CN211785946U - 一种自动上下料的半导体测试设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自动上下料的半导体测试设备，属于半导体测试设备技术领域，包括：测试箱，其至少设有一个顶部开口的测试腔，测试腔内设有测试板，测试腔的顶部设有上盖；上下料机械手，其包括机械手及驱动机械手沿设定方向运动的驱动机构，机械手位于测试箱的上方。本申请的半导体测试设备在半导体芯片测试过程中，利用上下料机械手实现半导体芯片的自动安装和拆卸，实现了半导体芯片自动化测试。上下料机械手集成在测试箱上，结构紧凑，占地面积小、节省空间；上下料机械手通过驱动机构驱动机械手沿设定方向运动，能够精确抓取和安装半导体芯片。同时在对半导体芯片进行半导体测试时无需插拔测试板，提高了测试板的使用寿命。

Description

一种自动上下料的半导体测试设备

技术领域

本申请涉及半导体测试设备技术领域，特别涉及一种自动上下料的半导体测试设备。

背景技术

为了达到半导体芯片的合格率，几乎所有半导体芯片在出厂前都要进行老化测试。老化测试是通过测试板对待测半导体芯片提供必要的系统信号，模拟半导体芯片的工作状态，在高温的情况或其它情况下加速半导体芯片的电气故障，在一段时间内获取半导体芯片的故障率，让半导体芯片在给定的负荷状态下工作而使其缺陷在较短的时间内出现，从而得到半导体芯片在生命周期大致的故障率，避免在使用早期发生故障。

相关技术中，老化测试设备大多采用侧面开门方式，在老化测试设备内设有若干层测试板，若干层测试板沿老化测试设备的高度方向进行排列。在每次老化测试时需要打开侧门拔出测试板，将待测试的半导体芯片安装在测试板上，然后将测试板和半导体芯片一同插入老化测试设备内关闭侧门进行老化测试；老化测试完成后打开侧门将测试板和半导体芯片从老化测试设备内拔出，进行下一批次的半导体芯片的老化测试，以此重复老化测试。

但是，侧面开门方式的老化测试设备，在每次老化测试时需要插入和拔出测试板，由于测试板的老化测试接口与安装于老化测试设备壁面连接器使用金手指或高密连接器对插，频繁的插拔测试板的老化测试接口容易造成损伤，导致接触不良或出现破损，降低了测试板的使用寿命，影响半导体芯片测试结果。同时在老化测试前需要人工将待测试的半导体芯片安装在测试板上，老化测试完成后需人工将已测试的半导体芯片分拣到设定区域。依靠人工上下料进行老化测试的自动化程度低，效率低下，不能实现半导体芯片无人化老化测试。

实用新型内容

本申请实施例提供一种自动上下料的半导体测试设备，以解决相关技术中依靠人工上下料进行半导体测试的自动化程度低，效率低下，不能实现半导体芯片无人化测试的问题。

本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，包括：

测试箱，其至少设有一个顶部开口的测试腔，所述测试腔内设有测试板，所述测试腔的顶部设有上盖；

上下料机械手，其包括机械手及驱动所述机械手沿设定方向运动的驱动机构，所述机械手位于所述测试箱的上方。

在一些实施例中：所述测试箱内设有竖向保温层，所述竖向保温层将所述测试箱分隔成两个测试腔，两个所述测试腔的顶部至少设有一个所述上盖，两个所述测试腔内均设有呈水平设置的所述测试板。

在一些实施例中：所述测试箱的两个所述测试腔的顶部均设有所述上盖。

在一些实施例中：所述驱动机构包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，所述X轴驱动机构位于所述测试箱的侧部，所述Y轴驱动机构连接在所述X轴驱动机构上，所述Z轴驱动机构连接在所述Y轴驱动机构上，所述机械手连接在所述Z轴驱动机构上。

在一些实施例中：所述机械手包括吸盘安装板和吸盘，所述吸盘固定连接在所述吸盘安装板的底部，所述吸盘安装板与所述驱动机构连接。

在一些实施例中：所述测试箱的两侧分别设有第一箱式支座和第二箱式支座；

所述第一箱式支座内设有待测物料举升机构，所述第二箱式支座内设有两组已测物料举升机构。

在一些实施例中：所述待测物料举升机构包括升降机构、物料托盘支架和物料托盘，所述升降机构固定安装在所述第一箱式支座内，所述物料托盘支架与升降机构连接；

所述物料托盘设有多个，多个所述物料托盘堆叠在所述物料托盘支架上，所述已测物料举升机构与待测物料举升机构的结构相同。

在一些实施例中：所述升降机构包括基座和Z向直线模组，所述Z向直线模组的底部与基座固定连接，所述Z向直线模组驱动所述物料托盘支架升降运动。

在一些实施例中：所述测试箱的两端分别设有机箱，所述机箱内设有向所述测试腔内注入热源或冷源的机组，所述机箱上设有控制机组作业的按钮和显示机组工作状态的触摸屏。

在一些实施例中：所述测试箱设有多个，多个所述测试箱首尾连接呈一字形排列。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，由于本申请的半导体测试设备设置了测试箱，该测试箱至少设有一个顶部开口的测试腔，测试腔内设有测试板，测试腔的顶部设有上盖；上下料机械手，该上下料机械手包括机械手及驱动机械手沿设定方向运动的驱动机构，机械手位于测试箱的上方。

因此，本申请的半导体测试设备的设有上下料机械手，在对半导体芯片进行测试时，打开上盖通过上下料机械手将待测试的半导体芯片安装在测试板上，然后关闭上盖进行测试即可；当测试完成后，打开上盖通过上下料机械手将测试完成的半导体芯片从测试板上取下即可。本申请的上下料机械手集成在测试箱上，结构紧凑，占地面积小、节省空间；上下料机械手通过三维方向运动的驱动机构驱动机械手沿设定方向运动，能够精确抓取和安装半导体芯片。同时在对半导体芯片进行测试时无需插拔测试板，提高了测试板的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例不含测试箱的结构示意图；

图3与图4为本申请实施例设有一个上盖的测试箱的结构示意图；

图5为本申请实施例设有两个上盖的测试箱的结构示意图；

图6为本申请实施例的待测物料举升机构的结构示意图。

附图标记：

1、测试箱；11、测试腔；12、上盖；13、测试板；14、机箱；

2、上下料机械手；21、X轴驱动机构；22、Y轴驱动机构；23、Z轴驱动机构；24、机械手；

3、第一箱式支座；4、第二箱式支座；5、待测物料举升机构；6、已测物料举升机构；

51、升降机构；52、物料托盘支架；53、物料托盘。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，其能解决相关技术中依靠人工上下料进行测试的自动化程度低，效率低下，不能实现半导体芯片无人化测试的问题。

本申请如下实施例中均以半导体老化测试的应用为例，对本申请的技术方案进行详细阐述。但本申请的实施方式不限于此，任何利用本申请发明构思的半导体测试设备方案均在本申请的保护范围之内。

参见图1至图4所示，本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，包括：

测试箱1，在测试箱1中至少设有一个顶部开口的测试腔11，且测试腔11内设有水平设置的测试板13，测试腔11的顶部设有上盖12，上盖12与测试腔11组成封闭腔室，半导体芯片在封闭腔室内老化测试。

上下料机械手2，该上下料机械手2包括机械手24及驱动机械手24沿设定方向运动的驱动机构，机械手24位于测试箱1的上方。驱动机构驱动机械手24，并将机械手24抓取的半导体芯片移动至设定位置。

本申请的半导体老化测试设备的测试箱1至少设有一个测试腔11，测试腔11顶部开口，开口处设有用于封闭测试腔11的上盖12，且测试腔11内设有水平设置的测试板13。

在对半导体芯片进行老化测试时，打开上盖12通过上下料机械手2将待测试的半导体芯片安装在测试板13上，然后关闭上盖12进行老化测试；当老化测试完成后，打开上盖12通过上下料机械手2将测试完成的半导体芯片从测试板13上取下，半导体芯片老化测试完成。半导体芯片老化测试过程中，利用上下料机械手2实现半导体芯片的自动安装和拆卸，实现了半导体芯片自动化老化测试。同时在对半导体芯片进行老化测试时无需插拔测试板13，提高了测试板13的使用寿命。

在一些可选实施例中：参见图3和图4所示，本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，该半导体老化测试设备的测试箱1内设有竖向保温层，该竖向保温层将测试箱1分隔成两个测试腔11，两个测试腔11相互独立，可分别对半导体芯片进行老化测试。在两个测试腔的顶部共设有一个上盖12，两个测试腔11内均设有呈水平设置的测试板13。

上盖12在测试箱1上可实现水平及垂直移动，当左侧的测试腔11升温老化测试时，右侧的测试腔11的测试板13通过上下料机械手2自动上下料。当左侧的测试腔11工作完毕后，可将上盖12先垂直向上运动，然后右移至右侧的测试腔11的上方。上下料机械手2将左侧的测试腔11内的已测试半导体芯片取出，并存放至已测物料举升机构6的物料托盘53内。

当右侧的测试腔11需要升温老化测试时，等待左侧的测试腔11内的半导体芯片测试完毕后，将左侧的测试腔11的上盖12向右移至右侧的测试腔11的上方，再垂直向下运动压迫密封圈，使右侧的测试腔11完全封闭，开始做老化测试。左侧的测试腔11中的测试板13通过上下料机械手开始上下料，依次交替循环。

在测试箱1的两端分别设有机箱14，机箱14内设有向左侧的测试腔11和右侧的测试腔11内注入热源或冷源的机组，机箱14上设有控制机组作业的按钮和显示机组工作状态的触摸屏。

在一些可选实施例中：参见图1、图3至图5所示，本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，该半导体老化测试设备的测试箱1内设有竖向保温层，该竖向保温层将测试箱1分隔成两个测试腔11，两个测试腔11相互独立，可分别对半导体芯片进行老化测试。在两个测试腔11的顶部分别设有上盖12，两个测试腔11内均设有呈水平设置的测试板13。

两个上盖12在测试箱1上均可实现水平及垂直移动，左侧的测试腔11和右侧的测试腔11可同时升温老化测试。左侧的测试腔11和右侧的测试腔11的测试板13通过上下料机械手2自动上下料，当左侧的测试腔11进行上下料作业时，右侧的测试腔11处于封闭状态；当右侧的测试腔11进行上下料作业时，左侧的测试腔11处于封闭状态，两个测试腔11上料完毕后可同步进行老化测试。

在测试箱1的两端分别设有机箱14，机箱14内设有向左侧的测试腔11和右侧的测试腔11内注入热源或冷源的机组，机箱14上设有控制机组作业的按钮和显示机组工作状态的触摸屏。

在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，该半导体老化测试设备的驱动机构包括X轴驱动机构21、Y轴驱动机构22和Z轴驱动机构23。在测试箱1的一侧设有第一箱式支座3，在测试箱1的另一侧设有第二箱式支座4。

X轴驱动机构21包括X轴直线模组和X轴直线导轨，X轴直线模组和X轴直线导轨分别固定设置在测试箱1两侧的第一箱式支座3和第二箱式支座4，X轴直线模组和X轴直线导轨在第一箱式支座3和第二箱式支座4上相互平行且间隔设置。

Y轴驱动机构22连接在X轴驱动机构21上，Y轴驱动机构22为Y轴直线模组，Y轴直线模组的一端与X轴直线模组连接，Y轴直线模组的另一端通过滑块与X轴直线导轨滑动连接。X轴驱动机构21驱动Y轴驱动机构22沿X轴方向直线运动。

Z轴驱动机构23连接在Y轴驱动机构22上，机械手24连接在Z轴驱动机构23上。Z轴驱动机构23为Z轴直线模组，Z轴直线模组通过安装板与Y轴直线模组连接。Y轴驱动机构22驱动Z轴驱动机构23沿Y轴方向直线运动。

机械手24包括吸盘安装板和吸盘，吸盘固定连接在吸盘安装板的底部，吸盘安装板与Z轴驱动机构23连接。吸盘安装板呈水平方向设置，吸盘设有多个，多个吸盘阵列安装在吸盘安装板上，吸盘通过真空吸附来抓取半导体芯片。

本实施例的半导体老化测试设备利用X轴驱动机构21、Y轴驱动机构22和Z轴驱动机构23来分别驱动机械手24沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向直线运动，实现机械手24的驱动和定位，确保了机械手24能够精确抓取半导体芯片并将半导体芯片移动至设定位置。本实施例的X轴驱动机构21、Y轴驱动机构22和Z轴驱动机构23均采用了直线模组作为驱动机构，直线模组具有单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长，成本低等优势。当然，X轴驱动机构21、Y轴驱动机构22和Z轴驱动机构23的具体结构本领域的技术人员还可以选用气缸、液压缸、电缸、丝杆机构或齿轮齿条机构等来实现机械手24的运动和定位。

在一些可选实施例中：参见图2所示，本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，该半导体老化测试设备的测试箱1的一侧设有第一箱式支座3，在测试箱1的另一侧设有第二箱式支座4。

在第一箱式支座3内设有待测物料举升机构5，在第一箱式支座3的顶部设有伸出待测物料举升机构5的通孔。在第二箱式支座4内设有两组已测物料举升机构6，第二箱式支座4的顶部设有伸出两组已测物料举升机构6的通孔。两组已测物料举升机构6用于分别存放已测的半导体芯片，其中一个已测物料举升机构6用于存放测试合格的半导体芯片，另一个已测物料举升机构6用于存放测试不合格的半导体芯片。

本实施例的半导体老化测试设备设有待测物料举升机构5和已测物料举升机构6，待测物料举升机构5用于存放待测试的半导体芯片，其用于向上下料机械手2自动供料，上下料机械手2抓取待测物料举升机构5上的半导体芯片，将其安装到测试板13上。已测物料举升机构6用于存放上下料机械手2从测试板13上取下的已测试的半导体芯片，已测物料举升机构6设有两组，两组已测物料举升机构6用于分别存放测试合格的半导体芯片和测试不合格的半导体芯片。

在一些可选实施例中：参见图1、图2和图6所示，本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，该半导体老化测试设备的待测物料举升机构5包括升降机构51、物料托盘支架52和物料托盘53。升降机构51固定安装在第一箱式支座3内，物料托盘支架52与升降机构51连接，物料托盘53设有多个，多个物料托盘53堆叠在物料托盘支架52上。

升降机构51包括基座和Z向直线模组，Z向直线模组的底部与基座固定连接，Z向直线模组驱动物料托盘支架52和物料托盘53升降运动。物料托盘53用于存放半导体芯片，当物料托盘53内的半导体芯片被上下料机械手2抓取完后，上下料机械手2将此物料托盘53抓取移动至已测物料举升机构6上，该物料托盘53又可以存放已测试的半导体芯片。

已测物料举升机构6与待测物料举升机构5的结构相同，在此不再重复赘述。

在一些可选实施例中：本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，该半导体老化测试设备的测试箱1设有多个，多个测试箱1首尾连接呈一字形排列，增加上下料机械手2的作业范围，提高半导体芯片的测试数量和测试效率，当一个测试箱1进行自动上下料作业时，其它测试箱1可进行老化测试作业，提高时间利用效率。

工作原理

本申请实施例提供了一种自动上下料的半导体测试设备，本申请的半导体老化测试设备设置了测试箱1，该测试箱1至少设有一个顶部开口的测试腔11，测试腔11内设有测试板13，测试腔11的顶部设有上盖12；上下料机械手2，该上下料机械手2包括机械手24及驱动机械手24沿设定方向运动的驱动机构，机械手24位于测试箱1的上方。

本申请的半导体老化测试设备的设有上下料机械手2，在对半导体芯片进行老化测试时，打开上盖12通过上下料机械手2将待测试的半导体芯片安装在测试板13上，然后关闭上盖12进行老化测试即可。当老化测试完成后，打开上盖12通过上下料机械手2将测试完成的半导体芯片从测试板13上取下即可。本申请的上下料机械手2集成在测试箱1上，结构紧凑，占地面积小、节省空间。上下料机械手2通过三维方向运动的驱动机构驱动机械手24沿设定方向运动，能够精确抓取和安装半导体芯片。同时在对半导体芯片进行老化测试时无需插拔测试板13，提高了测试板13的使用寿命。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于，包括：

测试箱（1），其至少设有一个顶部开口的测试腔（11），所述测试腔（11）内设有测试板（13），所述测试腔（11）的顶部设有上盖（12）；

上下料机械手（2），其包括机械手（24）及驱动所述机械手（24）沿设定方向运动的驱动机构，所述机械手（24）位于所述测试箱（1）的上方。

2.如权利要求1所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述测试箱（1）内设有竖向保温层，所述竖向保温层将所述测试箱（1）分隔成两个测试腔（11），两个所述测试腔的顶部至少设有一个所述上盖（12），两个所述测试腔内均设有呈水平设置的所述测试板（13）。

3.如权利要求2所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述测试箱（1）的两个所述测试腔的顶部均设有所述上盖（12）。

4.如权利要求1所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述驱动机构包括X轴驱动机构（21）、Y轴驱动机构（22）和Z轴驱动机构（23），所述X轴驱动机构（21）位于所述测试箱（1）的侧部，所述Y轴驱动机构（22）连接在所述X轴驱动机构（21）上，所述Z轴驱动机构（23）连接在所述Y轴驱动机构（22）上，所述机械手（24）连接在所述Z轴驱动机构（23）上。

5.如权利要求1所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述机械手（24）包括吸盘安装板和吸盘，所述吸盘固定连接在所述吸盘安装板的底部，所述吸盘安装板与所述驱动机构连接。

6.如权利要求1所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述测试箱（1）的两侧分别设有第一箱式支座（3）和第二箱式支座（4）；

所述第一箱式支座（3）内设有待测物料举升机构（5），所述第二箱式支座（4）内设有两组已测物料举升机构（6）。

7.如权利要求6所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述待测物料举升机构（5）包括升降机构（51）、物料托盘支架（52）和物料托盘（53），所述升降机构（51）固定安装在所述第一箱式支座（3）内，所述物料托盘支架（52）与升降机构（51）连接；

所述物料托盘（53）设有多个，多个所述物料托盘（53）堆叠在所述物料托盘支架（52）上，所述已测物料举升机构（6）与待测物料举升机构（5）的结构相同。

8.如权利要求7所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述升降机构包括基座和Z向直线模组，所述Z向直线模组的底部与基座固定连接，所述Z向直线模组驱动所述物料托盘支架（52）升降运动。

9.如权利要求1所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述测试箱（1）的两端分别设有机箱（14），所述机箱（14）内设有向所述测试腔内注入热源或冷源的机组，所述机箱（14）上设有控制机组作业的按钮和显示机组工作状态的触摸屏。

10.如权利要求1所述的一种自动上下料的半导体测试设备，其特征在于：

所述测试箱（1）设有多个，多个所述测试箱（1）首尾连接呈一字形排列。

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