반도체 모듈을 상기 마더보드에 장착하는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열부는 상기 반도체 소자들과 마주보는 면들이 상기 반도체 모듈과 접촉하거나, 또는 1mm 이하로 이격되는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열부는 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 개별 가열 수단을 갖는 반도체 모듈 테스트 설비.