CN1306579C - 半导体测试处理器中放置半导体器件的装置 - Google Patents

半导体测试处理器中放置半导体器件的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半导体测试处理器中用于放置半导体器件的装置，包括：一个板；多个在所述板上的放置部件，其中每个放置部件被用于接收半导体器件；至少一个压紧装置，靠近每个放置部件设置并且用于将半导体器件压入放置部件，其中所述至少一个压紧装置可以围绕一个轴转动，这样所述压紧装置可以在第一个位置和第二个位置之间移动；传动装置，用于使得压紧装置在第一个位置和第二个位置之间转动，其中所述传动装置包括一个致动元件和一个偏压元件，其中可以在所述致动元件上施加一个力，使所述压紧装置克服偏压元件的作用力转动至第二个位置，其中当没有作用力施加到致动元件时，偏压元件使压紧装置转动至第一个位置。

Description

半导体测试处理器中放置半导体器件的装置
本申请要求2003年6月14日提交的韩国专利申请第P2003-38530号的优先权，该申请结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及用于测试半导体器件的半导体测试处理器，尤其涉及半导体测试处理器中放置半导体器件的装置，用于当半导体器件放置在放置部件(也称作基座元件)上时，使半导体器件准确、确定的放置在放置表面上，例如，在半导体器件被转移至半导体测试处理器所需要的工作位置前，用于对半导体器件进行定位调整的器件校正传送装置(aligning shuttle)。
背景技术
通常，半导体器件，如存储器或非存储器、以及安装在电路板上形成电路的含有半导体器件的模块，在它们的生产完成之后，在发货之前，要通过使用半导体测试处理器对半导体器件和模块进行测试。
许多半导体测试处理器被设计为不仅可以进行室温下的一般性能测试，而且也可以进行高温测试和低温测试，其中，通过使用密闭室中的电加热器和液氮喷射系统形成高温或低温的极端状态，并且对半导体器件或模块进行测试，从而判断即使在极端温度条件下半导体器件或模块可否正常操作。
图1～3显示了半导体测试处理器(以下简称“处理器”)的典型系统，如图1所示，该系统配置有：在处理器的前部的用于堆垛用户托盘的装载堆垛器10，每个托盘上都具有待测试的多个半导体器件；以及在装载堆垛器10一侧的卸载堆垛器20，它具有许多用户托盘，每个托盘上装有按照测试结果分类的已经测试过的半导体器件。
在处理器中部的相对位置有缓冲部件40，每个缓冲部件被安装为可以在前后方向移动，用于临时安装由装载堆垛器10输送来的半导体器件。在处理器中部的中心部分有一个交换部件50，用于再次将从缓冲部件40输送来的所要测试的半导体器件安装在测试托盘T上，并且将经过测试的半导体器件安装在缓冲部件40上的测试托盘T上。
在处理器的前部和中部之间设置有第一拾取器31和第二拾取器32，处理器的前部设有装载堆垛器10和卸载堆垛器20，处理器的中部设有交换部件50和缓冲部件40。该第一和第二拾取器用于X轴和Y轴方向的线性移动，以及拾取和输送半导体器件，其中第一拾取器31覆盖装载堆垛器10、卸载堆垛器20和缓冲部件40，第二拾取器32覆盖缓冲部件40和交换部件50，用于拾取和输送半导体器件。
在处理器的后部，有测试部分70，该测试部分具有多个密闭的室，包括预加热室71、测试室72和除霜室73，用于在高温和低温环境形成后，按一定顺序在各室之间移动安装有半导体器件的测试托盘T，从而在要求的温度下对半导体器件性能进行测试。
同时，图2和图3显示了交换部件50(参见图1)的校正传送装置，每个传送装置用于半导体器件的校正，其间距与测试托盘T中的器件安装运送器(carrier，图中未显示)的间距相同，其中，校正传送装置51包括多个器件放置块51a，该器件放置块按固定间隔排列，即器件放置块之间的间距与运送器中的间距相同。该校正传送装置被设计成可以前后移动至位于测试托盘T(参见图1)和第二拾取器32(参见图1)下的处理器基座的位置，用于在器件放置块51a的上表面接收半导体器件S，同时将经过校正的半导体器件在测试托盘与第二拾取器之间输送。
同时，虽然图中未显示出，但是，在交换部件50下面，有一个下部推动单元(未显示)，用于通过校正传送装置51的器件放置块51a上的通孔51b来吸附半导体器件S，并且向上移动校正传送装置51，将校正传送装置51上的半导体器件S安装在位于水平布置的测试托盘上，并且在交换部件50的上方，有一个上部推动单元(未显示)，用于将半导体器件S和测试托盘上部的运送器(未显示)分开，并安装在校正传送装置51上。
下部推动单元具有管嘴部件200，用于进行与器件放置块51a的底部接触和上/下移动该校正传送装置51的操作，并通过器件放置块51a中的通孔51b抽吸空气，以便检测器件的放置是否正确。
然而，参照图3，在现有技术的半导体测试处理器中，当半导体器件S置于校正传送装置51的器件放置块51a上时，如果半导体器件所放置的表面有灰尘，或者半导体器件被倾斜地放置在基座上，则在半导体器件S与(下面的)表面之间形成间隙，导致空气由此泄漏，并破坏真空的形成，处理器控制单元(未显示)确定半导体器件没有被正确放置(与事实相反)，并停止处理器的运行以便工人进行检查。
由于在停止期间测试无法继续进行，所以由这种检测失误引起的处理器操作停止会导致生产量的下降以及工人工作效率的降低。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于在半导体测试处理器中放置半导体器件的装置，该装置基本上消除了由于现有技术的局限和缺陷产生的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种半导体测试处理器中放置半导体器件的装置，该装置可以准确、确定的将半导体器件置于放置部件上。
本发明的其他特征和优点将在后面的说明中进行描述，这些特征和优点的一部分在说明书中是显而易见的，并且可以通过实施本发明来了解。本发明的目的和其它的优点将通过文字描述和权利要求书及附图中所指出的结构来实现和获得。
正如实施例所体现和总体上说明的，为达到这些和其它的优点并根据本发明的目的，本发明的半导体测试处理器中用于放置半导体器件的装置，包括：一个板；多个在所述板上的放置部件，其中每个放置部件被用于接收半导体器件；至少一个压紧装置，所述压紧装置靠近每个放置部件设置并且用于将半导体器件压入放置部件，其中所述至少一个压紧装置可以围绕一个轴转动，这样所述压紧装置可以在第一个位置和第二个位置之间移动，在第一个位置，所述压紧装置将半导体器件压入放置部件，在第二个位置，所述压紧装置将半导体器件从放置部件释放；传动装置，用于使得压紧装置在第一个位置和第二个位置之间转动，其中所述传动装置包括一个致动元件和一个偏压元件，其中可以在所述致动元件上施加一个力，使所述压紧装置克服偏压元件的作用力转动至第二个位置，其中当没有作用力施加到致动元件时，偏压元件使压紧装置转动至第一个位置。
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
本发明通过附图来进行进一步地说明，附图与说明书结合并构成说明书的一部分，与说明书一起说明本发明的实施例并解释本发明的技术构思。其中：
图1示意性地说明现有中半导体测试处理器的平面图，
图2是图1所示的现有技术中半导体测试处理器的校正传送装置的立体图；
图3说明当半导体器件被置于图2所示的校正传送装置上时，在一种典型状态下的关键部件的剖面图；
图4以本发明优选实施例中放置半导体器件的装置为例，说明根据本发明优选实施例的校正传送装置的立体图；
图5是在图4中所示的校正传送装置的关键部件的放大立体图；
图6说明在图4中的校正传送装置的典型操作的关键部件的剖面图。
图7说明在图4中的校正传送装置的典型操作的关键部件的剖面图。
图8说明在图4中的校正传送装置的典型操作的关键部件的剖面图。
图9说明在图4中的校正传送装置的典型操作的关键部件的剖面图。
图10说明在图4中的校正传送装置的典型操作的关键部件的剖面图。
具体实施方式
现在结合附图中所示的实施例对本发明的优选实施方式进行详细地说明。
图4至图10是本发明的半导体测试处理器中放置半导体器件的装置的一个实施例，说明了一个校正传送装置，该装置将半导体器件的间距校正至图1的半导体测试处理器中测试托盘(见图1)的运送器的间距。为了便于说明，在以下对实施例的描述中，待测试的半导体器件是BGA型(Ball Grid Array Type，球格阵列型)。
参照图4至图10，本发明的半导体器件校正传送装置500包括：多个器件放置块510，该器件放置块在长方形板501中并在一定距离内可以上/下方向运动；和与运送器100中的定位孔102(参见图8和图9)对应的多个锥形定位销502。
器件放置块510在上表面有一个尺寸略小于半导体器件的凹口(凹槽)511，用于将半导体器件S的边缘置于凹口511的外部。器件放置块510还有一个在凹口511的中心形成的到底部的通孔512，用作形成真空的空气通道。
在凹口511的外部有多个球插入孔513，用于插入半导体器件S的球“B”中的最外排的球“B”。
同时，有一对压紧装置521安装在半导体器件放置块510的相对侧，该压紧装置可在上下方向旋转，当半导体器件置于器件放置块510上时，从上向下压紧半导体器件的相对侧。
压紧装置521基本上呈‘Z’形，在它的一个外端有一长孔526，该压紧装置被安装在半导体器件放置块510外部的固定块522上，这样它的中心部分就可以沿着铰接轴523旋转。
固定块522安装有一可上下移动的提升部件524，和在其中安装的一个压缩弹簧527，用于弹性地支撑提升部件524。有一销525从提升部件524的一侧凸出，延伸通过固定块522，并插入至压紧装置521的长孔526中。
因此，当提升部件524上/下移动时，提升部件524上的销525沿着压紧装置521的长孔526移动，从而旋转压紧装置521。
也就是说，在提升部件524处于被提升的状态下，由于没有外力作用于提升部件524，在长孔526外侧定位的销525使压紧装置521的内部向下移动，并压紧半导体器件，而当提升部件524被外力向下压时，与提升部件524一起向下移动的销525向长孔526的内侧移动，从而旋转压紧装置521，使相对的压紧装置521移开。
为了通过从校正传送装置的上部向下压紧提升部件524的顶部，而使提升部件524向下移动，在校正传送装置500上面并越过该装置设置有2个平行的压杆(press bar)530，其设置的位置在拾取器(未显示)拾取半导体器件从而将校正传送装置上的半导体器件卸载的位置。因此，当校正传送装置为了从拾取器接收半导体器件而向上移动至一定距离时，此时提升部件524的顶部与压杆530接触，并被向下挤压，使压紧装置521旋转。
此外，除了当提升部件524与压杆530接触时，提升部件524产生上/下移动外，当提升部件524与校正传送装置上方的测试托盘(test tray，未显示)的运送器100接触，当校正传送装置与测试托盘的运送器交换半导体器件时，提升部件524也产生上下移动。
关于提升部件524上下移动更为详尽的描述见以下对校正传送装置的描述中。
校正传送装置按以下方式进行操作，有关将半导体器件安装在校正传送装置上或取出的方法将参照图1所示的处理器进行说明。
如果打算将半导体器件安装到校正传送装置的放置块510上时，就要使校正传送装置处于从第二拾取器(参见图1)接收半导体器件的位置。
当校正传送装置500定位在第二拾取器32下方时，位于校正传送装置下方的下部推动单元(未显示)的管嘴部件200将向上移动，推动放置块510向上移动。
相应地，放置块510和板501向上移动，如图6和图7所示，当提升部件524的顶部与压杆530接触时，提升部件524向下移动，其中所述压杆在校正传送装置500的板501上面。
如前所述，提升部件的向下移动使压紧装置521的内部向上旋转，从而使彼此分开。在此状态下，第二拾取器32(见图1)向下移动，将半导体器件S放置在校正传送装置的放置块510上，并向上移动。
然后，当下部推动单元(未显示)向下移动时，校正传送装置也向下移动，当提升部件524和压杆530之间的接触解除时，提升部件524依靠压缩弹簧527的弹力向上移动，压紧装置521的内端向下移动压紧半导体器件S的相对的端部。
相应地，通过压紧装置521的压力使半导体器件S被确实地下压在放置块510的表面上。
当下部推动单元(未显示)开始向下移动时，空气通过管嘴部件200经通孔512和放置块510上的凹口511被抽出，以检测半导体器件的存在情况。此刻，由于半导体器件S被压紧装置521确实地下压至凹口511的外表面，因此不存在因异物或未校正(对准)引起的空气泄露，这样就在管嘴200处确实地形成真空，从而防止了对半导体器件是否存在的检测错误的发生。
同时，当半导体器件S被置于校正传送装置500的放置块510上时，校正传送装置500和推动单元(未显示)移动至测试托盘下方的位置，然后，如前所述，当下部推动单元的管嘴部件200向上移动时，校正传送装置也向上移动。
参照图8和图9，随着校正传送装置的向上移动，由于提升部件524的顶部与运送器100本体接触，提升部件524也向下移动，从而使压紧装置521分开并释放半导体器件。
在运送器100与板501接触的状态下，当管嘴部件200进一步移动时，放置块510相对于板501稍微向上移动一些。
在此状态下，随着运送器压紧装置101通过运送器100的压紧装置操作单元(未显示)而分开和靠近，放置块510上的半导体器件S在相对的端部被运送器压紧装置101夹持住。
然后，随着下部推动单元再次向下移动，校正传送装置500也向下移动，使提升部件524与运送器100本体之间的接触脱离，导致提升部件524向上移动，使压紧装置521移动地更近。此刻，如前所述，通过管嘴部件200在通孔和放置块510的凹口511检测是否形成真空。此时，如果形成真空，就表明通过运送器夹持(提取)校正传送装置上的半导体器件的操作失败而将半导体器件留在了校正传送装置上，则嘴部件200将此信息传递给处理器控制单元(未显示)，从而停止处理器的运行。
因为校正传送装置从测试托盘的运送器100接收半导体器件的过程，以及将半导体器件提供给第二拾取器32的过程与上述过程相反，其详细叙述在此省略。
同时，参照图10，本发明的用于半导体测试处理器的放置半导体器件的装置的一个优点在于，如果半导体器件被斜置，未与放置块校正(没有对准)，则当压紧装置521靠近时，半导体器件突出面的相对一侧向上移动，由于半导体器件的突出部分与压紧装置521中的一个接触而导致半导体器件与放置块510准确地校正。另一个优点在于当半导体器件S位于校正传送装置上时，半导体器件被压紧装置521压紧，不存在因异物造成的空气泄露问题。
虽然关于以上实施例的叙述主要涉及当半导体器件被放置时，将压紧装置用于校正传送装置，以便下压半导体器件，但是除了与上述形式相同或相似的校正传送装置以外，本发明的压紧装置和压紧装置操作系统还适用于其它半导体器件的放置装置，例如在储存或运输期间，用于半导体器件临时放置的一个传送装置或平台。
此外，尽管以上所述的实施例涉及的是一个系统，其中通过校正传送装置500相对于固定在校正传送装置上的压杆530的相对运动，提升部件524与压杆530接触，提升部件524上/下移动操作压紧装置521。与此不同的是，可以提供另外一个系统，其中在校正传送装置500被固定的一个平台上，上/下移动压杆530，以便上/下移动该提升部件524。
如前所述，当半导体器件装载在放置装置上或从放置装置上卸载时，通过压紧装置的自动分开和靠近，向下压紧和释放半导体器件，从而使得半导体器件与放置装置的放置部件进行确定的面对面接触，当半导体器件未校正时，则将未校正的状态改为准确地校正。
相应的，对于半导体器件的放置装置，其中半导体器件的放置状态通过真空来检测，由于确实地形成真空，所以由真空检测的错误而引起的操作停止就不会发生，从而提高了测试效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半导体测试处理器中放置半导体器件的装置，所述装置包括：
一个板；
多个在所述板上的放置部件，其中每个放置部件被用于接收半导体器件；
至少一个压紧装置，所述压紧装置靠近每个放置部件设置并且用于将半导体器件压入放置部件，其中所述至少一个压紧装置可以围绕一个轴转动，这样所述压紧装置可以在第一个位置和第二个位置之间移动，在第一个位置，所述压紧装置将半导体器件压入放置部件，在第二个位置，所述压紧装置将半导体器件从放置部件释放；
传动装置，用于使得压紧装置在第一个位置和第二个位置之间转动，其中所述传动装置包括一个致动元件和一个偏压元件，其中可以在所述致动元件上施加一个力，使所述压紧装置克服偏压元件的作用力转动至第二个位置，其中当没有作用力施加到致动元件时，偏压元件使压紧装置转动至第一个位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，每个放置部件包括一个通孔，用于在放置部件和置于放置部件中的半导体器件的表面之间形成真空，从而使半导体器件可以依靠真空被固定在放置部件中。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述的放置部件还包括多个球插入孔，用于接收BGA型半导体器件的球。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述的放置部件还包括位于所述放置部件上侧的凹口，所述凹口的尺寸小于半导体器件的尺寸，并且所述凹口被设置为完全被所放置的半导体器件覆盖。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述压紧装置有一个伸长孔，所述致动元件有一个销，所述销部分地插入孔中并且延伸穿过所述压紧装置的伸长孔，这样当所述致动元件在第一和第二位置之间移动时，所述销沿着所述伸长孔移动，从而转动压紧装置。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，两个压紧装置被设置在每个放置部件的两侧。
7.一种半导体测试处理器，包括权利要求1所述的装置。
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