KR100352493B1

KR100352493B1 - 반도체디바이스시험장치의테스트헤드위치결정장치

Info

Publication number: KR100352493B1
Application number: KR1019980030011A
Authority: KR
Inventors: 신 네모토
Original assignee: 가부시키가이샤 아드반테스트
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-07-25
Publication date: 2002-11-18
Also published as: CN1120501C; KR19990014185A; DE19833500A1; SG70647A1; DE19833500B4; CN1208935A; TW370620B; US6271657B1

Abstract

조작성이 양호하고, 안정성이 높고 동시에 염가인 수동조작식의 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치를 제공한다. 테스트헤드(81)의 대향하는 2개의 위치에 각각 에어실린더(4)를 설치하고, 이들 에어실린더의 합계의 구동력을 테스트헤드의 중량과 거의 동등의 힘을 설정하고, 카운터 밸런스로서 동작시킨다. 수동조작의 잭기구(1,1B)를 테스트헤드의 대향하는 측부의 각각 설치하고, 각 잭기구로 회전자유로이 지지된 길다란 이송나사(11,11B)와, 이 이송나사와 나사맞춤한 2개의 가동나사부재(12A, 12B)와, 각 가동나사부재에 일단이 회전자유로이 장치된 구동아암(16A, 16B)과, 각 구동아암에 회전자유로이 장치된 대략 같은 형상 및 치수의 종동아암(18A, 18B)에 의하여 구성하고, 한쪽의 이송나사(11)의 수동회전에 의하여 각 가동나사부재를 이동시켜 구동아암과 종동아암을 회전 운동시켜 테스트헤드를 상승 및 강하시킨다.

Description

반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치{TEST HEAD POSITIONER FOR SEMICONDUCTOR DEVICE TESTING APPARATUS}

본발명은 일반적으로 반도체의 디바이스를 시험하기 위하여 사용되는 반도체 디바이스 시험장치에 관한 것으로서, 상세히 말하면, 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드라고 하는 부분을 이 시험장치의 테스트헤드부에 장착할 경우에 소정 높이위치에 이동시켜서 유지하기 위한 테스트헤드 위치결정장치에 관한 것이다.

시험하여야할 반도체 디바이스(일반적으로 DUT라 불리운다)에 소정의 패턴의 테스트 신호를 인가하여 그 전기적 특성을 측정하는 반도체 디바이스 시험장치(일반적으로 IC테스터라 불리운다)에는, 반도체 디바이스를 테스트부에 반송하고, 이 테스트부에 있어서 반도체 디바이스를 테스트헤드라 불리우고 있는 부분(시험용의 각종의 전기신호를 공급 및 수신하는 반도체 디바이스 시험장치의 일부분, 이하 테스트헤드라 칭함)에 장치된 디바이스 소켓에 전기적으로 접촉시켜 테스트 종료후에 시험이 끝난 반도체 디바이스를 테스트부로부터 반출하고, 테스트결과에 의거하여 시험이 끝난 반도체 디바이스를 양품, 불량품으로 분류하는 반도체 디바이스 반송처리장치(일반적으로 핸들러라 칭한다)를 접속한 것이 많다. 본 명세서에서는 이 종류의 반도체 디바이스 반송처리장치(이하, 핸들러라 칭함)를 일체적으로 접속한 형식의 반도체 디바이스 시험장치를 단순히 반도체 디바이스 시험장치라 칭한다. 더욱이 이하에 설명을 간단히 하기 위하여 반도체 디바이스의 대표예인 반도체 집적회로(이하, IC라 칭함)을 예로 설명한다.

우선, 종래의 수평반송방식이라 불리우는 핸들러의 일예의 개략의 구성에 대하여 도 3을 참조하여 간단히 설명한다.

예시된 핸들러(60)는 이제부터 시험을 행하는 IC(피시험 IC)를테스트트레이(64)에 전송, 다시 재치하는 로더부(61)와 소크실(66) 및 테스트부(67)를 포함하는 항온조(65)와, 테스트부(67)에서의 시험이 종료한후 테스트부(67)로부터 테스트트레이(64)에 재치되어 반송되어온 시험이 끝난 IC를 제열 또는 제냉하기 위한 출구실(68)(제열/제냉실이라 칭함)과, 출구실(68)로부터 테스트트레이(64)에 재치되어서 반송되어온 시험이 끝난 IC를 테스트트레이(64)로부터 범용트레이(커스터머 트레이라고 칭함)(63)에 전송, 다시 재치하는 언로더부(62)를 구비하고 있다.

항온조(65)의 소크실(66) 및 테스트부(67), 그리고 출구실(68)은 핸들러(60)의 후측에 이 순서로 도면에서 좌우방향(이 방향을 X축 방향으로한다)의 좌에서 우로 배열되어 있고, 로더부(61) 및 언로더부(62)는 항온조(65) 및 출구실(68)의 앞부분에 각각 배치되고, 더욱더 피시험 IC를 재치한 범용트레이(63DT) 및 분류된 시험이 끝난 IC를 재치한 범용트레이(63ST) 및 빈 범용트레이(63ET)등을 격납하는 트레이 격납부(70)가 핸들러(60)의 제일 앞부분에 배치되어 있다.

항온조(65)의 소크실(66)은 로더부(61)에서 테스트트레이(64)에 실린 피시험 IC에 소정의 고온 또는 저온의 온도스트레스를 부여하기 위한 것이고, 항온조(65)의 테스트부(67)의 소크실(66)에서 소정의 온도 스트레스가 부여된 상태에 있는 IC의 전기적 시험을 실행하는 부분이다. 소크실(66)에서 피시험 IC에 부여된 소정의 고온 또는 저온의 온도 스트레스를 시험중 그 온도의 상태로 유지하기 위하여 이들 소크실(66) 및 테스트부(67)는 내부분위기를 소정의 일정한 온도로 유지할수 있는 항온조(65)내에 배치되어 있다.

테스트트레이(64)는 로더부(61)→ 소크실(66)→ 테스트부(67)→ 출구실(68)→ 언로더부(62)→ 로더부(61)로 순환이동된다. 테스트트레이(64)는 이 순환경로중에 소정의 개수만 배치되어 있고, 도시하지 않는 테스트트레이 반송수단에 의하여 도시의 화살표 방향으로 순차 이동된다.

로더부(61)에서 범용트레이(63)로부터 피시험 IC가 실린 테스트트레이(64)는 로더부(61)로부터 항온조(65)로 이송되고 이 항온조(65)의 전방측에 설치된 삽입구로부터 소크실(66)내로 반입된다. 소크실(66)에는 수직반송 기구가 장착되어 있고, 이 수직반송기구는 복수매(예를들면 5매)의 테스트트레이(64)를 소정 간격을 두고 적층상태로 지지할수 있도록 구성되어 있다. 도시의 예에서는 로더부(61)로부터의 테스트트레이가 가장 위의 트레이 지지단에 지지되고, 가장 아래의 트레이 지지단에 지지되어 있었던 테스트트레이가 소크실(66)의 하부에 있어서, X축 방향의 우측에 인접한 상태에서 연결되어 있는 테스트부(67)로 반출된다. 따라서, 테스트트레이(64)는 삽입방향과는 직각인 방향으로 송출된다.

수직 반송기구는 각 트레이 지지단에 지지된 테스트트레이를 수직방향(이 방향을 Z축 방향으로 한다) 하방의 다음 트레이 지지단으로 순차 이동시킨다. 가장 위의 트레이 지지단의 테스트트레이가 가장 아래의 트레이 지지단까지 순차 이동되는 사이에 또 테스트부(67)가 빌때까지 대기하는 사이에 피시험 IC는 고온 또는 저온의 소정 온도 스트레스가 부여된다.

테스트부(67)에는 테스트헤드(도시안됨)가 배치되어 있고, 소크실(66)로부터 일매씩 반출된 테스트트레이(64)는 테스트헤드 위로 운반되고, 이 테스트트레이에탑재된 피시험 IC대의 소정수의 피시험 IC가 테스트트레이(64)에 탑재된 그대로 테스트헤드에 장치된 디바이스 소켓(도시안됨)과 전기적으로 접촉하게 된다. 테스트헤드를 통하여 일매의 테스트트레이상의 모든 피시험 IC의 시험이 종료하면, 테스트트레이(64)는 테스트부(67)로부터 X축 방향 우측으로 반송되어 출구실(68)로 이송되고, 출구실(68)에서 시험이 끝난 IC의 제열 또는 제냉이 행해진다.

출구실(68)도 상기 소크실(66)과 꼭같이 수직 반송기구를 구비하여 있고, 이 수직 반송기구에 의하여 복수매(예를들면 5매)의 테스트트레이를 적층상태에서 소정의 간격을 두고 지지할수 있도록 구성되어 있다. 도시의 예에서는 테스트부(67)로부터의 테스트트레이가 가장 아래의 트레이 지지단에 지지되고, 가장 위의 트레이 지지단에 지지되어 있던 테스트트레이가 언로더부(62)로 반출된다. 수직 반송기구는 각 트레이 지지단에 지지된 테스트트레이를 수직방향 상방의 다음의 트레이 지지단으로 순차로 이동시킨다. 가장 아래의 트레이 지지단의 테스트트레이가 가장 위의 트레이 지지단까지 순차 이동되는 사이에 시험이 필요한 IC는 제열 또는 제냉되어 외부온도(실온)으로 되돌려진다.

일반적으로 IC의 시험은 소크실(66)에서 -55℃∼ ＋125℃와 같은 넓은 온도범위내의 임의의 온도 스트레스를 IC에 부여하여 실시되므로, 출구실(68)은 소크실(66)에서 피시험 IC에 예를들면 ＋120℃ 정도의 고온을 인가한 경우에는 송풍에 의하여 냉각하여 실온으로 되돌리고, 또 소크실(66)에서 피시험 IC에 예를들면 -30℃정도의 저온을 인가한 경우에는 온풍 또는 히터등으로 가열하고, 결로가 생기지 않을 정도의 온도로 된다. 또, 피시험 IC를 재치하는 테스트트레이(64)는통상, 이와같이 넓은 온도범위에 견디는 즉 고/저온에 견디는 재료로 형성된 것을 사용하고 있지만, 피시험 IC를 상온에서 시험하는 경우에는 테스트트레이(64)를 고/저온에 견디는 재료로 형성할 필요는 없다.

제열 또는 제냉후, 테스트트레이(64)는 테스트부(67)로부터 이송된 방향과는 직각인 방향(이 방향을 Y축방향으로한다)으로 동시에 출구실(68)의 전방측으로 반송되어 출구실(68)로부터 언로더부(62)로 배출된다.

언로더부(62)는 시험결과의 데이터에 의거하여 테스트트레이(64) 상의 시험이 끝난 IC를 카테고리마다 분류하여 대응하는 범용트레이(63)에 탑재하도록 구성되어 있다. 이 예에서는 언로더부(62)는 테스트트레이(64)를 제1 및 제2의 2개의 포지션 A와 B에 정지하도록 구성되어 있고, 이들 제1포지션 A과 제2포지션 B에 정지한 테스트트레이(64)로부터 시험이 끝난 IC를 시험결과의 데이터에 따라 분류하고, 범용트레이 세트위치(정지위치)에 정지하고 있는 대응하는 카테고리의 범용트레이, 도시예에서는 4개의 범용트레이(64a, 64b, 64c 및 64d)에 격납한다.

언로더부(62)에서 빈것으로된 테스트트레이(64)는 로더부(61)로 반송되고, 여기서 범용트레이(63)로부터 다시 피시험 IC가 전송 재치된다.

이하 꼭같은 동작은 반복하는 것으로 된다.

그런데 언로더부(62)의 범용트레이 세트위치에 배치할수 있는 범용트레이의 수는 스페이스의 관계로부터 이예에서는 4개가 한도로 된다. 따라서 리얼타임으로 분류할 수 있는 카테고리는 4분류로 제한된다. 일반적으로 양품을 고속응답소자, 중속응답소자, 저속응답소자의 3카테고리는 분류함과 동시에 불량품의 분류를 더하여 4카테고리로 충분하지만, 때로는 이들 카테고리에 속하지 않는 시험이 끝난 IC가 발생할 수 있다. 이와같은 4카테고리 이외의 카테고리에 들어가는 IC가 발생한 경우에는 그 카테고리를 할당한 범용트레이를 트레이 격납부(70)로부터 꺼내어 언로더부(62)의 범용트레이 세트위치에 반송하고, 그의 범용트레이에 격납하는 것으로 된다. 그 경우에 언로더부(62)에 위치하는 임의의 하나의 범용트레이를 트레이 격납부(70)의 소정위치에 반송, 격납할 필요로 있다.

분류작업의 도중에 범용트레이의 교체를 행하면, 그 사이는 분류작업을 중단하여한다. 이 때문에 이예에서는 테스트트레이(64)의 정지포지션(A,B)과 범용트레이(63a∼63d)의 배치위치와의 사이에 버퍼부(71)를 설치하고, 이 버퍼부(71)에 가끔 발생하지 않는 카테고리에 속하는 IC를 일시적으로 맡기도록 구성되어 있다. 버퍼부(71)에는 예를들면 20∼30개 정도의 IC를 격납할수 있는 용량을 갖게함과 동시에 버퍼부(71)의 각 IC격납위치에 격납된 IC가 속하는 카테고리를 기억하는 기억부를 설치하고,이 기억부에 버퍼부(71)에 일시적으로 맡긴 IC의 카테고리와 위치를 각 IC 마다에 기억하고, 분류작업의 틈새 또는 버퍼부(71)가 가득한 시점에서 버퍼부(71)에 맡겨져 있는 IC가 속하는 카테고리의 범용트레이를 트레이 격납부(70)로부터 언로더부(62)에 반송시키고 그의 범용트레이에 격납한다. 더구나, 버퍼부(71)에 일시적으로 맡겨지는 IC의 카테고리는 복수의 걸치는 경우도 있다. 따라서 복수의 카테고리에 걸치는 경우에는 한번에 여러종류의 범용트레이를 트레이 격납부(70)로부터 언로더부(62)로 반송시키는 것으로 된다.

로더부(61)에 있어서 범용트레이 세트위치(정지위치)에 정지하고 있는 범용트레이(63)로부터 테스트트레이(64)에 피시험 IC를 전송하는데, 통상 가동헤드(이 기술분야에서는 픽 앤드 플레이스(pick-and-place)라 불리우고 있다)를 구비한 X-Y반송장치(도시안됨)가 사용되고 있다. 이 가동헤드의 하면에 장착된 IC흡착패드(IC파지부재)가 범용트레이(63)에 재치된 피시험 IC에 당접하고, 진공 흡인작용에 의하여 IC를 흡착, 파지하여 범용트레이(63)로부터 테스트트레이(64)에 IC를 전송한다. 언로더부(62)에 있어서 테스트트레이(64)로부터 범용트레이(63)에 시험이 끝난 IC를 전송하는 경우에도 꼭같은 구성의 X-Y 반송장치가 사용된다. 통상, 가동헤드에는 예를들면 8개 정도의 흡착패드가 장착되고, 한번에 8개까지의 IC를 전송할수 있도록 구성되어 있다.

또, 도시하지 않지만, 트레이 격납부(70)의 상부에는 트레이 반송장치가 설치되어 있고, 로더부(61)에 있어서는 이 트레이 반송장치에 의하여 트레이 격납부(70)로부터 피시험 IC를 재치한 범용트레이(63DT)가 범용트레이 세트위치(피시험 IC를 테스트 트레이(64)로 전송하는 위치)에 반송되고, 빈 것으로 된 범용트레이(63)는 트레이 격납부(70)내의 소정위치(통상은 빈 범용트레이(63ET)가 격납되고 있는 위치)에 격납된다. 꼭같이 언로더부(62)에 있어서는 상기 트레이 반송장치에 의하여 대응하는 카테고리의 범용트레이가 트레이 격납부(70)로부터 범용트레이 세트위치(테스트 트레이(64)로부터 시험이 끝난 IC를 받는 위치)에 각각 반송되고, 가득히 찬 범용트레이는 트레이 격납부(70)내의 소정위치에 격납되고, 빈 범용트레이(63ET)가 트레이 격납부(70)로부터 범용트레이 세트위치로 반송된다.

더욱더, 로더부(61)에서 범용트레이 세트위치와 테스트트레이(64)의 정지 위치와의 사이에는 프리사이서(preciser)라 불리우는 IC의 위치수정장치(69)가 설치되어 있다. 이 프리사이서(69)는 비교적 깊은 복수개의 오목부를 갖고, 이들 오목부내에 범용트레이(63)로부터 테스트트레이(64)에 반송되는 피시험 IC를 일단 떨어뜨린다. 각 오목부의 주연은 경사면으로 둘러쌓여있고, 이 경사면에는 IC의 부하 위치가 규정된다. 프리사이서(69)에 의하여 8개의 피시험 IC의 상호위치를 정확히 규정한후, 이들 위치가 규정된 IC를 다시 가동헤드로 파지하고, 테스트트레이(64)로 반송한다. 이와같은 프리사이서(69)를 설치하는 이유는 범용트레이(63)에서는 IC를 지지하는 오목부는 IC의 형상보다도 비교적 크게 형성되어 있고, 이 때문에 범용트레이(63)에 격납되어 있는 IC의 위치에는 큰 분산이 있고, 가동헤드로 파지한 IC를 그대로 직접 테스트트레이(64)로 반송되면, 테스트트레이(64)에 형성된 IC수납 오목부에 직접 떨어뜨릴수 없는 IC가 존재하는 것으로 된다. 이 때문에 프리사이서(69)를 설치하고, 이 프리사이서(69)로 테스트트레이(64)에 형성된 IC수납오목부의 배열 정밀도에 IC의 배열정밀도를 맞추도록 하고 있다.

이와같은 구성의 핸들러를 접속한 IC 테스터는 도 4에 도시하는 바와같이 핸들러(60)의 테스트부(67)에 배치되는 테스트헤드(81)가 IC 테스터의 주요한 전기 및 전자회로, 전원등을 수납한 테스터본체(80) (이 기술분야에서는 메인프레임(main frame)이라 불리우고 있다)와는 별체로 구성되고, 이들 테스터본체(80)와 테스트헤드(81)와의 사이는 예를들면 케이블과 같은 신호전송로(82)에 의하여 접속되어있다. 테스트헤드(81)는 그 내부에 측정회로(드라이버, 컴퍼레이터등을 포함하는 회로)가 수납되어있고, 그 상부에 도시하지 않는 퍼포먼스 보드(perfomance board)가 장치되고, 이 퍼포먼스보드상에 소정 개수의 디바이스 소켓(이 예에서는 반도체 디바이스는 IC이므로 IC소켓)이 장착되어 있다.

도 4에서 명백한 바와같이 테스트헤드(81)는 핸들러(60)의 테스트부(67)의 저면(이 예에서는 항온조의 저면)에 장치되고, 이 테스트부(67)의 저면에 형성된 개구를 통하여 테스트헤드(81)의 IC소켓이 핸들러(60)의 테스트부(67)내에 노출된다. 이 때문에, 테스트헤드(81)를 Z축 방향(연직방향)으로 승강시켜 적정한 위치에 유지하기 위한 위치결정장치가 필요로 된다.

이 기술분야에서 잘 알려져 있는 바와같이 테스트부(67)에 있어서 동시에 시험할 수 있는 IC의 개수는 테스트헤드(81)에 장착되는 IC소켓의 개수에 의존한다. 근년, IC테스터의 사용효율을 높이기 위하여 테스트부에 있어서 동시에 시험 또는 측정할수 있는 IC의 개수(동시 측정개수 또는 동측수)의 증대가 요망되고 있고, 테스트헤드에 장치하는 IC소켓의 개수가 많아지고, 필연적으로 테스트헤드가 대형화하고 있다. 그 결과 테스트헤드의 중량은 증대하는 경향이 있다. 예를들면 300kg까지에도 이르는 중량이 큰 테스트헤드도 있다. 그위에 테스트헤드는 시험하는 IC의 종류, 시험내용, 테스트트레이의 치수등에 따라 그것과 대응하는 테스트헤드와 교환된다. 또 유지보수도 필요하므로 테스트헤드는 용이하게 뗄 수 있는 것이 바람직하다.

한편 테스트헤드는 이 기술분야에서 하이 픽스(Hi-fix) 베이스 또는 테스트픽스쳐(Test Fixture)라 불리우고 있는 장치구에 의하여 핸들러의 테스트부에 장치된다. 따라서, 테스트헤드를 테스트부에 장착할때에는 이와같은 중량이 있는 테스트헤드를 핸들러의 후부로부터 테스트부의 하방의 소정위치로 반송하고, 이 위치로부터 더욱더, 소정의 위치까지 연직방향으로 상승시켜 그 위치에 유지하고, 장치구를 테스트부에 장치한다라는 수순을 취하고 있다.

중량이 큰 테스트헤드를 핸들러의 테스트부의 하방위치로부터 연직방향으로 승강시켜 유지하는 위치결정장치로서 종래부터 잭(jack) 기구가 사용되고 있다. 다음에 종래부터 사용되고 있는 이 종류의 잭 기구에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

도 5는 비교적 중량이 큰 테스트 헤드를 연직방향으로 승강시키기위한 잭기구의 일예의 개략구성을 도시하는 측면도이다. 상술한 바와같이 통상 테스트헤드의 상부에는 퍼포먼스 보드가 장치되고 이 퍼포먼스 보드에 소정 개수의 IC소켓이 장착되고 하이픽스 베이스와 같은 장치구로 핸들러의 테스트부에 장치되지만, 도 5는 테스트헤드의 잭기구(10)를 예시하기 위한 것이므로 테스트 헤드는 단순히 블록(81)로서 도시한다. 더욱이, 도 5에는 테스트헤드(81)의 한쪽측면만을 도시하지만, 대향하는 반대측의 측면에도 꼭같은 구성의 잭기구(10)가 설치되어 있다.

예시된 잭기구(10)는 테스트헤드(81)의 저면보다 하방의 소정높이위치에서 테스트헤드(81)의 측면하단 가장자리를 따라 수평방향(도 5에서 좌우방향)으로 연재하는 길다란 이송나사(이 예에서는 수나사)(11)와, 이 이송나사(11)와 나사맞춤하는 나사산을 내부에 갖고, 소정의 간격을 두고 이송나사(11)에 나사 맞춤되어 있는 2개의 가동나사(이 예에서는 암나사)(12A, 12B)로 이루어지는 2개의 나사대우 (對偶)를 포함한다.

이들 나사대우의 가동나사(12A, 12B)는 예를들면 볼나사(ball thread)(수나사와 암나사의 홈을 대향시켜, 나선상의 홈에 강구를 넣은 나사)에 의해 구성할 수가 있다. 가동나사(12A, 12B)는 이송나사(11)의 회전방향에 따라 이 이송나사(11)에 따라 도시화살표(19)로 도시하는 방향 및 그 역방향에 왕복운동을 한다. 또, 이들 가동나사(12A, 12B)의 측면상부에는 축(13A, 13B)이 각각 직각방향(도 5의 지면을 관통하는 방향)에 외측으로 돌출한 상태로 삽입설치(植設)되어 있다.

잭기구(10)는 더욱더 테스트헤드(81)의 측면에 장치된 대략 직사각형의 가동지지체(21)의 대략 같은 높이위치에 이송나사(11)의 연재하는 방향으로 소정의 간격을 두고, 각각 직각 방향으로 외측에 돌출하도록 삽입설치된 2개의 결합축(14A, 14B)와, 이송나사(11)와 소정의 간격을 두고 그 외측위치에 대향배치된 도시하지 않는 지지부재의 대략 같은 높이위치(이 예에서는 가동지지체(21) 보다 약간 하측의 위치)에 이송나사(11)의 연재하는 방향으로 소정의 간격을 두고, 각각 직각 방향으로 외측에 (테스트 헤드측에) 돌출하도록 삽입설치된 2개의 고정축(15A, 15B)과, 각각의 일단이 상기 가동나사(12A, 12B)에 고정된 축 (13A, 13B) (이하, 제1고정축이라 칭함)에 각각 회전운동 자유로이 장치되고, 각각의 다른 단이 상기 가동지지체(21)의 결합축(14A, 14B)에 각각 회전운동 자유로이 장치된 2개의 구동아암(16A, 16B)과 각각의 일단이 상기 지지부재에 고정된 축(15A, 15B) (이하, 제2 고정축이라 칭함)에 각각 회전운동 자유로이 장치된 2개의 종동아암(18A, 18B)와, 대응하는 구동아암과 종동아암의 대략 중심부를 회전운동 자유로이 결합하는추축(17A, 17B)과를 구비한다.

종동아암(18A, 18B)의 다른단에는 테스트헤드(81)측에 돌출하는 슬라이드축(22A, 22B)이 고정되어 있고, 이들 슬라이드축(22A, 22B)은 가동지지체(21)의 대응하는 위치에 수평방향으로 형성된 장공(23A, 23B)중에 돌출하고, 종동아암(18A, 18B)이 회전운동할때에 이들 장공(23A, 23B)중에 각각 슬라이드한다.

상기 이송나사(11)와 대향 배치된 지지부재는 지지기반(5) (이 예에서는 핸들러의 설치면)에 직접 고정하여도 좋고, 또는 핸들러의 프레임을 지지부재로서 이용하여도 좋다.

더욱이, 제2 고정축(15A, 15B)은 지지기반(5)에 고정된 별개의 (이 예에서는 2개) 지지부재에 각각 고정되어도 좋다. 또 추축(17A, 17B)은 구동아암 또는 종동아암의 한쪽에 고정한 축이라도 좋다. 이송나사(11)는 지지기반(5)에 고정된 도시하지 않는 복수개의 지지체에 의하여 회전자유로이 지지되어 있고, 동시에 이송나사(11)의 일단은 같이 지지기반(5)에 고정된 모터(27)의 회전축에 감속기(26) 및 커플링(25)을 통하여 접속되어 있다. 한편 가동나사(12A, 12B)는 지지기반(5) 또는 이송나사(11)의 지지체에 고정되고, 동시에 이송나사(11)에 따르는 방향에 연재하는 도시하지 않는 안내레일에 미끄럼 운동이 자유롭게 지지되어 있다.

상기 종동아암(18A, 18B)은 구동아암(16A, 16B)과 거의 같은 형상 및 치수를 갖고 추축(17A, 17B)에 의하여 대응하는 구동아암과 종동아암은 각각 X자상으로 결합되어 있다. 따라서, 이송나사(11)의 예를들면 시계방향의 회전(정회전)에 의하여 2개의 가동나사(12A, 12B)가 도면의 화살표(19)로 도시하는 방향으로 이동하고 구동아암(16A, 16B)이 도시의 위치로부터 직립하는 방향으로 구동되면, 종동아암(18A, 18B)도 도시의 위치로부터 직립하는 방향으로 이동한다. 이로서 가동지지체(21)가 도면의 화살표(20)로 도시하는 연직방향으로 상승하므로 이 가동지지체(21)에 장치된 테스트 헤드(81)도 연직방향으로 상승하는 것으로 된다.

도 5에 도시하는 초기상태에 있어서는 가동나사(12A, 12B)의 제1고정축(13A, 13B), 이송나사(11)와 대향 배치된 지지부재의 제2고정축(15A, 15B)의 축심은 거의 같은 높이위치(동일 수평면)에 있고, 가동지지체(21)의 결합축(14A)과 이송나사(11)와 대향 배치된 지지부재의 제2고정축(15A)의 축심이 거의 동일 연직면상에 있고, 가동지지체(21)의 결합축(14B)과 이송나사(11)와 대향 배치된 지지부재의 제2고정축(15B)의 축심이 거의 동일 연직면상에 있도록 배열하였지만, 이와같은 배열에 한정되는 것은 아니다.

테스트헤드(81)의 반대측의 측면에도 거의 직사각형의 가동지지체 및 꼭같은 구성의 잭기구가 설치되어 있으므로 테스트헤드(81)는 양측면의 한쌍의 가동지지체 및 한쌍의 잭기구(이송나사, 가동나사, 구동아암 및 종동아암)에 의하여 도시하는 바와같이 지지기반(5)에서 소정의 높이위치에 지지되어 있다. 더욱 지지기반(5)은 핸들러의 프레임에 의하여 구성되는 경우도 있다.

다음에 상기 구성의 잭기구(10)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 테스트헤드(81)를 핸들러의 테스트부의 하측의 소정의 위치로 반송하고, 테스트헤드(81)의 양측면에 가동지지체(21)를 장치한다. 이때 잭기구(10)는도 5에 도시하는 초기상태에 있다.

다음에 모터(27)를 구동하여 이송나사(11)를 이 예에서는 시계방향으로 회전시킨다. 이로서, 도 5에 도시하는 위치에 있는 2개의 가동나사(12A, 12B)는 도시화살표(19)의 방향으로 이동하므로, 이들 가동나사(12A, 12B)의 제1 고정축(13A, 13B)에 회전운동 자유로이 지지된 구동아암(16A, 16B)의 일단은 제2고정축(15A, 15B)에 접근하는 방향에 각각 서서히 이동한다. 따라서, 이들 구동아암(16A, 16B)은 종동아암(18A, 18B)의 각각 일단이 제2고정축(15A, 15B)에 회전운동 자유롭게 지지되어 있으므로 추축(17A, 17B)를 회전운동점으로서 직립하는 방향에(반시계 방향으로) 회전운동하고, 가동지지체(21)에 장치된 결합측(14A, 14B)를 상방으로 밀어 올리려고 한다. 한편, 종동아암(18A, 18B)은 구동아암(16A, 16B)의 직립하는 방향의 회전운동에 의하여 추축(17A, 17B)이 경사진 우상(右上)으로 상승하므로 제2고정축(15A, 15B)을 고정의 회전운동점으로서 직립하는 방향으로(시계방향으로) 회전운동한다. 그 결과, 가동지지체(21)의 결합측(14A, 14B)을 도시 화살표(20)로 도시하는 연직방향으로 상승시키는 구동력이 발생한다. 이리하여 가동지지체(21)가 도면의 화살표(20)로 도시하는 연직방향으로 상승하므로, 이 가동지지체(21)에 장치된 테스트헤드(81)도 동시에 연직방향으로 상승하는 것으로 된다. 이와같이 모터(27)에 의하여 이송나사(11)를 회전시켜 테스트헤드(81)를 서서히 연직방향으로 상승시켜 핸들러의 테스트부에 대하여 테스트헤드(81)를 정밀하게 위치결정하면서 소정의 위치까지 상승시킨다. 이 높이 위치에서 모터(27)의 구동을 정지하고, 테스트헤드(81)를 그 높이위치로 유지한다. 이 상태에서 하이 픽스 베이스와 같은장치구에 의하여 테스트헤드(81)를 핸들러의 테스트부의 소정위치에 장치한다. 이로서 테스트헤드(81)에 장치된 IC 소켓이 테스트부내로 노출된다.

테스트헤드(81)를 강하시킬때에는 장치구와 핸들러의 테스트부와의 접속을 해제하고 모터(27)를 구동하여 이송나사(11)를 이 예에서는 반시계 방향으로 회전시킨다. 이로서, 2개의 가동나사(12A, 12B)는 도시화살표(19)의 방향과는 반대방향으로 이동하고, 테스트헤드(81)가 도 5에 도시하는 초기상태의 위치로 강하하는 것은 명백하므로 이 이상의 설명은 생략한다.

도 6은 비교적 경량의 테스트헤드를 연직방향으로 승강시키기 위한 잭기구의 일례의 개략 구성을 도시하는 정면도이고, 잭기구를 수동으로 승강할수 있도록 구성한 사례를 도시한다. 더욱이, 도 5은 테스트헤드의 잭기구(30)을 예시하기 위한 것이므로 테스트 헤드는 단순히 블록(81)으로서만 도시한다. 또, 도 6에서는 테스트헤드(81)를 정면으로부터 보고 있으므로(IC 테스터의 정면에서 보면 도 6은 배면도로 되지만, 본발명은 테스트헤드가 주제이므로 도 6은 정면도로 한다), 테스트헤드(81)의 양단은 측면으로된다.

예시의 잭기구(30)는 테스트헤드(81)의 저면의 거의 중심부의 하방의 소정의 높이위치에서 지지기반(5)에 회전 자유로이 지지된 소경(小徑)의 스프로킷(32)과 이 소경의 스프로킷(32)을 중심으로 그의 좌우 양측에 소정의 간격을 두고 대향상태로 배치된 경(徑)의 큰 2개의 스프로킷(33A, 33B)을 포함한다. 이들 대경(大徑)의 2개의 스프로킷 (33A, 33B)은 테스트 헤드(81)의 양측면보다 약간 외측의 위치에서 지지기반(5)에 회전 자유로이 지지되어 있다.

소경의 스프로킷(32)에는 핸들(31)이 동축상태에서 고정되어 있고, 소경의 스프로킷(32)과 2개의 대경의 스프로킷(33A, 33B)과는 체인(34)에 의하여 연결되어 있다. 이 경우, 핸들(31)에 장치된 손잡이(31H)에 의하여 핸들(31)을 회전시켜, 소경의 스프로킷(32)을 회전시키면, 2개의 대경의 스프로킷(33A, 33B)은 체인(34)을 통하여 소경의 스프로킷(32)의 회전속도보다도 상당히 천천히 동시에 같은 속도로 회전하도록 이들 스프로킷(32, 33A 및 33B)의 크기, 잇수등을 미리 설정하여 둔다.

대경의 스프로킷(33A 및 33B)에는 제1베벨기어(35A, 35B)가 동축상태로 고정되어 있고, 이들 스프로킷(33A, 33B)의 회전과 동시에 회전한다. 또, 이들 제1 베벨기어(35A, 35B)에 대하여 거의 직각인 각도로 맞물리는 제2베벨기어(36A, 36B)가 설치되어 있고, 이들 제2베벨기어(36A, 36B)는 연직방향으로 직립하는 이송나사(이 예에서는 수나사)(37A, 37B)의 하단에 각각 고정되어 있다. 이들 이송나사(37A, 37B)는 지지기반(5) 또는 핸들러의 프레임에 회전 자유롭게 지지되어 있고, 동시에 테스트헤드(81)의 양측의 수평방향의 거의 중심부에 장치된 나사맞춤부(38A, 38B)와 각각 나사맞춤하고 있다. 이들 나사맞춤부(38A, 38B)는 내부에 이송나사(37A, 37B)와 나사 맞춤하는 나사산을 갖고, 예를들면 볼나사에 의하여 구성할 수가 있다. 따라서 제1 베벨기어(35A, 35B)가 회전하고, 이에 맞물리는 제2베벨기어(36A, 63B)가 회전하면, 이송나사 (37A, 37B)도 동시에 회전하므로 나사맞춤부(38A, 38B)은 연직방향으로 이동하는 것으로 된다.

다음에, 상기 구성의 잭기구(30)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 테스트헤드(81)를 핸들러의 테스트부의 하측의 소정의 위치에 반송하고, 테스트헤드(81)의 양측면에 나사맞춤부(38A, 38B)를 장치한다. 이때, 잭기구(30)는 도 6에 도시하는 초기상태에 있다.

다음에 오퍼레이터는 손잡이(31H)에 의하여 핸들(31)을 이 예에서는 시계방향으로 회전시켜 소경의 스프로킷(32)을 시계방향으로 회전시킨다. 이로서 2개의 대경의 스프로킷(33A, 33B)을 시계방향으로 회전시킨다. 이로서 2개의 대경의 스프로킷(33A, 33B)는 체인(34)을 통하여 상당히 천천히 동시에 같은 속도로 시계방향으로 회전하므로 이들 스프로킷(33A, 33B)에 고정된 제1베벨기어(35A, 35B)가 동시에 시간 방향으로 회전하고, 이에 맞물린 제2베벨기어(36A, 36B)는 반시계방향으로 회전한다.

이 예에서는 이송나사(37A, 37B)가 반시계 방향으로 회전하면, 나사맞춤부(38A, 38B)가 연직방향의 상방으로 이동하고, 이송나사(37A, 37B)가 시계방향으로 회전하면, 나사맞춤부(38A, 38B)가 연직방향의 하방으로 이동하도록 구성되어 있으므로 나사맞춤부(38A, 38B)는 연직방향의 상방으로 이동한다. 이로서 테스트헤드(81)는 도시의 화살표(39)로 도시하는 바와같이 연직방향으로 상승하므로 핸들러의 테스트부에 대하여 테스트헤드(81)를 정밀하게 위치결정하면서 소정의 높이위치까지 상승시킨다. 이 높이 위치에서 핸들(31)의 회전을 정지하고, 테스트헤드(81)를 그 높이위치에 유지한다. 이 상태에서 하이픽스 베이스와 같은 장치구에 의하여 테스트헤드(81)를 핸들러의 테스트부의 소정위치에 장치한다. 이로서 테스트헤드(81)에 장치된 IC소켓이 테스트부내에 노출된다.

테스트헤드(81)를 강하시킬때에는 장치구와 핸들러의 테스트부와의 접속을 해제하고, 핸들(31)을 이번에는 반시계 방향으로 회전시켜 이송나사(37A, 37B)를 시계방향으로 회전시킨다. 이로서 2개의 나사맞춤부(38A, 38B)가 연직방향의 하방으로 강하하고 테스트헤드(81)가 도 6에 도시하는 초기상태의 위치에 강하하는 것은 명백하므로 이 이상의 설명은 생략한다.

도 5를 참조하여 설명한 상기 잭기구(10)는 모터(27)를 사용하여 테스트헤드(81)를 연직방향으로 승강시키는 구성이므로 구동력이나 테스트헤드의 승강속도의 점에서는 문제가 생기지 않는다. 그러나, 모터 제어회로를 필요로 한다. 그위에 안전을 확보하는 견지에서 테스트헤드(81)를 접속하는 핸들러의 테스트부와 잭기구(10)와의 사이의 상호 위치관계를 정확히 파악할 필요가 있고, 이 때문에 통신연락이 필요로 된다. 더욱더 전원차단 사고시에 테스트헤드(81)가 낙하하는 것을 방지하는 대책까지도 고려할 필요가 있는 등의 문제가 있다.

이에 대하여 도 6에 도시하는 잭기구(30)에서는 소경의 스프로킷(32)과 대경의 스프로킷(33A, 33B)와의 사이를 체인(34)에 의하여 결합하여 핸들(31)에 의한 회전 구동력을 감속하여 증력하고, 수동에 의하여 테스트헤드(81)를 연직방향으로 승강할수 있도록 구성하고 있으므로 제어회로를 필요로 하지 않는다. 그러나 테스트헤드(81)의 중량이 증대하면 핸들(31)를 조작하는데 상당한 힘이 필요로된다. 또 수동으로 핸들을 회전시키기 때문에 핸들(31)의 회전속도에 한계가 있고, 더욱더 회전구동력을 감속하여 증력하고 있기 때문에 테스트헤드의 승강속도가 느리다는 난점이 있고, 그의 조작성에 여러 가지 문제가 있다.

본 발명의 하나의 목적은 조작성이 양호하고, 안정성이 높고, 동시에 염가로 제조할수 있는 수동조작식의 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수동조작식에도 불구하고, 중량이 큰 테스트헤드를 용이하게 승강시킬수 있는 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일면에 있어서는 반도체 디바이스를 테스트부에 반송하고, 이 테스트부에 있어서 반도체 디바이스를 시험하고, 시험종료후, 시험이 끝난 반도체 디바이스를 상기 테스트부로부터 소정의 장소에 반출하는 형식의 반도체 디바이스 시험장치에 있어서, 반도체 디바이스에 소정의 시험패턴신호를 인가하는 테스트헤드를 상기 테스트부의 소정의 위치로 승강시키기 위하여 사용되는 테스트헤드 위치결정장치로서, 테스트헤드의 중량과 거의 동등의 구동력을 갖는 카운터 밸런서와, 상기 테스트헤드를 승강시키기 위한 수동조작의 잭기구를 구비하는 테스트헤드 위치결정장치가 제공된다.

상기 카운터 밸런서는 상기 테스트헤드의 대향하는 적어도 2개의 위치에 설치되고, 동시에 이들 카운터 밸런서의 합계의 구동력이 상기 테스트헤드의 중량과 거의 동등의 힘으로 설정되어 있다. 또, 상기 카운터 밸런서로서 에어실린더, 유압실린더 또는 오일스프링을 사용할수 있다. 상기 수동조작의 잭기구는 상기 테스트헤드의 대향하는 측부에 각각 설치되고, 한쪽의 잭기구를 오퍼레이터가 수동조작함으로서, 양쪽의 잭기구가 동시에 동작하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시킨다.

상기 잭기구의 각각은 거의 수평방향으로 배치되어 회전이 자유롭게 지지된 이송나사와, 이 이송나사와 나사맞춤한 적어도 하나의 가동나사부재와, 이 가동나사부재에 일단이 회전이 자유롭게 장치되고, 이 가동나사부재의 상기 이송나사에 따른 이동에 의하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 구동아암을 갖는다.

상기 잭기구의 각각의 이송나사는 이들 이송나사에 고정된 스프로킷 및 이들 스프로킷 사이를 연결하는 체인에 의하여 동시에 같은 방향으로 거의 같은 속도로 회전하도록 결합되어 있고, 한쪽의 잭기구의 이송나사에 핸들이 동축상태로 직결되어 있다.

상기 잭기구의 각각의 이송나사는 이들 이송나사에 고정된 기어 및 기어사이를 연결하는 기어기구에 의하여 동시에 같은 방향으로 거의 같은 속도로 회전하도록 결합되어도 좋다.

바람직한 일실시예에서는 상기 잭기구의 각각은 상기 구동아암의 이동에 동반하여 이동하는 거의 같은 형상 및 치수의 종동아암을 더욱더 포함하고, 이들 구동아암과 종동아암은 그들의 거의 중심이 추축에 의하여 회전운동 자유롭게 결합되어 있고 상기 가동나사부재의 상기 이송나사에 따른 이동에 동반하여 상기 구동아암과 종동아암의 회전운동에 의하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시킨다.

또, 상기 잭기구의 각각의 이송나사에는 복수개의 가동 나사부재가 소정의 간격을 두고 나사맞춤하여 있고, 이들 가동나사부재의 각각에 고정축이 설치되고,각각의 고정축에 상기 구동아암의 일단이 회전이 자유롭게 장치되어 있다.

더욱더, 상기 테스트헤드의 대향하는 측부에 각각 가동지지체가 설치되고, 이들 2개의 가동지지체에 상기 잭기구가 각각 장착되고, 상기 테스트헤드는 이들 가동지지체가 장치되어 있다.

도 1은 본발명에 의한 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치의 일실시예를 도시하는 측면도이다.

도 2a는 도 1를 좌측에서 본 정면도이다.

도 2b는 도 1를 우측에서 본 배면도이다.

도 3은 본발명이 적용되는 반도체 디바이스 시험장치의 일예의 개략구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 3에 도시하는 반도체 디바이스 시험장치의 주요한 구성요소의 배치예를 설명하기 위한 측면도이다.

도 5는 종래의 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치의 일예를 도시하는 측면도이다.

도 6은 종래의 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치의 다른 예를 도시하는 정면도이다.

이하, 본 발명에 의한 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치의 일실시예에 대하여 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상세히 설명한다. 이 실시예는 도 3 및 도4를 참조하여 설명한 것과 같은 수평반송방식의 핸들러를 일체적으로 접속한 IC테스터에 적용한 사례이지만, 본 발명은 다른 여러 가지 구성의 수평 반송방식의 핸들러 및 수평반송방식이외의 여러 가지 구성의 핸들러를 접속한 IC테스터에도 똑같이 적용할수 있는 것은 말할것도 없다. 더욱이, 도 1, 도 2a 및 도 2b에서, 도 5와 대응하는 부분 및 부재(소재)에는 동일부호를 붙여 도시하고, 필요가 없는한 그들의 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 반도체 디바이스 시험장치의 테스트헤드 위치결정장치의 일실시예를 도시하는 측면도이고, 특히 테스트헤드를 연직방향으로 승강시키기 위한 잭기구의 구성을 상세히 도시한다. 이 실시예에 있어서도 테스트헤드는 단순히 블록(81)으로서만 도시한다. 또, 도 1에는 테스트헤드(81)의 한쪽 측면만을 도시하지만 도 1를 좌측에서 본 정면도인 도 2a 및 도 1을 우측에서 본 배면도인 도 2b로부터 용이하게 이재할수 있는 바와같이 대향하는 반대측의 측면에도 똑같은 구성의 잭기구가 설치되어 있다.

예시의 잭기구(1)는 테스트헤드(81)의 저면보다 하방의 소정높이위치에서 테스트헤드(81)의 측면하단 가장자리를 따라 수평방향(도 1에서 좌우방향)으로 연재하는 길다란 이송나사(이 예에서는 수나사)(11)와, 이 이송나사(11)와 나사맞춤하는 나사산을 내부에 갖고, 소정의 간격을 두고 이송나사(11)에 나사 맞춤되어 있는 2개의 가동나사(이 예에서는 암나사)(12A, 12B)로 이루어지는 2개의 나사대우 를 포함한다.

이들 나사대우의 가동나사(12A, 12B)는 예를들면 볼나사에 의해 구성할 수가 있다. 가동나사(12A, 12B)는 이송나사(11)의 회전방향에 따라서 이 이송나사(11)를 따라 도시화살표(19)로 도시하는 방향 및 그 역방향으로 왕복운동을 한다. 또, 이들 가동나사(12A, 12B)의 측면상부에는 축(13A, 13B)이 각각 직각방향(도 5의 지면을 관통하는 방향)에 외측으로 돌출한 상태로 삽입설치되어 있다.

잭기구(1)는 더욱더 테스트헤드(81)의 측면에 장치된 대략 직사각형의 가동지지체(21)의 대략 같은 높이위치에 이송나사(11)의 연재하는 방향으로 소정의 간격을 두고, 각각 직각 방향으로 외측에 돌출하도록 삽입설치된 2개의 결합축(14A, 14B)와, 이송나사(11)와 소정의 간격을 두고 그 외측위치에 대향배치된 지지부재(2) (도 2a 및 도 2b 참조)의 대략 같은 높이위치(이 예에서는 가동지지체(21) 보다 약간 하측의 위치)에 이송나사(11)의 연재하는 방향으로 소정의 간격을 두고, 각각 직각 방향으로 외측에 (테스트 헤드측에) 돌출하도록 삽입설치된 2개의 고정축(15A, 15B)과, 각각의 일단이 상기 가동나사(12A, 12B)에 고정된 축 (13A, 13B) (이하, 제1고정축이라 칭함)에 각각 회전운동 자유로이 장치되고,각각의 다른 단이 상기 가동지지체(21)의 결합축(14A, 14B)에 각각 회전운동 자유로이 장치된 2개의 구동아암(16A, 16B)과 각각의 일단이 상기 지지부재에 고정된 축(15A, 15B) (이하, 제2 고정축이라 칭함)에 각각 회전운동 자유로이 장치된 2개의 종동아암(18A, 18B)과, 대응하는 구동아암과 종동아암의 대략 중심부를 회전운동 자유롭게 결합하는 추축(17A, 17B)와를 구비한다.

이들 종동아암(18A, 18B)의 슬라이드축(22A, 22B)에는 테스트헤드(81)측에 빠짐방지부재가 장치되어 있으므로 슬라이드축(22A, 22B)은 장공 (23A, 23B)을 확실히 슬라이드하고, 동시에 테스트헤드(81)의 무게의 일부를 지지한다.

상기 종동아암(18A, 18B)는 구동아암(16A, 16B)과 거의 같은 형상 및 치수를 갖고 추축(17A, 17B)에 의하여 대응하는 구동아암과 종동아암을 각각 X자 형상으로 결합되어 있다.

상기 이송나사(11)와 대향 배치된 지지부재(2)는 도 2에서는 핸들러의 설치연(바닥)인 지지기반(5)에 직접 고정되어 있는것과 같이 도시되어 있지만, 실제에는 핸들러의 프레임을 지지부재(2)로서 이용하고 있는 경우가 많다. 또 지지기반(5)으로서 핸들러의 저부의 프레임을 이용하는 경우도 있다.

더욱이 제2고정축(15A, 15B)는 지지기반(5)에 고정된 각각의 지지부재에 각각 고정되어 있어도 좋다. 또 추축(17A, 17B)은 구동아암 또는 종동아암의 한쪽에 고정한 축이라도 좋다.

이송나사(11)는 지지기반(5)에 고정된 도시하지않은 복수개의 지지체에 의하여 회전이 자유롭게 지지되어 있고 이송나사(11)의 일단에는 핸들(31)이 동축 상태로 취착하고, 다른쪽에는 스프로킷(24A)이 장치되어 있다. 핸들(31)은 오퍼레이터가 회전조작하는 경우에 사용하는 손잡이(31H)를 구비하고 있다.

이송나사(11)에 고정된 스프로킷(24A)은 반대측의 이송나사(11B)의 대응하는 위치에 고정된 스프로킷(24A) (도 2b)과 체인(28)에 의하여 결합되어 있고 이송나사(11)의 회전에 의하여 스프로킷(24A)이 회전하면, 다른쪽의 스프로킷(24A)이 체인(28)을 통하여 동시에 회전하므로 다른쪽의 이송나사(11B)도 같은 방향으로 동시에 회전한다. 이들 스프로킷(24A, 24B)은 같은 직경, 및 같은 잇수를 갖고 따라서 양 이송나사(11, 11B)는 같은 속도로 같은 방향으로 회전한다.

한편, 가동나사(12A, 12B)는 지지기반(5)에 고정되고, 동시에 이송나사(11)에 따르는 방향으로 연재하는 도시하지 않는 안내레일에 미끄럼 운동 자유롭게 지지되어 있다. 이 경우, 이송나사(11) 및 안내레일의 한쪽 또는 양쪽을 핸들러의 프레임에 장치하여도 좋다. 이 실시예에서는 이송나사(11, 11B) 및 안내레일 모두, 별개의 지지부재를 사용하지 않고 핸들러의 프레임에 이송나사(11, 11B)는 회전이 자유롭게 장치되고, 안내레일은 고정상태로 장치되어 있다.

테스트헤드(81)의 반대측의 측면에도 거의 직사각형의 가동지지체(21B) 및똑같은 구성의 잭기구(1B)가 설치되어 있으므로 테스트헤드(81)는 양측면에 장치된 한쌍의 가동지지체(21, 21B)와 한쌍의 잭기구(1,1B)에 의하여 도시하는 바와같이 지지기반(5)(핸들러의 설치면)으로부터 소정의 높이위치에 지지되어 있다.

본 발명에서는 더욱더 지지기반(5) (이 예에서는 핸들러의 설치면)의 소정위치에 이 실시예에서는 테스트헤드(81)의 좌우 양측부의 하방에 하나씩, 2개의 에어실린더(4)를 설치하고, 이들 에어실린더(4)의 피스톤로드(4R)의 선단을 가동지지체(21, 21B)의 저부에 결합블록(6)을 통하여 각각 결합한다. 이들 에어실린더(4)의 위를 향한 추력(thrust)은 테스트헤드(81)의 중량의 ½에 설정되어 있고, 따라서 좌우 2개의 에어실린더(4) 안에 의하여 테스트헤드(81)는 연직방향의 도시하는 위치에 유지되어있다. 2개의 에어실린더(4)는 단순히 테스트헤드(81)의 중량을 상쇄하는 추력을 갖고 있을 뿐이므로 카운터 밸런서(counter-balancer)로서만 동작한다. 따라서, 2개의 에어실린더(4)는 테스트헤드(81)를 상승 시킬정도의 큰 추력을 갖을 필요는 없으므로 소형의 염가인 에어실린더가 사용된다. 더욱이 이 실시예에서는 에어실린더(4)를 사용하였지만, 유압실린더, 오일 스프링등도 카운터 밸런서로서 사용할 수가 있다.

다음에 상기 구성의 잭기구(1,1B)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 테스트헤드(81)를 핸들러의 테스트부의 하측의 소정위치에 반송하고, 테스트헤드(81)의 양측면에 가동지지체(21, 21B)를 장치한다. 이때, 잭기구(1, 1B)는 도 1에 도시하는 초기상태에 있다.

또, 테스트헤드(81)의 무게는 모두 2개의 에어실린더(4)가 부압하고 있으므로, 잭기구(1,1B)에는 테스트헤드(81)의 중량은 전혀 가하여 있지않다.

다음에, 오퍼레이터는 핸들(31)을 돌리고 이송나사(11)를 이 예에서는 시계방향으로 회전시킨다. 상술한 바와같이 잭기구(1, 1B)에는 테스트헤드(81)의 중량이 전혀 가하여 있지 않으므로 핸들(31)은 간단히 돌아가고 따라서 도 6에 도시한 종래예와 같이 감속기어 기구를 설치할 필요는 없다. 이로서, 도 1에 도시하는 위치에 있는 2개의 가동나사(12A, 12B)는 도시의 화살표(19)의 방향으로 이동하므로, 이들 가동나사(12A, 12B)의 제1고정축(13A, 13B)에 회전운동이 자유롭게 지지된 구동아암(16A, 16B)의 일단은 제2고정축(15A, 15B)에 접근하는 방향으로 각각 서서히 이동한다. 따라서, 이들 구동아암(16A, 16B)은 종동아암(18A, 18B)의 각각 일단이 제2 고정축(15A, 15B)에 회전운동 자유롭게 지지되어 있으므로, 추축(17A, 17B)를 회전운동점으로서 직립하는 방향으로(반시계 방향으로)회전운동하고, 가동지지체(21)에 장치된 결합축(14A, 14B)을 상방으로 밀어올리려고 한다.

한편, 종동아암(18A, 18B)은 구동아암(16A, 16B)의 직립하는 방향의 회전운동에 의하여 추축(17A, 17B)이 비스듬히 우상으로 상승하므로 제2고정축(15A, 15B)를 고정의 회전운동점으로서 직립하는 방향으로 (시계방향으로) 회전운동한다. 그 결과, 가동지지체(21)의 결합축(14A, 14B)을 연직방향으로 상승시키는 구동력이 발생한다. 이리하여 가동지지체(21)가 연직방향으로 상승하므로 이 가동지지체(21)에 장치된 테스트헤드(81)도 동시에 연직방향으로 상승하는 것으로 된다.

이와같이 핸들(31)의 회전에 의하여 한쪽의 잭기구(1)의 이송나사(11)를 회전시켜 동시에 스프로킷(24A), 체인(28) 및 스프로킷(24B)에 의하여 다른편의 잭기구(1B)의 이송나사(11B)를 회전시켜 테스트헤드(81)를 서서히 연직방향으로 상승시켜 핸들러의 테스트부에 대하여 테스트헤드(81)를 정밀하게 위치결정하면서 소정의 높이위치까지 상승시킨다. 이 높이위치에서 핸들(31)의 회전을 정지하고, 테스트헤드(81)를 그 높이 위치로 유지한다. 이 상태에서 하이픽스 베이스와 같은 장치구에 의하여 테스트헤드(81)를 핸들러의 테스트부의 소정위치에 장치한다. 이로서 테스트헤드(81)에 장치된 IC소켓이 테스트부내로 노출된다.

테스트헤드(81)를 강하시킬때에는 장치구와 핸들러의 테스트부와의 접속을 해제하고, 핸들(31)를 역회전시켜 이송나사(11, 11B)를 이 예에서는 반시계방향으로 회전시킨다. 이로서, 가동나사(12A, 12B)는 도시한 화살표(19)의 방향과는 반대의 방향으로 이동하고, 테스트헤드(81)가 도 1에 도시하는 초기상태의 위치로 강하하는 것은 명백하므로 그 이상의 설명은 생략한다.

도 1에 도시하는 초기상태에 있어서는 가동나사(12A, 12B)의 제1 고정축(13A, 13B), 이송나사(11)과 대향 배치된 지지부재의 제2고정축(15A, 15B)의 축심은 거의 같은 높이위치(동일수평면)에 있고, 가동지지체(21)의 결합축(14A)과 이동나사(11)와 대향 배치된 지지부재의 제2고정축(15A)의 축심이 거의 동일 연직 면상에 가동지지체(21)의 결합축(14B)과 이송나사(11)와 대향 배치된 지지부재의 제2고정축(15B)의 축심이 거의 동일의 연직면상에 있도록 배열하였지만, 이와같은 배열에 한정되는 것은 아니다.

더욱이, 이송나사(11,11B)에 나사맞춤하는 가동나사를 예시의 2개 보다 더욱더 증가시켜 가동지지체(21, 21B)를 지지 및 승강시키는 구동아암 및 종동아암의조(組)를 더욱 증가시키면 테스트헤드(81)의 승강동작이 원활하게되고, 또 테스트헤드의 중량을 각조의 구동아암 및 종동아암으로 지지하기 때문에 테스트헤드를 보다 한층더 확실히 유지할 수가 있다.

상기 구성에 의하면 잭기구(1,1B)에는 테스트헤드(81)의 중량이 전혀 가하여 있지 않으므로 핸들(31)이 이송아암(11)에 직결하고 있음에도 불구하고 오퍼레이터는 핸들(31)을 용이하게 (작은 힘)으로 회전할 수가 있다. 이와같이 감속기어기구를 설치할 필요가 없으므로 이송나사(11, 11B)를 상당한 속도로 회전시킬수가 있고, 테스트헤드(81)를 신속히 상승 및 강하시킬수가 있다. 따라서 테스트헤드의 승강속도에서 하등 문제가 생기지 않는다. 또 테스트헤드의 중량이 무겁게 되더라도 이 중량의 증가는 카운터 밸런서인 에어실린더에 의하여 상쇄되므로 오퍼레이터의 핸들조작에는 전혀 영향을 주지 않는다. 따라서 매우 조작성이 양호한 수동조작의 테스트헤드 위치결정장치를 제공할 수가 있다.

또, 테스트헤드를 승강시키는 동력원은 어디까지나 오퍼레이터의 핸들조작에 의하여 이송나사(11)에 입력되는 수동의 토크뿐이므로, 오퍼레이터는 테스트헤드를 접속하는 핸들러의 테스트부와 잭기구와의 사이에 상호 위치관계를 정확히 파악할수 있고, 통신 연락은 필요하지 않다. 물론 모터제어회로도 불필요하다.

그위에 에어실린더는 카운터 밸런서로서만 사용되고 있으므로, 소형이고 염가인 에어실린더를 사용할수 있어, IC 테스트 전체의 코스트를 대부분 상승시키지 않는다. 또 잭기구의 각부에 걸리는 부하도 수동의 축 토크의 범위를 초과하는 일은 없으므로 안정하고 원활한 조작을 할 수가 있다.

더욱더 전원 차단 사고시에 테스트헤드가 낙하하는 것을 방지하는 대책에 관하여도 모터구동이 아니고 이송나사와 나사맞춤하는 가동나사에 의한 구동이므로, 상기 실시예와 같이 가동나사의 수를 복수개로 하면 정하중 상태에 있어서 낙하하중을 이송나사와 가동나사의 마찰에 의하여 흡수할 수 있으므로 특별한 방지대책은 필요하지 않다.

더욱이, 에어실린더의 에어가 무엇인가의 사고에 의하여 오프로 된 경우에 있어서도 체크밸브(역지 밸브)를 실린더가 에어원과의 사이에 삽입하여 둠으로써 에어실린더는 설정압력으로 유지되므로 안전하다.

상기 실시예에서는 잭기구(1,1B)에 의하여 가동지지체(21, 21B)를 연직방향으로 승강시켜, 이들 가동지지체(21, 21B)에 장치된 테스트헤드(81)를 연직방향으로 승강시키도록 구성하였지만, 잭기구(1,1B)에 의하여 직접 테스트헤드(81)를 연직방향으로 승강시키도록 구성하여도 좋다. 이 경우에는 결합축(14A, 14B)이 테스트헤드(81)에 고정되고, 테스트헤드(81)에 종동아암(18A, 18B)의 슬라이드축(22A, 22B)이 슬라이드하는 수평방향의 장공(23A, 23B)을 형성하는 것으로 된다.

더구나, 장공(23A, 23B) 대신에, 테스트헤드(81)의 측면 또는 가동지지체(21,21B)에 수평방향으로 2개의 평행한 가이드레일을 돌출형성하고, 이들 가이드레일간의 간격을 슬라이드축의 외경보다 약간 크게 함으로서도 종동아암(18A, 18B)의 슬라이드축(22A, 22B)은 이들 가이드레일에 따라 수평방향으로 슬라이드 가능하고 동시에 상축의 가이드레일을 통하여 테스트헤드의 중량을 지지할수 있으므로 장공(23A, 23B)을 형성한 경우와 같은 작용효과가 얻어진다. 또, 상측의 가이드레일만을 설치하여도 테스트헤드의 중량을 지지할수 있으므로, 장공(23A, 23B)을 형성한 경우와 같은 작용효과가 얻어진다. 따라서 본 발명은 도면을 참조하여 상술한 실시예의 구성 및 구조에 한정되는 것은 아니다.

Claims

반도체 디바이스를 테스트부로 반송하고, 이 테스트부에 있어서 반도체 디바이스를 시험하고, 시험종료후, 시험이 끝난 반도체 디바이스를 상기 테스트부로부터 소정의 장소에 반출하는 형식의 반도체 디바이스 시험장치에 있어서, 반도체 디바이스에 소정의 시험패턴신호를 인가하는 테스트헤드를 상기 테스트부의 소정의 위치로 승강시키기 위하여 사용되는 테스트헤드 위치결정장치로서,

테스트헤드의 중량과 거의 동등한 구동력을 갖는 카운터 밸런서와,

상기 테스트헤드를 승강시키기 위한 수동조작의 잭기구를 구비하고, 상기 카운터 밸런서는 상기 테스트헤드의 대향하는 적어도 2개의 위치에 설치되고, 또한 이들 카운터 밸런서의 합계의 구동력이 상기 테스트헤드의 중량과 거의 동등의 힘으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 카운터 밸런서는 에어실린더, 유압실린더 또는 오일스프링인 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 카운터 밸런서는 상기 테스트헤드의 대향하는 적어도 2개의 위치에 설치되고, 또한 이들 카운터 밸런서의 합계의 구동력이 상기 테스트헤드의 중량과 거의 동등한 힘으로 설정되어 상기 테스트헤드의 중량을 상쇄하고,

상기 수동조작의 잭기구는 상기 테스트헤드의 대향하는 측부에 각각 설치되고, 한쪽의 잭기구를 오퍼레이터가 수동조작함으로써 양쪽의 잭기구가 동시에 동작하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 3 항에 있어서, 상기 카운터 밸런서는 에어실린더, 유압실린더, 또는 오일 스프링인 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 3 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각은 거의 수평방향으로 배치되어 회전이 자유롭게 지지된 이송나사, 이 이송나사와 나사맞춤한 적어도 하나의 가동나사부재, 및 이 가동나사부재에 일단이 회전이 자유롭게 장치되고 이 가동나사부재의 상기 이송나사에 따른 이동에 의하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 구동아암을 갖는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 5 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각의 이송나사는 이들 이송나사에 고정된 스프로킷 및 이들 스프로킷 사이를 연결하는 체인에 의하여 동시에 같은 방향으로 거의 같은 속도로 회전하도록 결합되어 있고, 한쪽의 잭기구의 이송나사에 핸들이 동축상태로 직결되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 5 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각의 이송나사는 이들 이송나사에 고정된 기어 및 이들 기어사이를 연결하는 기어기구에 의하여 동시에 같은 방향으로 거의 같은 속도로 회전하도록 결합되어 있고 한쪽의 잭기구의 이송나사에 핸들이 동축상태로 직결되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각은 상기 구동아암의 이동에 따라 이동하는 거의 같은 형상 및 치수의 종동아암을 포함하고, 이들 구동아암과 종동아암은 그들의 거의 중심이 추축에 의하여 회전이 자유롭게 결합되어 있고, 상기 가동나사부재의 상기 이송나사에 따른 이동에 따른 상기 구동아암과 종동아암의 회전운동에 의하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 5 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각의 이송나사에는 복수개의 가동 나사부재가 소정의 간격을 두고 나사맞춤하여 있고, 이들 가동나사부재의 각각에 고정축이 설치되고, 각각의 고정축에 상기 구동아암의 일단이 회전이 자유롭게 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수동조작의 잭기구는 상기 테스트헤드의 대향하는 측부에 각각 설치되고 한쪽의 잭기구를 오퍼레이터가 수동조작함으로써 양쪽의 잭기구가 동시에 동작하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 10 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각은 대략 수평방향으로 배치되고, 회전이 자유롭게 지지된 이송나사, 이 이송나사와 나사맞춤한 적어도 하나의 가동나사부재, 및 이 가동나사부재에 일단이 회전이 자유롭게 장치되고 이 가동나사부재의 상기 이송나사에 따른 이동에 의하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 구동아암을 갖는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 11 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각의 이송나사는 이들 이송나사에 고정된 스프로킷 및 이들 스프로킷 사이를 연결하는 체인에 의하여 동시에 같은 방향으로 대략 같은 속도로 회전하도록 결합되어 있고, 한쪽의 잭기구의 이송나사에 핸들이 동축상태로 직결되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 11 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각의 이송나사는 이들 이송나사에 고정된 기어 및 이들 기어사이를 연결하는 기어기구에 의하여 동시에 같은 방향으로 거의 같은 속도로 회전하도록 결합되어 있고, 한쪽의 잭기구의 이송나사에 핸들이 동축상태로 직결되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 11 항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각은 상기 구동아암의 이동에 따라 이동하는 대략 같은 형상 및 치수의 종동아암을 포함하고, 이들 구동아암과 종동아암은 그들의 대략 중심이 추축에 의하여 회전이 자유롭게결합되어 있고, 상기 가동나사부재의 상기 이송나사에 따른 이동에 동반하는 상기 구동아암과 종동아암의 회전운동에 의하여 상기 테스트헤드를 상승 및 강하시키는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잭기구의 각각의 이송나사에는 복수개의 가동나사부재가 소정의 간격을 두고 나사맞춤하여 있고, 이들 가동나사부재의 각각에 고정축이 설치되고, 각각의 고정축에 상기 구동아암의 일단이 회전이 자유롭게 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.
제 1 항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테스트헤드의 대향하는 측부에 각각 가동지지체가 설치되고, 이들 2개의 가동지지체에 상기 잭기구가 각각 장착되고, 상기 테스트헤드는 이들 가동지지체에 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트헤드 위치결정장치.