CN102385027A

CN102385027A - 具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台

Info

Publication number: CN102385027A
Application number: CN2010102667717A
Authority: CN
Inventors: 陈建名
Original assignee: Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Current assignee: Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-21

Abstract

一种具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台，是由入料臂将入料匣内的待测半导体元件移至贯穿输送梭车的入料承载座，其出料承载座则在交换位置接收由测试臂组件来的已测完的元件；梭车随后移至使入料承载座对应于交换位置，供测试臂组件将待测元件移至测试座进行测试，且出料承载座则对应移至出料位置供出料臂取出完测品；贯穿输送梭车再度回复原位，让入料承载座回复入料位置承载下批待测元件，出料承载座则同时至交换位置接收完测品。梭车如此往复移动，不仅简化机台输送结构而降低制造成本，也可提升输送效率增加产出，提升机台竞争力。

Description

具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台

【技术领域】

本发明是关于一种半导体元件测试机台，尤其是一种具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台。

【背景技术】

目前测试半导体元件的方法，主要可以分为虚拟测试与实境测试，其中虚拟测试是指针对各IC的不同特性、根据预定的电路设计撰写出特定的测试软件，藉以确认例如脚位间是否非预期地短路或断路、以及是否符合预定的逻辑关系；实境测试则是藉由已经具有完整功效的公板，仅将待测IC位置留白，将每个待测IC轮流补入该空白位置，测试此时公板是否能正常运作，从而确认此待测IC的功能正常，并依测试结果作为分类的依据。当要测试不同IC时，仅需替换不同公板及测试的软件即可。

为提升效率，目前测试机台输送及量测待测半导体元件过程均已采用自动化测试。如图1所示，在入料区迭放有多组入料匣4，每一入料匣4中放置有多颗待测半导体元件。开始测试时，先将最下方的入料匣4向图式下方移出约一行的间距，并由一个入料臂31将此入料匣4第一行内的待测半导体元件5移载至横向移动的入料梭车33上，入料梭车33随即右移至测试臂组件22₁可汲取的位置，再由测试臂组件22₁将待测半导体元件5移载于测试座21进行测试。

测试完成后，测试臂组件22₁将已测半导体元件6送至图式上方的出料梭车34上，出料梭车34随即右移至出料臂32可汲取的位置，并由出料臂32依测试的数据资料作为已测半导体元件6的分类依据，分别移载至图式右下方诸多分类料匣中的对应分类料匣中。而在前一颗半导体元件受测时，入料臂31已将次一待测半导体元件5置放于入料梭车33，并移动至右侧的另一测试臂组件22₂可汲取位置。因此，在左侧测试臂组件22₁将完测半导体元件移出测试座21时，右侧测试臂组件22₂可尽速将下一颗待测半导体元件5送进测试座21，继续进行下一轮测试。

然而，当半导体元件移载时，左侧测试臂组件22₁与右侧测试臂组件22₂的移动需要彼此高度配合，使得机台本身的制造成本因而居高不下；且交接过程更需要与入料臂及出料臂移动速度彼此局限：入料-测试-出料等三个步骤中，速度最慢的步骤将限制整体产出效率，而往返交接过程中，对于速度较快者会浪费些许的闲置等待时间。尤其移载路径如图1所示，入料臂仅需在左侧的入料区与紧邻的入料梭车间移动，而出料臂则需在出料梭车与图式右下方的分类料匣间移动，使得出料臂移动路径远长于入料臂移动路径，迫使整体循环配合的同步动作并不完美；一旦半导体元件在测试座上受检测的时间再缩短，则上述同步化不完美的些许时间浪费在整体循环中所占比例愈高、随之拖慢产出效率的问题益形明显，尤其进行大量的半导体元件测试时，产出效率将明确受到局限。再加上测试臂组件是以二维移动方式进行半导体元件测试，结构较复杂，维修上也较麻烦，使得造价及维修成本相对偏高，在自动化测试流程中，无疑是可以进一步改良的目标。

因此，若能提供一种各传输机械臂均以一维方式移动而移载半导体元件、且能加快移载速度、以及简化结构、降低成本的测试机台，使移载速度能提高至配合测试速度，不仅能够降低测试时的闲置时间，而简化的测试机台在造价上及维修上也相对的便宜，而且损坏的机率较低，使得自动化测试流程更不容易被迫中断，达到降低成本的同时亦能够更有效率地测试半导体元件的目的。

【发明内容】

本发明目的之一在于提供一种梭车沿着贯穿入料位置、交换位置、及出料位置的途径往返移动，使得机台结构简化的具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台。

本发明的另一目的在于提供一种贯穿输送梭车具有复数承载座，其中部分因应入料需求、另部分则因应出料需求，使得入、出料动作可以被高度同步化的具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台。

本发明的再一目的在于提供一种让贯穿输送梭车时序性在入料、出料位置间直线切换，使移载作业与测试作业效率提升的具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台。

依照本发明揭示的一种具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台，是供测试复数放置在一个料匣内的待测半导体元件，该测试机台包括：一个分别形成有供置放至少一个容纳有前述料匣的入料区、及供置放复数个测试完毕半导体元件料匣的出料区的基座；一组设置于该基座上的测试装置，该测试装置包括：至少一个具有至少一个测试位置的测试座；及至少一组对应上述测试座、供在一个对应上述测试座的交换位置与上述测试位置间搬移上述待测或测试完毕的半导体元件的测试臂组件；而该测试机台还包括：一组输送装置，包括：一个设置于该机台上、供在一个对应该入料区的汲取位置与一个入料位置间搬移上述待测半导体元件的入料臂；一个设置于该机台上、供在一个出料位置与一个对应上述出料区的释放位置间搬移上述测试完毕半导体元件的出料臂；一个形成有复数承载座，并在一个贯穿该入料位置、交换位置、及出料位置的途径中往返移动的贯穿输送梭车。

由于本案所揭示的具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台，是先使入料臂置于一个装有待测半导体元件的入料匣，将待测半导体元件移载至贯穿输送梭车的入料承载座，贯穿输送梭车再受到驱动使得入料承载座对应于测试臂组件，同一时间出料承载座则对应至出料臂，而入料承载座则由测试臂组件的用于取/放料的机械臂移载至测试座进行测试，同时贯穿输送梭车被驱动，使入料承载座再次对应至入料臂，并再次由入料承载座承载下一批待测半导体元件，而入料臂移载完的同时，测试座亦测试完毕，贯穿输送梭车则再次被驱动，出料承载座亦同样的对应于测试臂组件，再由机械臂将已测试完毕的半导体元件从测试座汲取并移载并放置于出料承载座，当贯穿输送梭车再次驱动使入料承载座对应于测试臂组件，而承载有已测半导体元件的出料承载座则同样对应至出料臂，因此测试臂组件同样的再移载下一批待测半导体元件时，出料臂同样地将已测半导体元件移载出，通过时序性的切换使得移载作业与测试作业可以同步无碍，从而达成上述所有的目的。

【附图说明】

图1是公知半导体元件检测机台的俯视图；

图2是本发明第一较佳实施例具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台的俯视图；

图3是图2具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台的前视图；

图4是图2入料臂汲取待测半导体元件并放置在入料承载座机台的俯视图；

图5是图2测试臂组件汲取位于交换位置的入料承载座所承载的半导体元件的机台的俯视图；

图6是图2贯穿输送梭车被驱动左移回复至原来位置，准备承接下一轮半导体元件进行下一循环运作的机台的俯视图；

图7是本发明第二较佳实施例以两测试臂组件进行半导体元件的测试作业的机台的俯视图；

图8是图7贯穿输送梭车受驱动后向右移动的机台的俯视图；

图9是图7入料承载座受到驱动向左移动，进行本循环的下半程的机台的俯视图；

图10是图7入料承载座将再度右移至偏右交换位置，且出料承载座也右移至偏右出料位置的机台的俯视图；

图11是图7使入料承载座再度接纳由入料臂送来的下一批待测半导体元件，测试臂组件则将已测试完毕的完测半导体元件移载至偏左交换位置的出料承载座的机台的俯视图；

图12是本发明第三较佳实施例由两组测试臂组件上下交替轮转测试的机台的俯视图；

图13是图12具有两组测试臂组件上下交替轮转测试机台的前视图；

图14是图12具有两组测试臂组件上下交替轮转测试机台的侧视图；

图15是图12贯穿输送梭车右移使入料承载座移至对应交换位置的机台的俯视图；

图16是图12两组测试臂组件各别同步进行汲取及下压测试待测半导体元件的机台的侧视图；及

图17是图12两组测试臂组件位置交替互换的机台的侧视图。

【主要元件符号说明】

1’基座 11’入料区 12’出料区

2’测试装置 21、21’、21”测试座

22₁、22₂、22’、22₁”、22₂”、22₁”’、22₂”’测试臂组件

220’吸嘴 222’温度调节件

221’、221₁”、221₂”、221₁”’、221₂”’ 机械臂

23’、23”、23”’ 处理分类装置

3’输送装置 31、31’、31”、31”’入料臂

32、32’、32”、32”’出料臂 33 入料梭车

34 出料梭车 33’、33”、 33”’ 贯穿输送梭车

331’、331”、331”’入料承载座 332’、332”、332”’出料承载座

310’、320’ 吸嘴 4、4’入料匣

5 待测半导体元件 6 已测半导体元件

7’、7”’分类料匣

【具体实施方式】

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

请一并参考图2及图3所示，为本案具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台的第一较佳实施例，主要包括基座1’、测试装置2’及输送装置3’，其中基座1’上形成有一个供摆放料匣的入料区11’及出料区12’，入料区11’处的料匣内，预先承载放置有复数个待测半导体元件5，而出料区12’则是分别供置放复数个料匣，每个料匣分别对应承载具有某特定电气性质、且被测试分类完毕的半导体元件。为便于说明，在此定义位于入料区11’的料匣为入料匣4’，且在本例中，入料匣4’是以堆迭方式置放于入料区11’，而位于出料区12’的多个料匣为分类料匣7’。

设置在基座1’上的测试装置2’在本例中包括一个测试座21’及一个对应的测试臂组件22’，测试臂组件22’则例释为一个附有吸嘴220’及温度调节件222’的机械臂221’，藉由吸嘴220’施加负压吸引/释放负压方式汲取/释放待测半导体元件5，温度调节件222’则可依照需求进行温度调节，尤其在进行半导体元件测试时，保持待测半导体元件5处于一个预定温度，以测试出半导体元件在模拟出的高温环境或是低温环境状态下是否还能正常运作。机械臂221’则将吸嘴220’所汲取的待测半导体元件5移入测试座21’或反向移出。虽然在本例中是使用吸嘴以负压/释放负压方式汲取半导体元件，但熟悉本技术者亦可使用例如夹持等方式进行移载，皆无碍于本发明的实施。

输送装置3’则包括设置在机台上的入料臂31’、出料臂32’及贯穿输送梭车33’。其中，入料臂31’及出料臂32’分别例释为具有一个组吸引/释放半导体元件的吸嘴310’、320’。同样地，此处将入料臂31’从入料匣4’汲取待测半导体元件5的位置称为汲取位置，释放待测半导体元件5至贯穿输送梭车33’上的位置定义为入料位置；而上述机械臂221’从贯穿输送梭车33’汲取、或释放半导体元件的位置为交换位置；出料臂32’由贯穿输送梭车33’上取出完测半导体元件的位置则定义为出料位置，释放至分类料匣7’的位置则为释放位置。因此，贯穿输送梭车33’在机台上的移动途径是贯穿上述入料位置、交换位置、及出料位置并往返移动；并且藉由单一的贯穿输送梭车进行输送载运，简化整体结构、有效降低制造成本。

且在本例中，贯穿输送梭车33’包括两个彼此分隔一段预定距离的承载座，分别为入料承载座331’及出料承载座332’，供分别放置待测半导体元件与完测半导体元件；入料承载座331’与出料承载座332’的间距，恰使得当入料承载座331’位于入料位置时，出料承载座332’位在交换位置；而当入料承载座331’抵达交换位置时，出料承载座332’抵达出料位置。

为提供工作人员作业方便，本发明的检测机台入料区11’及出料区12’在机台上位置是位于图2下方的侧边，并于相对的上方侧边设置测试座21’，而贯穿输送梭车33’则横贯图式的机台中央部份，使得测试座21’相对于入料区11’及出料区12’，分别位于贯穿输送梭车33’的两相对侧边；因此，工作人员可于同一侧边位置完成上、下料。

在进行移载测试作业时，一并参考图4至图6所示，首先如图4所示，由入料臂31’至汲取位置，从入料匣4’中透过吸嘴310’汲取待测半导体元件5，并移载至入料位置释放，令待测半导体元件5被放置在贯穿输送梭车33’的入料承载座331’上；同时，出料承载座332’正在交换位置接受机械臂221’所释放的完测半导体元件。

随后如图5所示，当贯穿输送梭车33’受驱动右移，使入料承载座331’对应移至交换位置，而对应于交换位置的机械臂221’则将入料承载座331’上所承载的待测半导体元件5由吸嘴220’汲取；相对地，出料臂32’同时吸取出料承载座332’上的完测半导体元件。

再如图6所示，当待测半导体元件5被移载至测试位置后，机械臂221’将下降，使得被吸嘴220’汲取的待测半导体元件5被压制在测试座21’上进行测试，并同时摸拟特定环境，由温度调节件222’调整施加预定温度至待测半导体元件5，并将测试结果传输至处理分类装置23’。此过程中，出料臂32’已经依照处理分类装置23’的指令，将所汲取的完测半导体元件释放至对应的分类料匣7’中。而在进行测试的同时，贯穿输送梭车33’亦会被驱动左移回复至原来位置，使入料承载座331’对应至入料位置，而出料承载座332’则对应至交换位置，准备承接下一轮半导体元件，进行下一循环运作。

由于，贯穿输送梭车33’可以一肩承担入料与出料的双重责任，并且入料臂入料时间恰为测试臂组件出料时间，而测试臂组件入料又恰可供出料臂出料，此种设计让贯穿输送梭车一举统合入料与出料的同步协调运作，使得入、出料动作可以被高度同步化，移载作业与测试作业效率从而提升，机台的竞争力与市场接受度藉此提高，达成本发明所有上述目的。

当然，如熟于此技术领域者所能轻易理解，若测试过程耗时较长，则相较之下移载时间较短，贯穿输送梭车势必需停顿等待。为解决此类问题，提升整体产出效率，请参考图7至11本发明的第二较佳实施例所示，是以两组共四个测试座21”、及两组左、右测试臂组件22₁”、22₂”进行半导体元件的测试作业，其中测试臂组件22₁”、22₂”各别具有一个机械臂221₁”、221₂”；当然，本例的贯穿输送梭车33”也同样包括两个入料承载座331”及两个出料承载座332”，供同时承载两个半导体元件；且入料臂31”、出料臂32”与机械臂221₁”、221₂”皆分别具有两个吸嘴，供同时汲取与释放两个半导体元件。由于本例中具有两组彼此左右平行配置的测试臂组件，因此无论入料位置、交换位置、与出料位置都必须随之有稍微错开的左右因应位置。

如图7所示，当贯穿输送梭车33”位于图式左侧位置时，入料承载座331”对应于偏左入料位置，此时入料臂31”一次将两个待测半导体元件5置放于入料承载座331”中，且出料承载座332”位于对应于左侧测试臂组件22₁”的偏左交换位置，接收其完测半导体元件。随后如图8所示，贯穿输送梭车33”受到驱动而右移，使入料承载座331”对应于左侧测试臂组件22₁”的偏左交换位置，由机械臂221₁”汲取位于入料承载座331”内的两个待测半导体元件5；同时，出料臂32”也由位于偏左出料位置处的出料承载座332”中，取出两个已测半导体元件6加以分类，完成一次循环的上半程。

接着如图9所示，入料承载座331”再受到驱动向左移动，进行本循环的下半程；为因应右侧测试臂组件22₂”的完测时段，出料承载座332”此时是回到右侧交换位置，使得入料承载座331”同步回复右侧入料位置，再次承接由入料臂31”所释放的下一批(两个)待测半导体元件5，同时测试臂组件22₂”则将两个已测半导体元件6由机械臂221₂”释放至两个出料承载座332”；此时，机械臂221₁”则将前一步骤中所汲取的待测半导体元件5分别压在所属的两个测试座21”上，并将测试结果传至处理分类装置23”。

故如图10所示，当机械臂221₁”与测试座21”持续进行测试过程中，入料承载座331”将再度右移至偏右交换位置，供机械臂221₂”的吸嘴汲取，且出料承载座332”也右移至偏右出料位置，供出料臂32”汲取完测半导体元件，再度依照处理分类装置23”指示分类至适当的分类料匣中。

最后如图11所示，贯穿输送梭车回复到左侧，使入料承载座331”对应于偏左入料位置，再度接纳由入料臂31”送来的下一批待测半导体元件5，机械臂221₁”则将已测试完毕的完测半导体元件6移载至偏左交换位置的出料承载座332”上，机械臂221₂”则持续将所汲取的待测半导体元件5移至所属的测试位置并压在测试座21”上，并将测试结果传至处理分类装置23”，从而完成整个循环。

同样地，由于仅需使用单一组贯穿输送梭车，机台本身的结构因而简化、成本随之降低，且梭车与入料臂、出料臂各自承担的责任与移动路径相当单纯，彼此间具有高度的协调性，机台整体产出效率从而大幅提升，尤其无论测试时间长短，都可以有效因应，提升机台应用弹性，达成所有上述目的。

当然，除前一实施例以两组左右平行配置的测试臂组件进行移载测试作业，亦可使用图12到图17所示本案之第三较佳实施例的两组测试臂组件22₁”’、22₂”’的机械臂221₁”’、221₂”’，上下交替轮转测试，至于入料区、出料区、入料臂、出料臂等结构，均与前述实施例相同，本例中，每一机械臂221₁”’、221₂”’都具有四个吸嘴，贯穿输送梭车33”’亦因此分别具有四个入料承载座331”’及四个出料承载座332”’。请一并参考如图13及14所示，贯穿输送梭车33”’先移至入料位置，同时入料臂31”’汲取并移载四个待测半导体元件5至入料承载座331”’中，机械臂221₂”’则在交换位置处下移，将四个已测半导体元件释放至出料承载座332”’后上移；此时，机械臂221₁”’正由准备位置下移，将其所汲取的四个待测半导体元件5下压至测试位置，于测试座上进行测试。

接着如图15所示，贯穿输送梭车33”’右移，使入料承载座331”’移至对应交换位置，请一并参照图16，机械臂221₂”’再度下降、汲取位于入料承载座331”’的待测半导体元件5后上升，机械臂221₁”’则保持在测试位置。此时，出料承载座移至出料位置，供出料臂汲取四个完测半导体元件，并依照处理分类装置23”’指示，分类释放至各个对应分类料匣7”’。

随后一并参考如图17所示，机械臂221₁”’将携带测试完毕的半导体元件由测试位置上移，准备向图式左方移动，前往交换位置；机械臂221₂”’则向图式右方移动至准备位置。随即，贯穿输送梭车33”’将回移至启始状态，入料承载座331”’重新回到入料位置，接纳入料臂所释放的待测半导体元件5，而机械臂221₁”’下移至交换位置将完测半导体元件释放至出料承载座332”’，机械臂221₂”’此时将携带半导体元件下移，并迫紧至测试座进行测试，从而回复如图12的流程，进入下一循环，如此不断重复，直到全部测试完毕。

经由上述结构设计，不仅使得单一的贯穿输送梭车完整肩负入料与出料使命，简化测试机台结构、有效降低制造成本，也使得各工作岗位的部件具有高度协调性，可有效率地同步进行半导体元件移载、测试、与分类，提升检测效率与产出，达到降低成本、同时提升效率的目的。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请权利要求书及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种具有单一贯穿输送梭车的半导体元件测试机台，其特征在于，用来测试复数个放置在一个料匣内的待测半导体元件，该测试机台包括：

一个分别形成有供置放至少一个容纳有前述料匣的入料区、及供置放复数个测试完毕半导体元件分类料匣的出料区的基座；

一组设置于该基座上的测试装置，该测试装置包括：

至少一个具有至少一个测试位置的测试座；及

至少一组对应上述测试座、供在一个对应上述测试座的交换位置与上述测试位置间搬移上述待测或测试完毕的半导体元件的测试臂组件；及

一组输送装置，包括：

一个设置于该机台上、供在一个对应该入料区的汲取位置与一个入料位置间搬移上述待测半导体元件的入料臂；

一个设置于该机台上、供在一个出料位置与一个对应上述出料区的释放位置间搬移上述测试完毕半导体元件的出料臂；

一个形成有复数个承载座，并在一个贯穿该入料位置、交换位置、及出料位置的途径往返移动的贯穿输送梭车。

2.如权利要求1所述的半导体元件测试机台，其特征在于，该入料区及该出料区是位于该贯穿输送梭车的一侧边，且上述测试座位于该贯穿输送梭车的相对侧边。

3.如权利要求1所述的半导体元件测试机台，其特征在于，该组测试臂组件具有两具分别在该交换位置、该测试位置、及一准备位置间交互轮转的机械臂，每一机械臂具有一组吸引/释放上述半导体元件的吸嘴。

4.如权利要求1所述的半导体元件测试机台，其特征在于，该组测试臂组件具有至少一个供施加一个预定温度给上述待测半导体元件的温度调节件。

5.如权利要求1所述的半导体元件测试机台，其特征在于，更包括一组用以接收该测试座测试结果，并驱动该出料臂将上述测试完毕半导体元件由该出料位置，释放至对应测试完毕半导体元件料匣的处理分类装置。

6.如权利要求1所述的半导体元件测试机台，其特征在于，上述测试座具有复数个测试位置，且上述入料臂、测试臂组件、及出料臂分别具有数目对应于测试位置的复数汲取/释放件，以及该贯穿输送梭车上形成有数目对应该等汲取/释放件的一组入料承载座、及一组出料承载座。