CN106062576B - 集成的测试和处理机构 - Google Patents

Abstract

一种集成的测试和处理器机构，包括输入/输出模块，其包括：输入区段、输出区段、包括多个拾取头的转台，以及构造成使载体从构件加载位置移动至测试模块转移位置的梭；以及测试模块，其包括：包括多个测试插口的阵列的测试头、构造成在载体处于推入部上时将由载体保持的构件推入测试插口中的推入部，以及旋转台，其包括围绕旋转台旋转的多个抓爪，旋转台构造成(i)在测试模块转移位置与输入/输出模块转移位置之间转移载体，(ii)使载体在输入/输出模块转移位置与推入部转移位置之间旋转，以及(iii)在推入部转移位置与推入部之间转移载体。

Description

集成的测试和处理机构

相关专利的交叉引用

本申请请求享有2013年11月11日提交的美国临时专利申请第61/902,575号的权益，该申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及集成的测试和处理器机构，并且更具体地涉及允许多个构件的并行测试的集成的测试和处理机构。

背景技术

本部分旨在提供权利要求中叙述的本发明的背景或环境。本文的描述可包括可以寻求的构想，但不一定是之前已经构想出或寻求到的构想。此外，除非本文中另外指出，否则本部分中描述的内容不是本申请中的说明书和权利要求的现有技术，且不通过包括在本部分中而认作是现有技术。

处理器设备用于输送电子构件和装置，如，集成电路(IC)装置。此设备通常用于将此构件输送至测试设备且从测试设备输送，测试设备评估构件的性能。在此方面，处理器用于将构件插入测试设备的测试插口如电测试机中。此电测试机通常用于确定各种性能相关的特征。

一些当前可用测试技术在装置布置于其上的晶圆切割和分拣之前执行测试。然而，切割和分拣可影响可靠性，且在此过程之后执行测试昂贵且花费额外的时间。当晶片厚度减小时，由切割和处理引起的破坏的风险提高。因此，将有利的是提供改善的测试和处理器机构，以允许并行测试，以便降低成本、改善可靠性，且可能避免从测试站点到最终封装站点的构件输送中的人为干预的需要。

发明内容

根据一个实施例，一种集成的测试和处理器机构包括测试模块，其包括：多个载体，各个载体均构造成保持多个构件、包括多个测试插口的阵列的接触器阵列，以及构造成在载体位于推入部(plunger)上时将由载体保持的构件推入测试插口中的推入部；以及输入/输出模块，包括：输入区段、输出区段、输入梭(shuttle)组件、输出梭组件、转台，其构造成：(i)将待测试的构件从输入区段移动至输入梭组件；以及(ii)将经测试的构件从输出梭组件移动至输出区段、构造成使待测试的一排构件从输入梭组件移动至至少一个载体的第一拾取和放置装置，以及构造成使经测试的一排构件从至少一个载体移动至输出梭组件的第二拾取和放置装置。

一方面，第一梭为交替的双梭，其包括分别构造成保持待测试的一排构件的两个独立驱动的梭。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括视觉对准系统。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括构造成控制推入部的移动的控制器，其中推入部构造成沿x方向、y方向和θ方向移动，以使位于推入部上的载体相对于接触器阵列对准。

一方面，视觉对准系统还包括至少一个相机，其测量载体上的至少一个基准标记和插口布置上的至少一个基准标记的位置。

一方面，输出梭组件为弯曲的气垫导轨。

一方面，弯曲的气垫导轨构造成使得经测试的构件可吹回转台中。

一方面，输出梭组件为交替的双梭组件。

一方面，其中输入/输出模块构造成使得输入梭组件加载同时输出梭组件卸载。

一方面，至少一个载体为单装置载体，其将构件夹持在其中，以便保持构件的位置。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括抓持机构，其将至少一个载体推上推入部。

一方面，输入区段包括晶圆台，且输出区段包括托盘。

一方面，测试模块还包括微机电("MEMS")激励模块。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括主动热控制系统，其构造成在构件处于推入部上的同时加热构件。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括传导浸入模块，其包括在载体处于传导浸入模块中时加热或冷却位于载体上的构件的板。

在另一个实施例中，集成的测试和处理器机构包括测试模块，其包括：包括多个测试插口的阵列的接触器阵列、包括至少两个梭的梭组件，以及包括多个侧部的可旋转的推入部，各个侧部均包括多个推入头，可旋转的推入部构造成(i)在一个侧部上将构件收纳在多个推入头中，(ii)旋转构件使得构件面对接触器阵列，(iii)将构件推入测试插口以用于测试，(iv)旋转经测试的构件使得经测试的构件面对梭组件的梭，以及(v)将经测试的构件放到梭上；以及输入/输出模块，其包括：输入区段、输出区段、晶圆台、构造成沿垂直方向从晶圆台取出待测试的构件、旋转取得的构件、且将取得的构件沿水平方向推入可旋转的推入部的一个侧部上的推入头中的第一拾取和放置装置、构造成使经测试的构件从梭组件的梭移动至输出区段的第二拾取和放置装置。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括主动热控制系统，其构造成在构件处于可旋转的推入部上的同时加热构件。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括视觉对准系统，其包括测量可旋转的推入部上的构件的位置的相机。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括控制器，其构造成将从相机取得的位置信息转发至接触器阵列的独立可促动的对准框架。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括视觉检查系统。

在另一个实施例中，集成的测试和处理器机构包括输入/输出模块，其包括：输入区段、输出区段、包括多个拾取头的转台，拾取头构造成(i)使构件从输入区段移动至位于构件加载位置上的载体，以及(ii)使构件从位于构件加载位置上的载体移动至输出区段，以及构造成使载体从构件加载位置移动至测试模块转移位置的梭；以及测试模块，包括：包括多个测试插口的阵列的测试头、构造成在载体处于推入部上时将由载体保持的构件推入测试插口中的推入部，以及旋转台，其包括围绕旋转台旋转的多个抓爪，旋转台构造成(i)在测试模块转移位置与输入/输出模块转移位置之间转移载体，(ii)使载体在输入/输出模块转移位置与推入部转移位置之间旋转，以及(iii)在推入部转移位置与推入部之间转移载体。

一方面，测试模块包括测试模块视觉对准系统，其构造成使载体上的构件与接触器阵列的测试插口对准。

一方面，集成的测试和处理器机构还包括传导浸入模块，其包括板，板构造成在载体由抓爪降到板上时加热或冷却载体中的构件。

一方面，输入/输出模块包括构造成对准载体上的构件的输入/输出模块视觉对准系统。

一方面，输入/输出视觉对准系统包括：构造成查看待转移至载体的构件的第一向下看的相机，以及控制器，其构造成基于从第一向下看的相机接收到的信息来确定(i)构件的接触图案与(ii)构件的封装外形之间的平移和角偏移。

一方面，输入/输出视觉对准系统还包括：构造成在拾取头保持构件时查看拾取头的向上看的相机，其中控制器构造成基于从向上看的相机接收到的信息来确定(i)构件的封装外形与(ii)拾取头之间的平移和角偏移。

一方面，输入/输出视觉对准系统还包括：构造成由真空保持构件的对准台，其中控制器构造成引起对准台移动，使得构件基于(i)构件的封装外形与(ii)拾取头之间的确定的平移和角偏移与拾取头对准。

一方面，输入/输出视觉对准系统还包括：构造成查看载体的第二向下看的相机，其中控制器构造成确定载体与拾取头之间的平移和角偏移。

一方面，载体包括多个基准点，通过基准点，控制器构造成确定载体与拾取头之间的平移和角偏移。

一方面，控制器配置成基于基准点的位置确定载体的热伸长。

一方面，控制器构造成控制梭的线性编码器，以移动载体，使得载体基于载体与拾取头之间确定的平移和角偏移来与拾取头对准。

一方面，控制器构造成控制梭的线性编码器，以移动载体，使得载体基于载体与拾取头之间确定的平移和角偏移且基于载体的热伸长来与拾取头对准。

一方面，载体为真空载体。

一方面，载体为无套件载体。

一方面，载体包括：主体、前真空界面，以及底部真空界面。

一方面，载体包括：主体，其包括：下体部分、上体、位于下体部分与上体部分之间的中心真空供应室，以及设置在上体部分上的构件放置层，构件放置层具有构件可置于其上的平面上表面，其中多个真空腔经由上体部分从中心真空供应室延伸至构件放置层；以及至少一个真空界面。

一方面，构件放置层由多孔传导材料制成。

一方面，构件放置层包括多个微孔，其经由构件放置层从各个真空供应腔延伸至构件放置层的上表面。

一方面，集成的测试和处理器机构构造成在载体处于输入/输出模块的转台处以用于构件的加载和卸载时，在载体在梭上输送期间，在载体在梭与旋转台之间转移时，在载体由旋转台的抓爪抓持时，在载体在旋转台与推入部之间移动时，以及在载体在测试期间处于推入部上时，保持对载体的真空供应。

一方面，集成的测试和处理器机构构造成通过经由前真空界面和底部真空界面交替地供应真空来保持对载体的真空供应。

在另一个实施例中，用于承载构件的载体包括：主体，其包括：下体部分、上体、位于下体部分与上体部分之间的中心真空供应室，以及设置在上体部分上的构件放置层，构件放置层具有构件可放置在其上的平面上表面，其中多个真空腔经由上体部分从中心真空供应室延伸至构件放置层；以及至少一个真空界面。

一方面，构件放置层由多孔传导材料制成。

一方面，构件放置层包括多个微孔，其经由构件放置层从各个真空供应腔延伸至构件放置层的上表面。

附图说明

本发明的实施例通过参照附图来描述，在附图中：

图1为用于集成的测试和处理器机构的第一功能图；

图2为根据第一实施例的根据图1的功能图的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图3为根据第二实施例的根据图1的功能图的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图4为图3中的集成的测试和处理器机构的侧视图示意图；

图5为集成的测试和处理器机构的第二功能图；

图6为根据第三实施例的根据图5的功能图的集成的测试和处理器机构的透视图；

图7为图6中的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图8为根据第四实施例的根据图7的功能图的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图9为根据备选实施例的根据图1的功能图的集成的测试和处理器机构的透视图；

图10为根据本发明的实施例的测试和处理方法的流程图；

图11为根据第四实施例的集成的测试和处理器机构的透视图；

图12为根据第四实施例的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图13为根据第四实施例的集成的测试和处理器机构的另一个俯视图示意图；

图14为根据本发明的实施例的载体的透视图；

图15为根据本发明的实施例的载体的一部分的透视图；

图16为根据本发明的实施例的载体的俯视图；

图17为根据本发明的实施例的沿图16中的线A-A的一部分截取的载体的截面视图；

图18为根据本发明的另一个实施例的沿图16中的线A-A的一部分截取的载体的截面视图；

图19为示出物质流期间的真空使用的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图20为展示视觉对准过程的第一步骤的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图21为展示视觉对准过程的第二步骤的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图22为展示视觉对准过程的第三步骤的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图23为展示视觉对准过程的第四步骤的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图24为展示视觉对准过程的第五步骤的集成的测试和处理器机构的俯视图示意图；

图25为展示"叠盖(shingling)"发生的拾取头和载体的示意性侧视图；以及

图26为对接(顶部)之前和对接(底部)之后的集成的测试和处理器机构的示意性侧视图。

具体实施方式

在以下描述中，出于阐释而非限制的目的，提出了细节和描述，以便提供本发明的实施例的彻底理解。然而，本领域的技术人员将清楚的是，本发明可在脱离这些详细细节和描述的其它实施例中实施。例如，尽管参照用于处理和测试电子构件的机构描述了以下实施例，但该机构可用于其它应用。

第一功能图

图1中示出了的集成的测试和处理器机构的第一功能图。下文所述的第一实施例和第二实施例根据第一功能图构造。

第一实施例：集成转台加载/卸载和X-Y-θ推入系统

如图2中所示，集成的测试和处理器机构100包括测试模块101和输入/输出模块102。构件在测试模块101构件中测试，同时其它构件由输入/输出模块102处理。测试模块101和输入/输出模块102以水平方式与彼此对接。适用于由输入/输出模块102和测试模块101处理的构件包括球栅阵列("BGA")、方形扁平无引脚(QFN)封装、绝缘体上硅("SO")装置，以及各种晶片，以及其它。

测试模块

集成的测试和处理器机构100包括测试模块101。参看图2，测试模块101包括多个载体3。载体3可为船形载体，其中构件置于载体内的腔，或单装置载体("SDC")中，其中构件置于腔中且然后使用弹簧夹在腔内。通过将构件机械地夹持在腔中，SDC型的载体保持其中的构件位置，而无严重的机械冲击或振动影响。例如，欧洲专利申请第13 154 816号中描述了SDC型载体，其内容通过引用以其整体并入本文中。载体3构造成使得载体的节距(pitch)匹配下文所述的推入部的节距。例如，单个载体3保持8到128个之间的构件，或128个构件以上。

测试模块101包括接触器区域9，在该处测试构件。具有多个测试插口的接触器阵列(即，测试头)位于接触器区域9中。在载体移动到接触器区域9之后，推入部使载体向上移动，以便构件插入测试插口中。推入部和接触器阵列构造成使得载体中的所有构件的同时测试可执行，或可执行载体中的仅构件子集的测试。推入部和接触器阵列可类似于RascoGmbH(罗斯柯公司)制造的SO3000条片测试的处理器(SO3000 test-in-strip handler)中的那些构造。

测试模块101包括视觉对准系统。视觉对准系统允许成组构件的视觉对准。载体中的腔的阵列可沿x,y和θ方向与接触器阵列的测试插口的阵列对准。视觉对准系统包括相机，其测量位于载体上的基准标记和位于接触器阵列上的基准标记的位置。基于对应的基准标记的偏移，推入部的位置控制器构造成使推入部移动，使得载体中的构件与接触器阵列对准。

测试模块101还包括位于传导浸入区域10中的传导浸入模块。浸入模块构造成将构件带到所需的测试温度(例如，-60℃到160℃之间的温度)。对于冷浸，浸入区域可保持在干气氛中(例如，具有低于-70℃的露点的气态氮或干空气)，以防止水在构件或载体上冷凝。

浸入模块为SDC/基于船形物的浸入模块，或"推入部上浸入"模块。在SDC/基于船形物浸入模块中，保持未测试的构件的载体通过使载体在传导浸入区域中的热或冷板上移动来带到测试温度。推入部和接触插口也保持在测试温度下。在通常用于小构件(3mmx3mm)的推入部上浸入模块中，构件直接地移动到推入部上，而不会浸入热或冷板上，且推入部自身将构件带至测试温度。

输入/输出模块

集成的测试和处理器机构100包括输入/输出模块102。

机构的输入/输出模块2将未测试的构件从位于输入区段5中的输入装置输送至测试模块101的载体3，且将经测试的构件从载体3输送至位于输出区段6中的输出装置。输入装置为管型装置、碗型装置，或用于卷带包装的除带装置。输出装置为管型装置(持有一个收集器)、散装型装置(例如，持有八个收集器)或卷带装置(持有一个收集器)。

输入/输出模块102为基于转台的。例如，输入/输出模块102可类似于可从Cohu,Inc获得的NY20转台处理器或NX32转台处理器构造。输入/输出模块102优选具有每小时至少25,000个构件的生产量。

又参看图2，集成的测试和处理器机构100包括用于使待测试的构件移动往返于载体的拾取和放置装置4a,4b。第一拾取和放置装置4a为构造成从输入梭设备8拾取一排构件(或构件的其它子集)且将该排移动至载体3的多重拾取和放置装置。第二拾取和放置装置4b为构造成从载体3拾取至少一排经测试的构件(或经测试的构件的其它子集)且将该排移动至输出梭设备7的多重拾取和放置装置。

输入梭设备8为交替的双梭设备，其包括两个独立驱动的梭，两个独立驱动的梭中的各个构造成保持待移动至载体的一排构件。输入梭设备8的一个梭由转台逐个腔加载时，输入梭设备8的另一个梭在单个步骤中由拾取和放置装置4a卸载。输入梭设备8可允许节距改变。

输出梭7为弯曲气垫导轨，或具有导轨旋转的交替的双梭。如果输出梭7构造为交替的双梭，则各个梭均构造成围绕垂直轴线旋转，以便适于加载和卸载位置处的不同的构件定向。

集成转台加载/卸载和X-Y-θ推入系统的操作

第一实施例的集成的测试和处理器机构100操作如下。待测试的构件从转台的输入区段5加载到输入梭设备8中。多重拾取和放置装置4a将一整排构件转移至空载体3中。当移动穿过传导浸入区域10中时，构件和载体两者升高至测试温度。抓爪机构或其它类似的输送单元(未示出)使载体3移动到推入部上。容纳构件的载体3由推入部向上移动来接触包括多个测试插口的接触器阵列，从而形成构件与测试插口之间的电接触。在执行电测试之后，推入部从插口布置取得载体3，且载体3通过抓爪机构或类似的输送单元(未示出)从推入部卸载。船形物由多重拾取和放置装置4b卸载，多重拾取和放置装置4b将一整排构件转移到输出梭设备7中。在输出梭设备7中，空气将构件吹回转台，转台使经测试的构件移至输出区段6。

第二实施例：备选的集成转台加载/卸载和X-Y-θ推入系统

如图3中所示，根据第二实施例的集成的测试和处理器机构200包括测试模块201和输入/输出模块202。

第二实施例在其原理上类似于第一实施例。集成的测试和处理器机构200与集成的测试和处理器机构100的差别如下文所述。

在第二实施例中，输入装置可为膜框架装置，在此情况下，输入区段包括构造成处理膜框架上的小装置的晶圆台。输入装置可作为备选为托盘型装置、管型装置、碗型装置，或除带装置。输出装置可为托盘型装置、管型装置(持有一个收集器)、散装型装置(例如，持有八个收集器)或卷带装置(持有一个收集器)。

转到图4，集成的测试和处理器机构200包括设有测试模块201的测试头或微机电系统("MEMS")激励物14。MEMS激励物可为如美国专利第8,336,670号中所述的MEMS测试装置，其内容通过引用以其整体并入本文中。测试头或MEMS激励物14构造成设置在输入/输出模块202的下部上方。测试头或MEMS激励物14构造成允许高处对接。

MEMS激励装置14包括构造成收纳载体3的插口。

MEMS激励装置14为基于压力的MEMS激励装置、声学MEMS激励装置、湿度MEMS激励装置、惯性MEMS激励装置，或磁性MEMS激励装置。基于压力的MEMS激励装置、声学MEMS激励装置和湿度MEMS激励装置可构造成使得载体3推入开口压力室上，其中载体3作用为密封盖。惯性MEMS激励装置构造成使得载体3推入机构上，该机构可沿三条轴线移动和旋转(x,y和z)。磁性MEMS激励物构造成使得载体3推入单元上，该单元包括电线圈，其沿三条轴线(x,y和z)激励磁场。

第二功能图

图5中示出了的集成的测试和处理器机构的第二功能图。下文所述的第三实施例根据第二功能图构造。

第三实施例：小部分拾取和放置系统

参看图6，集成的测试和处理器机构300包括测试模块301和输入/输出模块302。构件在测试模块301构件中测试，同时其它构件由输入/输出模块302处理。测试模块301和输入/输出模块302以水平方式与彼此对接。

集成的测试和处理器机构300包括计算机40。计算机40进一步构造成与测试模块301和输入/输出模块302通信且控制它们，且分析来自其的数据。计算机构造成监测和评估测试模块301和输入/输出模块302的性能。

测试模块

集成的测试和处理器机构100包括测试模块301。

集成的测试和处理器机构300的测试模块301包括具有主动热控制("ATC")的旋转推入部29，如2008年4月8日公告的美国专利第7,355,428号中所述的，其通过引用以其整体并入到本文中。旋转推入部构造成允许构件的独立对准。旋转推入部29设有构造成保持构件的多个传导卡盘25。

旋转推入部29允许同时完成四个步骤。一组构件仅载入旋转推入部29的第一侧。同时，位于旋转推入部29的第二侧上的另一组构件为温度浸入且视觉检查。同时，位于旋转推入部29的第三侧上的另一组构件对准且测试。同时，另一组构件从旋转推入部29的第四侧卸载至输出梭32。旋转推入部的各侧部例如可保持16个构件。

集成的测试和处理器机构300包括视觉检查系统22(例如，5S检查)。

集成的测试和处理器机构300构造成允许构件的视觉对准。各个构件均由旋转推入部29的一个头独立地拾取。在90°或180°旋转之后，相机测量旋转推入部29的头上的构件的相对位置。控制器构造成将从测量取得的位置信息转发至接触器阵列的独立地促动的对准框架。在另一90°旋转之后，旋转推入部29的头将构件推入接触器插口中。当推入头移入插口中时，其同时地行进穿过预先调整的对准框架，因此沿x,y和θ方向校正推入头的定位。

测试模块301包括交替的双梭组件31。交替的双梭组件包括两个梭32。在经测试的构件从旋转推入部加载到第一梭32上时，来自第二梭32的经测试的构件从第二梭32卸载至卷带装置的带上。

输入/输出模块

集成的测试和处理器机构300包括输入/输出模块302。

输入/输出模块包括输入区段，其包括输入盒5和输出盒6。输入/输出模块包括输出区段，其包括卷带输出26。构件载入膜框架上的输入盒5中，且移动到晶圆台30。空膜框架从输出盒6除去。经测试的构件从卷带输出26的输出卷20除去。其它输入和输出装置可使用，如，管、托盘或散装装置。

输入/输出模块302包括多功能拾取和放置装置44。多功能拾取和放置装置44从晶圆台30连续地拾取构件，使构件组旋转90°，以及使构件组移动至旋转推入部29。多功能拾取和放置装置44还构造成调节其节距(即，构件之间的距离)，以匹配旋转推入部的节距。多功能拾取和放置装置44构造成将四个装置(或两个的其它倍数)同时地上推到旋转推入部29上。

集成的测试和处理器机构300还包括单或双拾取和放置装置27，其使经测试的构件从交替的双梭组件31的梭32移动至卷带输出26的带。

集成的测试和处理器机构300还包括构造成收集被拒绝的构件的拒绝容器21。

小部分拾取和放置系统的操作

第三实施例的集成的测试和处理器机构300操作如下。待测试的构件载入膜框架上的输入/输出区段302的输入盒5中。构件移动至晶圆台30。构件通过多功能拾取和放置装置44从晶圆台30拾取。多功能拾取和放置装置使构件旋转90°，调节构件之间的距离来匹配旋转推入部29的节距，且沿水平方向将构件推入旋转推入部29的传导卡盘25中。当构件在旋转推入部上时，主动热控制系统经由传导卡盘25加热构件。旋转推入部29使构件旋转90°(使得构件面向上)，且相机测量构件在旋转推入部29的头上的相对位置。控制器将从测量取得的位置信息转发至接触器阵列的独立地促动的对准框架。在另一90°旋转之后，旋转推入部29的头将构件推入接触器插口中。当推入头移动到接触器插口中时，它们行进穿过预先调整的对准框架，因此校正推入头在x,y和θ方向上的定位。在测试完成之后，旋转推入部旋转再一个90°(使得构件面向下)，且旋转推入部29将经测试的构件转移至交替的双梭31的梭32中。单或双拾取和放置装置27将经测试的构件转移到卷带输出26的带上。视觉检查由相机27执行。被拒绝的构件从带除去。构件的其余部分卷绕到卷带输出26的卷20上。

第一实施例和第三实施例的变型

在第三实施例的变型中，第三实施例的多功能拾取和放置装置以第二单或双拾取和放置装置33替换，该第二单或双拾取和放置装置33使构件从晶圆台30移动至载体3。图8中示出了该备选实施例。替代使部分从晶圆台30直接地移动至旋转推入部29的多功能拾取和放置装置，旋转推入部29从载体3拾取部分。

在第一实施例的变型中，集成的测试和处理器机构400包括与转台415整体结合的输入/输出模块和测试模块。如图9中所示，输入/输出模块包括具有运行中变节距(pitch-on-the-fly)能力的输入拾取和放置装置。输入/输出模块包括晶圆载物台(wafer stage)417，其构造成沿x方向、y方向和θ方向移动。

拾取和放置装置416为多重拾取和放置装置，其中拾取头围绕水平轴线以180°节距布置。一侧可从晶圆环加载构件，而另一侧可将构件同时地载入测试头418上。多个头也可执行节距改变。构件相继从晶圆环拾取，且在一次移动(例如，以排为单位)置于测试头上。测试头可沿径向方向移动以允许载入多排，且沿z方向以执行推入接触器阵列420中。

站点419用于视觉对准构件。站点419包括两个子站点，其在测试头418下沿切向方向移动。首先，所有构件的x位置、y位置和θ方向由一个或多个向上看的相机测量。在测量之后，相机移动到旁边，且多个独立对准框架在构件下方移动。构件经由对准框架推动，且因此根据由向上看的相机测得的偏移而对准。

在对准之后，构件由测试头移动至接触器站点，且推入接触器阵列420中。站点419和420可组合成一个站点。

站点421用于视觉检查(例如，5S检查)和卷带装置423卸载。测试头成排地将构件卸载到卸载梭中，卸载梭位于测试头下方，且可沿径向方向移动。构件由多个相机422逐排检查，且然后由快速单个拾取和放置装置424置入卷带装置中。拾取和放置装置可沿径向方向和切向方向移动。测试失败的构件放入拒绝容器中。梭可为单个或交替的双梭。

集成测试和处理方法

图10示出了用于利用集成的测试和处理机构执行测试和处理的方法。该方法包括使至少一个构件从晶圆移动到转台(步骤201)，且使至少一个构件移动到梭(步骤202)。该方法还包括从梭取出至少一个构件(步骤203)、将至少一个构件置于载体(步骤204)中、将至少一个构件从载体取出(步骤205)，以及将至少一个构件置入梭(步骤206)。该方法还包括从梭取出至少一个构件，且在将至少一个构件放在卷带系统的带上(步骤208)之前将其放在转台上(步骤207)。

第四实施例：载体转移型拾取和放置系统

参看图11，集成的测试和处理器机构500包括测试模块501和输入/输出模块502。构件在测试模块501中测试，同时其它构件由输入/输出模块502处理。测试模块501和输入/输出模块502以水平方式与彼此对接。适用于由输入/输出模块502和测试模块501处理的构件包括带凸块的芯片(WLP)型装置、裸露的芯片型装置和扁平无引脚封装(如方形扁平无引脚(QFN)封装和双扁平无引脚(DFN)封装)。

测试模块

集成的测试和处理器机构500包括测试模块501。

参看图12和13，测试模块501包括接触器区域508，在该处测试构件。具有多个测试插口的测试头位于接触器区域508上方。在载体600移动到接触器区域508中之后，推入部使载体600向上移动，以便构件插入测试插口中。推入部和测试头构造成使得载体600中的所有构件的同时测试可执行，或可执行载体600中的仅构件子集的测试。推入部和测试头可类似于Rasco GmbH制造的Jaguar条片处理器(strip handler)中的那些构造。

测试模块501包括多个载体站点504。在图12中所示的实施例中，旋转台503包括八个载体站点504。在图13中所示的实施例中，旋转台503包括十二个载体站点504。载体站点504的数目可从一个到十二个或更大的范围，优选在两个到十二个之间，且更优选在八个到十二个之间。

测试模块501包括旋转台503。旋转台503包括多个抓爪。在该实施例中，旋转台503包括每个载体站点504一个抓爪。抓爪呈圆形地从输入/输出模块转移位置505旋转至推入部转移位置506，且然后回到输入/输出模块转移位置505。抓爪构造成从输入/输出模块502的梭507取得载体600，在旋转台使抓爪围绕旋转台旋转一定分度角(例如，30°，其中存在十二个载体站点)至载体站点504时保持载体600，将载体600转移至接触器区域508，以及使载体600回到梭507。

测试模块501还包括位于传导浸入区域509中的传导浸入模块。浸入模块构造成将构件带到所需的测试温度(例如，-60℃到160℃之间的温度)。对于冷浸，浸入区域可保持在干气氛(例如，具有低于-70℃的露点的气态氮或干空气)中，以防止水在构件或载体600上的冷凝。浸入模块为基于船形物的浸入模块，其中保持未测试的构件的载体600通过使载体600在传导浸入区域509中的热板或冷板上移动来带到测试温度。测试模块501还包括除浸区域510，其中构件回到(或至少部分地回到)室温。热板或冷板位于载体站点504中，以便在抓爪使载体600移动到传导浸入区域或除浸区域中的载体站点504时，抓爪将载体降到载体站点504中的热板或冷板上。为了改善从热或冷浸入板的传热，真空可施加来将载体向下吸到板上。推入部和接触插口也保持在测试温度下。

在图12和13中所示的测试模块501中，抓爪围绕旋转台503反时针方向旋转。然而，作为备选，抓爪可围绕旋转台503顺时针方向旋转。旋转台503构造成使得在载体600由抓爪保持时，载体600从旋转台503的旋转轴线沿径向向外对准，且在载体600围绕旋转台503旋转时保持沿径向对准。

测试模块501包括视觉对准系统。视觉对准系统允许成组构件的视觉对准。载体600和/或载体600上的构件阵列可沿x,y和θ方向与测试头和/或测试头的测试插口阵列对准。在该实施例中，视觉对准系统包括相机，其测量位于载体600上的基准标记和位于测试头上的基准标记的位置。基于对应的基准标记的偏移，推入部的位置控制器构造成使推入部移动，使得载体600中的构件与测试头的测试插口对准。

输入/输出模块

集成的测试和处理器机构500包括输入/输出模块502。

机构的输入/输出模块502将未测试的构件从位于输入区段511中的输入装置输送至载体600，将梭507上的载体600输送往返于载体600由载体站点504的抓爪取得的位置，且将经测试的构件从载体600输送至位于输出区段512中的输出装置。输入装置为膜框架装置、管型装置、碗型装置，或用于卷带封装的除带装置。输出装置为管型装置(持有一个收集器)、散装型装置(例如，持有八个收集器)或卷带装置(保持一个收集器)。

输入/输出模块502包括单个梭507，其在构件加载位置513与测试模块转移位置514之间转移载体600。梭507包括精确的线性编码器，其构造成使载体600沿x和y方向移动。构件转移到构件加载位置513处的梭507上的载体600中。载体600由测试模块转移位置514处的旋转台的抓爪取得。

输入/输出模块502为基于转台的，包括转台520。例如，输入/输出模块502可类似于可从Cohu, Inc获得的NY20转台处理器或NY32转台处理器构造。转台520包括多个拾取头515，其围绕转台520旋转，以用于使待测试的构件从输入区段511移动到载体600，且从载体600移动至输出区段512。加载和卸载同时地完成。转台520拾取经测试的装置，且由未测试的装置替换其，直到整个载体600由未测试的装置填充。输入/输出模块502优选具有每小时至少22,000个构件的生产量。

载体

在第四实施例中，如图14-18中所示，载体600为真空载体。如图14-16中所示，载体600包括主体601、前真空界面602和底部真空界面603。前真空界面602包括单向阀602a，且底部真空界面603包括单向阀603a。

图17和18绘出了沿如图16中所示的线A-A的部分的载体600的主体601的截面视图。主体601包括下体部分605、上体部分606，以及位于下体部分605与上体部分606之间的中心真空供应室607。构件放置层608设置在上体部分606上。构件放置层608的顶面为平面，而没有任何孔口(通常称为"套件(kit)")来将构件物理地保持就位。多个真空供应腔604经由上体部分606从中心真空供应室607延伸至构件放置层608。载体600包括用于各个构件700的一个或多个真空供应腔604。因此，真空可经由前真空界面602和底部真空界面603中的一者或两者供应至中心真空供应室607。该真空供应至真空供应腔604和构件放置层608，从而允许构件700保持在构件放置层708上。载体600的顶面的工作区域例如可为大约130mm乘55mm。

在图17中所示的实施例中，构件放置层608由多孔传导材料如多孔铝材料制成。构件放置层608的材料未烧结。构件放置层608的材料的导热率在50到150W/mK之间。构件放置层608中的孔径在5到200微米之间。在该实施例中，真空可经由真空供应腔604供应至多孔传导材料的孔，从而允许构件700保持在构件放置层708的顶面上。

在图18中所示的实施例中，构件放置层608包括多个微孔609，其经由构件放置层608从各个真空供应腔延伸至构件放置层608的上表面。构件放置层609由传导材料制成。构件放置层609的材料的导热率在50到150W/mK之间。孔的宽度在5到200微米之间。在该实施例中，真空可经由真空供应腔604供应至构件放置层608的微孔609，从而允许构件700保持在构件放置层708的顶面上。

对载体的真空供应

由于构件700经由真空保持在载体600上，故在载体600处于输入/输出模块502的转台502上来用于构件的加载和卸载时，在载体在梭507中输送期间，在载体从梭507输送至旋转台503时，在载体从旋转台503移动至推入部来测试时，在载体在测试期间处于推入部上时，以及在从推入部回到梭的整个返回输送过程期间，保持了不间断的真空供应。这使用载体600的前真空界面602和底部真空界面603，经由"握手(handshake)"过程来实现。

载体600在输入/输出模块502的转台520处用于构件加载/卸载时，以及在载体在梭507上输送期间，真空通过输入/输出模块真空源经由梭507的底部真空界面603供应至载体600。在载体加载/卸载完成之后，梭507使载体600移动到旋转台503的抓爪中。当载体600到达抓爪的底部时，真空然后经由载体的前真空界面602由旋转台/抓爪供应。然后，通过梭的底部真空供应关闭(握手)。该真空源继续将真空供应至载体600，同时载体600通过旋转台在传导浸入区域509上移动。当载体600到达推入部转移位置506时，真空然后由推入部真空源，经由底部真空界面603施加到载体600上。推入部在旋转台503的抓爪下移动，与载体对接(具有载体600的旋转台向下移动大约3mm来将载体放置在推入部上)，且然后将真空从底部真空界面603经由推入部供应至载体600。在来自推入部的真空供应形成之后，来自旋转台/抓爪的真空关闭，且然后载体600由推入部移出抓爪，真空保持着。

推入部现在可沿x,y和z方向执行接触移动。载体可分步移动或总体移动。为了将载体600输送回旋转台503，推入部将载体600移动回旋转台503的抓爪(径向移动)。当载体600到达抓爪的底部时，真空然后经由载体60的前真空界面602供应。在真空供应转移回旋转台之后。来自推入部的底部真空供应关闭。该真空源继续将真空供应至载体600，同时载体600由旋转台移动穿过去浸区域510。在载体600到达输入/输出梭转移位置505时，真空然后由输入/输出模块真空源经由底部真空界面603供应至载体600。该真空源在载体在梭507上输送期间的同时和在载体600在输入/输出模块502的转台520处以用于构件卸载的同时继续将真空供应至载体600。

梭507在旋转台503的抓爪下方移动，与载体600(具有载体的旋转台向下移动大约3mm来将载体置于梭上)对接，且通过梭507穿过底部真空界面603来供应真空。在来自梭507的真空供应形成之后，来自旋转台503的真空关闭，且然后载体600由梭507移出抓爪。梭507然后使载体600移动至转台520的加载/卸载区域。

集成的测试和处理器机构500包括后备真空系统，其包括如果主真空失去则将保持真空的文丘里效应发生器。所有站点的真空水平由真空传感器监测。当主真空下降时，后备系统立即介入。

用于将构件置于载体的视觉对准

集成的测试和处理器机构500包括用于将构件放置在输入/输出模块502处的载体上的视觉对准系统。该视觉对准系统包括第一向下看的相机701和第二向下看的相机703，以及向上看的相机702。视觉对准系统还包括构造成经由真空保持构件的对准台704。视觉对准系统还包括控制器，其构造成基于从相机701, 702, 703接收到信息来控制对准台515和梭的精确线性编码器的移动。

将参照图20-24来描述视觉对准。首先，如图20中所示，第一向下看的相机701查看待转移至载体600的构件，同时构件成死虫状(deadbug)(即，同时构件的接触面向上)。如图20的顶部右侧处的插图所示，基于从向下看的相机701接收到的信息，控制器确定构件的接触图案与构件的封装外形之间的平移和角偏移(x, y,θ)。

接下来，如图21中所示，拾取头515拾取构件，且向上看的相机702在保持构件的同时查看拾取头515。基于从向上看的相机702接收到的信息，控制器确定构件的封装外形与拾取头515之间的平移和角偏移(x, y,θ)。

接下来，如图22中所示，拾取头515将构件置于对准台704上，其中构件由真空保持。拾取头然后收起。控制器然后基于构件的封装外形与拾取头515之间的确定的平移和角偏移(x, y,θ)引起对准台704移动，使得构件与拾取头对准。在对准之后，拾取头515又拾取构件。

接下来，如图23中所示，第二向下看的相机703查看构件置于其上的载体600。载体600包括两个基准点600a，一个在载体600的各端处。通过使载体600在纵向方向上沿梭507在第二向下看的相机703下移动，控制器确定载体600与拾取头515之间的平移和角偏移(x,y,θ)。如果载体600仍在由于传导浸入的升高温度下，则载体600的热伸长也可由控制器确定。

接下来，如图24中所示，控制器控制精确线性编码器，以沿x方向和y方向移动载体600，以便载体基于载体与拾取头之间的确定的平移和角偏移，且可选地基于载体的热伸长，与拾取头515适当地对准(且因此也与由拾取头515保持的构件对准)。在对准之后，拾取头515将构件置于载体600上。

在将构件置于载体600上之后，第二向下看的相机703查看载体上的构件，且控制器确定构件是否在正确位置。如果构件错放，则拾取头515拾取该构件，且接下来，拾取头515以另一个构件替换其。错放的构件围绕输入/输出装置502的转台循环，且再对准，且置于另一个载体600上。

该过程然后对于任何附加的构件重复来置于载体600上。由于载体600为无套件的(即，不包含构件置于其中的任何孔口)，则可生成载体600上的任何期望的构件图案。

检测装置叠盖

叠盖可在构件在放置期间在载体上失准时发生，使得一个构件意外部分地置于另一个构件的顶部上。拾取头515包括力和位移传感器，以检测施加到拾取头的z轴力，且检测拾取头的z位移。集成的测试和处理器机构500的控制器构造成接收来自力和位移传感器的信息，且在检测到叠盖时立即收起拾取头515。错放的构件又从载体600拾取，且由下一个构件替换。错放的构件将围绕转台循环，再对准，且置于下一个载体600上。

对接和解除对接

如图26中所示，输入/输出模块502经由刚性对接销和气动自动夹持和定心机构可拆装地对接至测试模块501。为了执行对接程序，测试模块501首先移动，以便接触器区域508在测试头下。测试模块501然后与测试头齐平且对准。输入/输出模块502然后朝测试模块501移动，且输入/输出模块502的高度根据测试模块501的高度调节。输入/输出模块502然后使用刚性对接销和气动自动夹持和定心机构与测试模块501对接和锁定。

载体转移类型的拾取和放置系统的操作

第四实施例的集成的测试和处理器机构500操作如下。待测试的构件载入输入区段511中。转台520的拾取头515在输入区段511处拾取构件。在视觉对准(如上文详细所述)之后，拾取头515将构件转移至载体600，同时载体600处于构件加载位置513。梭507使载体600从构件加载位置513移动至测试模块转移位置514处的旋转台503的抓爪中。具有抓爪的旋转台503将载体600从输入/输出模块转移位置505输送至推入部区域。在载体在传导浸入板的分步输送期间，它们加热或冷却至设置温度。在推入部区域处，载体由推入部移出抓爪。

推入部将载体600上的构件推入测试头的测试插口中。在测试之后，推入部然后使载体600移回旋转台503的抓爪中。具有抓爪504的旋转台503使载体600从推入部转移位置506旋转至输入/输出模块转移位置505，同时使它们去浸至设置温度。梭然后使测试模块转移位置514处的载体600移出抓爪，至构件卸载/加载位置513。最后，转台520的拾取头515从载体600拾取经测试的构件，且将它们转移至输出区段512。

实施例的以上描述出于图示和描述的目的提出。以上描述不旨在彻底的或将本发明的实施例限于公开的精确形式，且改型和变形鉴于以上教导内容是可能的，或可从各种实施例的实施中取得。本文所述的实施例选择和描述成以便阐释各种实施例的原理和性质，以及其实际应用，以允许本领域的技术人员使用各种实施例中的本发明，且结合适于构想的特定使用的各种改型使用。本文所述的实施例的特征可以以方法、设备、模块、系统和计算机程序产品的所有可能组合来组合。

Claims (16)

1.一种集成的测试和处理器机构(100, 200, 300, 400, 500)，包括：

测试模块(101)，其包括：

多个载体(3)，各个所述载体构造成保持多个构件；

接触器阵列(420)，其包括多个测试插口的阵列，以及

推入部(29)，其构造成在所述载体位于所述推入部上时将由所述载体保持的所述构件推入所述测试插口中；以及

输入/输出模块(102)，包括：

输入区段(5)，

输出区段(6)，

输入梭组件(8)，

输出梭组件(7)，

转台(415, 520)，其构造成：(i)将待测试的构件从所述输入区段(5)移动至所述输入梭组件(8)；以及(ii)将经测试的构件从所述输出梭组件(7)移动至所述输出区段(6)，

其特征在于，所述集成的测试和处理器机构还包括，

第一拾取和放置装置(4a)，其构造成使待测试的一排构件从所述输入梭组件(8)移动至至少一个所述载体(3)，以及

第二拾取和放置装置(4b)，其构造成使经测试的一排构件从至少一个所述载体(3)移动至所述输出梭组件(7)，

其中所述输入梭组件(8)包括一个或多个梭(32)，其中各个梭均可在其可从所述转台(415, 520)收纳构件的位置与所述第一拾取和放置装置(4a)可从所述梭(32)拾取装置的位置之间移动，以及所述输出梭组件(7)包括一个或多个梭(32)，其中各个梭可在所述第二拾取和放置装置(4b)可将经测试的装置放置在所述梭(32)上的位置与所述转台(415,520)可从所述梭(32)除去经测试的构件的位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述输入梭组件是交替的双梭，其包括分别构造成保持待测试的一排构件的两个独立驱动的梭。

3.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述集成的测试和处理器机构还包括视觉对准系统，其中所述视觉对准系统包括至少一个相机，其测量载体上的至少一个基准标记和所述插口布置上的至少一个基准标记的位置。

4.根据权利要求3所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述集成的测试和处理器机构还包括构造成控制所述推入部的移动的控制器，其中所述推入部构造成沿x方向、y方向和θ方向移动来使位于所述推入部上的载体相对于所述接触器阵列对准。

5.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述输出梭组件为弯曲的气垫导轨。

6.根据权利要求5所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述弯曲的气垫导轨构造成使得经测试的构件可吹回到所述转台中。

7.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述输出梭组件为交替的双梭组件。

8.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述输入/输出模块构造成使得所述输入梭组件加载同时所述输出梭组件卸载。

9.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，至少一个所述载体为单装置载体，其将所述构件夹持在其中，以便保持所述构件的位置。

10.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述集成的测试和处理器机构还包括主动热控制系统，其构造成在所述构件处于所述推入部上时加热所述构件。

11.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述集成的测试和处理器机构还包括传导浸入模块，其包括板，所述板构造成在所述载体处于所述传导浸入模块中时加热或冷却位于载体上的构件。

12.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述推入部为：

包括多个侧部的可旋转的推入部，各个侧部均包括多个推入头，所述可旋转的推入部构造成(i)将构件收纳在一个所述侧部上的所述多个推入头中，(ii)旋转所述构件使得所述构件面对所述接触器阵列，(iii)将所述构件推入所述测试插口来用于测试，(iv)旋转经测试的所述构件使得经测试的所述构件面对所述输出梭组件的梭，以及(v)将经测试的所述构件放在所述梭上。

13.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，

所述转台包括多个拾取头，所述拾取头构造成(i)使构件从所述输入区段移动至位于构件加载位置上的载体，以及(ii)使构件从位于所述构件加载位置上的所述载体移动至所述输出区段，以及

其中所述测试模块包括：

旋转台，其包括围绕所述旋转台旋转的多个抓爪，所述旋转台构造成(i)在所述测试模块转移位置与输入/输出模块转移位置之间转移载体，(ii)使所述载体在所述输入/输出模块转移位置与推入部转移位置之间旋转，以及(iii)在所述推入部转移位置与所述推入部之间转移所述载体。

14.根据权利要求13所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述输入/输出模块包括构造成对准所述载体上的构件的输入/输出模块视觉对准系统，其中所述输入/输出视觉对准系统包括：

构造成查看将转移至所述载体的构件的第一向下看的相机，以及

控制器，其构造成基于从所述第一向下看的相机接收到的信息确定(i)所述构件的接触图案与(ii)所述构件的封装外形之间的平移和角偏移，以及

构造成在所述拾取头保持构件的同时查看所述拾取头的向上看的相机，

其中所述控制器构造成基于从所述向上看的相机接收到的信息确定(i)所述构件的封装外形与(ii)所述拾取头之间的平移和角偏移。

15.根据权利要求1所述的集成的测试和处理器机构，其特征在于，所述载体为真空载体，其中所述载体包括：

主体，其包括：

下体部分，

上体部分，

位于所述下体部分与所述上体部分之间的中心真空供应室，以及

设置在所述上体部分上的构件放置层，所述构件放置层具有构件可置于其上的平面上表面，

其中多个真空腔经由所述上体部分从所述中心真空供应室延伸至所述构件放置层；以及

至少一个真空界面。

16.一种用于承载构件的载体，所述载体用于根据权利要求1-14中任一项所述的集成的测试和处理器机构，所述载体包括：

主体，其包括：

下体部分，

上体部分，

位于所述下体部分与所述上体部分之间的中心真空供应室，以及

设置在所述上体部分上的构件放置层，所述构件放置层具有构件可置于其上的平面上表面，

其中多个真空腔经由所述上体部分从所述中心真空供应室延伸至所述构件放置层；以及

与所述中心真空供应室连通的至少两个真空界面，其中真空经由所述至少两个真空界面中的一个或两个真空界面供应至所述中心真空供应室，其中所述至少两个真空界面中的一个真空界面在所述至少两个真空界面中的两个真空界面将真空供应至所述中心真空供应室后停止供应真空。

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