用於半導體器件處理機的具有載體組件的測試託盤的製作方法
2023-04-30 09:30:26
專利名稱：用於半導體器件處理機的具有載體組件的測試託盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及被配置以裝配到半導體器件處理機的測試託盤上的載體組件。
首先，工人將裝有待測試的半導體器件或組件化的集成電路的託盤裝到處理機的裝載堆積機上，接著將半導體器件或組件化集成電路裝載到測試託盤上，並傳送至測試位置。在該測試位置，半導體器件的導線被電連接至測試插座並進行測試。一旦測試完成，將該半導體器件從該測試託盤上拿走，並基於測試結果將其裝載到用戶託盤上，從而將半導體器件進行分類。
通常，該處理機具有一個系統，該系統不僅用於在室溫下進行常規性能測試，而且用於在高溫或者低溫下進行常規性能測試，以確定半導體器件或組件化的集成電路能否在極端溫度條件下正常運行。為了進行這樣的測試，可通過在測試位置的封閉室內提供電加熱器或者液化氣體噴射系統來形成極高溫的環境或極低溫的環境。
然而，使用處理機進行半導體器件的溫度測試產生了一個問題。當半導體器件被電連接至測試插座時，其自身產生熱量，妨礙在準確的預定溫度下進行測試。由於半導體器件變得更小且封裝密度增大，因此這是一個在測試環境和實際應用環境中都必須解決的問題。
例如，在高溫測試中，如果用戶將室內溫度設定為80℃用於測試，如果半導體器件自身不產生額外的熱量，測試將在80℃的設定溫度下進行。然而，如果在測試過程中半導體器件產生熱量，會導致測試溫度偏差，例如約15℃的偏差，則測試實際上在95℃進行。在這種情況下，半導體器件的測試是在高於設定溫度的溫度下進行的，因為測試不是在準確的設定溫度下進行的，所以導致成品率和可靠性的降低。
為解決這個問題，已經有人研究出一種用於補償測試溫度偏差的系統，其中通過將諸如液氮的液化氣體和乾燥空氣混合而形成的冷卻流體從半導體器件的一側直接噴射到半導體器件上，以便在準確溫度下或在準確的溫度範圍內測試半導體器件。然而，將冷卻流體噴射到半導體器件上時，載體組件的結構妨礙在半導體器件的整個表面上的噴射的冷卻流體的均勻分布，這就降低了測試溫度偏差補償系統的效率。
圖1至圖3示出相關技術的載體組件10，該載體組件具有載體11，在此例中是矩形的且由例如塑料製成，被配置以被容納在測試託盤中，在載體11上有底座凹槽12，形成底座凹槽12的底部並容納其上的半導體器件20的散熱塊13，設置在底座凹槽12的相對兩側的一對插銷15，插銷15用於在散熱塊13上固定半導體器件20。
散熱塊13由具有優良導熱性的材料製成，例如，由諸如鋁的金屬製成，以改善半導體器件20的冷卻。該散熱塊13具有中心穿通孔14，其被配置以將從測試溫度偏差補償裝置(未示出)的噴嘴30噴出的冷卻流體引導至半導體器件20。該散熱塊13具有形成在其底部的多個導肋17，其向穿通孔14引導冷卻流體以增強散熱效果，以及在載體11的下部兩側的多個通氣孔18，其中導肋17被成形並被配置以通過載體11的下部兩側將噴射的冷卻流體排到載體11的外部。
然而，由於半導體器件的中央部分和外圍部分之間的冷卻性能存在較大的差別，所以相關技術的載體組件10存在著整體冷卻效率差的問題。這種冷卻性能的差別是由於流過散熱塊13中的穿通孔14的冷卻流體集中在半導體器件中央部分所造成的，因為散熱塊13的頂面是平的，而半導體器件被安裝在其上。
此外，通過形成在載體11兩側的通氣孔18將冷卻流體直接排到載體11外部，導致了冷卻效率的降低，因為冷卻流體在其冷卻整個散熱塊13的全部冷卻容量耗盡之前就被排出。
因此，本發明目的在於提供被配置以承載測試處理機中的多個半導體器件的測試託盤，該測試託盤基本上避免了由於現有技術的局限性和缺點而造成的一個或多個問題。
為了實現這些優點和其它優點，根據本發明的目的，如所具體化的和概括描述的，提供了被配置以在測試處理機中承載多個半導體器件的測試託盤，該測試託盤具有被配置以裝配到測試託盤上且可拆卸地固定半導體器件的載體組件，該載體組件包括載體，被配置以安裝於測試託盤上；在該載體頂面上的器件底座部分，被配置以容納半導體器件；至少一個夾持部件，被配置以將半導體器件可拆卸地固定在器件底座部分上；形成在該器件底座部分的穿通孔，被配置以使冷卻流體通過此處；被形成在器件底座部分的表面且與穿通孔流體連通的多個導槽，被配置以引導噴射到載體下部並通過穿通孔的冷卻流體越過延伸至半導體器件的外圍部分的半導體器件的部分表面。
為實現根據本發明目的的這些優點和其它優點，如所具體化的和概括描述的，載體組件為半導體器件處理機而設置，該載體組件被裝配到半導體器件處理機中的測試託盤上，用於可拆卸地固定半導體器件，包括基本上是矩形的主體，用於裝配到測試託盤；在主體頂部表面中形成為凹槽的器件底座部分，用於安裝該半導體器件；一對夾持部件，安裝到器件底座部分的相對兩側用於將可拆卸地固定安裝在器件底座部分上的半導體器件；形成在器件底座部分的以通過此處的穿通孔；在半導體器件被安裝在其上的器件底座部分的表面的通向穿通孔的多個導槽，用於將從主體底部噴出且通過穿通孔的冷卻流體引導到半導體器件的整個表面；與主體形成為一個部件的多個導肋，具有從主體下部垂直延伸的主體，用於朝穿通孔引導從主體下側噴出的冷卻流體。
多個導肋可以是具有敞開的底面的六面體形式，以圍繞具有形成在那裡的穿通孔的部分。
因此，用於本發明的半導體器件處理機的載體組件能夠改善冷卻效果，且使溫度控制更容易，因為噴向載體組件的冷卻流體流過半導體器件的表面，從而冷卻半導體器件。
此外，因為當冷卻流體處於導肋之間的空間時，噴到載體組件的導肋之間的空間內的冷卻流體被導向穿通孔，所以與相關技術的載體組件相比，提供了改善的冷卻效果。
本發明的其它優點、目的、和特徵將在以下的描述中部分闡明，對於本領域技術人員來說，通過對下述內容的研究後，本發明的優點、目的、和特徵將變得顯而易見，或可從本發明的實踐中獲得。本發明的目的和優點將被理解並獲得，尤其在所附的權利要求中得到體現。
具體實施例方式
現在將詳細參考圖4至圖6中所示的本發明的實施例和例子。
圖4至圖7示出具有載體組件100的測試託盤200，載體組件100被配置以裝配在測試託盤200上。載體組件100包括載體101，在圖4至圖7所示的具體實施例中，載體101基本上是矩形的，然而，其它形狀也是適用的。器件底座板102被安置在載體101的頂面上，且包括被配置以在其中央部分容納半導體器件20的開口103，器件底座板102中的開口103被配置以和主體101的頂面一起容納半導體器件20。為了便於解釋，在開口103內的主體101頂面的一部分將被定義為器件底座面104。
載體101優選由具有優良導熱性的材料製成，例如由諸如鋁的金屬製成。器件底座板102可由例如塑料製成。另一方面，器件底座板102可由與主體101相同的材料製成，或者和載體101一起作為一個部件。
一個或者多個夾持部件106被設置以可拆卸地固定安裝在器件底座面104上的半導體器件。在圖4至圖7的實施例中，兩個夾持部件106被設置在器件底座面104的相對兩側。如圖4至圖7中的實施例所示，夾持部件106可以是例如一對插銷106和一對相應的插銷移動片107。當按壓插銷移動片107時插銷106打開，當撤去按壓插銷移動片107的力時插銷106關閉。
在器件底座面104的中央部分中設置有穿通孔105。穿通孔105朝半導體器件20引導從測試溫度偏差補償系統的噴嘴組件30噴出的冷卻流體。器件底座面104還包括多個導槽108，每一都具有通向穿通孔105並與其相通的一端，且另一端通向主體101的外部。在冷卻流體被排出載體101之前，導槽108引導通過穿通孔105的冷卻流體遍及半導體器件20的整個表面。優選的是，導槽108被配置以引導冷卻流體穿過安裝在器件底座面上的半導體器件20的表面的25％以上。
在載體101的下部設置有多個導肋109。導肋109可與主體101一起形成為一個部件。導肋109向穿通孔105引導從噴嘴組件30噴出的冷卻流體。在本實施例中，多個導肋109形成具有敞開的底面以圍繞穿通孔105的六面體形狀。然而，其它形狀也是適用的。因此，通過導肋109可防止噴射的冷卻流體漏出，從而提高了冷卻效率。
以下將解釋上述載體組件的操作。
半導體器件20被安裝在載體組件100的載體101上的器件底座面104上，並被夾持部件106固定。在具有裝配到其上的載體組件100的測試託盤200被傳送至測試室(未示出)之後，通過將被載體組件100固定的半導體器件20的導線連接至測試插座(未示出)，執行測試。
測試溫度偏差補償系統(未顯示)的噴嘴組件30將由乾燥空氣和諸如液化氮LN2的液化氣體的混合物製成的冷卻流體噴向載體組件100。通過由載體組件100的導肋109形成的空間將冷卻流體引導至穿通孔105。因為導入到由導肋109形成的空間內的大部分冷卻流體被包含在由導肋109形成的空間內，由於冷卻流體能夠在其中耗盡其全部熱交換容量，所以冷卻工藝的效率得以提高。
通過穿通孔105的冷卻流體被引導至與穿通孔105流體連通的導槽108。冷卻流體流向半導體器件20的外圍部分，使半導體器件20冷卻，並且穿過載體101的外側排到載體組件100的外部。
如上所述，根據本發明的用於半導體器件處理機的具有載體組件的測試託盤，至少具有以下優點。
在半導體器件處理機的測試位置處測試半導體器件的過程中，當測試溫度偏差裝置將冷卻流體噴射到半導體器件上時，根據本發明的用於半導體器件處理機的具有載體組件的測試託盤改善了測試溫度偏差補償的效果。因為從測試溫度偏差補償系統噴出的冷卻流體被迫不僅流到半導體器件的中央部分，而且還流到其外圍部分，半導體器件的冷卻得到了改善。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。
權利要求
1.一種用於半導體器件處理機的載體組件，所述載體組件被配置以裝配到半導體器件處理機中的測試託盤上，並被配置以可拆卸地固定半導體器件，所述載體組件包括載體，被配置以安放在測試託盤上；在所述載體頂面上的器件底座部分，被配置以容納半導體器件；至少一個夾持部件，被配置以可拆卸地在所述器件底座部分上固定半導體器件；形成在所述器件底座部分中的穿通孔，被配置以使冷卻流體通過此處；以及形成在所述器件底座部分的表面並和所述穿通孔流體連通的多個導槽，被配置以引導噴射到所述載體的下側並通過穿通孔的冷卻流體越過延伸至所述半導體器件的外圍部分的所述半導體器件的部分表面。
2.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述導槽被配置以引導冷卻流體越過裝配在所述器件底座部分上的半導體器件的表面的25％以上。
3.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述載體基本上是矩形的。
4.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述至少一個夾持部件包括裝配到所述器件底座部分的相對兩側並被配置以可拆卸地將所述半導體器件固定在所述器件底座部分上的一對夾持部件。
5.根據權利要求1所述的載體組件，其中，還包括形成在所述載體的底部的多個導肋，被配置以將噴射到所述載體的下側的冷卻流體向所述穿通孔引導。
6.根據權利要求5所述的載體組件，其中，所述多個導肋從所述載體的底部垂直延伸。
7.根據權利要求5所述的載體組件，其中，所述多個導肋相互連接以形成朝所述穿通孔引導冷卻流體的封閉的流動通道。
8.根據權利要求5所述的載體組件，其中，所述多個導肋與所述載體一起被形成為一個部件。
9.根據權利要求5所述的載體組件，其中，所述多個導肋形成具有敞開的底面的六面體，並圍繞所述穿通孔。
10.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述多個導槽相互連接以形成用於所述冷卻流體的連續的流動通道。
11.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述底座部分被形成為在所述載體的頂面中的凹槽。
12.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述器件底座部分包括被固定在所述載體的頂面上的器件底座板，並具有被配置以在其中央位置容納所述半導體器件的開口。
13.根據權利要求12所述的載體組件，其中，所述器件底座板由絕緣材料製成。
14.根據權利要求13所述的載體組件，其中，所述器件底座板由塑料製成。
15.根據權利要求12所述的載體組件，其中，所述器件底座板由與所述載體相同的材料製成。
16.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述載體由具有與金屬類似的導熱性的材料製成。
17.根據權利要求16所述的載體組件，其中，所述載體由鋁製成。
18.根據權利要求1所述的載體組件，其中，所述多個導槽通向所述主體的外部，以便所述冷卻流體可從所述器件底座部分的導槽排出。
19.一種被配置以在測試處理機中承載多個半導體器件的測試託盤，包括測試託盤主體；以及可拆卸地裝配於所述測試託盤主體上的多個載體組件，其中，每個載體組件都包括載體，被配置以安置於測試託盤上；在所述載體頂面上的器件底座部分，被配置以容納半導體器件；至少一個夾持部件，被配置以可拆卸地將所述半導體器件固定在所述器件底座部分上；形成在所述器件底座部分的穿通孔，被配置以使冷卻流體從那裡通過；以及形成在所述器件底座部分的表面並和所述穿通孔流體連通的多個導槽，被配置以引導噴射到所述載體的下側並通過所述穿通孔的冷卻流體越過延伸至所述半導體器件的外圍部分的所述半導體器件的部分表面。
20.根據權利要求19所述的測試託盤，其中，所述多個導肋從所述載體的下表面垂直延伸，形成具有敞開的底面的六面體，並圍繞所述穿通孔。
21.根據權利要求19所述的測試託盤，其中，所述多個導槽通向所述主體的外部，以便冷卻流體可從所述器件底座部分的導槽排出。
22.根據權利要求19所述的測試託盤，其中，所述載體由鋁製成。
全文摘要
一種用於半導體器件處理機的載體組件，其中在用於所述半導體器件的載體組件的底座面上形成用於冷卻流體流動的凹槽。通過使從測試溫度偏差補償系統噴射到載體組件上的冷卻流體基本上分散遍及半導體器件的整個表面，並在被排出前在載體組件內保留一段時間，該凹槽改善了冷卻效率。
文檔編號G01R31/26GK1471151SQ0312184
公開日2004年1月28日 申請日期2003年4月21日 優先權日2002年7月24日
發明者鹹哲鎬, 樸贊毫, 林祐永, 徐載奉 申請人:未來產業株式會社