JP5027159B2 - テストハンドラとテストハンドラを用いた半導体素子のテスト方法 - Google Patents

Description

本発明は、テストハンドラとテストハンドラを用いた半導体素子のテスト方法に関する。

一般に、テストハンドラは所定の製造工程を経て製造されている半導体素子をテスタによりテストできるようにサポートし、テストの結果に応じて半導体素子を等級別に分類して顧客トレイに積載する機器であって、既に多数の公開文書を通じて公開されている。

図１は、従来のテストハンドラ１００を示す概略斜視図であり、図２は、テストハンドラ１００の主要部を上側から見た概念図であって、図１及び図２を参照して、従来のテストハンドラの主要部分について概略的に説明すれば、以下の通りである。

まず、図１を参照すれば、従来のテストハンドラ１００は、ローディング装置１１０、ソークチャンバ１２０、テストチャンバ１３０、ディソークチャンバ１４０、アンローディング装置１５０及びプッシュ装置１６０を備えている。更に、図２に示すように、テストチャンバ１３０の後方にはテストチャンバ１３０に位置するテストトレイ上の半導体素子をテストするためのテスタ１７０が配置される。このようなテストハンドラ１００をより詳細に説明すれば、以下の通りである。

前記ローディング装置１１０は符号１０ａの顧客トレイに積載されている半導体素子をテストトレイにロード（移送及び積載)させる。

前記ソークチャンバ１２０は、前記ローディング装置１１０によるローディング済みのテストトレイを並進移動させて順次収容し、テストトレイに積載されている半導体素子を予熱／予冷させるための温度環境を整えている。このようなソークチャンバ１２０に進入したテストトレイは垂直状態を維持した状態でテストチャンバ１３０側に近い方向へ並進移動しつつ、順次配列されるが、このように並進移動する間に、テストトレイにロードされている半導体素子が十分に予熱／予冷される。

前記テストチャンバ１３０は、ソークチャンバ１２０から供給されてきた２つのテストトレイ１１ａ、１１ｂに積載されているデバイスをテストするために設けられる。そのために、テストチャンバ１３０には半導体素子をテストするための温度環境が整っている。

前記ディソークチャンバ１４０（いわゆる、回復チャンバ）は、高温または冷却状態の半導体素子を常温に還元させるために設けられる。

前記アンローディング装置１５０は、前記ディソークチャンバ１４０を経由してくるテストトレイ上の半導体素子を等級別に分類し、再び符号１０ｂの顧客トレイへアンロード（移送及び積載)させる。

前記プッシュ装置１６０は、符号１１ａ及び１１ｂのテストトレイをテスタ１７０側へ押す動作を行う。

一方、前記テストハンドラ１００に対応するテスタ１７０はテストチャンバ１３０の後方に配置され、テストチャンバ１３０にそれぞれ上下に配置されている符号１１ａ及び１１ｂのテストトレイに積載されている半導体素子をテストする。図３は、このようなテスタ１７０を示す概略斜視図であって、図３を参照すれば、テスタ１７０はマトリクス状に配列されている多数のテストソケット１７１-１を有するハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂとテストヘッド１７２などを含んで構成される。通常、近年のテストハンドラは処理容量を増大させるために、１つのテスタにより上下に配列されている２つのテストトレイに把持された半導体素子を一度にテストするようにテストチャンバ上に上下２つのテストトレイを配置する。従って、テスタ１７０は１つのテストヘッド１７２に２つのハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂが上下に配列される構成にすることで、ハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂのそれぞれがテストトレイ１１ａ、１１ｂを1つずつ担当するようにしている。

また、テストトレイ１１の斜視図である図４を参照すれば、テストトレイ１１は、上述したように、マトリクス状に配列されているテストソケット１７１-１に対応するようにマトリクス状に配列されている多数のインサート１１-１とこのようなインサート１１-１を支持するためのフレーム１１-２などを含んで構成され、それぞれのインサート１１-１は半導体素子を把持する。ここで、多数のインサート１１-１は前後、左右及び上下に間隔を維持した状態でフレーム１１-２に支持される。

このような構成でテストトレイ１１のインサート１１-１に把持された半導体素子が前記テストソケット１７１-１に強固に接続されることで、テストが行われる（特許文献１を参照)。従って、テストハンドラ１００にはテストチャンバ１３０に位置するテストトレイ１１ａ、１１ｂのインサート１１-１に把持された半導体素子を前記テストソケット１７１ａに接続させるために、テストトレイ１１をテスタ１７０側へ押すための前記プッシュ装置１６０が更に備えられなければならない。

このようなプッシュ装置１６０に対する従来技術について図５の分解斜視図を参照して説明すれば、従来のプッシュ装置１６０は、プレスユニット１６１、複数のガイドレール１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ及びマッチプレート１６３ａ、１６３ｂなどを含んで構成される。

前記プレスユニット１６１は、ダクト１６１ａとダクト１６１ａを前後進させるためのシリンダ１６１ｂなどを含んで構成される。

前記複数のガイドレール１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃは、前記ダクト１６１ａの上中下段にそれぞれネジなどにより固定配置される。そして、上段のガイドレール１６２ａには下方向にレールホーム１６２ａ-１が形成されており、中段のガイドレール１６２ｂは上方向に形成されているレールホーム１６２ｂ-１及び下方向に形成されているレールホーム１６２ｂ-２を有し、下段のガイドレール１６２ｃには上方向にレールホーム１６２ｃ-１が形成されている。このようなガイドレール１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃにはマッチプレート１６３ａ、１６３ｂが安着される。

前記マッチプレート１６３ａ、１６３ｂは、前記テストトレイ１１ａ、１１ｂのマトリクス状に配列されている複数のインサート１１-１と対応するようにマトリクス状に配列されている複数のプッシャ１６３-１が突出形成されており、前記複数のガイドレール１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃにより支持固定されることで、窮極的に前記ダクト１６１ａに固定される。このようなマッチプレート１６３ａ、１６３ｂは側方向からガイドレール１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃに形成されているレールホーム１６２ａ-１、１６２ｂ-１、１６２ｂ-２、１６２ｃ-１にガイドされながら安着されるが、図６はマッチプレート１６３ａ、１６３ｂがガイドレール１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃに安着した状態を側面から見た様子を示している。

図６のＡ、Ｂ及びＣ部分をより詳細に説明すれば、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂの下端はそれぞれガイドレール１６２ｂ、１６２ｃに形成されているレールホーム１６２ｂ-１、１６２ｃ-１の底面に接触して支持されているが、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂの上端はそれぞれガイドレール１６２a、１６２ｂに形成されているレールホーム１６２ａ-１、１６２ｂ-２の上面と間隔を維持する。このように間隔を維持するのは、テストチャンバ１３０の温度条件に応じてマッチプレート１６３ａ、１６３ｂが熱膨張または熱収縮することを考慮するためである。

一方、インサート１１-１に安着した半導体素子とテストソケット１７１-１とが適切に接続されてテストが行われるようにするためには、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂに密着した後にテストトレイ１１ａ、１１ｂをテスタ１７０側へ押し、それによりテストトレイ１１ａ、１１ｂのインサート１１-１に安着した半導体素子とテストソケット１７１-１とを接続させる過程が必要である。従って、このような過程が適切に行われるためには、機構的な構成が必要であるが、これについては図７を参照して説明する。

図７は、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂのプッシャ１６３-１、テストトレイ１１ａ、１１ｂのインサート１１-１及びハイフィックスボード１７１のテストソケット１７１-１をより詳細に示している。

図７に示すように、プッシャ１６３-１にはインサート１１-１と適切な接続を案内するためのプッシャ突起１６３-１１が形成されており、インサート１１-１には前記プッシャ突起１６３-１１が充分に挿入され得る突起ホーム１１-１１が形成されている。ここで、突起ホーム１１-１１の内径はプッシャ突起１６３-１１の外径よりも大きく形成される。これは、熱膨張や熱収縮によりマッチプレート１６３ａ、１６３ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂが互いに相対的な大きさの変化を有する恐れがあるが、そのような相対的な大きさの変化にも拘わらず、プッシャ１６３-１とインサート１１-１が適切に接続され得るように案内するためである。

また、図７に示すように、テストソケット１７１-１は突起状に形成されているソケットガイダ１７１-１１を有し、インサート１１-１にはそのようなソケットガイダ１７１-１１が強固にと挿入され得るガイドホーム１１-１２が形成されている。

従って、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂをテスタ１７０側へ押す動作を行うとき、まず、プッシャ突起１６３-１１が突起ホーム１１-１１に挿入されながら案内することで、プッシャ１６３-１がインサート１１-１に接続され、またソケットガイダ１７１-１１がガイドホーム１１-１２に挿入されながら案内することで、インサート１１-１に安着した半導体素子がテストソケット１７１-１に接続される過程を経る。

ところが、前記のような構造を有する従来の技術によれば、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂと、テストトレイ１１ａ、１１ｂが熱的膨脹または収縮によりその大きさが変化し、それにより、インサート１１-１に安着した半導体素子とテストソケット１７１-１の適切な接続のための動作に不良が生じ得る。すなわち、テストチャンバ１３０は半導体素子をテストするために劣悪な温度環境（約−３５度〜１３０度程度）を維持しなければならないが、このような劣悪な温度環境によりテストトレイ１１ａ、１１ｂやマッチプレート１６３ａ、１６３ｂが熱膨張または熱収縮する。一般に、エポキシ材質からなるハイフィックスボード１７１は熱膨張または熱収縮の程度が相対的に殆どないのに対し、上述したようなマッチプレート１６３ａ、１６３ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂは熱膨張または熱収縮による問題点が発生し得る。これについてより詳細に説明すれば、以下の通りである。

通常、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂやテストトレイ１１ａ、１１ｂのフレーム１１-２は金属材質からなり、ここでマッチプレート１６３ａ、１６３ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂのフレーム１１-２は同じ金属材質であるか、または同一でない金属材質であることができる。これに対し、ハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂはエポキシ材質からなるため、その熱的収縮や膨脹の程度がマッチプレート１６３ａ、１６３ｂやテストトレイ１１ａ、１１ｂに比べて、殆どないと仮定することができる。

もし、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂのフレーム１１-２が同じ金属材質からなるか、相互間の熱的膨脹または収縮の比率が、プッシャ突起１６３-１１が突起ホーム１１-１１に適切に挿入され得る程度の差だけを有し、ハイフィックスボードの熱的変化がないと仮定すれば、プッシャ１６３-１とインサート１１-１は適切に接続され得る。しかし、このような場合にもインサート１１-１のガイドホーム１１-１２とソケットガイダ１７１-１１はマッチプレート１６３ａ、１６３ｂ及びテストトレイ１１ａ、１１ｂの膨脹によりミスマッチが発生し得る。一般に、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂの下段はガイドレール１６２ｂ、１６２ｃにより支持され、テストトレイ１１ａ、１１ｂの下端はムーブレール（図示せず)により支持されるため、熱的膨脹または収縮による変化はマッチプレート１６３ａ、１６３ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂの上端の位置を変化させるという結果をもたらす。従って、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂの上側に構成されるプッシャ１６３-１とテストトレイ１１ａ、１１ｂの上側に構成されるインサート１１-１であるほど、その位置変化、すなわち、偏差が大きくなり、図８に示すように、テストトレイ１１ａ、１１ｂの上側に構成されるインサート１１-１のガイドホーム１１-１２とハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの上側に構成されるテストソケット１７１-１が有するソケットガイダ１７１-１１の間にミスマッチが生じ、プッシュ動作時にインサート１１-１が破壊されるか、テストソケット１７１-１の不良を招いてしまう。

一方、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂが互いに熱膨張や熱収縮の程度が相対的に大きいため、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂの上側に構成されるプッシャ突起１６３-１１がテストトレイ１１ａ、１１ｂの上側に構成されるインサート１１-１の突起ホーム１１-１１に挿入できない、すなわち、ミスマッチが生じ、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂに強固に密着できない状態が考えられる。図９は、そのうち、テストトレイ１１ａ、１１ｂの熱的膨脹または収縮がない材質を仮定し、これに対してマッチプレート１６３ａ、１６３ｂは熱的膨脹または収縮の程度が大きい材質を仮定することで、マッチプレート１６３ａ、１６３ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂにしっかりと密着できない状態を示している。図９のような場合には、インサート１１-１に安着した半導体素子とテストソケット１７１-１との適切な接触の前にマッチプレート１６３ａ、１６３ｂの上側に構成されるプッシャ１６３-１とテストトレイ１１ａ、１１ｂの上側に構成されるインサート１１-１の接続に不具合が生じることで、窮極的にインサート１１-１に安着した半導体素子とテストソケット１７１-１との間の適切な接続ができないという問題点が生じる。

更に、近年のテストハンドラは一度により多くの半導体素子をテストするために、テストトレイを更に大きくする方向に開発が進んでいるという点で、熱膨張または熱収縮による前記問題点は更に浮き彫りになると予想される。
大韓民国特許出願公開第２０００-０００３１２８号明細書

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこるは、テストトレイとマッチプレートの熱膨張または熱収縮により発生する偏差を補償することで、テストトレイとマッチプレートの熱膨張または熱収縮に関係なく、テストトレイに把持された半導体素子とテスタのテストソケットとの間に適切な接続がなされるようにする技術を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明によるテストハンドラは、顧客トレイの半導体素子をテストトレイへロードするローディング装置と、前記ローディング装置によるローディング済みのテストトレイ上の半導体素子をテストするために設けられるテストチャンバと、前記テストチャンバに位置する少なくとも１つ以上のテストトレイをテスタ側へ押す動作を行うように設けられる少なくとも１つ以上のプッシュ部材と、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材を動作させるプレスユニットを含むプッシュ装置と、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材またはテストトレイのうちの少なくと何れか一方の熱的膨脹または収縮による偏差の補償のために、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材の位置を調整するための位置調整装置と、前記テスタによるテスト済みのテストトレイ上の半導体素子を顧客トレイへアンロードするアンローディング装置とを含むことを特徴とする。

前記位置調整装置は前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材を支持し、位置変動が可能に設けられることで、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材の位置を調整する少なくとも１つ以上の支持部材を含むことを特徴とする。

前記少なくとも１つ以上の支持部材は位置変動が可能に前記プレスユニットに結合される結合構造を有することを特徴とする。そして、このような結合構造は前記少なくとも１つ以上の支持部材のそれぞれに少なくとも１つ以上の斜めの長孔が形成されており、前記プレスユニットには前記斜めの長孔に挿入される少なくとも１つ以上の突起が備えられることで、互いに結合される結合構造であることを特徴とする。また、前記斜めの長孔の形成面と前記突起との間の摩擦を減少させるためのベアリングを更に有することが好ましい。

前記位置調整装置は、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材の位置調整に必要な動力を供給する動力装置を更に含むことを特徴とする。そして、前記動力装置は、動力を発生する１つの動力源と、前記１つの動力源から発生した動力を前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材側に伝達する動力伝達装置とを含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するための本発明によるテストハンドラは、顧客トレイの半導体素子をテストトレイへロードするローディング装置と、前記ローディング装置によるローディング済みのテストトレイ上の半導体素子をテストするために設けられるテストチャンバと、前記テストチャンバに位置する前記少なくとも１つ以上のテストトレイをテスタ側へ押す少なくとも１つ以上のプッシュ部材を有するプッシュ装置と、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材またはテストトレイのうちの少なくと何れか一方の熱的膨脹または収縮による偏差の補償のために、前記少なくとも１つ以上のテストトレイの位置を調整するための位置調整装置と、前記テスタによるテスト済みのテストトレイ上の半導体素子を顧客トレイへアンロードするアンローディング装置とを含むことを特徴とする。

前記位置調整装置は前記少なくとも１つ以上のテストトレイを支持し、位置変動が可能に設けられることで、前記少なくとも１つ以上のテストトレイを位置調整する少なくとも１つ以上の支持部材を含むことを特徴とし、前記少なくとも１つ以上の支持部材は前記少なくとも１つ以上のテストトレイの移送を案内するムーブレールであることを特徴とする。

本発明によれば、テストトレイまたはマッチプレートのうちの少なくとも１つの位置を調整することで、テストトレイに把持された半導体素子とハイフィックスボードのテストソケットとの間の適切な接続を可能にするという効果を奏する。

以下、図面を参照しつつ、本発明によるテストハンドラの好適な実施形態について説明するが、テストトレイ及びテスタにおいて、従来技術と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略または圧縮する。

<第１実施形態>
本発明の第１実施形態によるテストハンドラは、テストトレイとマッチプレートの熱膨張または熱収縮によって、テストトレイに把持された半導体素子とテストソケットの適切な接続に必要な許容偏差の範囲を超える変形が発生する恐れがある場合、発生し得る偏差を補償するために、マッチプレートの位置を調整させる技術を適用している。

図１０は、本発明の実施形態によるテストハンドラ８００を上側から見た概念図である。図１０を参照すれば、本発明によるテストハンドラ８００は、ローディング装置８１０、ソークチャンバ８７０、テストチャンバ８６０、ディソークチャンバ８８０、アンローディング装置８３０、プッシュ装置８４０及び位置調整装置８５０などを含んで構成される。

前記ローディング装置８１０は、顧客トレイ８０ａの半導体素子をテストトレイにロードさせる。

前記ソークチャンバ８７０は、前記ローディング装置８１０によるローディング済みのテストトレイ上の半導体素子を予熱または予冷させるために設けられる。

前記テストチャンバ８６０は、前記ソークチャンバ８７０を経由してきたテストトレイ上の半導体素子をテストするために設けられる。

前記ディソークチャンバ８８０は前記テストチャンバに位置した後、テスタ８２０によるテスト済みのテストトレイ上の半導体素子を常温に回復させるために設けられる。

前記アンローディング装置８３０は、前記ディソークチャンバ８８０を経て移動してきたテストトレイ上の半導体素子を顧客トレイ８０ｂへアンロードさせる。

前記プッシュ装置８４０は、従来技術で説明したように、テストトレイ１１ａ、１１ｂに強固に密着した後、テストトレイ１１ａ、１１ｂを前記テスタ８２０側へ押すためのプッシュ部材として設けられるマッチプレート８４１と、このマッチプレート８４１を押すプレスユニット８４２を含み、そしてプレスユニット８４２はダクト８４２ａとシリンダ８４２ｂなどを含んで構成される。

また、前記位置調整装置８５０は前記マッチプレート８４１の上下方向への位置を調整する。

このようなプッシュ装置８４０及び位置調整装置８５０については、図１１、図１２及び図１３を参照して、より詳細に説明する。

図１１は、本発明によるテストハンドラ８００の主要部分を示す切り欠き斜視図である。

図１１に示すように、前記プッシュ装置８４０はマッチプレート８４１ａ、８４１ｂ、ダクト８４２ａ及びシリンダ８４２ｂ（図１０を参照)などを含んで構成される。

前記マッチプレート８４１ａ、８４１ｂは、マトリクス状に配列されている多数のプッシャ８４１-１を有しているため、該当プッシャ８４１-１がテストトレイ１１ａ、１１ｂのインサート１１-１と接続され、前記位置調整装置８５０により上下方向への位置が調整される。尚、図１１の切り欠き斜視図においては、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂが半分ぐらい安着した状態で表わされている。

前記ダクト８４２ａは前記マッチプレート８４１ａ、８４１ｂを前後方向へ押し、前記シリンダ８４２ｂはマッチプレート８４１ａ、８４１ｂを前後進動作させる動力を提供する。そして、ダクト８４２ａは、その上中下段にそれぞれ後述するガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃの斜めの長孔８５１-１に挿入対応する突起８４２-１が少なくても１つ以上備えられており、該当突起８４２-１に嵌め込まれるベアリング８４２-２を具備させて斜めの長孔８５１-１の形成面と突起８４２-１との間の摩擦力を最小化させる。ここで、前記突起８４２-１はダクト８４２ａに一体に形成されることもできるが、前記ベアリング８４２を前記ダクト８４２ａに固定させるためのスクリューなどで構成されることが生産性においてより好ましい。もちろん、ベアリング８４２を介さず突起のみで構成することも好ましい。

また、図１１に示すように、前記位置調整装置８５０はガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃ、結合ブロック８５２ａ、８５２ｂ、８５２ｃ、偏心カム８５３-１を有するプリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃ、モータ８５４及び動力伝達ベルト８５５ａ、８５５ｂ、８５５ｃなどを含んで構成される。

前記ガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃは、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂを支持する支持部材としての役割を果たし、それぞれには前記ベアリング８４２-２が挿入される斜めの長孔８５１-１が突起８４２-１に対応する個数で斜線方向に形成されており、一端にはプリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃの偏心カム８５３-１が挿入される上下長孔８５１-２が上下方向に形成されている。すなわち、ガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃはダクト８４２に位置変動が可能に結合される結合構造を有する。

前記結合ブロック８５２ａ、８５２ｂ、８５２ｃはそれぞれ、前記ガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃとプリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃとｐの間に介在され、ダクト８４２ａの側面に固定される。

前記プリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃはそれぞれ前記結合ブロック８５２ａ、８５２ｂ、８５２ｃに回転可能に結合され、その前端には偏心カム８５３-１を有し、この偏心カム８５３-１は前記ガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃの上下長孔８５１-２に挿入されている。

前記モータ８５４は前記プリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃを回転させるための動力を供給する動力源であり、従って窮極的には前記マッチプレート８４１ａ、８４１ｂの上下方向への位置を調整する動力を供給する。

前記動力伝達ベルト８５５ａ、８５５ｂ、８５５ｃのうち、第３動力伝達ベルト８５５ｃはモータ８５４の動力を下段のプリー８５３ｃに伝達し、第２動力伝達ベルト８５５ｂは下段のプリー８５３ｃの回転力を中段のプリー８５３ｂに伝達し、第１動力伝達ベルト８５５ａは中段のプリー８５３ｂの回転力を上段のプリー８５３ｃの回転力に伝達する。従って、モータ８５４が回転すれば、モータ８５４の回転方向に対応して上中下段のプリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃが互いに連動して回転する。

上述したように、本実施形態では、１つのモータ８５４により上下２つのマッチプレート８４１ａ、８４１ｂを共に位置調整させている。すなわち、１つのモータ８５４から発生する動力を複数のマッチプレート８４１ａ、８４１ｂに伝達することで、複数のマッチプレート８４１ａ、８４１ｂが 同時に移動するように構成して、それぞれの動力源により複数のマッチプレートが移動するように構成される場合に発生し得る移動干渉や、精巧な制御の困難さなどを排除させることができる。従って、こうした観点から、プリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃ、動力伝達ベルト８５５ａ、８５５ｂ、８５５ｃ及びガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃは、１つのモータ８５４から発生する動力を上下２つのマッチプレート８４１ａ、８４１ｂに伝達する動力伝達装置としての役割を果たす。

一方、図１２及び図１３は、本実施形態についてより明確に説明するために、下段のガイドレール８５１ｃを基準に主要部分を示す参照図である。

図１２及び図１３を参照すれば、下段のガイドレール８５１ｃにはダクト８４２ａに備えられている突起８４２-１がベアリング８４２-２が介在された状態で下段のガイドレール８５１ｃの斜めの長孔８５１-１に挿入されている状態と、下段のプリー８５３ｃが有している偏心カム８５３-１が下段のガイドレール８５１ｃの上下長孔８５１-２に挿入されている状態とが示されている。すなわち、下段のプリー８５３ｃの回転中心点ａと偏心カム８５３-１の中心点ｂとが互いに異なるため、下段のプリー８５３ｃが回転すれば、下段のプリー８５３ｃの回転方向に対応して偏心カム８５３-１が回転しながら、下段のガイドレール８５１ｃに左側方向または右側方向へ移動力を加える。一方、ベアリング８４２-２が介在された突起８４２-１は上下方向への移動が固定されたダクト８４２ａに固定されて備えられるため、下段のガイドレール８５１ｃに左右方向への移動力が加えられる場合、下段のガイドレール８５１ｃが左右方向へ移動し、このような左右方向への移動力により斜めの長孔８５１-１の形成面がベアリング８４２-２に案内されながら、上下方向への移動をもたらす。すなわち、下段のプリー８５３ｃが回転すれば、下段のガイドレール８５１ｃは斜線方向に移動する。このような原理は、上段及び中段のガイドレール８５１ａ、８５１ｂにも同じく適用される。

上述したように構成される本実施形態によるテストハンドラ８００の動作について、図１２及び図１３と図１４及び図１５を参照して説明するが、 マッチプレート８４１ａ、８４１ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂよりも高温による熱膨張が深刻な場合を例に挙げて説明する。尚、説明の便宜上、テストトレイ１１ａ、１１ｂ及びハイフィックスボード１７１の熱変形は殆どないと仮定する。

もし、テストチャンバ８６０内の温度条件が高温の状態を維持しなければならない場合、図１２の状態でマッチプレート８４１ａ、８４１ｂをガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃに定着させると、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂよりも熱膨張の程度が大きいため、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂの強固な密着が許されないか、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂの強固な密着が許されてもテストトレイ１１ａ、１１ｂのインサート１１-１に安着した半導体素子がハイフィックスボード１７１のテストソケット１７１-１に適切に接続されなくなる。すなわち、図１４の状態のように、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂの下側に構成されるプッシャ８４１-１ｂの位置は、テストトレイ１１ａ、１１ｂの下側に構成されるインサート１１-１ｂ及びハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの下側に構成されるテストソケット１７１-１ｂの位置と一致するが、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂの上側に構成されるプッシャ８４１-１ａの位置はテストトレイ１１ａ、１１ｂの上側に構成されるインサート１１-１ａ及びハイフィックスボード１７１の上側に構成されるテストソケット１７１-１ａの位置と差を有する位置変化、すなわち、偏差を有するようになる。もし、このような状態でマッチプレート８４１ａ、８４１ｂを設置する場合には、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂとが互いに強固に密着されなくなるか（特に、上側部分において)、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂとテストトレイ１１ａ、１１ｂとが互いに強固に密着されてもテストトレイ１１ａ、１１ｂのインサート１１-１に形成されているガイドホーム１１-１２（図７を参照）とテストソケット１７１-１のソケットガイダ１７１-１１（図７を参照)とが適切にマッチせず、インサート１１-１が破壊されるか、テストソケット１７１-１に不良が生じてしまう。

従って、モータ８５４を稼動させて各プリー８５３ａ、８５３ｂ、８５３ｃを図１３の曲線の矢印方向に回転させると、ガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃが各直線の矢印方向へ移動し、それによりガイドレール８５１ａ、８５１ｂ、８５１ｃが下方向に所定程度移動して、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂは図１５の状態に設置され得る。すなわち、図１５の状態を参照すれば、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂの下側に形成されるプッシャ８４１-１ｂはテストトレイ１１ａ、１１ｂの下側に備えられるインサート１１-１ｂ及びハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの下側に備えられるテストソケット１７１-１ｂとの関係で位置に対する偏差が生じるが、このような偏差は許容偏差内で発生するため、符号１１-１ｂのインサートに安着した半導体素子と符号１７１-１ｂのテストソケットとの適切な接続に支障はなく、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂの上側に形成されるプッシャ８４１-１ａはテストトレイ１１ａ、１１ｂの上側に備えられるインサート１１-１ａ及びハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの上側に備えられるテストソケット１７１-１ａとの関係で位置に対する偏差が減少し、符号１１-１ａのインサートに安着した半導体素子と符号１７１-１ａのテストソケットとの適切な接続に影響を与えない。

もちろん、マッチプレート８４１ａ、８４１ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂよりも、冷却により熱収縮の程度が更に大きくなった場合には、前記動作の逆動作により半導体素子とテストソケット１７１-１との間の適切な接続がなされるように調整することができる。

<第２実施形態>
本発明による第２実施形態は、第１実施形態と同じ原理によるものであり、マッチプレートではないテストトレイの位置を調整することで、熱的膨脹や収縮にも拘わらず、テストトレイに把持された半導体素子とテストソケットの適切な接続がなされるようにする技術に関する。本実施形態は説明の便宜上、マッチプレートの熱的膨脹及び収縮は発生せず、テストトレイの熱的膨脹及び収縮のみ発生する状況を仮定する。

図１６を参照してみれば、テストトレイ１１ａ、１１ｂの移送案内部材及び支持部材としての役割を果たすムーブレール１２１０ａ、１２１０ｂ、１２１０ｃにそれぞれ斜めの長孔１２１０-１と上下長孔１２１０-２が形成されており、前記上下長孔１２１０-２に挿入される偏心カム１２２０-１を有する各プリー１２２０ａ、１２２０ｂ、１２２０ｃは各結合部材１２３０ａ、１２３０ｂ、１２３０ｃに回転可能に結合されいる。そして、各結合部材１２３０ａ、１２３０ｂ、１２３０ｃには前記斜めの長孔１２１０-１にベアリング１２３０-１を介在して挿入される突起１２３０-２が備えられいる。尚、図１６にはテストトレイ１１ａ、１１ｂが半分ぐらい挿入されている状態が示されている。

図１６により説明される本実施形態でも、モータ１２４０が回転すれば、ムーブレール１２１０ａ、１２１０ｂ、１２１０ｃが斜線方向に移動し、窮極にはムーブレール１２１０ａ、１２１０ｂ、１２１０ｃにより支持されるテストトレイ１１ａ、１１ｂの位置が調整される。

本発明の第1実施形態及び第２実施形態は、説明の便宜上、テストトレイに熱変化がないか（第１実施形態)、マッチプレートに熱変化がない（第２実施形態)場合を例に説明したが、実際にはマッチプレート及びテストトレイの何れにも熱的膨脹または収縮が起こる。ところが、テストトレイにおいて多数のインサートはフレームに上下、左右及び前後に間隔を維持した状態で支持されるため、マッチプレートの位置のみ調整してマッチプレートの上下側のプッシャが許容偏差の範囲内でハイフィックスボードの上下側のテストソケットと対応できるようにする第１実施形態を従うことが好ましいが、マッチプレート及びテストトレイの材質及び温度条件に応じて熱的膨脹や収縮により発生し得る多様な範囲の偏差発生を考慮するとき、第１実施形態と第２実施形態が共に適用されるテストハンドラを実現させることが最も好ましいだろう。

そして、上述した第１及び第２実施形態では、マッチプレートやテストトレイの位置を調整するためにモータを用いているが、人力によりガイドレールまたはムーブレールを移動させた後、別途の固定手段によりガイドレールやムーブレールが調整された位置で固定させることもでき、このような場合、位置調整装置は単純にガイドレールまたはムーブレールを含むもので構成されることもできる。また、ラックとピニオンを用いてガイドレールやムーブレールを移動させることでマッチプレートやテストトレイの位置を調整できるなど、多様な応用例を有することができる。

なお、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明はその等価物も含まれる。

従来のテストハンドラを概略的に示す斜視図である。 図１のテストハンドラの主要部を上側から見た概念図である。 図１のテストハンドラに対応するテスタを概略的に示す斜視図である。 一般のテストハンドラに適用されるテストトレイを概略的に示す斜視図である。 図１のテストハンドラの主要部位を示す分解斜視図である。 図１のテストハンドラの主要部位を示す側面図である。 図１のテストハンドラの問題点を説明するための参照図である。 図１のテストハンドラの問題点を説明するための参照図である。 図１のテストハンドラの問題点を説明するための参照図である。 本発明の第２実施形態によるテストハンドラの主要部を上側から見た概念図である。 図１０のテストハンドラの主要部位を示す切り欠き斜視図である。 図１０のテストハンドラの主要部の動作状態を説明するための動作状態図である。 図１０のテストハンドラの主要部の動作状態を説明するための動作状態図である。 図１０のテストハンドラの主要部の動作状態による結果を説明するための参照図である。 図１０のテストハンドラの主要部の動作状態による結果を説明するための参照図である。 本発明の第２実施形態によるテストハンドラの主要部位を示す切り欠き斜視図である。

Claims (11)

1. 顧客トレイの半導体素子をテストトレイへロードするローディング装置と、
   前記ローディング装置によるローディング済みのテストトレイ上の半導体素子をテストするために設けられるテストチャンバと、
   前記テストチャンバに位置する少なくとも１つ以上のテストトレイをテスタ側へ押す動作を行うように前記テストトレイと水平方向に設けられる少なくとも１つ以上のプッシュ部材と、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材を動作させるプレスユニットを含むプッシュ装置と、
   前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材とテストトレイとの間の上下位置に対する偏差の補償のために、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材の位置を調整するための位置調整装置と、
   前記テスタによるテスト済みのテストトレイ上の半導体素子を顧客トレイへアンロードするアンローディング装置と
   を含むことを特徴とするテストハンドラ。
2. 前記上下位置に対する偏差は、
   前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材またはテストトレイのうちの少なくとも一方の熱的膨張または収縮により形成されることを特徴とする請求項１に記載のテストハンドラ。
3. 前記位置調整装置は前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材を支持し、位置変動が可能に設けられることで、前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材の位置を調整する少なくとも１つ以上の支持部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のテストハンドラ。
4. 前記少なくとも１つ以上の支持部材は位置変動が可能に前記プレスユニットに結合される結合構造を有することを特徴とする請求項３に記載のテストハンドラ。
5. 前記結合構造は、前記少なくとも１つ以上の支持部材のそれぞれに少なくとも１つ以上の斜めの長孔が形成されており、前記プレスユニットには前記斜めの長孔に挿入される少なくとも１つ以上の突起が備えられることで、互いに結合される結合構造であることを特徴とする請求項４に記載のテストハンドラ。
6. 顧客トレイの半導体素子をテストトレイへロードするローディング装置と、
   前記ローディング装置によるローディング済みのテストトレイ上の半導体素子をテストするために設けられるテストチャンバと、
   前記テストチャンバに位置する前記少なくとも１つ以上のテストトレイをテスタ側へ押す動作を行うように前記テストトレイと水平方向に設けられる少なくとも１つ以上のプッシュ部材を有するプッシュ装置と、
   前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材とテストトレイとの間の上下位置に対する偏差の補償のために、前記少なくとも１つ以上のテストトレイの位置を調整するための位置調整装置と、
   前記テスタによるテスト済みのテストトレイ上の半導体素子を顧客トレイへアンロードするアンローディング装置と
   を含むことを特徴とするテストハンドラ。
7. 前記上下位置に対する偏差は、
   前記少なくとも１つ以上のプッシュ部材またはテストトレイのうちの少なくとも一方の熱的膨張または収縮により形成されることを特徴とする請求項６に記載のテストハンドラ。
8. 前記位置調整装置は前記少なくとも１つ以上のテストトレイを支持し、位置変動が可能に設けられることで、前記少なくとも１つ以上のテストトレイを位置調整する少なくとも１つ以上の支持部材を含むことを特徴とする請求項６に記載のテストハンドラ。
9. 前記少なくとも１つ以上の支持部材は、前記少なくとも１つ以上のテストトレイの移送を案内するムーブレールであることを特徴とする請求項８に記載のテストハンドラ。
10. 顧客トレイの半導体素子をテストトレイへロードし、
    前記ローディングされたテストトレイ上の半導体素子をテストするため、テストチャンバに移送し、
    前記移送されたテストトレイが前記テストトレイと水平方向にマッチするプッシュ部材と上下位置に対する偏差が発生する場合に、前記プッシュ部材の位置を調整し、
    前記位置が調整されたプッシュ部材を作動してテスタ側へ前記テストトレイを移送し、
    前記テスタによりテスト済みのテストトレイ上の半導体素子を顧客トレイにアンロードすることを含むことを特徴とするテストハンドラを用いた半導体素子のテスト方法。
11. 前記プッシュ部材の位置を調節するのは、
    前記テストトレイに構成されるインサートと前記プッシュ部材に構成されるマッチプレートのプッシャ及びハイフィックスボードのテストソケットの上、下側の位置がそれぞれ整合するように調整することを特徴とする請求項１０に記載のテストハンドラを用いた半導体素子のテスト方法。

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