(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が載置される複数個の載置部が形成された熱伝導性の載置プレートと、
前記載置プレートの下部に連接して設置され、内部に少なくとも一つ以上のヒータが設けられて前記載置プレートに所定の熱を伝達する熱伝導性の加熱プレートと、
ハンドラの本体上で前記加熱プレートの下部に連接して設けられ、外部の冷却流体供給源から供給される冷却流体が流動した後、外部に排出されるように、入口側から出口側へ行くに従い深くなるようになっている流動溝が形成された熱伝導性の冷却プレートと、
前記加熱プレートのヒータから放出される熱を調節して前記載置プレートの加熱温度を調節するための加熱制御手段と、
前記冷却プレートに供給される冷却流体量を調節して前記載置プレートの冷却温度を調節するための冷却制御手段と
を備えた半導体素子テストハンドラの素子加熱及び冷却装置。
【請求項２】
前記加熱制御手段は、前記加熱プレートのヒータの発熱量を調節するヒータコントローラと、前記載置プレートの温度を検出してヒータコントローラに伝達する温度感知センサとを備えた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の素子加熱及び冷却装置。
【請求項３】
前記冷却制御手段は、冷却プレートの流動溝の入口に連結され、冷却流体供給源からの冷却流体の供給を制御するソレノイドバルブと、
前記ソレノイドバルブの動作を制御するバルブコントローラと、前記載置プレートの温度を検出して前記バルブコントローラに伝達する温度感知センサとを備えた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の素子加熱及び冷却装置。
【請求項４】
前記加熱プレートは、下部プレートとこの下部プレートの上側に結合される上部プレートとの２部分で構成され、前記ヒータは前記下部プレートと上部プレートとの間に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体素子テストハンドラの素子加熱及び冷却装置。
【請求項５】
前記冷却プレートの流動溝は冷却プレートの全面に亘って連続Ｓ字形となるように形成された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の素子加熱及び冷却装置。
【請求項６】
前記ヒータは電気的なエネルギーにより発熱する電熱ヒータであ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の素子加熱及び冷却装置。
【請求項７】
前記冷却プレートの下部面の各コーナ部に冷却プレートとハンドラ本体との間に所定のギャップが生じるように絶縁性のパッドが設けられた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の素子加熱及び冷却装置。
【請求項８】
前記冷却プレート及び加熱プレートの外側面を囲む断熱壁を更に備えた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の素子加熱及び冷却装置。
【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ハンドラ装備において半導体素子を所定の温度で加熱及び冷却させる装置に関し、特に、一つの装置内で高温及び低温のユーザが所望する温度下で半導体素子のテストを行えるようにした半導体素子テストハンドラの半導体素子加熱及び冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハンドラはかかる半導体素子をテストするのに用いられる装置であって、トレイに入られた半導体素子を工程間に自動に移送させながらテストサイトのテストソケットにこれらを装着して所望のテストを行った後、テスト結果に従って複数の等級に分類して再びトレイにアンローディングする過程を順次に繰り返し行い、テストを実行するようになっている装置である。
【０００３】
最近は、半導体素子が用いられる環境の多様化に伴って、半導体素子が常温でだけでなく、高温又は低温の特定の温度環境でも安定的な諸機能を行えるように要求されており、水平式ハンドラはそれ自体でユーザが所望する特定の環境を組成して、所定の温度で半導体素子の性能をテストできるように要求されている。
これにより、従来はハンドラに複数個のチェンバを連接して設置し、これらのチェンバの内部にヒータと送風ファン及び液化窒素噴射システムを設置して高温及び低温の環境を組成した後、半導体素子が装着されたテストトレイを各チェンバ間に連続的に移動させながら半導体素子を所望の温度状態下でテストを行うなどの多様な方式で温度テストを実施している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにハンドラに特定の温度環境を組成できるチェンバを構成して半導体素子の温度テストを行う方式は、大量の半導体素子を正確な温度下でテスト可能にさせるような長所があるが、チェンバの構成が複雑で且つ相当な費用がかかるという問題があった。
そこで、本発明はこのような問題点を解決するために成されたものであって、簡単な構成で半導体素子を高温及び低温の所望する温度状態に正確に調節することのできる半導体素子テストハンドラの半導体素子加熱及び冷却装置を提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明による半導体素子テストハンドラの素子加熱冷却装置は、半導体素子が載置される複数個の載置部が形成された熱伝導性の載置プレートと、前記載置プレートの下部に連接して設置され、内部に少なくとも一つ以上のヒータが設けられて前記載置プレートに所定の熱を伝達する熱伝導性の加熱プレートと、ハンドラの本体上で前記加熱プレートの下部に連接して設けられ、外部の冷却流体供給源から供給される冷却流体が流動した後、外部に排出されるように、入口側から出口側へ行くに従い深くなるようになっている流動溝が形成された熱伝導性の冷却プレートと、前記加熱プレートのヒータから放出される熱を調節して前記載置プレートの加熱温度を調節するための加熱制御手段と、前記冷却プレートに供給される冷却流体量を調節して前記載置プレートの冷却温度を調節するための冷却制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の一形態によれば、前記加熱制御手段は、前記加熱プレートのヒータの発熱量を調節するヒータコントローラと、前記載置プレートの温度を検出してヒータコントローラに伝達する温度感知センサとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記冷却制御手段は、前記冷却制御手段は、冷却プレートの流動溝の入口に連結され、冷却流体供給源からの冷却流体の供給を制御するソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの動作を制御するバルブコントローラと、前記載置プレートの温度を検出して前記バルブコントローラに伝達する温度感知センサとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるハンドラ用半導体素子の加熱及び冷却装置の一実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１〜図３に示すように、本発明の素子加熱及び冷却装置は、ハンドラの本体（図示せず）のベースＢ上に設けられる熱伝導性の材質の冷却プレート１と、この冷却プレート１の上部面に連接して設けられ、電熱ヒータ２１が内部に設けられた熱伝導性の材質の加熱プレート２及び、この加熱プレート２の上部面に連接して設けられ、その上部面に半導体素子が載置される複数個の載置部３１が一定に配列された熱伝導性の材質の載置プレート３から構成され、冷却プレート１と加熱プレート２の外側面には外部空気との熱交換を防止するために断熱壁９が設けられる。
【００１０】
冷却プレート１には外部から供給される液化窒素が流動する流動溝１１が形成されるが、この流動溝１１１は冷却プレート１の全面に亘って形成されるように、冷却プレート１の一側端の入口１１ａから反対側の側端まで連続Ｓ字形を成しつつ、その反対側の側端から再び連続Ｓ字形を成して回り出て、前記入口１１ａの周りの出口１１ｂで終結するように形成されている。
【００１１】
また、流動溝１１は入口１１ａ側から出口１１ｂ側へ行くに従って次第に深くなるように形成されるが、これは、液化窒素が流動溝１１に沿って移動しながら熱交換が行われて次第に温度が上昇し出口１１ｂ側でその温度が最大になるので、冷却プレート１の全体に亘って温度が一定に維持されるためには、温度の低い入口１１ａ側では流量が少なく、相対的に温度の高い出口１１ｂ側では流量が多い時に全体的な温度平衡が可能になるからである。
冷却プレート１の下部面の各コーナー部には冷却プレート１の下部面とハンドラベースＢとの間にギャップが存在して熱伝達が行われないように絶縁性の材質のパッド１２が備えられる。
【００１２】
そして、加熱プレート２は冷却プレート１の上部面に結合される下部プレート２ａと、この下部プレート２ａの上側に結合される上部プレート２ｂとの２部分で構成され、下部プレート２ａと上部プレート２ｂとの間には電気的なエネルギーにより発熱する電熱ヒータ２１が温度制御が可能であるように設けられる。
電熱ヒータ２１は温度制御を容易にするために、左右側の２部分に分割して形成されることが望ましい。
また、電熱ヒータ２１は加熱プレート２の全面に亘って均等に分布されるようにするため、連続Ｓ字形となるように形成される。
【００１３】
一方、本発明の加熱及び冷却装置は、載置プレート３の温度を調節することで半導体素子を所望の温度にすることができるが、このために冷却プレート１の流動溝１１の入口１１ａにはバルブコントローラ６によってオン／オフ制御され且つ液化窒素供給源４からの液化窒素ＬＮ２の供給を制御するソレノイドバルブ５が設けられ、バルブコントローラ６は載置プレート３と加熱プレート２との間に設けられる温度感知センサ６ａにより検出された温度に従って前記ソレノイドバルブ５の作動を制御する。
【００１４】
尚、加熱プレート２の電熱ヒータ２１は左右側のヒータコントローラ７，８によってそれぞれの発熱量が制御されるようになっており、左右側のヒータコントローラ７，８はまた載置プレート３と加熱プレート２との間に設けられた２つの温度感知センサ７ａ，８ａにより検出された温度に基づいて電熱ヒータ２１の発熱量を制御する。
【００１５】
上記のように構成された素子加熱及び冷却装置の動作は次のように行われる。
【００１６】
まず、半導体素子の高温テストを行う場合には、冷却プレート１内への液化窒素供給は遮断された状態で加熱プレート２の電熱ヒータ２１のみが作動し、加熱プレート２及び載置プレート３を所定の温度で加熱させる。
この際、ヒータコントローラ７，８は温度感知センサ７ａ，８ａにより検出される温度値に基づいて電熱ヒータ２１の動作を制御し、載置プレート３の加熱温度を設定された温度状態に調節する。
【００１７】
一方、半導体素子を低温テストする場合には電熱ヒータ２１は作動しない状態で冷却プレート１の流動溝１１内に液化窒素を供給して、冷却プレート１の温度を低下させることで行われる。即ち、低温テスト時にバルブコントローラ６はソレノイドバルブ５を開放させるし、これによって液化窒素供給源４から液化窒素が冷却プレート１の流動溝の入口１１ａを介して流動溝１１内に供給され、冷却プレート１が極低温状態で冷却されつつ加熱プレート２及び載置プレート３から熱を奪って冷却させる。
この際、温度感知センサ６ａが載置プレート３の温度を持続的に感知してバルブコントローラ６へ伝達し、バルブコントローラ６はこの感知した温度に従ってソレノイドバルブ５を制御しながら載置プレート３の冷却程度を調節する。
【００１８】
上記のように、加熱及び冷却装置の作用によって載置プレート３が所定の温度状態に調節されると、ハンドラのピッカーロボット（図示せず）がテストする半導体素子を載置プレート３の載置部３１上に載せておき、半導体素子を一定の時間の間加熱又は冷却させた後、再びピッカーロボット（図示せず）が載置プレート３上の半導体素子をピックアップしてテストサイトに移送させ、温度テストを行うようになる。
【００１９】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、簡単な構成をもって一つの装備内で半導体素子を所望する正確な温度下で加熱及び冷却してテストを行えるので、ハンドラの製作時に費用が節減され、且つ製作が容易であるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体素子加熱及び冷却装置の構成を概略的に示す構成図。
【図２】図１の加熱及び冷却装置の斜視図。
【図３】図２の加熱及び冷却装置の分解斜視図。
【符号の説明】
１  冷却プレート
２  加熱プレート
３  載置プレート
４  液化窒素供給源
５  ソレノイドバルブ
６  バルブコントローラ
６ａ  温度感知センサ
７，８  ヒータコントローラ
７ａ，８ａ  温度感知センサ
９  断熱壁
１１  流動溝
１２  パッド
【図１】
0003839401.tif 000002
【図２】
0003839401.tif 000003
【図３】
0003839401.tif 000004