(57)【要約】　　　（修正有）【課題】テストハンドラーにおいて半導体素子の測定を行うに当たり、半導体素子からの発熱温度を補償して、測定精度の向上をはかる。その為にキャリアモジュール、テストトレイに工夫を行う。【解決手段】発熱補償システムから噴射される冷却流体が半導体素子２０の全面に均一に拡散できるようにすると共に、キャリアモジュール１００に噴射された冷却流体が一定時間キャリアモジュール内に留まるようにすることにより冷却効率を向上させ得るようにしたキャリアモジュール及びこれを備えたテストトレイを提供する。【選択図】　図５
2004061490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テストハンドラのテストトレイに装着して半導体素子を解除可能に固定するようになっているキャリアモジュールであって、
テストトレイに結合されるキャリア本体と、
前記キャリア本体の上面に凹形状に形成されて素子が載置される素子載置部と、
前記素子載置部に載置された半導体素子を解除可能に固定する少なくとも一つの固定部材と、
前記素子載置部に貫通するように形成されて冷却流体が通過するようになっている貫通孔と、
前記素子載置部の素子が載置される面上に前記貫通孔の外周部と連通されて形成され、キャリア本体の下側から噴射されて前記貫通孔を通過した冷却流体を半導体素子の周辺部に導く複数のガイド溝と、
を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項２】
前記ガイド溝は、素子載置部に載置された半導体素子面の２５％以上にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項３】
前記キャリア本体は、略直方体状になっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項４】
前記固定部材は、素子載置部の両側に互いに対をなすように対向設置されており、前記素子載置部に載置された半導体素子の両側部を解除可能に固定することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項５】
前記本体の下部に形成されて、キャリア本体の下側から噴射された冷却流体を前記貫通孔側に誘導するようになっている複数のガイドリブを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項６】
前記複数のガイドリブは、キャリア本体の下部面から垂直に延長されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項７】
前記複数のガイドリブは、前記貫通孔に向かって導かれる冷却流体が外部に漏れることなく、閉鎖された流動経路をなすように互いに交差して形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項８】
前記複数のガイドリブは、キャリア本体に一体的に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項９】
前記複数のガイドリブは、下部面が開放され、前記貫通孔の周辺を囲む六面体状であることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１０】
前記複数のガイド溝は、冷却流体の連続的な流動路を形成するように互いに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１１】
前記素子載置部は、キャリア本体の上面の凹形状の溝からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１２】
前記素子載置部は、キャリア本体の上面に固定され且つその中央部に半導体素子が収容される開口部が形成されている素子載置プレートからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１３】
前記素子載置プレートは、非導電性材質からなることを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１４】
前記素子載置プレートは、プラスチックからなることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１５】
前記素子載置プレートは、キャリア本体と同一の材質からなることを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１６】
前記キャリア本体は、金属と同様の熱伝導性材質からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１７】
前記キャリア本体は、アルミニウム材質からなることを特徴とする請求項１６に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１８】
前記複数のガイド溝は、冷却流体が前記素子載置部のガイド溝から排出されるように外側に連通されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール。
【請求項１９】
テストハンドラにより複数の半導体素子を移送するようになっているテストトレイであって、
テストトレイ本体と、
前記テストトレイ本体に着脱可能に装着される複数のキャリアモジュールと、を備え、
前記キャリアモジュールは、
前記テストトレイに結合されるキャリア本体と、
前記キャリア本体の上面に凹形状に形成されて素子が載置される素子載置部と、
前記素子載置部に載置された半導体素子を解除可能に固定する少なくとも一つの固定部材と、
前記素子載置部に貫通するように形成されて冷却流体が通過するようになっている貫通孔と、
前記素子載置部の素子が載置される面上に前記貫通孔の外周部と連通されて形成され、キャリア本体の下側から噴射されて前記貫通孔を通過した冷却流体を半導体素子の周辺部に導く複数のガイド溝と、
を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラ用テストトレイ。
【請求項２０】
前記複数のガイドリブは、前記キャリア本体の下部面から垂直に延長されて下部面が開放され、前記貫通孔の周囲を囲む六面体状であることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テストハンドラ用テストトレイ。
【請求項２１】
前記複数のガイド溝は、冷却流体が前記素子載置部のガイド溝から排出されるように外側に連通して形成されていることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テストハンドラ用テストトレイ。
【請求項２２】
前記キャリア本体は、アルミニウム材質からなることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テストハンドラ用テストトレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子をテストするためのハンドラにより半導体素子を装着して移送するテストレイ及び該テストトレイに設けられて半導体素子を保持するキャリアモジュールに関するもので、特に、ハンドラのテストサイトにおいて半導体素子のテストがなされる間、発熱補償装置により半導体素子に冷却流体が噴射されて半導体素子の発熱補償が行われるときに、斯かる発熱補償の効果を向上させる半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュール及びこれを備えたテストトレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
メモリ又は非メモリ半導体素子及びそれらを適切に一つの基板上に回路的に構成したモジュールは、通常、製造後に各種テスト過程を経てから出荷される。ハンドラは、斯かるテスト工程において半導体素子及びモジュールの自動移送及びテストに用いられる装置であって、ハンドラでは、テストする半導体素子を収納したトレイを作業者がハンドラのローディングスタッカに積載した後、ローディングスタッカの半導体素子を別のテストトレイに再装着し、該半導体素子が装着されたテストトレイをテストサイトに移送し半導体素子のリードをテストソケットのコネクタに電気的に接続して所定のテストを行った後、テストトレイの半導体素子を分離し、アンローディングスタッカの顧客トレイにテスト結果に従って分類装着する。
【０００３】
通常、斯かるハンドラのうち大部分が常温状態における一般的な性能テストのみならず、密閉されたチャンバ内に電熱ヒータ及び液体窒素噴射システムにより高温及び低温の極限の温度状態の環境を造成して半導体素子及びモジュールがそのような極限温度条件でも正常に機能するかどうかをテストする高温テスト及び低温テストも、行うことができるように構成されている。
【０００４】
ところが、上述のように半導体素子の温度テストが可能なハンドラでテストを行うとき、半導体素子をテストソケットに電気的に接続してテストを行う間に、半導体素子自体から所定の熱が発生する発熱現象があり、これによってユーザの所望する正確な温度でのテストがなされない場合が発生する。斯かる現象は、最近の半導体素子の小型化及び高集積化の傾向に従って深刻化しつつあり、テスト及び実際の使用環境において解決することが必要な問題となっている。
【０００５】
例えば、高温テスト時に、ユーザがチャンバ内部の温度を８０℃に設定してテストを行う場合、半導体素子自体の発熱現象がなかったら、設定テスト温度の８０℃でテストが可能であるが、テストの間、半導体素子から熱が発生して温度偏差が１５℃程度発生すると、実際のテストは９５℃で行われる。
【０００６】
従って、半導体素子は設定テスト温度より高い温度でテストがなされ、これによって正確な温度範囲内でのテストが行われず、歩留まり及び信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
最近、テストがなされている半導体素子の一方側から液体窒素と乾燥空気とが混合された冷却流体を半導体素子に直接噴射することにより、正確な温度範囲内で半導体素子のテストが行われるようにする発熱補償システムに対する研究が盛んである。
【０００８】
しかしながら、上記のような発熱補償システムを用いて半導体素子に冷却流体を噴射して半導体素子を冷却するに際し、従来のテストトレイに備えられたキャリアモジュールは、噴射された冷却流体が半導体素子の全面に均一に拡散できない構造を有しているので、発熱補償システムの発熱補償効率が低下するという問題がある。
【０００９】
即ち、添付した図面の図１乃至図３に示すように、従来のキャリアモジュール１０は、テストトレイに固定する矩形状になったプラスチック材質の本体１１と、該本体１１に凹形状に形成された載置溝１２と、上記本体１１の下部に結合して上記載置溝１２の底面をなし、その上に素子が載置される放熱ブロック１３と、上記載置溝１２の両側に設置されて、放熱ブロック１３の上面に載置された半導体素子２０を保持する一対のラッチ１５とからなる。
【００１０】
上記放熱ブロック１３は、半導体素子の冷却性能を向上させるために熱伝導性に優れたアルミニウム等の金属材質からなり、放熱ブロック１３の中央には、発熱補償システムから噴射される冷却流体を半導体素子に誘導するための貫通孔１４が形成され、放熱ブロック１３の下部は、冷却流体を上記貫通孔１４に誘導し放熱効果を高めるために複数のガイドリブ１７が形成されており、上記ガイドリブ１７の位置する本体１１の下部面の両側には、噴射された冷却流体を本体１１の外部に排出するために複数の排気孔１８が形成されている。
【００１１】
しかしながら、上記のような従来のキャリアモジュール１０は、半導体素子２０が載置される面の放熱ブロック１３の底面が平らになっていて、放熱ブロック１３の貫通孔１４を通過する冷却流体は半導体素子の中央部の一箇所に集中することとなり、従って、半導体素子の中央部と周辺部との間における冷却性能の偏差が大きく、全体的に冷却効率が低下するという問題を生ずることとなる。
【００１２】
また、キャリアモジュール１０に噴射される冷却流体が上記本体１１の側面に形成された排気孔１８を介して外部に排出されるので、放熱ブロック１３の全体を十分に冷却せずに排出することになって冷却効率を低下させるという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、発熱補償システムから噴射される冷却流体が半導体素子の全面に均一に拡散できるようにすると共に、キャリアモジュールに噴射された冷却流体が一定時間キャリアモジュール内に留まるようにすることにより冷却効率を向上させ得るようにしたキャリアモジュール及びこれを備えたテストトレイを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によると、テストハンドラのテストトレイに装着して半導体素子を解除可能に固定するようになっているキャリアモジュールであって、テストトレイに結合されるキャリア本体と、上記キャリア本体の上面に凹形状に形成されて素子が載置される素子載置部と、上記素子載置部に載置された半導体素子を解除可能に固定する少なくとも一つの固定部材と、上記素子載置部に貫通するように形成されて冷却流体が通過するようになっている貫通孔と、上記素子載置部の素子が載置される面上に上記貫通孔の外周部と連通されて形成され、キャリア本体の下側から噴射されて上記貫通孔を通過した冷却流体を半導体素子の周辺部に導く複数のガイド溝と、を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラ用キャリアモジュールが提供される。
【００１５】
また、本発明の他の一実施形態によると、テストハンドラにより複数の半導体素子を移送するようになっているテストトレイであって、テストトレイ本体と、上記テストトレイ本体に着脱可能に装着される複数のキャリアモジュールと、を備え、上記キャリアモジュールは、上記テストトレイに結合されるキャリア本体と、上記キャリア本体の上面に凹形状に形成されて素子が載置される素子載置部と、上記素子載置部に載置された半導体素子を解除可能に固定する少なくとも一つの固定部材と、上記素子載置部に貫通するように形成されて冷却流体が通過するようになっている貫通孔と、上記素子載置部の素子が載置される面上に上記貫通孔の外周部と連通されて形成され、キャリア本体の下側から噴射されて上記貫通孔を通過した冷却流体を半導体素子の周辺部に導く複数のガイド溝と、を備えていることを特徴とする半導体素子テストハンドラ用テストトレイが提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図４乃至図７は、本発明に係るハンドラテストトレイ及びこれに装着されたキャリアモジュールの構造を示すもので、キャリアモジュール１００は、略直方体状をなしテストトレイ２００に結合する本体１０１と、中央部に半導体素子２０に相応する形態の開口部１０３が形成され、上記本体１０１の上面に結合する素子載置用プレート１０２とからなる。上記素子載置用プレート１０２の開口部１０３は、本体１０１の上面と共に半導体素子２０が載置される部分を形成する。説明を明確にするために、以下の説明では、上記開口部１０３内に位置する本体１０１の上面部分を素子載置面１０４と称する。
【００１７】
上記本体１０１は、熱伝導性が良好なアルミニウム材質により形成され、上記素子載置用プレート１０２は、プラスチック等の合成樹脂材質又は本体１０１と同一のアルミニウム材質から形成してもよいし、これとは異なり、本体１０１と同一の材質により本体１０１の上面に一体的に形成することもできる。
【００１８】
尚、上記素子載置面１０４の両側部には、素子載置面１０４上に載置された半導体素子を解除可能に固定するための固定部材として一対のラッチ１０６及びラッチ作動片１０７が設けられ、上記ラッチ１０６は上記ラッチ作動片１０７を押圧することによって開放され、ラッチ作動片１０７に加えていた力を除去すると閉鎖されるように構成されている。
【００１９】
また、上記素子載置面１０４の中央には、発熱補償システムのノズルアセンブリ３０から噴射される冷却流体を半導体素子側に案内する貫通孔１０５が形成され、上記素子載置面１０４には、一端が上記貫通孔１０５の外周部に連通し他端が本体１０１の外側面に連通している複数のガイド溝１０８が互いに連通するように形成されて、上記貫通孔１０５を通過した冷却流体がガイド溝１０８に沿って流動し半導体素子２０の全面にわたって誘導された後、外部に排出されるようになっている。ここで、上記ガイド溝１０８は、半導体素子２０の面積の２５％以上にわたって形成されるのが望ましい。
【００２０】
上記本体１０１の下部には、ノズルアセンブリ３０から噴射された冷却流体を上記貫通孔１０５側に案内する複数のガイドリブ１０９が一体的に形成されているが、該ガイドリブ１０９は、上記貫通孔１０５が形成された部位を囲むように下部面が開放された六面体状をなしている。従って、ガイドリブ１０９がなす空間内に噴射された冷却流体がガイドリブ１０９の間に漏れる現象が防止されて冷却効率の低下を防止することができる。
【００２１】
上述のように構成されたキャリアモジュールの動作は、以下の通りである。
【００２２】
キャリアモジュール１００の本体１０１の上面に形成された素子載置面１０４に半導体素子２０が全て載置されてラッチ１０６によって固定されると、キャリアモジュール１００が設けられたテストトレイ２００は、ハンドラのテストサイトのテストチャンバに移送された後、各キャリアモジュール１００に固定された半導体素子２０のリードがテストソケットに接続されてテストが進行される。
【００２３】
このとき、テストトレイ２００の後方に位置する発熱補償システムのノズルアセンブリ３０から乾燥空気及び液体窒素（ＬＮ２）が混合された冷却流体がキャリアモジュール１００側に噴射され、このように噴射された冷却流体は、キャリアモジュール１００のガイドリブ１０９により形成されている空間を介して貫通孔１０５に導かれる。そして、上述のように、上記ガイドリブ１０９により形成された空間内に流れ込んだ冷却流体は、ガイドリブ１０９の間に漏れていく隙間がないので、ガイドリブ１０９及び本体１０１と十分な熱交換を行うことができる。
【００２４】
上記貫通孔１０５を通過した冷却流体は、貫通孔１０５の外周部に連通されたガイド溝１０８に導かれて半導体素子２０の周辺部に流動し、半導体素子２０を十分に冷却した後、本体１０１の外側面を介してキャリアモジュール１００の外部に排出される。
【００２５】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態のものに限定されるわけではなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変形又は変更が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、次のような効果がある。
即ち、発熱補償システムから噴射される冷却流体がキャリアモジュールに固定された半導体素子の中央部だけではなく周辺部にまで拡散しながら流動できるので、半導体素子の冷却性能を向上させることができ、半導体素子の温度の制御が容易になされるという利点がある。
また、キャリアモジュールのガイドリブの間の空間に噴射された冷却流体がガイドリブ間の空間内に一定時間の間、留まって貫通孔に導かれるので、従来のキャリアモジュールに比べて更に高度の冷却性能を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のハンドラ用キャリアモジュールの斜視図。
【図２】図１に示すキャリアモジュールの底面図。
【図３】図１に示すキャリアモジュールの側面図。
【図４】本発明に係るキャリアモジュール及びテストトレイを概略的に示す正面図。
【図５】本発明に係るキャリアモジュールの形態を示す斜視図。
【図６】図４に示すキャリアモジュールの底面図。
【図７】図４に示すキャリアモジュールの側面図。
【符号の説明】
３０　ノズルアセンブリ
１００　キャリアモジュール
１０１　本体
１０３　開口部
１０５　貫通孔
１０６　ラッチ
１０８　ガイド溝
２００　テストトレイ
【図１】
2004061490.tif 000003
【図２】
2004061490.tif 000004
【図３】
2004061490.tif 000005
【図４】
2004061490.tif 000006
【図５】
2004061490.tif 000007
【図６】
2004061490.tif 000008
【図７】
2004061490.tif 000009