KR100708629B1 - 집적회로 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피시험 IC의 콘택트부로의 가압력의 균일성이 우수한 IC시험장치를 제공하고자 하는 것이다.

피시험 IC의 입출력 단자를 테스트 헤드의 콘택트 핀(51)으로 밀어 붙여서 테스트를 행하는 IC 시험장치(1)이고, 콘택트 핀(51)에 대해 접근 이반 이동 가능하게 설치된 푸셔 베이스(34), 푸셔 베이스에 설치되어 피시험 IC에 접촉하여 이것을 가압하는 푸셔 블록(31), 푸셔 블록에 대해 피시험 IC의 가압방향으로 탄성력을 부여하는 스프링(36)을 갖추고 있다.

Description

집적회로 시험장치{IC Testing Apparatus}

도 1은 본 발명의 IC 시험장치의 실시형태를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 IC 시험장치에서의 피시험 IC의 처리 방법을 나타낸 트레이의 플로우차트,

도 3은 도 1의 IC 시험장치의 IC 스토커의 구조를 나타낸 사시도,

도 4는 도 1의 IC 시험장치에 이용되는 커스터머 트레이를 나타낸 사시도,

도 5는 도 1의 IC 시험장치에 이용되는 테스트 트레이를 나타낸 일부 분해 사시도,

도 6은 도 1의 테스트 헤드에 있어서의 푸셔, 인서트(테스트 트레이), 소켓 가이드 및 콘택트 핀(콘택트부)의 구조를 나타낸 분해 사시도,

도 7은 도 6의 Ⅶ부를 확대한 사시도,

도 8은 도 6의 단면도,

도 9는 도 6의 푸셔, 소켓 가이드 및 콘택트 핀의 위치관계를 나타낸 단면도,

도 10은 스프링 길이와 하중과의 관계를 나타낸 그래프,

도 11은 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 분해 사시도,

도 12는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 분해 사시도,

도 13은 종래의 IC 시험장치에 있어서의 스트로크 하중 곡선이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

IC: 피시험 IC 1: IC 시험장치

100: 챔버부 101: 항온조

102: 테스트 챔버 103: 제열조

104: 테스트 헤드 30: 푸셔

31: 푸셔 블록 32: 가이드 핀

33: 스토퍼 가이드 34: 푸셔 베이스

35: 리드 푸셔 베이스 36: 스프링(탄성수단)

37: 심 40: 소켓 가이드(콘택트부)

41: 가이드 부쉬 42: 스토퍼 면

50: 소켓(콘택트부) 51: 콘택트 핀

51a: 원추 형상 오목부 52: 디바이스 가이드

52a: 벽부 105: 장치 기판

108: 테스트 트레이 반송장치 200: IC 격납부

201: 시험전 IC 스토커 202: 시험을 마친 IC 스토커

203: 트레이 지지틀 204: 엘리베이터

205: 트레이 이송 아암 300: 로더(loader)부

304: X-Y 반송장치 305: 프리사이저

306: 창부 400: 언로더(unloader)부

404: X-Y 반송장치 405: 버퍼부

406: 창부 KST: 커스터머 트레이

TST: 테스트 트레이 16: 인서트

본 발명은 반도체 집적 회로 소자 등의 각종 전자부품(이하, 대표적으로 IC라 칭한다)을 테스트 하기 위한 IC 시험장치에 관한 것으로, 특히 IC의 콘택트부로의 가압력의 균일성이 우수한 IC 시험장치에 관한 것이다.

핸들러라 칭해지는 IC 시험장치에서는 트레이에 수납된 다수의 IC를 시험장치내로 반송하고, 각 IC를 테스트 헤드에 전기적으로 접촉시켜, IC 시험장치 본체(이하, 테스터라 한다)에서 시험을 행하게 한다. 그리고, 시험을 종료하면, 각 IC를 테스트 헤드로부터 반출하고, 시험결과에 따라 트레이에 교체함으로써, 양품과 불량품이라는 카테고리로의 분류가 행해진다.

종래의 IC 시험장치에서는 시험전의 IC를 수납하거나 시험을 마친 IC를 수납하기 위한 트레이(이하, 커스터머 트레이라 한다)와 IC 시험장치내를 순환 반송되는 트레이(이하, 테스트 트레이라 한다)가 서로 다른 타입의 것이 있고, 이런 종류의 IC 시험장치에서는 시험의 전후에 있어서, 커스터머 트레이와 테스트 트레이와의 사이에서 IC의 교체가 행해지고, IC를 테스트 헤드에 접촉시켜 테스트를 행하는 테스트 공정에서는 IC는 테스트 트레이에 탑재된 상태에서 테스트 헤드에 압착시킨다.

그런데, 종래의 IC 시험장치의 테스트 공정에서는 푸셔라 불리는 가압기구가 하강함으로써 피시험 IC가 콘택트 핀으로 압착되었으나, 그 푸셔와 콘택트부와의 거리를 소정 수치로 하는 스토퍼에 의해 푸셔의 하강한계가 정해져 있었다.

그러나, 피시험 IC 자체의 두께(오차를 △X라 한다), 푸셔측의 스토퍼와 푸셔면과의 제조 수치(오차를 △Y라 한다) 및 콘택트부측의 스토퍼와 콘택트 핀 선단과의 제조 수치(오차를 △Z라 한다)에는 적지않은 제조 오차가 존재하고, △X∼△Z의 적산량은 통상 ±0.1∼±0.2㎜ 정도까지도 상승한다.

이 때문에, △X∼△Z의 적산 오차가 예를 들어 +0.04㎜가 되면, 도 13의 푸셔 스트로크 하중 곡선에 도시된 바와 같이, 기준 하중 25gf/1ball(이 경우는 푸셔 스트로크를 0.18㎜로 설정하면 좋다)에 대해, 실제로는 45gf/1ball의 하중이 피시험 IC에 작용하여 버린다. 이 경우에는 피시험 IC가 파손 또는 손상될 우려가 있다. 또한, 반대로 △X∼△Z의 적산 오차가 최소측에서 예를 들어 -0.1㎜ 벗어나면, 충분한 가압력을 얻을 수 없고, 테스트 불능이 될 우려가 있다.

다만, 푸셔 및 콘택트부의 각각의 수치 정밀도를 높이면, 토탈 오차를 작게 할 수 있지만, 이러한 수치 정밀도의 조작에도 일정한 한계가 있고, 게다가 칩 사이즈 팩키지(CSP:Chip Size Package) 등은 패키지 몰드의 수치 정밀도가 매우 좋지 않기 때문에, 피시험 IC가 CSP칩일 때, △X의 제조 오차가 커져, 푸셔와 콘택트부의 조작만으로는 대처할 수 없다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피시험 IC의 콘택트부로의 가압력의 균일성이 우수한 IC 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1)상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 IC 시험장치는 피시험 IC의 입출력 단자를 테스트 헤드의 콘택트부로 밀어 붙여서 테스트를 행하는 IC 시험장치에 있어서, 상기 콘택트부에 대해 접근 이반 이동 가능하도록 설치된 푸셔 베이스와, 상기 푸셔 베이스에 설치되어 상기 콘택트부의 반대면으로부터 상기 피시험 IC에 접촉하여 이것을 가압하는 푸셔 블록과, 상기 푸셔 블록에 대해 상기 피시험 IC의 가압방향으로 탄성력을 부여하는 탄성수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 IC 시험장치에서는 피시험 IC의 입출력 단자를 테스트 헤드의 콘택트부로 밀어 붙일 때에, 푸셔 베이스를 콘택트부로 접근시키고, 푸셔 블록으로 피시험 IC를 콘택트부측으로 가압한다.

이 때, 푸셔 베이스와 콘택트부와의 위치관계는 스토퍼 등의 기계적 기구 혹은 전동 모터 등의 전기적 기구에 의해 기준 수치로 규제되지만, 이들 푸셔 베이스와 콘택트부와의 위치관계에 오차가 발생하는 경우에는 푸셔 블록이 탄성수단에 의해 피시험 IC에 대해 탄성력을 부여하면서, 그 오차를 흡수한다. 따라서, 피시험 IC에 과도한 압력이 작용되거나, 반대로 압력이 부족하게 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 IC 시험장치에서는 푸셔의 스트로크를 관리하는 것이 아니라, 푸셔 블록에 의한 하중을 관리함으로써 피시험 IC에 대한 압력을 균일화한다.

본 발명에 있어서의 탄성수단으로서는 특별히 한정되지 않고, 코일 스프링 등의 각종 탄성체나 액츄에이터 등을 이용할 수 있다. 또한, 이 탄성수단은 푸셔 베이스에 설치하는 것 외에, 그 외의 부위에도 설치할 수 있다.

푸셔 베이스와 콘택트부와의 위치관계에서 발생하는 주된 오차로는 피시험 IC 자체의 두께 △X, 푸셔측의 스토퍼와 푸셔면과의 제조 수치 △Y 및 콘택트부측의 스토퍼와 콘택트 핀 선단과의 제조 수치 △Z를 들 수 있고, 상술한 바와 같이 이들 △X∼△Z의 적산량은 통상 ±0.1∼±0.2㎜ 정도까지 상승한다. 그러나, 예를 들어 탄성 수단으로서 코일 스프링을 이용한 경우에 고찰하면, ±2㎜의 오차가 발생한 경우에도 피시험 IC에 작용하는 가압력의 오차는 예를 들면 기준 하중 25gf/1ball에 대해, ±3gf/1ball 정도가 되고, 과하중 혹은 하중 부족이라는 문제는 전혀 없다.

(2) 본 발명의 IC 시험장치에 있어서, 피시험 IC를 콘택트부로 반송하는 형태는 특별히 한정되지 않고, 흡착 헤드로 피시험 IC를 흡착 유지하여 콘택트부로 밀어 붙이는 타입과, 피시험 IC를 트레이 탑재한 상태에서 콘택트부로 밀어 붙이는 타입도 포함한다. 특히 후자의 타입에서는 다수의 피시험 IC를 동시 측정하기 위해 다수의 피시험 IC를 동시에 가압하기 때문에, 푸셔와 콘택트부와의 위치관계에 오차가 발생하기 쉽다. 따라서, 본 발명은 피시험 IC를 트레이 탑재한 상태에서 콘택트부로 밀착하는 타입의 IC 시험장치에 적용하는 것이 보다 바람직하다.

(3) 본 발명에서의 탄성수단에 있어서, 특별히 한정되는 것을 아니지만, 탄성 수단의 탄성력이 가변되는 것이 바람직하다.

이 탄성력의 가변이라는 것은 푸셔 블록에 대해 부여되는 피시험 IC의 압력방향의 탄성력을 변경 가능하게 하는 것을 의미하고, 구체적 수단은 특별히 한정되어 있지 않다.

예를 들면, 다른 탄성계수를 갖는 복수 종류의 탄성수단을 교환함으로써 탄성력을 가변시키거나, 혹은 같은 탄성수단을 이용하여 그 탄성수단의 기본 길이를 변경함으로써 탄성력을 가변시키는 것을 들 수 있다.

탄성수단의 탄성력을 가변시킴으로써, 피시험 IC 그 외의 테스트 조건에 따라 기준 하중(압력)이 변동하여도 이것에 유연하게 대응할 수 있고, IC 시험장치의 범용성이 높아진다.

(4) 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 관점에 의하면, 피시험 IC의 입출력 단자가 테스트 헤드의 콘택트부에 접촉하도록 상기 피시험 IC를 푸셔와 상기 콘택트부로 끼워서 지지하여 테스트를 행하는 IC 시험장치에 있어서, 상기 푸셔는 상기 피시험 IC에 대해 진퇴 이동 가능하도록 설치되고, 상기 콘택트부로부터 상기 피시험 IC에 대한 힘에 저항하는 방향의 힘이 부여되고 있는 것을 특징으로 하는 IC 시험장치가 제공된다.

본 발명의 IC 시험장치에서는 푸셔와 콘택트부로 피시험 IC를 끼워서 지지할 때에, 이들 푸셔와 콘택트부와의 위치관계가 기준 수치에서 벗어나는 경우에도 푸셔는 그 오차량에 따라 피시험 IC에 대해 전진 또는 후퇴한다. 게다가 이 때, 푸셔에는 콘택트부로부터 피시험 IC에 대한 힘에 저항하는 방향의 힘이 부여되기 때문에, 푸셔와 콘택트부에 의한 피시험 IC의 끼워서 지지하는 힘(즉, 피시험 IC의 가압력)은 거의 일정값으로 유지된다. 따라서, 피시험 IC에 과도한 가압력이 작용하거나, 반대로 가압력 부족이 되는 것을 방지할수 있다.

(5)본 발명에서 적용되는 피시험 IC는 특별히 한정되지 않고, 모든 타입의 IC가 포함되지만, 패키지 몰드의 제조 수치 정밀도가 매우 좋지 않은 칩 사이즈 패키지(CSP)형 IC 등에 적용하면, 그 효과도 특히 뛰어나다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 IC 시험장치의 실시형태를 나타낸 사시도, 도 2는 피시험 IC의 처리 방법을 나타낸 트레이의 플로챠트, 도 3은 동 IC 시험장치의 IC 스토커의 구조를 나타낸 사시도, 도 4는 동 IC 시험장치에서 이용되는 커스터머 트레이를 나타낸 사시도, 도 5는 동 IC 시험장치에서 이용되는 테스트 트레이를 나타낸 일부 분해 사시도이다.

또한, 도 2는 본 실시형태의 IC 시험장치에서의 피시험 IC의 처리 방법을 이해하기 위한 도면으로서, 실제로는 상하 방향으로 나란히 배치되어 있는 부재를 평면적으로 나타낸 부분도 있다. 따라서, 그 기계적(삼차원적) 구조는 도 1을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 IC 시험장치(1)는 피시험 IC에 고온 또는 저온의 온도 스트레스를 가한 상태에서 IC가 적절히 동작하는지를 시험(검사)하고, 그 시험결과에 따라 IC를 분류하는 장치로서, 이러한 온도 스트레스를 가한 상태에서의 동작 테스트는 시험 대상이 되는 피시험 IC가 다수 탑재된 트레이(이하, 커스터머 트레이(KST)라고도 한다. 도 4 참조)로부터 그 IC 시험장치(1)내로 반송되는 테스트 트레이(TST)(도 5 참조)에 피시험 IC를 교체하여 실시된다.

이 때문에, 본 실시형태의 IC 시험장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 지금부터 시험을 행하는 피시험 IC를 격납하고, 또한 시험을 마친 IC를 분류하여 격납하는 IC 격납부(200)와, IC 격납부(200)로부터 보내지는 피시험 IC를 챔버부(100)에 보내는 로더부(300)와, 테스트 헤드를 포함한 챔버부(100)와, 챔버부(100)에서 시험이 행해진 시험을 마친 IC를 분류하여 취출하는 언로더부(400)로 구성되어 있다.

IC 격납부(200)

IC 격납부(200)에는 시험전의 피시험 IC를 격납하는 시험전 IC 스토커(201)와, 시험의 결과에 따라 분류된 피시험 IC를 격납하는 시험을 마친 IC 스토커(202)가 설치되어 있다.

이들 시험전 IC 스토커(201) 및 시험을 마친 IC 스토커(202)는 도 3에 도시한 바와 같이, 틀 형상의 트레이 지지틀(203)과, 이 트레이 지지틀(203)의 하부로부터 침입하여 상부를 향해 승강 가능하도록 하는 엘리베이터(204)를 구비하여 구성되어 있다. 트레이 지지틀(203)에는 커스터머 트레이(KST)가 복수 겹쳐 쌓여 지지되고, 이 겹쳐 쌓인 커스터머 트레이(KST)만이 엘리베이터(204)에 의해 상하로 이동된다.

그리고, 시험전 IC 스토커(201)에는, 지금부터 시험이 행해지는 피시험 IC가 격납된 커스터머 트레이(KST)가 적층되어 지지되는 한편, 시험을 마친 IC 스토커(202)에는 시험을 끝낸 피시험 IC가 적절하게 분류된 커스터머 트레이(KST) 가 적층되어 지지되어 있다.

또한, 이들 시험전 IC 스토커(201)와 시험을 마친 IC 스토커(202)는 같은 구조로 되어 있기 때문에, 시험전 IC 스토커(201)와 시험을 마친 IC 스토커(202)와의 각각의 수를 필요에 따라 적정수로 설정할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 예에서는 시험전 스토커(201)에 2개의 스토커(STK-B)를 설치하고, 또한 그 옆에 언로더부(400)로 보내지는 빈 스토커(STK-E)를 2개 설치함과 아울러, 시험을 마친 IC 스토커(202)에 8개의 스토커(STK-1, STK-2, …STK-8)를 설치하여 시험결과에 따라 최대 8개로 분류하여 격납할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 양품과 불량품 외에, 양품 중에서도 동작 속도가 고속인 것, 중속인 것, 저속인 것, 혹은 불량품 중에서도 재시험이 필요한 것 등으로 분류된다.

로더부(300)

상술한 커스터머 트레이(KST)는 IC 격납부(200)와 장치 기판(105)과의 사이에 설치된 트레이 이송 아암(205)에 의해 로더부(300)의 창부(306)로 장치 기판(105)의 하측으로부터 운반된다. 그리고, 이 로더부(300)에 있어서, 커스터머 트레이(KST)에 적재된 피시험 IC를 X-Y 반송장치(304)에 의해 일단 프리사이저(preciser)(305)로 이송하고, 여기서 피시험 IC의 상호의 위치를 수정한 후, 이 프리사이저(305)로 이송된 피시험 IC를 다시 X-Y 반송장치(304)를 이용하여 로더부(300)에 정지하고 있는 테스트 트레이(TST)로 옮겨 쌓는다.

커스터머 트레이(KST)로부터 테스트 트레이(TST)로 피시험 IC를 옮겨 쌓는 IC 반송장치(304)로서는 도 1에 도시한 바와 같이 장치 기판(105)의 상부에 가설(架設)된 2개의 레일(301)과, 이 두 개의 레일(301)에 의해 테스트 트레이(TST)와 커스터머 트레이(KST)와의 사이를 왕복하는(이 방향을 Y방향이라 한다) 것이 가능한 가동 아암(302)과, 이 가동 아암(302)에 의해 지지되고 가동 아암(302)을 따라 X방향으로 이동할 수 있는 가동 헤드(303)을 갖추고 있다.

이 X-Y 반송장치(304)의 가동 헤드(303)에는 흡착 헤드가 하향으로 장착되어 있고, 이 흡착 헤드가 공기를 흡인하면서 이동함으로써, 커스터머 트레이(KST)로부터 피시험 IC를 흡착하고, 그 피시험 IC를 테스트 트레이(TST)에 옮겨 쌓는다. 이러한 흡착 헤드는 가동 헤드(303)에 대해 예를 들면 8개 정도 장착되어 있고, 한번에 8개의 피시험 IC를 테스트 트레이(TST)에 옮겨 쌓을 수 있다.

또한, 일반적인 커스터머 트레이(KST)에서는 피시험 IC를 유지하기 위한 오목부가 피시험 IC의 형상보다 비교적 크게 형성되어 있기 때문에, 커스터머 트레이(KST)에 격납된 상태에서 피시험 IC의 위치는 큰 오차를 갖고 있다. 따라서, 이 상태에서 피시험 IC를 흡착 헤드에 흡착하고, 직접 테스트 트레이(TST)로 옮기면, 테스트 트레이(TST)에 형성된 IC 수납 오목부에 정확하게 낙하하는 것이 곤란하게 된다. 이 때문에, 본 실시형태의 IC 시험장치(1)에서는 커스터머 트레이(KST)의 설치 위치와 테스트 트레이(TST)와의 사이에 프리사이저(305)라 불리는 IC의 위치 수정 수단이 설치되어 있다. 이 프리사이저(305)는 비교적 깊은 오목부를 갖고, 이 오목부의 가장자리가 경사면으로 둘러쌓인 형상으로 되어 있기 때문에, 흡착 헤드에 흡착된 피시험 IC를 이 오목부에 낙하시키면, 경사면에서 피시험 IC의 낙하 위치가 수정된다. 이에 따라, 8개의 피시험 IC의 상호 위치가 정확하게 정해지고, 위치가 수정된 피시험 IC를 다시 흡착 헤드로 흡착하여 테스트 트레이(TST)에 옮겨 쌓음으로써, 테스트 트레이(TST)에 형성된 IC 수납 오목부에 정밀도 좋게 피시험 IC를 옮겨 쌓을 수 있다.

챔버부(100)

상술한 테스트 트레이(TST)는 로더부(300)에서 피시험 IC가 적재된 후, 챔버부(100)로 보내지면, 그 테스트 트레이(TST)에 탑재된 상태에서 각 피시험 IC가 테스트된다.

챔버부(100)는 테스트 트레이(TST)에 적재된 피시험 IC에 목적으로 하는 고온 또는 저온의 열 스트레스를 가하는 항온조(101)와, 이 항온조(101)에서 열 스트레스가 가해진 상태에 있는 피시험 IC를 테스트 헤드에 접촉시키는 테스트 챔버(102)와, 테스트 챔버(102)에서 시험된 피시험 IC로부터 가해진 열 스트레스를 제거하는 제열조(103)로 구성되어 있다.

제열조(103)에서는, 항온조(101)에서 고온을 인가한 경우에는 피시험 IC를 송풍에 의해 냉각하여 실온으로 되돌리고, 또한 항온조(101)에서 예를 들어 -30℃ 정도의 저온을 인가한 경우에는 피시험 IC를 온풍 또는 히터 등으로 가열하여 결로가 발생하지 않을 정도의 온도까지 되돌린다. 그리고 이 제열된 피시험 IC를 언로더부(400)로 반출한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 챔버부(100)의 항온조(101) 및 제열조(103)는 테스트 챔버(102)보다 상방으로 돌출하도록 배치되어 있다. 또한, 항온조(101)에는 도 2에 개념적으로 나타낸 바와 같이, 수직 반송장치가 설치되어 있고, 테스트 챔버(102)가 빌때까지, 복수의 테스트 트레이(TST)가 이 수직 반송장치에 지지되면서 대기한다. 주로, 대기하는 동안, 피시험 IC에 고온 또는 저온의 열 스트레스가 인가된다.

테스트 챔버(102)에는 그 중앙에 테스트 헤드(104)가 배치되고, 테스트 헤드(104)의 위에 테스트 트레이(TST)가 운반되어 피시험 IC의 입출력 단자(HB)를 테스트 헤드(104)의 콘택트 핀(51)에 전기적으로 접촉시킴으로써 테스트가 행해진다. 한편, 시험이 종료된 테스트 트레이(TST)는 제열조(103)에서 제열되고, IC의 온도를 실온으로 되돌린 후, 언로더부(400)로 배출된다.

또한, 장치 기판(105)에 테스트 트레이 반송장치(108)가 설치되어 이 테스트 트레이 반송장치(108)에 의해, 제열조(103)로부터 배출된 테스트 트레이(TST)는 언로더부(400) 및 로더부(300)를 통해 항온조(101)로 반송된다.

도 5는 본 실시형태에서 이용되는 테스트 트레이(TST)의 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 이 테스트 트레이(TST)는 사각형 프레임(12)에 복수의 띳장(13)이 평행하게 등간격으로 설치되고, 이들 띳장(13)의 양측 및 띳장(13)과 대향하는 프레임(12)의 변(12a)에 각각 복수의 부착편(14)이 등간격으로 돌출하여 형성되어 있다. 이들 띳장(13)의 사이 및 띳장(13)과 변(12a)과의 사이와, 2개의 부착편(14)에 의해 인서트 수납부(15)가 구성되어 있다.

각 인서트 수납부(15)에는 각각 1개의 인서트(16)가 수납되도록 되어 있고, 이 인서트(16)는 파스너(fastener)(17)를 이용하여 2개의 부착편(14)에 플로팅 상태로 부착되어 있다. 이를 위하여, 인서트(16)의 양단부에는 각각 부착편(14)에의 부착용 구멍(21)이 형성되어 있다. 이러한 인서트(16)는 예를 들면 하나의 테스트 트레이(TST)에 16×4개 정도 부착된다.

또한, 각 인서트(16)는 동일 형상, 동일 수치로 되어 있기 때문에, 각각의 인서트(16)에 피시험 IC가 수납된다. 인서트(16)의 IC 수용부(19)는 수용한 피시험 IC의 형상에 따라 결정되고, 도 5에 도시한 예에서는 사각형의 오목부로 되어 있다.

여기서, 테스트 헤드(104)에 대해 한번에 접속된 피시험 IC는 도 5에 도시한 바와 같이 4행×16열로 배열된 피시험 IC이라면, 예를 들어 4열 걸러 4행의 피시험 IC가 동시에 시험된다. 즉, 1회째의 시험에서는 1열부터 4열 걸러 배치된 16개의 피시험 IC를 테스트 헤드(104)의 콘택트 핀(51)에 접속하여 시험하고, 2회째의 시험에서는 테스트 트레이(TST)를 1열 이동하여, 2열부터 4열 걸러 배치된 피시험 IC를 마찬가지로 시험하고, 이것을 4회 반복하여 전체의 피시험 IC를 시험한다. 이 시험의 결과는 테스트 트레이(TST)에 부여된 예를 들면 식별 번호와, 테스트 트레이(TST)의 내부에서 할당된 피시험 IC의 번호로 정해진 어드레스로 기억된다.

도 6은 동 IC 시험장치의 테스트 헤드(104)에 있어서의 푸셔(30), 인서트(16)(테스트 트레이(TST)측), 소켓 가이드(40) 및 콘택트 핀(51)을 갖는 소켓(50)의 구조를 나타내는 분해 사시도, 도 7은 도 6의 Ⅶ부의 확대 사시도, 도 8은 도 6의 단면도(테스트 헤드(104)에 있어서 푸셔(30)가 하강한 상태를 나타내는 단면도)이다.

푸셔(30)는 테스트 헤드(104)의 상측에 설치되어 있고, 도시하지 않은 Z축 구동장치(예를 들면 유체압 실린더)에 의해 Z축 방향으로 상하 이동한다. 이 푸셔(30)는 한번에 테스트되는 피시험 IC의 간격에 따라(상기 테스트 트레이에 있어서는 4열 걸러 4행으로 모두 6개), Z축 구동장치에 부착되어 있다.

이 푸셔(30)는 상술한 Z축 구동장치에 부착되어 Z축방향으로 상하 이동하는 리드 푸셔 베이스(35) 및 푸셔 베이스(34)와, 이 푸셔 베이스(34)에 스프링(본 발명의 탄성수단에 해당한다)(36)을 통하여 부착된 푸셔 블록(41)으로 이루어 진다.

리드 푸셔 베이스(35)와 푸셔 베이스(34)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 볼트에 의해 고정되어 있고, 푸셔 베이스(34)의 양측에는 후술하는 인서트(16)의 가이드 구멍(20) 및 소켓 가이드(40)의 가이드 부쉬(41)에 삽입되는 가이드 핀(32)이 설치되어 있다. 또한, 푸셔 베이스(34)에는 그 푸셔 베이스(34)가 Z축 구동수단에 의해 하강할 때에, 하한을 규제하기 위한 스토퍼 가이드(33)가 설치되어 있고, 이 스토퍼 가이드(33)는 소켓 가이드(40)의 스토퍼면(42)에 접함으로써, 피시험 IC를 파괴하지 않는 적절한 압력으로 밀어 붙이는 푸셔의 하한 위치의 기준 수치가 결정된다.

도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 푸셔 블록(31)은 푸셔 베이스 (34)의 중앙에 개설된 구멍에 삽입되고, 리드 푸셔 베이스(35)와의 사이에 스프링(36)과 필요에 따라 심(37)이 사이에 장착되어 있다. 이 스프링(36)은 푸셔 블록(31)을 도면에 있어서 하방향(피시험 IC를 향하는 방향)에 탄력을 가하는 압축 용수철(탄성체)이고, 피시험 IC에 대한 기준 하중에 따른 탄성계수를 갖는다.

또한, 심(37)은 스프링의 장착 상태에 있어서의 기준길이를 조절하고, 푸셔 블록(31)에 작용하는 초기 하중을 조절하는 것이다. 즉, 같은 탄성계수의 스프링(36)을 이용하는 경우에도 심(37)을 사이에 장착함으로써 푸셔 블록(31)에 작용하는 초기 하중은 커진다. 또한 도시한 예에서는 심(37)이 스프링(36)과 푸셔 블록(31)과의 사이에 장착되어 있지만, 스프링(36)의 기준 길이가 조절 가능하면 되기 때문에, 예를 들면 리드 푸셔 베이스(35)와 스프링(36)과의 사이에 장착하여도 좋다.

또한, 본 발명에 있어서의 탄성수단으로서 스프링(36)을 이용하는 경우에도 예를 들면 도 11에 도시한 바와 같이, 서로 다른 탄성계수를 갖는 복수 종류의 스프링(36A, 36B, 36C)을 준비해 두고, 피시험 IC에 대한 기준 하중에 따라 이들 중에서 적절한 스프링을 이용할 수도 있다. 또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 푸셔 블록(31)을 복수(여기서는 3개)의 스프링(36, 36, 36)이 병렬로 장착될 수 있는 구조로 하고, 피시험 IC에 대한 기준 하중에 따라 이것들의 장착 개수를 선택하여도 좋다.

인서트(16)는 도 5에서도 설명한 바와 같이, 테스트 트레이(TST)에 대해 파스너(17)를 이용하여 부착되어 있지만, 그 양측에 상술한 푸셔(30)의 가이드 핀(32) 및 소켓 가이드(40)의 가이드 부쉬(41)가 상하 각각으로부터 삽입되는 가이드 구멍(20)이 형성되어 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 예를 들면 좌측의 가이드 구멍(20)은 상반분이 푸셔 베이스(34)의 가이드 핀(32)이 삽입되어 위치결정이 행해지는 지름이 작은 구멍으로 되고, 하반분이 소켓 가이드(40)의 가이드 부쉬(41)가 삽입되어 위치결정이 행해지는 지름이 큰 구멍으로 되어 있다. 이와 관련하여, 도 6에 있어서 좌측의 가이드 구멍(20)과 푸셔 베이스(34)의 가이드 핀(32) 및 소켓 가이드(40)의 가이드 부쉬(41)는 느슨하게 끼워진 상태로 되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이 인서트(16)의 중앙에는 IC 수용부(19)가 형성되어 있고, 여기에 피시험 IC를 낙하시킴으로써 테스트 트레이(TST)에 피시험 IC가 적재되게 된다.

한편, 테스트 헤드(104)에 고정되는 소켓 가이드(40)의 양측에는 푸셔 베이스(34)의 2개의 가이드 핀(32)이 삽입되고, 이들 2개의 가이드 핀(32)과의 사이에서 위치 결정을 행하기 위한 가이드 부쉬(41)가 설치되어 있고, 이 가이드 부쉬(41)의 좌측의 것은 인서트(16)와의 사이에서도 위치결정을 행한다.

소켓 가이드(40)의 하측에는 복수의 콘택트 핀(51)을 갖는 소켓(50)이 고정되어 있고, 이 콘택트 핀(51)은 도시하지 않은 스프링에 의해 윗방향으로 탄성이 가해지고 있다. 따라서, 피시험 IC를 밀어 붙여도 콘택트 핀(51)이 소켓 (50)의 상면까지 후퇴하는 한편, 피시험 IC가 다소 경사지게 가압되어도 모든 단자(HB)에 콘택트 핀(51)이 접촉될 수 있도록 되어 있다.

이와 관련하여, 본 실시형태에서는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 피시험 IC의 패키지 몰드의 외주면을 규제함으로써, 이것을 위치결정하는 디바이스 가이드(52)가 소켓(50)에 설치되어 있다. 이 디바이스 가이드(52)는 도 7에 도시한 바와 같이, 피시험 IC의 네 모퉁이 근방을 끌어 들이는 테이퍼면을 갖는 벽부(52a)를 갖고, 그 벽부 사이는 절삭되어 있다. 이에 의해, 인서트(16)의 IC 수용부(19)가 피시험 IC를 유지한 상태에서 그 디바이스 가이드(52)에 피시험 IC를 수용시킬 수 있다. 디바이스 가이드(52)는 소켓(50)에 일체적으로 성형하여도 좋고, 소켓(50)과의 수치 정밀도가 확보된다면 별체로 형성한 후에 이들을 접합하여도 좋다. 또한, 디바이스 가이드(52)를 소켓(50)이 아니라, 소켓 가이드(40)측에 설치할 수도 있다.

언로더부(400)

언로더부(400)에도 로더부(300)에 설치된 X-Y 반송장치(304)와 동일구조의 X-Y 반송장치(404, 404)가 설치되고, 이 X-Y 반송장치(404, 404)에 의해 언로더부(400)로 운반된 테스트 트레이(TST)로부터 시험을 마친 IC가 커스터머 트레이(KST)에 옮겨 쌓인다.

도 1에 도시한 바와 같이 언로더부(400)의 장치 기판(105)에는 그 언로더부(400)로 운반된 커스터머 트레이(KST)가 장치 기판(105)의 상면을 향하도록 배치된 쌍을 이룬 창부(406, 406)가 2쌍 개설되어 있다.

또한, 도시는 생략하였지만, 각각의 창부(406)의 하측에는 커스터머 트레이(KST)를 승강시키기 위한 승강 테이블이 설치되어 있고, 여기에는 시험을 마친 피시험 IC가 옮겨 쌓여서 꽉 채워진 커스터머 트레이(KST)를 실어 하강하고, 이 꽉 채워진 트레이를 트레이 이송 아암(205)으로 보낸다.

이와 관련하여, 본 실시형태의 IC 시험장치(1)에서는 분류 가능한 카테고리의 최대가 8종류이지만, 언로더부(400)의 창부(406)에는 최대 4개의 커스터머 트레이(KST)밖에 배치할 수 없다. 따라서, 리얼 타임으로 분류할수 있는 카테고리는 4분류로 제한된다. 일반적으로는 양품을 고속응답 소자, 중속응답 소자, 저속응답 소자의 3개의 카테고리로 분류하고, 이것에 불량품을 더해 4개의 카테고리로 충분하지만, 예를 들면 재시험을 필요로 하는 것 등과 같이, 이들 카테고리에 속하지 않는 카테고리가 발생하는 경우도 있다.

이와 같이, 언로더부(400)의 창부(406)에 배치된 4개의 커스터머 트레이(KST)로 나뉘어진 카테고리 이외의 카테고리로 분류되는 피시험 IC가 발생한 경우에는 언로더부(400)로부터 하나의 커스터머 트레이(KST)를 IC 격납부(200)로 되돌리고, 이것을 대신하여 새롭게 발생한 카테고리의 피시험 IC를 격납할 커스터머 트레이(KST)를 언로더부(400)로 전송하여 그 피시험 IC를 격납하면 된다. 단, 분류작업 도중에 커스터머 트레이(KST)의 교체를 행하면, 그 동안은 분류 작업을 중단해야 하므로, 스루풋(throughput)이 저하된다는 문제가 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 IC 시험장치(1)에서는 언로더부(400)의 테스트 트레이(TST)와 창부(406)와의 사이에 버퍼부(405)를 설치하고, 이 버퍼부(405)에 조금밖에 발생하지 않는 카테고리의 피시험 IC를 일시적으로 보관하도록 하였다.

예를 들면, 버퍼부(405)에 20∼30개 정도의 피시험 IC가 격납될 수 있는 용량을 갖게 함과 아울러, 버퍼부(405)의 각 IC 격납위치에 격납된 IC의 카테고리를 각각 기억하는 메모리를 설치하고, 버퍼부(405)에 일시적으로 보관된 피시험 IC의 카테고리와 위치를 각 피시험 IC마다 기억하여 둔다. 그리고, 분류작업의 틈 또는 버퍼부(405)가 꽉 채워진 시점에서, 버퍼부(405)에 보관된 피시험 IC가 속하는 카테고리의 커스터머 트레이(KST)를 IC 격납부(200)로부터 호출하여, 그 커스터머 트레이(KST)에 수납한다. 이 때, 버퍼부(405)에 일시적으로 보관된 피시험 IC는 복수의 카테고리에 걸친 경우도 있지만, 이러한 때에는 커스터머 트레이(KST)를 호출할 때에 한번에 복수의 커스터머 트레이(KST)를 언로더부(400)의 창부(406)에 호출하면 좋다.

다음으로 작용을 설명한다.

챔버부(100)내의 테스트 공정에 있어서, 피시험 IC는 도 5에 도시한 테스트 트레이(TST)에 탑재된 상태, 보다 상세하게는 개개의 피시험 IC는 동도의 인서트(16)의 IC 수용부(19)에 낙하된 상태에서 테스트 헤드(104)의 상부로 반송되어 온다.

테스트 트레이(TST)가 테스트 헤드(104)에서 정지하면, Z축 구동장치가 작동하기 시작하고, 도 8에 도시한 한 개의 푸셔(30)가 한 개의 인서트(16)에 대해 하강하여 온다. 그리고, 푸셔 베이스(34)의 하면에 형성된 2개의 가이드 핀(32, 32)은 인서트(16)의 가이드 구멍(20, 20)을 각각 관통하고, 또한 소켓 가이드(40)의 가이드 부쉬(41, 41)에 끼워 맞춘다.

이 상태를 도 8에 도시하였지만, 테스트 헤드(104)(즉, IC 시험장치(1)측)에 고정된 소켓(50) 및 소켓 가이드(40)에 대해, 인서트(16) 및 푸셔(30)는 어느 정도의 위치 오차를 갖고 있지만, 푸셔 베이스(34)의 좌측의 가이드 핀(32)이 인서트(16)의 가이드 구멍(20)의 지름이 작은 구멍에 끼워 맞춤됨으로써, 푸셔(30)와 인서트(16)와의 위치맞춤이 행해지고, 그 결과, 푸셔 베이스(34)에 부착된 푸셔 블록(31)은 X-Y방향에 대해 적절한 위치에서 피시험 IC를 밀어 붙일수 있다.

또한, 인서트(16)의 좌측의 가이드 구멍(20)의 지름이 큰 구멍이 소켓 가이드(40)의 좌측의 가이드 부쉬(41)에 끼워 맞춤됨으로써, 인서트(16)와 소켓 가이드(40)와의 위치 맞춤이 행해지고, 이에 의해 피시험 IC와 콘택트 핀(51)과의 X-Y방향에 대한 위치 정밀도가 높아지게 된다.

또한, 인서트(16)의 IC 수용부(19)에 유지된 피시험 IC는 푸셔(30)에 의해 가압될 때에, 소켓(50) 또는 소켓 가이드(40)에 설치된 디바이스 가이드(52)의 벽부(52a)로 불러 들여 위치 결정(자세 수정)되기 때문에, 입출력 단자와 콘택트 핀(51)과의 X-Y방향에 대한 위치 맞춤이 고정밀도로 실현될 수 있다.

이에 반해, Z축방향에 대해서는 푸셔 베이스(34)의 스토퍼 가이드(33)와 소켓 가이드(40)의 스토퍼면(42)이 접했을 때의 피시험 IC에 작용하는 하중이 문제가 되고, 하중이 지나치게 크면 피시험 IC의 파손으로 이어지고, 지나치게 작으면 테스트 불능이 된다. 따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 푸셔 베이스(34)의 스토퍼 가이드(33)와 푸셔 블록(31)과의 Z축방향의 거리 Y, 콘택트 핀(51)과 소켓 가이드(40)의 스토퍼면(42)과의 Z축방향의 거리 Z를 정밀도 좋게 조작할 필요가 있지만, 이것에도 한도가 있고, 게다가 피시험 IC 자체의 두께 X도 크게 영향을 미친다.

그러나, 본 실시형태의 IC 시험장치(1)는 푸셔의 스트로크를 관리하는 것이 아니라, 푸셔 블록(31)에 의한 하중을 관리함으로써, 피시험 IC에 대한 가압력을 균일화하는 것이고, 이들의 기준 수치(X, Y, Z)에 오차(△X, △Y, △Z)가 발생한 경우에도 푸셔 블록(31)이 스프링(36)으로부터의 작용에 의해 피시험 IC에 대해 탄성력을 부여하면서 이들 오차를 흡수한다. 따라서, 피시험 IC에 과도한 가압력이 작용하거나, 반대로 압력 부족으로 되는 것을 방지할 수 있다.

이것을 대표적인 실시예로서 상세히 설명하면, 도 10에 도시한 탄성계수가 230gf/㎜, 길이 16.5㎜인 스프링(36)을 이용한 경우, 단자수가 46인 피시험 IC의 기준 하중을 25gf/1ball로 설정할 때에는 동도의 특성값으로부터 스프링(36)의 기준 길이가 11.5㎜가 되도록 심(37)의 삽입설치 개수를 선택하면서 장착한다. 여기서, 상술한 기준 수치(X, Y, Z)에 발생한 오차의 적산량이 "0"이면, 피시험 IC에 작용하는 하중은, (16.5㎜-11.5㎜)×230gf/㎜÷46pin=25로, 설계한 대로 25gf/1ball이 되지만, 상기 적산오차가 최대측에서 +0.4㎜이라고 하면, 피시험 IC에 작용하는 하중은, (16.5㎜-11.1㎜)×230gf/㎜÷46pin=27gf/1ball이 된다. 반대로, 적산 오차가 최소측에서 -0.4㎜이라고 하면, 피시험 IC에 작용하는 하중은, (16.5㎜-11.9㎜)×230gf/㎜÷46pin=23gf/1ball이 된다. 이것은 스프링(36)의 하중 오차를 고려하여도 25±3gf/1ball이고, 종래의 스트로크 관리에 비교하면 매우 향상된 것이다.

또한, 이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 기재로서, 본 발명을 한정하기 위한 기재는 아니다. 따라서, 상기의 실시형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 푸셔의 스트로크를 관리하는 것이 아니라, 푸셔에 의한 하중을 관리하는 것으로, 피시험 IC에 대한 가압력이 균일화되어 피시험 IC에 과도한 가압력이 작용하거나, 반대로 압력 부족이 되는 것을 방지할수 있다.

또한, 탄성수단의 탄성력을 가변으로 함으로써, 피시험 IC 외의 테스트 조건에 따라 기준 하중(가압력)이 변동하여도 이것에 유연하게 대응할 수 있고, 범용성이 풍부한 IC 시험장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 피시험 IC의 입출력 단자를 테스트 헤드의 콘택트부의 콘택트 핀으로 밀어붙여서 테스트를 행하는 IC 시험장치에 있어서, 상기 콘택트부의 콘택트 핀에 대해 접근 이반 이동 가능하도록 설치된 푸셔 베이스와, 상기 푸셔 베이스에 설치되고 상기 콘택트부의 반대면으로부터 상기 피시험 IC에 접촉하여 이것을 가압하는 푸셔 블록과, 상기 푸셔 블록에 대해 상기 피시험 IC의 가압방향으로 탄성력을 부여하는 탄성수단과, 상기 콘택트 핀에 대해 상기 피시험 IC의 밀어붙임 방향에 저항하는 탄성력을 부여하는 제2 탄성수단과, 상기 푸셔 베이스에 설치된 스토퍼 가이드와, 상기 콘택트부에 설치되고 상기 스토퍼 가이드가 접함으로써 상기 푸셔 베이스의 접근량을 규제하는 스토퍼면을 구비하고,

   상기 탄성수단에는, 상기 탄성수단의 장착 상태에서의 기본 길이를 조절하고 상기 푸셔 블록에 작용하는 초기 하중을 조절하는 심이 삽입되며, 상기 탄성수단의 탄성력이 가변으로 된 것을 특징으로 하는 IC 시험장치.
2. 피시험 IC의 입출력 단자가 테스트 헤드의 콘택트부의 콘택트 핀에 접촉하도록 상기 피시험 IC를 푸셔와 상기 콘택트 핀에 끼워 지지하여 테스트를 행하는 IC 시험장치에 있어서,

   상기 푸셔는, 상기 푸셔에 설치된 스토퍼 가이드와 상기 콘택트부에 설치된 스토퍼면이 접함으로써 상기 푸셔의 진퇴량을 규제하도록 상기 피시험 IC로부터 진퇴 이동 가능하도록 설치됨과 더불어, 상기 피시험 IC의 가압방향으로 탄성력을 부여하는, 당해 탄성력이 가변으로 된 탄성수단을 가지며,

   상기 탄성수단에는, 상기 탄성수단의 장착 상태에서의 기본 길이를 조절하고 상기 푸셔에 작용하는 초기 하중을 조절하는 심이 삽입되고,

   상기 탄성수단에 의해 상기 콘택트 핀으로부터 상기 피시험 IC에 대한 힘에 저항하는 방향의 힘이 부여되고,

   상기 콘택트 핀은, 상기 피시험 IC의 밀어 붙임 방향에 저항하는 탄성력을 부여하는 제2 탄성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 IC 시험장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 피시험 IC는 트레이에 탑재된 상태로 상기 콘택트부의 콘택트 핀으로 밀어 붙혀지는 것을 특징으로 하는 IC 시험장치.
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