CN100341131C - 用于测试半导体器件的处理器 - Google Patents

Abstract

一种用于测试半导体器件的处理器，包括运送器单元，用于可拆卸地夹持以及携带多个器件；测试板，具有多个测试插口，用于分别与夹持在运送器单元的器件接触以测试器件；压紧单元，当运送器单元与测试板对齐时，分别压紧运送器单元上的各器件，使其与测试板上的测试插口接触；喷射单元，用于直接地和有选择性地从运送器单元的器件附近的位置处，将高温或低温气体喷射到与测试插口相接触的器件表面，以将器件加热或冷却到预设温度；供气单元，用于有选择性地将高温或低温气体供给到喷射单元；以及控制单元，用于控制从供气单元供给到喷射单元的气体供给，因此无需提供特定温度环境的封闭室，而可直接将高温或者低温气体喷射到器件表面。

Description

用于测试半导体器件的处理器

本申请要求2003年4月29日提交的韩国专利申请第P2003-0027100号的优先权，其内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于测试半导体器件的处理器，特别涉及一种用于测试半导体器件的处理器，该处理器不采用提供所需高温或者低温环境的室，而是采用简单系统对半导体器件在所需温度下进行测试。

背景技术

通常，模块化IC均具有与电路板上的电路系统相连接的存储和/或非存储半导体器件，且在其生产之后发货之前要经过各种测试。在测试中，处理器将半导体器件，或模块化IC(以下称为“器件”)自动进行运送，其中，拾取器机械手执行的程序是，将其上具有器件的托盘或者运送器装载到装载堆垛器中，拾取器机械手将待测器件运送到测试地点，插入测试插口，进行所需的测试，然后将已测试器件运送到卸载堆垛器，并将已测试器件放置到指定托盘上，根据测试结果对已测试器件进行分类。

通常，多数处理器具有一系统，该系统不仅能够在室温进行常规测试，而且可以在高温或低温下进行测试，其中使用电加热或液化氮喷射系统在密闭室中形成的范围在+150℃到-50℃的高温或低温的极端温度条件下，测试器件的常规操作。

例如，在测试存储半导体器件或者模块化IC的测试处理器的测试地点的一侧，设有预热室，在托盘或运送器逐步移动时，该预热室用于将其上装载有半导体器件的测试托盘，或其上装载有模块化IC的运送器预热或预冷到预设温度。在预热室的一侧，设有测试室，用于在预设温度下，将预热或预冷的器件插入到测试板上的测试插口中，以进行测试。在测试室的一侧，设有除霜室，用于将已测试器件恢复到原始室温，以便随着器件经过预热室、测试室、除霜室后，进行室温测试。

然而，上述设置有形成高温或低温环境的密闭室，以进行高温或低温测试的现有技术的处理器存在以下问题。

第一，为防止室内外的热量交换，在室的整个壁上特殊形成有厚绝缘材料的附件，而由于绝缘材料非常昂贵，且需要处理器的整个尺寸的大小，因而增加了处理器的生产成本。

第二，在预设时间段内的一温度状态下，预热室或除霜室中的测试托盘，或者运送器在逐步移动时，用于移动测试托盘或运送器的运送装置需要非常复杂的机构、特殊的结构、和材料以便能在极端的温度环境下进行操作，这使得制造过程困难、成本昂贵，而且维修困难。

第三，需要将室的整个内部空间精确加热到所需温度，以便在精确温度下测试器件，同时需要维持室的整个内部空间在相同的温度下，以建立室内所有部件之间的热平衡，这不仅需要提供大量的热能，而且需要较长时间，且在测试过程中，控制精确的温度非常困难。

当然，尽管逻辑处理器得到了发展，并用于测试非存储半导体器件，如逻辑器件，该逻辑处理器不具有室，而是具有均热板(soaking plate)以加热半导体器件，或直接喷射高温或低温气体或其它以加热或冷却器件，或将加热器的热传递到夹持于分度头的器件，该分度头夹持器件，并插入测试插口。在多个器件的情况下，例如64或128个器件一次装载到测试托盘上进行测试，类似存储器件，如上在室中加热或冷却的方式只有一种。

发明内容

相应地，本发明提供了一种用于测试半导体器件的处理器，其基本消除了由于现有技术的局限和缺陷所引发的一个或多个问题。

本发明目的是提供一种用于测试半导体器件的处理器，该处理器能够均匀、快速、准确地将多个器件如半导体器件或模块化IC加热/冷却到预设温度，以及在预设温度下对半导体器件进行测试，其不需要密闭室来提供预设高温或低温环境。

本发明的其它的优点、目的、和特征，部分地在随后的说明中给出，部分地对本领域普通技术人员来说可从下述说明中明显看出，或可从本发明的实施中得出。本发明的目的和其它优点可从以下书面说明、权利要求、以及附图特别给出的结构来理解、获得。

为实现这些和其他优点并根据本发明的目的，正如实施例所广泛描述的，用于测试半导体器件的处理器包括：运送器单元，用于可拆卸地夹持以及携带多个器件；测试板，具有多个测试插口，用于分别与夹持在运送器单元的器件接触以测试器件；压紧单元，当运送器单元与测试板对齐时，分别压紧运送器单元上的各器件，使其与测试板上的测试插口接触；喷射单元，用于直接地和有选择性地从运送器单元的器件附近的位置处，将高温或低温气体喷射到与测试插口相接触的器件表面，以将器件加热或冷却到预设温度；供气单元，用于有选择性地将高温或低温气体供给到喷射单元；以及控制单元，用于控制从供气单元供给到喷射单元的气体供给，

因此，从器件附近，将高温或低温气体直接喷射到器件的表面上，而不使用室来提供高温或低温环境，不仅缩短了充分加热或冷却器件到预定温度的时间，而且简化了处理器的整体结构，降低了制造成本，易于维修，由于不再需要室，与室相关的部件也可省去，因而简化了处理器的整个结构。

可以理解，本发明的上述说明和以下的详细描述都是说明性的和示范性的，其目的是对本发明提供进一步的说明。

附图说明

所提供的附图可提供对本发明的进一步的理解，并且被包含在内作为说明书的组成部分，其示出了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理。图中：

图1为示意示出了根据本发明的优选实施例的处理器的俯视图；

图2为示意示出了图1中的处理器的预热/预冷部分的关键部件的剖视图；

图3为示意示出了图1中的处理器的测试部分的关键部件的剖视图；

图4为示意示出了图1中的处理器的除霜/结霜部分的关键部件的剖视图；以及

图5为示出了在图1中的处理器中，用于将加热或冷却的气体供给到各喷射单元的系统的方块图。

具体实施方式

现参照附图所示的实施例，对本发明的优选实施例进行详细说明。图1为示意示出了根据本发明的优选实施例的处理器的俯视图。

参照图1，处理器包括位于本体前部的装载堆垛器，用于堆垛装载有多个待测器件的各普通托盘，以及位于装载堆垛器10一侧的卸载堆垛器20，用于将已测试器件放入普通托盘，并根据测试结果对已测试器件进行分类。

缓冲部件40在处理器的中部的相对两侧部可前后移动，用以临时装载从装载堆垛器10过来的器件，交换部件50置于相对缓冲部件40之间，用于将器件从缓冲部件40运送到运送器单元，例如托盘T，反之亦然。未解释的参考标号60表示运送器，用于在交换部件50后部的测试位置之间运送测试托盘。

第一拾取器机械手31和第二拾取器机械手32位于处理器的前部和处理器的后部之间，用于在X轴和Y轴方向进行线形运动，以及拾取和运送器件，其中处理器的前部设置有装载堆垛器10和卸载堆垛器20，处理器的中部设置有交换部件50和缓冲部件40，其中，第一拾取器机械手在装载堆垛器10和卸载堆垛器20，以及缓冲部件40之间移动和运送器件，而第二拾取器机械手32在缓冲部件40和交换部件50之间移动以运送器件。

测试板70位于处理器的后部，具有多个测试插口75，各测试插口与测试托盘上的各器件D接触，以完成测试，其中测试板70作为连接测试装置的接口，该测试装置设置在处理器本体外，用于测试器件的性能。

预热/预冷喷射单元110位于测试板70的一个侧部，用于在测试托盘行进，以及与测试板70的位置对齐之前，加热或冷却器件到预设温度。

压紧单元80位于测试板70的前端，并与测试板相邻，当测试托盘行进，以及与测试板70对齐时，压紧单元压紧测试托盘T上的器件D，并将其连接到测试板70的测试插口75中；压紧单元80具有测试喷射单元120，用于将高温或低温气体喷射到测试托盘T上的器件D上，以维持器件D的温度在预设状态。

结霜/除霜喷射单元130位于测试板70的另一侧，与测试情况相反，用于喷射低温或高温气体到器件表面，以便将已测试高温或低温器件恢复到原始室温。

同时，参见图2-4，预热/预冷喷射单元110、测试喷射单元120、以及结霜/除霜喷射单元130分别具有分配总管111、121、和131，其由共有供气单元140供给高温或低温气体，以进行加热或冷却，喷嘴112、122、和132从分配总管111、121、和131朝向器件所在位置延伸，用于向器件D的表面喷射供给气体。测试喷射单元120具有喷嘴122，每个喷嘴向内延伸，并通过压紧单元80上的各接触突起上的其中一个通孔，与器件D相对。

参见图5，供气单元140包括干燥气源141，用于供给干燥气体；液化氮源142，用于供给液化氮LN₂以冷却；混合器143，用于将干燥气源141的干燥气体和液化氮源142的液化氮均匀混合；加热器144，用于在高温测试时加热干燥气源141的干燥气体；以及控制单元145，用于控制由干燥气源141供给的干燥气体的供给量、由液化氮源142供给的液化氮的供给量、以及加热器144的运行。加热器144分别与喷射单元110、120、和130相连。

同时，在喷射单元110、120、和130的一侧具有多个温度传感器148，各温度传感器用于测量从喷嘴112、122、或132喷射出的高温或低温气体的温度，并运送到控制单元145。控制单元145根据来自温度传感器148的气体温度信息来控制喷射单元110、120、和130喷出的高温或低温气体的供给。

在测试插口75或测试板70的压紧单元80上设有多个热补偿温度传感器149，各热补偿温度传感器与插入测试插口75的器件D的表面相接触，以测试器件D的实际温度，以及将实际温度值传送到控制单元145。

同时，尽管对各喷射单元110、120、和130供给高/低温气体的供气单元可共用一根管路，但优选地，供给各喷射单元110、120、和130的供气单元是独立的，以便独立供给高温/低温气体。

用于测试半导体器件的处理器的操作如下所述。

处理器开始工作时，第一拾取器机械手31将器件从装载堆垛器10的普通托盘上拾取，运送到缓冲部件40，然后第二个拾取器机械手32将器件从缓冲部件40中拾取，运送到交换部件50，并将器件装载到交换部件50的测试托盘T中。

其上装载有器件的测试托盘T通过运送装置(未示出)，被运送到预热/预冷喷射单元110的前部。

然后，高温或低温气体通过供气单元140被供给到预热/预冷单元110，其中，在低温测试中，来自液化气源142的液化氮LN₂和来自干燥气源141的干燥气体供给到混合器143，在其中适当混合，然后在加热器144不工作的情况下供给到预热/预冷喷射单元110；在高温测试时，不供给液化氮LN₂，只有来自干燥气源141的干燥气体通过混合器143，在加热器144被加热，然后供给到预热/预冷喷射单元110。

供给到预热/预冷喷射单元110的分配总管的高温或低温气体，通过预设压力下的喷嘴喷射到测试托盘T上的器件上，以加热/冷却器件，当喷射的高温或低温气体包围器件表面时可形成气帘，这样，器件只通过喷射气体加热或者冷却，而不受外部气体的影响。

当器件通过预热/预冷喷射单元110达到预设温度状态时，测试托盘通过运送装置被运送到测试板70和压紧单元80之间的位置，并与其对齐，然后压紧单元80向前移动，使测试盘T上的器件D与测试插口75接触，并进行测试。

在该实施例中，通过供气单元140将气体供给到测试喷射单元120的方式，与将气体供给到预热/预冷单元110的方式相同，气体通过测试喷射单元120的喷嘴喷射到器件D，器件D可维持在所需的温度。

同时，在测试过程中，因为器件D自身会产生热量，这可能使得器件的测试不是在用户所需的确切温度下进行，因而需要热补偿，其中器件D的温度可降到所需的温度。

在低温测试时，热补偿可以通过加快从测试喷射单元120中喷射的低温气体液化氮的流速来实现，与此相反，高温测试时，热补偿可以通过减少高温气体的供给，以及减少从测试喷射单元120喷射的干燥气体和液态氮的低温混合气体来实现。

热补偿可以通过控制单元145接收的来自热补偿温度传感器149的温度信息而确定，热补偿温度传感器可检测在测试下的器件D的表面温度。

同时，当测试完毕后，压紧单元80退回，与器件D分离，并与测试板70的测试插口75松开接触，然后由运送装置(未示出)将测试盘T运送到位于其一侧的结霜/除霜喷射单元130。

结霜/除霜喷射单元130将器件的温度恢复到室温，除霜是通过喷射与器件温度相反的温度状态的气体而进行的，以便将器件加热或冷却到所需温度。

也就是，在高温测试中，结霜/除霜喷射单元130喷射低温气体，使得器件由高温转到室温，而在低温测试中，结霜/除霜喷射单元130喷射高温气体或室温气体，以提高器件的温度，并从器件除霜。

当器件通过结霜/除霜喷射单元130还原到室温状态时，测试托盘T被运送到交换部件50，第二个拾取器机械手32从交换部件50拾取器件，然后将器件从交换部件50运送到缓冲部件40，而第一个拾取器机械手31将已测试器件从缓冲部件40运送到卸载堆垛器20，并将已测试器件装载到卸载堆垛器20的普通托盘上，并根据测试结果分类已测试器件。

如果器件是在室温下进行测试，由于没有温度测试，测试托盘直接被运送到测试板70进行测试，而不必经过预热/预冷单元110。接着，测试托盘T也不必经过结霜/除霜喷射单元130而直接运送到交换部件50进行测试。

如上所述，在温度测试中，各喷射单元110、120、和130直接将高温或低温气体喷射到测试托盘T上的器件表面，显著缩短了加热或冷却器件到所需温度需要的时间。

在温度测试中，尽管测试托盘中的器件通过预热/预冷喷射单元110进行预热/预冷到所需温度后，器件被运送到测试板70，并进行测试，之后恢复到最初室温，但与此相反，如果没有预热/预冷喷射单元以及结霜/除霜喷射单元，器件可以在测试喷射单元，从室温直接加热或冷却到所需温度，进行测试，在测试完毕之后，相反状态的气体供给到测试喷射单元，以使器件恢复到室温。

在这种情况下，尽管该处理器的系统具有简化、和尺寸压缩的优点，但是在测试板的时间段延长了，因而生产率降低了。

尽管测试喷射单元120在测试过程中也可进行生热补偿，但生热补偿喷射单元以及将高/低温气体供给到生热补偿喷射单元的供气单元可与测试喷射装置120一起设置到压紧单元80，以进行发热温度补偿。

尽管供气单元140具有加热器144，该加热器设置在与混合器143相连的管道上，用于产生高温热源，但是连接干燥气源141和加热器的单独的管路也可与加热器相连，用于直接通过加热器将气体供给到喷射单元，这样，供给高温气体的管道与供给低温气体的管道相互分离。

尽管本发明已经参照优选实施例进行了说明和例示，但显然，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可对本发明作出各种更改和变化。因此，本发明的各种更改、变化由所附的权利要求书及其等同物的内容涵盖。

如上所述，直接将高温或低温气体从器件附近喷射到器件表面，而不采用室来提供高温或低温环境，不仅大大缩短了充分将器件加热或冷却到所需温度的时间，而且简化了处理器的整体结构，降低了制造成本，并且易于维修，由于不再需要室，与室相关的部件也可以省去，从而简化了整个处理器的结构。

本发明尤其适合应用于可一次测试16-128个器件的处理器，如存储半导体器件。

由于器件的温度可以通过控制各喷气单元喷射到器件上的气体流速而控制，因此，非常容易控制器件的温度。

Claims (9)

1.一种用于测试半导体器件的处理器，包括：

运送器单元，用于可拆卸地夹持、以及运送多个器件；

测试板，具有多个测试插口，分别与夹持在所述运送器单元的所述器件接触，以对所述器件进行测试；

压紧单元，当所述运送器单元与所述测试板对齐时，分别压紧所述运送器单元上的所述器件，以及使所述器件与所述测试板上的所述测试插口相接触；

喷射单元，用于在测试器件时直接地和有选择性地从所述运送器单元的所述器件的附近位置，向与所述测试插口接触的所述器件表面喷射高温或低温气体，以加热或冷却所述器件到预设温度；

供气单元，用于有选择性地将高温或低温气体供给到喷射单元；以及

控制单元，用于控制从所述供气单元供给到所述喷射单元的气体供给。

2.根据权利要求1所述的处理器，进一步包括预热/预冷喷射单元，在所述运送器单元被运送到所述测试板的位置之前，用于直接地和有选择性地将高温或低温气体喷射到所述运送器单元上的所述器件表面，以预热或预冷所述器件到设定温度。

3.根据权利要求1或2所述的处理器，进一步包括结霜/除霜喷射单元，当所述运送器单元上的所述器件测试完毕后，以及所述运送器单元从所述测试板位置移开后，用于有选择性地将高温或低温气体喷射到所述器件，以使所述器件恢复到初始室温状态。

4.根据权利要求1所述的处理器，其中所述供气单元包括：

干燥气源，用于供给干燥气体；

液化氮源，用于供给液化氮以进行冷却；

混合器，用于将来自所述干燥气源的干燥气体与来自所述液化氮源的液化氮相混合，然后运送到喷射单元；以及加热器，用于加热来自所述干燥气源的干燥气体，然后运送到所述喷射单元。

5.根据权利要求4所述的处理器，其中所述加热器设置在所述混合器和所述喷射单元之间的管路上。

6.根据权利要求4所述的处理器，进一步包括温度传感器，用于测量通过所述喷射单元喷射的气体温度，以及将所述温度传送到所述控制单元。

7.根据权利要求4或6所述的处理器，进一步包括生热补偿传感器，当所述器件与所述测试插口接触时，用于与所述器件表面接触，以测量测试下所述器件的温度，并将所述温度传送给所述控制单元。

8.根据权利要求1所述的处理器，其中所述喷射单元包括：

分配总管，位于所述压紧单元的一侧部，用于从所述喷射单元外部向那里供给高温或低温气体，以及

多个喷嘴，从所述分配总管朝向所述运送器单元上的所述器件延伸，用于向那里喷射气体。

9.一种用于测试多个半导体器件的处理器，其通过将所述半导体器件与所述测试板的所述测试插口相接触而进行测试，包括：

至少一个冷却/加热单元，用于从所述器件附近，直接喷射高温或低温流到所述器件表面，将所述器件冷却或加热到预设温度，以进行温度测试和生热补偿。

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