CN1444262A - 识别器件传送系统的工作高度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体器件测试处理机中识别器件传送系统的工作高度的装置和方法，其利用一种结构简单的装置，能够快速、精确地测量并重新设定半导体器件传送系统的工作高度。一拾取并传送半导体器件的器件传送系统安装在一处理机本体上可水平和垂直移动，并具有多个用来吸取半导体器件的拾取器，本发明包括一安装在器件传送系统一侧并可上下移动的提升块，一与提升块垂直安装并根据与下方目标物的接触而上下移动的接触探头，一用来检测接触探头升高的检测装置，以及一用来驱动提升块上下移动的驱动装置。

Description

识别器件传送系统的工作高度的装置和方法

本申请要求申请日为2002年3月13日、申请号为P2002-13539的韩国专利申请的优先权，其内容结合于此供参考。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件测试处理机中识别器件传送系统的工作高度的装置，特别是一种半导体器件测试处理机中识别器件传送系统的工作高度的装置和方法，当不同类型的半导体器件在处理机中测试时，其能够根据半导体器件的类型和所更换的部件如托盘以及成套部件(change kit)，快速准确地测量并重新设定器件传送系统的工作高度。

背景技术

通常，生产线上生产的半导体器件在发货前要经过测试，以检查是正品还是次品。

处理机是用来测试半导体器件的一种装置。该处理机使用一半导体器件传送系统自动地把在一托盘上接收的半导体器件传送到另一作业线，将半导体器件装载到一个测试地点的测试插座上进行所需测试，然后把已测试半导体器件分成不同等级卸载到该托盘上。处理机反复执行这些步骤进行测试。

图1为普通半导体器件测试处理机的示意图。

参见图1，处理机本体1的前部有一装载装置2和一卸载装置3，装载装置上装载有多个用来接收待测试半导体器件的托盘，卸载装置上具有多个用来接收依测试结果被分成正品和次品的已测试半导体器件的托盘。此外，装载装置2的后方装有一均热板7。该均热板7内部包括有一加热装置(图中未示出)和一冷却装置(图中未示出)，用来把待测试半导体器件加热或冷却到预定温度以进行温度测试。

另外，在卸载装置3的后方装有一个不合格品多堆垛器(rejectmulti-stacker)5，其上装有多个托盘，以接收根据测试结果归类为次品的半导体器件。

在位于处理机本体1最后部的一个测试地点10中，至少装有一个与外部测试装置电连接的测试插座11，以测试每一个半导体器件的性能。测试插座11上方装有可作水平运动的第一和第二分度头12a和12b，把传送到测试插座11两边待机位置上的半导体器件拾取装载到测试插座11上以及把测试插座11上的已测试半导体器件拾取并重新传送到两边待机位置上。

在测试地点10的正前方装有可来回移动的第一和第二传送装置8a、8b。第一和第二传送装置8a、8b接收来自装载装置2或均热板7的半导体器件，并传送到位于测试地点10的测试插座11两侧的待机位置上。在第一和第二传送装置8a、8b的一侧，分别装有可来回移动的第三和第四传送装置9a、9b。第三和第四传送装置9a、9b接收来自测试地点10的已测试半导体器件，并传送到测试地点10的外部。

在处理机本体1的前端及测试地点10的正前侧上方，分别装有横跨处理机本体1的固定架13。固定架13上装有可沿该固定架13左右移动的一对活动架14a、14b。此外，在活动架14a、14b上分别装有两个可沿该活动架14a、14b运动以拾取半导体器件的器件传送单元15。每个器件传送单元15包括多个拾取器(图中未示出)以同时传送多个半导体器件。

其间，处理机连续对诸如QFP、BGA、SOP或类似的半导体器件进行测试。一种半导体器件测试完毕后，再测试另一种半导体器件。在这种情况下，根据所测试半导体器件的类型，更换包括均热板7、传送装置8a、8b、9a、和9b、测试插座11等在内的托盘和成套部件，以进行测试。

在这种情况下，根据待测试半导体器件的种类更换的成套部件彼此在尺寸和厚度上不同，以及半导体器件由于其种类不同而厚度各异。因此，需对器件传送单元15的工作区重新设置。

然而，在根据半导体类型和欲更换的成套部件测量工作高度时，操作者需将器件传送单元15移动到一个个拾取和放置地点，并上下移动该器件传送单元15来设置工作高度。在此情况下，输入过程很容易发生错误，并且工作高度设置也需要太多的时间。因此，日生产能力减小，测试工作的总体效率降低。

发明内容

因此，本发明涉及一种半导体器件测试处理机中识别器件传送系统的工作高度的装置和方法，其能够较好地解决由于现有技术的局限和缺陷带来的一个或多个问题。

本发明的一个目的在于提供一种半导体器件测试处理机中识别器件传送系统工作高度的装置和方法，其能够利用简单的装置结构快速准确地测量器件传送系统的工作高度，并重新设定工作高度。

本发明的其他优点、目的和特征一部分在随后的说明中阐述，一部分对于本领域普通技术人员来说通过以下说明或在本发明的实施过程中将显而易见。从书面说明特别指出的结构及其权利要求以及附图中可以实现和获得本发明的目的和其他优点。

为实现这些目的及其它优点，按照本申请书实施和宽广说明的本发明的目的，在处理机本体上装有一器件传送系统，用来在处理机控制单元的命令下，在托盘和成套部件间拾取并传送半导体器件，该器件传送系统可以水平和垂直移动，并具有多个可以垂直移动的通过吸力吸取半导体器件的拾取器，根据本发明的在半导体器件测试处理机中用来识别工作高度的装置，包括一个装在器件传送系统一侧的可以上下移动的提升块，一个与提升块相垂直地安装并用来随与下方目标物的接触而上下移动的接触探头，一个通过接触探头和目标物的接触检测接触探头的上升的检测装置，以及一个用来驱动提升块上下移动的驱动装置。

根据本发明的另一方面，在上述识别工作高度的装置中，一种半导体器件测试处理机中识别工作高度的方法包括下述步骤：通过拾取器下端与接触探头下端的高度差得到偏移值ΔZ，通过一检测装置得到偏移值ΔZ0，并将该偏移值ΔZ和ΔZ0储存到处理机控制单元；将器件传送系统移动到一个正在识别的目标物的位置，并启动驱动装置，使提升块和接触探头降低；降低器件传送系统直到检测装置检测到接触探头升高，当检测装置检测到接触件时，得到器件传送系统的垂直位置值h；通过对该垂直位置值h补偿存在于器件传送系统的测量装置和拾取器之间的偏移值，计算工作位置值ΔH。

更进一步，该通过拾取器下端与接触探头下端间的高度差获得偏移值ΔZ和通过检测装置获得偏移值ΔZ0的步骤，包括：一第一步骤，将一测量夹具安装到处理机本体上，将器件传送系统装设于该测量夹具上，并降低接触探头；一第二步骤，降低器件传送系统，直到接触探头接触到测量夹具，在接触探头接触到测量夹具的瞬间得到一个垂直位置值Z1；一第三步骤，进一步降低器件传送系统，直到检测装置检测到接触探头，在检测装置检测到接触探头的瞬间得到一个垂直位置值Z0；一第四步骤，升起提升块和接触探头，但落下拾取器；一第五步骤，降低器件传送系统，直到拾取器接触到测量夹具，在拾取器接触到测量夹具的瞬间得到一个垂直位置值Z2；以及一第六步骤，通过在第二、第三和第五步骤中得到的垂直位置值Z1、Z0和Z2计算偏移值ΔZ和ΔZ0，并储存到处理机控制单元。

应该指出，对本发明的以上简述和以下详细说明都是例示性的，本发明的进一步解释见权利要求书。

附图说明

附图内容用来进一步理解本发明，并一起组成本申请的一部分，其示出了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。附图中：

图1示出了普通的半导体器件测试处理机的示意图；

图2示出了处理机中器件传送系统的俯视图，该处理机具有根据本发明的识别工作高度的装置；

图3示出了根据本发明的识别工作高度的装置的俯视图；

图4示出了图3中的识别工作高度的装置的主视图，以解释其工作过程；

图5示出了根据本发明的识别工作高度的方法的流程图；以及

图6示出了得出偏移值的流程图，以实现图5所示的识别工作高度的方法。

具体实施方式

对附图中所示举例，这里将作为本发明的优选实施例进行详细说明。各附图中相同或类似部件尽可能用同一标号。

图2示出了处理机中器件传送系统的俯视图，该处理机具有根据本发明的识别工作高度的装置。

参见图2，在一移动块141的一侧，装有一支撑块143，该支撑块可以沿着处理机的活动架14a(参见图1)移动，并且通过一导向件例如线性运动导轨142上下移动。在该支撑块143上装有一器件传送单元15，用来拾取半导体器件。

借助垂直安装在移动块141上的滚珠丝杠144，以及驱动滚珠丝杠144的立轴伺服电机145，支撑块143可以沿线性运动导轨142上下移动。

器件传送单元15包括一个矩形框架151，其上装有多个可在框架151中移动的拾取器152，其中各拾取器152间的间距互有变化。每个拾取器152通过一个与框架151内部连接的气压缸153上下升降。

此外，在框架151的一侧装有一识别工作高度的装置，用于测量器件传送单元15的工作高度。如图2至图4所示，该识别工作高度的装置包括：一固定在框架一侧的气压缸161，一固定在气压缸161的活塞杆162下端的提升块163，一通过与该提升块163相连接的球轴衬(图中未示出)而上下移动的接触探头164，以及一安装在该提升块163的上侧端部，用来检测接触探头164上端的提升高度的限位传感器166。

接触探头164靠与提升块163下端连接的压缩弹簧165弹性支撑。当器件传送单元15降低时，接触探头164的下端将与某个物体例如测量夹具接触，该接触探头上升。如果脱开接触，接触探头164通过压缩弹簧165的弹力返回其原始位置。

而且，限位传感器166是一LED传感器，其包括一发出光束的发光单元166a和一与发光单元166a依设定间距安装的感光单元166b，其中，由发光单元166a发出的光束可以射到感光单元166b上。当接触探头164升起使其上端处于发光单元166a与感光单元166b之间时，光束传播通道被阻挡，使限位传感器166检测到接触探头164的升高。

下面对根据本发明的识别工作高度的装置的工作过程进行说明。

首先，立轴伺服电机145工作，将器件传送单元15提升到一个参考高度，用来驱动拾取器的气压缸153启动，提升拾取器152，接着器件传送单元15移动到工作高度的检测位置，即成套部件如托盘200和传送装置8a、8b、9a、和9b的上方。

随后，用来识别工作高度的装置的气压缸161启动并降低活塞杆162，使接触探头164的下端低于拾取器152的下端。

接着，立轴伺服电机145驱动，使活塞杆162缓慢降低。器件传送单元15继续降低，直到传感器166检测到接触探头164的上端，这表示接触探头164接触到成套部件上的托盘200或半导体器件100。

一旦传感器166检测到接触探头164的上端，即发送一检测信号到一控制单元(图中未示出)。随后，该控制单元读取器件传送单元的一个位置值并计算工作高度。

但是，通过上述高度测量过程得到的位置值是安装在处理机本体上的半导体器件100与识别装置的接触探头164之间的高度。在拾取器152和识别装置之间，还存在安装位置偏移值，及由限位传感器166对接触探头上端进行检测而得到的接触探头164上升量产生的其它偏移值。因此，拾取器152的实际工作高度是通过补偿这些偏移值进行计算的。

下面详细说明通过根据本发明的识别工作高度的装置进行识别工作高度的方法。

在计算实际工作高度前，首先要将有关偏移值信息预先输入处理机的控制单元(图中未示出)。拾取器152与接触探头164之间的高度偏移值和限位传感器166的偏移值按照下述方式获得。

首先，将测量夹具(图中未示出)放置在处理机本体的一个任意位置上，器件传送单元15安装在该测量夹具的正上方。

器件传送单元15的气压缸153启动使拾取器152降低，然后降低工作高度识别装置的其它气压缸161，使接触探头164的下端低于拾取器152的下端。

随后，立轴伺服电机145启动，使器件传送单元缓慢降低。这样，器件传送单元15被降低，直到接触探头164的下端接触到测量夹具的上表面。而且，此时的垂直位置值Z1被编码并储存到处理机的控制单元(图中未示出)。

然后器件传送单元15进一步降低，直到识别装置的限位传感器166探测到接触探头164。并且，限位传感器166探测接触探头164时的垂直位置值Z0被编码并储存到控制单元。

以及，识别装置的气压缸161启动，使接触探头164升高，使拾取器152降低，从而使拾取器152的下端低于接触探头164的下端。然后降低器件传送单元15，直到拾取器152的下端接触到测量夹具的上表面。并且，拾取器152的下端接触测量夹具的上表面时的垂直位置值被编码和储存。

限位传感器166的偏移值ΔZ0及拾取器152与接触探头164之间的高度偏移值ΔZ可按以下方式算出。

ΔZ0＝|Z0-Z1|

ΔZ＝|Z2-Z1|

上面得到的偏移值被储存到处理机的控制单元通过识别装置用来求出实际工作高度。

一旦偏移值确定，操作者就能自动得到与更换的半导体器件和成套部件一致的工作高度。

例如，如果计算出了在处理机装载装置2(参见图1)的器件传送单元15的工作高度，在器件传送单元15向装载装置2的托盘(图中未示出)的上方移动后，识别工作高度的装置的气压缸161的活塞杆162被降低，从而落下接触探头164。

随后，器件传送单元15被缓慢降低。一旦接触探头接触到托盘上的半导体器件，限位传感器166就能检测到该接触探头的上端，此时的垂直位置值h就被编码并储存到处理机的控制单元(此时如图所示)。

并且，通过上面得到的垂直位置值h和偏移值，处理机的控制单元能计算并识别器件传送单元15的实际工作高度ΔH。

ΔH＝h+ΔZ-ΔZ0

如果是识别位于处理机的均热板7(参见图1)和传送装置8a、8b、9a、及9b(参见图1)中的器件传送单元15的工作高度，由于半导体器件不能安装在均热板7和传送装置8a、8b、9a、及9b上，须先测量出均热板7与传送装置8a、8b、9a、及9b表面的半导体器件着陆表面之间的高度，然后在该高度基础上减去半导体器件的厚度。

计算并识别器件传送单元15的工作高度ΔH及半导体器件的厚度时，在上述等式中加上或减去由于处理机结构及运行等各种原因引起的随机因素，以精确识别工作高度值。

因此，本发明的简单结构能够自动测量器件传送系统的工作高度。从而，在更换托盘及成套部件后重新设定器件传送系统的工作高度时，本发明能节省时间、提高精度，从而能够提高测试效率。

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，可以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。

Claims (6)

1.一种半导体器件测试处理机中识别器件传送系统的工作高度的装置，所述器件传送系统具有多个能在水平和垂直方向上移动的拾取器，并能依据收到的处理机控制单元的指令，在托盘与成套部件之间传送器件，其特征在于，所述装置包括：

一安装在所述器件传送系统的一侧并能上下移动的提升块；

一与所述提升块相垂直地安装并能根据与下方目标物的接触而上下移动的接触探头；

一通过所述接触探头与所述目标物之间的接触检测所述接触探头的升高的检测装置；以及

一驱动所述提升块上下移动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测装置是一限位传感器，其包括一固定在所述提升块上端并发光的发光单元，以及

一与所述发光单元相距一预定间距并接收来自所述发光单元的光的感光单元，其中，所述接触探头的上端能上升穿过所述发光单元与所述感光单元之间的空间，以切断所述光的传播，所述检测装置以此方式检测所述接触探头的升高。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述驱动装置包括一固定在所述器件传送系统一侧的气压缸。

4.一种使用权利要求1所述的装置识别器件传送系统的工作高度的方法，所述方法包括如下步骤：

通过一拾取器下端与一接触探头下端之间的高度差得到一偏移值ΔZ，通过一检测装置得到一偏移值ΔZ0，将偏移值ΔZ和ΔZ0储存到一处理机的控制单元；

将一器件传送系统移动到一识别目标物的位置，并起动一驱动装置，使一提升块和所述接触探头降低；

降低所述器件传送系统，直到所述检测装置检测到所述接触探头的升高；

当所述检测装置检测到一接触件时，得到所述器件传送系统的一垂直位置值h；以及

通过对所述垂直位置值h补偿一存在于测量装置与所述器件传送系统的拾取器之间的偏移值，计算出一工作位置值ΔH。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述通过所述拾取器下端与所述接触探头下端之间的所述高度差得到所述偏移值ΔZ以及通过所述检测装置得到所述偏移值ΔZ0的步骤，包括：

一第一步骤，将一测量夹具安装到所述处理机本体上，将所述器件传送系统装设于所述测量夹具上，并降低所述接触探头；

一第二步骤，降低所述器件传送系统，直到所述接触探头接触到所述测量夹具，在所述接触探头接触到所述测量夹具的瞬间得到一垂直位置值Z1；

一第三步骤，进一步降低所述器件传送系统，直到所述检测装置检测到所述接触探头，在所述检测装置检测到所述接触探头的瞬间得到一垂直位置值Z0；

一第四步骤，升起所述提升块和接触探头，而落下一拾取器；

一第五步骤，通过降低所述器件传送系统，直到所述拾取器接触到所述测量夹具，在所述拾取器接触到所述测量夹具的瞬间得到一垂直位置值Z2；以及

一第六步骤，通过在所述第二、第三、和第五步骤中得到的所述垂直位置值Z1、Z0和Z2计算所述偏移值ΔZ和ΔZ0，并储存到所述处理机控制单元。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述偏移值ΔZ和ΔZ0分别通过等式ΔZ＝|Z2-Z1|和ΔZ0＝|Z0-Z1|计算得到。

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