KR100709114B1 - 테스트핸들러 - Google Patents

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KR100709114B1
KR100709114B1 KR1020060006842A KR20060006842A KR100709114B1 KR 100709114 B1 KR100709114 B1 KR 100709114B1 KR 1020060006842 A KR1020060006842 A KR 1020060006842A KR 20060006842 A KR20060006842 A KR 20060006842A KR 100709114 B1 KR100709114 B1 KR 100709114B1
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test
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test tray
pushing
semiconductor device
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KR1020060006842A
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심재균
나윤성
전인구
구태흥
김동한
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(주)테크윙
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Abstract

본 발명은 테스트핸들러에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 테스터에 의해 테스트되는 반도체소자를 파지한 테스트트레이와 해당 테스트트레이에 파지된 반도체소자를 상기 테스터 측으로 미는 푸싱부재 중 적어도 어느 하나가 열적인 팽창 또는 수축에 따라 발생되는 편차의 보상을 위해 위치조정이 가능하도록 마련됨으로써, 테스트트레이나 푸싱부재의 열적인 팽창이나 수축에 관계없이 반도체소자의 테스트를 위해 필요한 적절한 동작이 이루어질 수 있게 하는 기술이 개시된다.
테스트핸들러, 반도체소자 테스팅장치, 매치플레이트, 열팽창, 열수축

Description

테스트핸들러{TEST HANDLER}
도1은, 종래의 테스트핸들러에 대한 개략적인 사시도이다.
도2는, 도1의 테스트핸들러의 주요부위를 상측에서 바라본 개념도이다.
도3은, 도1의 테스트핸들러에 대응되는 테스터의 개략적인 사시도이다.
도4는, 일반적인 테스트핸들러에 적용되는 테스트트레이에 대한 개략적인 사시도이다.
도5는, 도1의 테스트핸들러의 주요부위에 대한 분해 사시도이다.
도6은, 도1의 테스트핸들러의 주요부위에 대한 측면도이다.
도7a 내지 도7c는, 도1의 테스트핸들러의 문제점을 살펴보기 위한 참조도이다.
도8은, 본 발명의 제1실시예에 따른 테스트핸들러의 주요부위를 상측에서 바라본 개념도이다.
도9는, 도8의 테스트핸들러의 주요부위에 대한 절개사시도이다.
도10a 및 도10b는, 도8의 테스트핸들러의 주요부위의 동작상태를 설명하기 위한 동작상태도이다.
도11a 및 11b는, 도8의 테스트핸들러의 주요부위의 동작상태에 따른 결과를 살펴보기 위한 참조도이다.
도12는 본 발명의 제2실시예에 따른 테스트핸들러의 주요부위에 대한 절개사시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
800 : 테스트핸들러 810 : 로딩장치
820 : 테스터 830 : 언로딩장치
840 : 푸싱장치 841(841a, 841b) : 매치플레이트
842 : 프레스유닛 842a : 덕트
842-1 : 돌기 842-2 : 베어링
842b : 실린더 850 : 위치조정장치
851a, 851b, 851c : 가이드레일 851-1 : 사선장공
851-2 : 상하장공 852a, 852b, 852c : 결합블럭
853a, 853b, 853c : 풀리 853-1 : 편심캠
854 : 모터
본 발명은 테스트핸들러에 관한 것이다.
일반적으로 테스트핸들러는 소정의 제조공정을 거쳐 제조된 반도체소자를 테스터에 의해 테스트할 수 있도록 지원하며, 테스트 결과에 따라 반도체소자를 등급 별로 분류하여 고객트레이에 적재하는 기기로서 이미 다수의 공개문서들을 통해 공개되어 있다.
도1은 그러한 테스트핸들러(100)에 대한 종래기술에 따른 개략사시도이고, 도2는 테스트핸들러(100)의 주요부위를 상측에서 바라본 개념도로서, 도1 및 도2를 참조하여 종래의 테스트핸들러의 주요부분에 대하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 도1을 참조하여 보면, 종래의 테스트핸들러(100)는 로딩장치(110), 소크챔버(120), 테스트 챔버(130), 디소크챔버(140), 언로딩장치(150) 및 푸싱장치(160)를 갖추고 있다. 그리고 참고로 도2에 도시된 바와 같이 테스트 챔버(130)의 후방으로는 테스트 챔버(130)에 위치한 테스트트레이 상의 반도체소자를 테스트하기 위한 테스터(170)가 배치된다. 위와 같은 테스트핸들러(100)를 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 로딩장치(110)는 부호 10a의 고객트레이에 적재된 반도체소자를 테스트트레이로 로딩(이송 및 적재)시킨다.
상기 소크챔버(120)는, 상기 로딩장치(110)에 의해 로딩이 완료된 테스트트레이를 순차적으로 수용하며, 테스트트레이에 적재된 반도체소자를 예열/예냉시키기 위한 온도적 환경이 조성되어 있다. 이러한 소크챔버(120)에 진입된 테스트트레이는 수직상태를 유지한 채 테스트 챔버(130) 측에 가까운 방향으로 병진이동하면서 순차적으로 배열되는데, 이렇게 병진이동하는 시간동안, 테스트트레이에 담긴 반도체소자가 충분히 예열/예냉된다.
상기 테스트 챔버(130)는, 소크챔버(120)로부터 공급되어 온 두개의 테스트트레이(11a, 11b)에 적재된 디바이스를 테스트하기 위해 마련된다. 이를 위해 테스트 챔버(130)는 반도체소자를 테스트하기 위한 온도적 환경이 조성되어 있다.
상기 디소크챔버(140)(일명, 회복 챔버라 함)는 고온 또는 냉각상태의 반도체소자를 상온으로 환원시키기 위해 마련된다.
상기 언로딩장치(150)는, 상기 디소크챔버(140)를 거쳐 오는 테스트트레이 상의 반도체소자를 등급별로 분류하여 다시 부호 10b의 고객트레이로 언로딩(이송 및 적재)시킨다.
상기 푸싱장치(160)는 부호 11a 및 11b의 테스트트레이를 테스터(170) 측으로 미는 동작을 수행한다.
한편, 상기한 테스트핸들러(100)에 대응되는 테스터(170)는 테스트 챔버(130)의 후방에 배치되며, 테스트 챔버(130)에 각각 상하로 배치된 부호 11a 및 11b의 테스트트레이에 적재된 반도체소자를 테스트한다. 도3은 이러한 테스터(170)에 대한 개략사시도로서, 도3을 참조하면, 테스터(170)는 매트릭스형태로 배열된 다수의 테스트소켓(171-1)을 가지는 하이픽스보드(171a, 171b)와 테스트헤드(172) 등을 포함하여 구성된다. 일반적으로 근래의 테스트핸들러는 처리용량을 늘리기 위해 하나의 테스터에 의해 상하로 배열된 두개의 테스트트레이에 파지된 반도체소자를 한꺼번에 테스트하도록 테스트 챔버 상에 상하 두개의 테스트트레이를 위치시키고 있다. 따라서 테스터(170)는 하나의 테스트헤드(172)에 두개의 하이픽스보드(171a, 171b)가 상하로 배열되는 구성을 가지도록하여, 하이픽스보드(171a, 171b) 각각이 하나씩의 테스트트레이(11a, 11b)를 담당하도록 하고 있다.
또, 테스트트레이(11)에 대한 사시도인 도4를 참조하여 보면, 테스트트레이(11)는 상기한 바와 같이 매트릭스형태로 배열된 테스트소켓(171-1)에 대응되도록 매트릭스형태로 배열된 다수의 인서트(11-1)와 이러한 인서트(11-1)를 지지하기 위한 프레임(11-2) 등을 포함하여 구성되며, 각각의 인서트(11-1)는 반도체소자를 파지한다. 여기서 다수의 인서트(11-1)는 전후, 좌우 및 상하 유격을 가진 상태로 프레임(11-2)에 지지된다.
위와 같은 구성에서 테스트트레이(11)의 인서트(11-1)에 파지된 반도체소자가 상기 테스트소켓(171-1)에 교합됨으로써 테스트가 수행된다(대한민국 공개특허 공개번호 특2000-0003128호 참조). 따라서 테스트핸들러(100)에는 테스트 챔버(130)에 위치한 테스트트레이(11a, 11b)의 인서트(11-1)에 파지된 반도체소자를 상기 테스트소켓(171-1)에 교합시키기 위하여 테스트트레이(11a, 11b)를 테스터(170) 측으로 밀어주기 위한 상기한 푸싱장치(160)가 더 구비되어야 하는 것이다.
그러한 푸싱장치(160)에 대한 종래기술을 도5의 분해사시도를 참조하여 살펴보면, 종래의 푸싱장치(160)는, 프레스유닛(161), 복수의 가이드레일(162a, 162b, 162c) 및 매치플레이트(163a, 163b) 등을 포함하여 구성된다.
상기 프레스유닛(161)은 덕트(161a)와 덕트(161a)를 전후진시키기 위한 실린더(161b) 등을 포함하여 구성된다.
상기 복수의 가이드레일(162a, 162b, 162c)은 상기 덕트(161a)의 상단 중단 하단에 각각 나사 등에 의해 고정 배치된다. 그리고 상단의 가이드레일(162a)에는 하방향으로 레일홈(162a-1)이 형성되어 있고, 중단의 가이드레일(162b)은 상방향으로 형성된 레일홈(162b-1) 및 하방향으로 형성된 레일홈(162b-2)을 가지며, 하단의 가이드레일(162c)에는 상방향으로 레일홈(162c-1)이 형성되어 있다. 이러한 가이드레일(162a, 162b, 162c)에는 매치플레이트(163a, 163b)가 안착된다.
상기 매치플레이트(163a, 163b)는, 상기 테스트트레이(11a, 11b)의 매트릭스형태로 배열된 복수의 인서트(11-1)와 대응되도록 매트릭스형태로 배열된 복수의 푸셔(163-1)가 돌출 형성되어 있고, 상기 복수의 가이드레일(162a, 162b, 162c)에 의해 지지 고정됨으로써 궁극적으로 상기 덕트(161a)에 고정된다. 이러한 매치플레이트(163a, 163b)는 측방향에서 가이드레일(162a, 162b, 162c)에 형성된 레일홈(162a-1, 162b-1, 162b-2, 162c-1)에 가이드되면서 안착되는데, 도6은 매치플레이트(163a, 163b)가 가이드레일(162a, 162b, 162c)에 안착된 상태를 측면에서 바라본 상태를 도시하고 있다.
도6의 A, B 및 C부분을 더 상세히 살펴보면 매치플레이트(163a, 163b)의 하단은 각각 가이드레일(162b, 162c)에 형성된 레일홈(162b-1, 162c-1)의 바닥면에 접촉되어 지지되고 있지만, 매치플레이트(163a, 163b)의 상단은 각각 가이드레일(162a, 162b)에 형성된 레일홈(162a-1, 162b-2)의 상면과 유격을 가진다. 이러한 유격은 테스트 챔버(130)의 온도조건에 따라서 매치플레이트(163a, 163b)가 열팽창 또는 열수축하는 것을 고려하기 위함이다.
한편, 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자와 테스트소켓(171-1)이 적절히 교합하여 테스트가 수행되도록 하기 위해서는, 매치플레이트(163a, 163b)가 테스트트 레이(11a, 11b)에 밀착된 후 테스트트레이(11a, 11b)를 테스터(170) 측으로 밀고, 이에 따라 테스트트레이(11a, 11b)의 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자와 테스트소켓(171-1)이 교합되도록 하는 과정이 필요하다. 따라서 이러한 과정이 적절히 이루어지도록 하기 위하여 기구적인 구성들이 필요한데 이를 도7a를 참조하여 설명한다.
도7a는 매치플레이트(163a, 163b)의 푸셔(163-1), 테스트트레이(11a, 11b)의 인서트(11-1) 및 하이픽스보드(171a, 171b)의 테스트소켓(171-1)을 보다 상세히 표현하고 있다.
도7a에 도시된 바와 같이, 푸셔(163-1)에는 인서트(11-1)와 적절한 교합을 안내하기 위한 푸셔돌기(163-11)가 형성되어 있고, 인서트(11-1)에는 상기 푸셔돌기(163-11)가 넉넉히 삽입될 수 있는 돌기홈(11-11)이 형성되어 있다. 여기서 돌기홈(11-11)의 내경은 푸셔돌기(163-11)의 외경보다 크게 형성된다. 이러한 이유는, 열팽창이나 열수축에 따라 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)가 서로 상대적인 크기 변화를 가질 수 있기 때문에, 그러한 상대적인 크기변화에도 불구하고 푸셔(163-1)와 인서트(11-1)가 적절히 교합될 수 있도록 안내하기 위함이다.
또한, 도7a에 도시된 바와 같이 테스트소켓(171-1)은 돌기 형상으로 형성된 소켓가이더(171-11)를 가지며, 인서트(11-1)에는 그러한 소켓가이더(171-11)가 긴밀히 삽입될 수 있는 가이드홈(11-12)이 형성되어 있다.
따라서 매치플레이트(163a, 163b)가 테스트트레이(11a, 11b)를 테스터(170) 측으로 미는 동작을 수행할 때, 먼저, 푸셔돌기(163-11)가 돌기홈(11-11)에 삽입되면서 안내함으로써 푸셔(163-1)가 인서트(11-1)에 교합되고, 다시 소켓가이더(171-11)가 가이드홈(11-12)에 삽입되면서 안내함으로써 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자가 테스트소켓(171-1)에 교합되는 과정을 거치게 된다.
그런데, 상기와 같은 구조를 가지는 종래의 기술에 의하면, 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)가 열적인 팽창 또는 수축에 의해 그 크기가 변하게 됨으로 인하여 궁극적으로 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자와 테스트소켓(171-1)의 적절한 교합을 위한 동작에 불량이 발생할 수 있다. 즉, 테스트 챔버(130)는 반도체소자를 테스트하기 위해 열악한 온도적 환경(약 -35도 내지 130도 정도)을 유지하여야 하는데, 이러한 열악한 온도적 환경에 의해 테스트트레이(11a, 11b)나 매치플레이트(163a, 163b)가 열팽창 또는 열수축하게 되며, 이에 반하여 일반적으로 에폭시 재질로 마련되는 하이픽스보드(171a, 171b)는 열팽창 또는 열수축 정도가 상대적으로 거의 없다고 할 수 있기 때문에, 그러한 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)의 열팽창 또는 열수축에 따른 문제점이 발생할 수 있는데, 이에 대하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 매치플레이트(163a, 163b)나 테스트트레이(11a, 11b)의 프레임(11-2)은 금속재질로 구비되며, 여기서 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)의 프레임(11-2)은 동일한 금속재질이거나 또는 동일하지 아니한 금속재질일 수 있다. 이에 반하여 하이픽스보드(171a, 171b)는 에폭시 재질로 구비됨으로 인하여 그 열적인 수축이나 팽창의 정도가 매치플레이트(163a, 163b)나 테스트트레 이(11a, 11b)에 비하여 거의 없다고 가정할 수 있다.
만일 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)의 프레임(11-2)이 동일한 금속재질로서 구비되거나, 상호 간에 열적인 팽창 또는 수축 비율이 푸셔돌기(163-11)가 돌기홈(11-11)에 적절히 삽입될 수 있을 정도의 차이만을 가지며, 하이픽스보드의 열적인 변화는 없다고 고려한다면, 푸셔(163-1)와 인서트(11-1)는 적절히 교합될 수 있게 된다. 그러나 이러한 경우에도 인서트(11-1)의 가이드홈(11-12)과 소켓가이더(171-11)는 매치플레이트(163a, 163b) 및 테스트트레이(11a, 11b)의 팽창에 따라서 부정합이 발생할 수 있다. 일반적으로 매치플레이트(163a, 163b)의 하단은 가이드레일(162b, 162c)에 의해 지지되고, 테스트트레이(11a, 11b)의 하단은 무브레일(미도시)에 의해 지지되기 때문에, 열적인 팽창 또는 수축에 따른 변화는 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)의 상단의 위치를 변화시키는 결과를 초래한다. 따라서 매치플레이트(163a, 163b)의 상측에 구성되는 푸셔(163-1)와 테스트트레이(11a, 11b)의 상측에 구성되는 인서트(11-1)일수록 그 위치 변화, 즉, 편차가 커져서 도7b와 같이 테스트트레이(11a, 11b)의 상측에 구성되는 인서트(11-1)의 가이드홈(11-12)과 하이픽스보드(171a, 171b)의 상측에 구성되는 테스트소켓(171-1)이 가지는 소켓가이더(171-11) 간에 부정합이 발생하여 푸싱동작시에 인서트(11-1)가 파괴되거나 테스트소켓(171-1)의 불량을 초래하게 된다.
다른 한편으로는 매치플레이트(163a, 163b)와 테스트트레이(11a, 11b)가 서로 열팽창이나 열수축 정도가 달라서 매치플레이트(163a, 163b)의 상측에 구성되는 푸셔돌기(163-11)가 테스트트레이(11a, 11b)의 상측에 구성되는 인서트(11-1)의 돌기홈(11-11)에 삽입될 수 없는, 즉, 부정합이 발생하게 되어, 매치플레이트(163a, 163b)가 테스트트레이(11a, 11b)에 긴밀히 밀착될 수 없는 상태가 고려될 수 있다. 도7c는 그 중 테스트트레이(11a, 11b)가 열적인 팽창 또는 수축이 없는 재질을 가정하고, 이에 반하여 매치플레이트(163a, 163b)는 열적인 팽창 또는 수축 정도가 큰 재질을 가정함으로써, 매치플레이트(163a, 163b)가 테스트트레이(11a, 11b)에 긴밀히 밀착될 수 없는 상태를 표현하고 있다. 이러한 도7c와 같은 경우에는 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자와 테스트소켓(171-1)과의 적절한 접촉 이전에 매치플레이트(163a, 163b)의 상측에 구성되는 푸셔(163-1)와 테스트트레이(11a, 11b)의 상측에 구성되는 인서트(11-1)의 교합에 문제가 발생하게 됨으로써 궁극적으로 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자와 테스트소켓(171-1) 간의 적절한 교합이 이루어질 수 없는 문제점이 발생하게 되는 것이다.
더욱이 근래의 테스트핸들러의 개발방향은 한꺼번에 더 많은 반도체소자를 테스트하기 위하여 테스트트레이를 더 크게 구성시키는 방향으로 전개되고 있다는 점에서 열팽창 또는 열수축에 따른 상기한 문제점은 더욱 크게 부각될 것으로 예상된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 테스트트레이와 매치플레이트의 열팽창 또는 열수축에 따라 발생되는 편차를 보상함으로써, 테스트트레이와 매치플레이트의 열팽창 또는 열수측에 관계없이 테스트트레이에 파지된 반도체소자들과 테스터의 테스트소켓들 간에 적절한 교합이 이루어질 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테스트핸들러는, 고객트레이의 반도체소자를 테스트트레이로 로딩하는 로딩장치; 상기 로딩장치에 의해 로딩이 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 테스트하기 위해 마련되는 테스트챔버; 상기 테스트챔버에 위치되는 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 테스터 측으로 미는 동작을 수행하도록 마련되는 적어도 하나 이상의 푸싱부재와, 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재를 동작시키는 프레스유닛을 포함하는 푸싱장치; 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재 또는 테스트트레이 중 적어도 어느 한 측의 열적인 팽창 또는 수축에 따른 편차의 보상을 위해, 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재의 위치를 조정하기 위한 위치조정장치; 및 상기 테스터에 의해 테스트가 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 고객트레이로 언로딩하는 언로딩장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 위치조정장치는, 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재를 지지하며 위치변동이 가능하도록 마련됨으로써 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재의 위치를 조정하는 적어도 하나 이상의 지지부재를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.
상기 적어도 하나 이상의 지지부재는, 상기 프레스유닛에 위치변동이 가능하도록 결합되는 결합구조를 가지는 것을 또 하나의 특징으로 한다. 그리고 이러한 상기 결합구조는 상기 적어도 하나 이상의 지지부재 각각에 적어도 하나 이상의 사선장공이 형성되어 있고, 상기 프레스유닛에는 상기 사선장공에 삽입되는 적어도 하나 이상의 돌기가 구비됨으로써 상호 결합되는 구조인 것을 더 구체적인 특징으로 한다. 또, 상기 결합구조는, 상기 적어도 하나 이상의 사선장공의 형성면과 상기 적어도 하나 이상의 돌기 간의 마찰을 줄이기 위한 적어도 하나 이상의 베어링을 가지는 것이 더 바람직하다.
상기 위치조정장치는, 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재의 위치조정에 필요한 동력을 공급하는 동력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 동력장치는, 동력을 발생하는 하나의 동력원; 및 상기 하나의 동력원으로부터 발생된 동력을 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재 측으로 전달하는 동력전달장치; 를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테스트핸들러는, 고객트레이의 반도체소자를 테스트트레이로 로딩하는 로딩장치; 상기 로딩장치에 의해 로딩이 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 테스트하기 위해 마련되는 테스트챔버; 상기 테스트챔버에 위치하는 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 테스터 측으로 미는 적어도 하나 이상의 푸싱부재를 가지는 푸싱장치; 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재 또는 테스트트레이 중 적어도 어느 한 측의 열적인 팽창 또는 수축에 따른 편차의 보상을 위해, 상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이의 위치를 조정하기 위한 위치조정장치; 및 상기 테스터에 의해 테스트가 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 고객트레이로 언로딩하는 언로딩장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 위치조정장치는, 상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 지지하며 위치변동가능하도록 마련됨으로써 상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 위치조정하는 적어도 하나 이상의 지지부재를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 하며, 상기 적어도 하나 이상의 지지부재는 상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이의 이송을 안내하는 무브레일인 것을 더 구체적인 특징으로 한다.
이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 테스트핸들러에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명하되, 테스트트레이 및 테스터 부분에 대한 부호는 종래기술과 동일하게 하여 설명하고, 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축하기로 한다.
<제1실시예>
본 발명의 제1실시예에 따른 테스트핸들러는 테스트트레이와 매치플레이트의 열팽창 또는 열수축에 따라 테스트트레이에 파지된 반도체소자와 테스트소켓의 적절한 교합에 필요한 허용편차의 범위를 벗어나는 변형이 발생될 수 있을 경우, 발생될 수 있는 편차를 보상하기 위해 매치플레이트의 위치를 조정하도록 하는 기술을 적용하고 있다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 테스트핸들러(800)를 상측에서 바라본 개념도이다. 도8을 참조하면 본 발명에 따른 테스트핸들러(800)는, 로딩장치(810), 소크 챔버(870), 테스트 챔버(860), 디소크 챔버(880), 언로딩장치(830), 푸싱장치 (840) 및 위치조정장치(850) 등을 포함하여 구성된다.
상기 로딩장치(810)는 고객트레이(80a)의 반도체소자를 테스트트레이로 로딩시킨다.
상기 소크 챔버(870)는 상기 로딩장치(810)에 의해 로딩이 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 예열 또는 예냉하기 위하여 마련된다.
상기 테스트 챔버(860)는 상기 소크 챔버(870)를 거쳐 온 테스트트레이 상의 반도체소자를 테스트하기 위해 마련된다.
상기 디소크 챔버(880)은 상기 테스트 챔버에 위치된 후 테스터(820)에 의해 테스트가 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 상온으로 회복시키기 위해 마련된다.
상기 언로딩장치(830)는 상기 디소크 챔버(880)를 거쳐 이동되어 온 테스트트레이 상의 반도체소자를 고객트레이(80b)로 언로딩시킨다.
상기 푸싱장치(840)는 종래기술에서와 같이, 테스트트레이(11a, 11b)에 긴밀히 밀착된 후, 테스트트레이(11a, 11b)를 상기 테스터(820) 측으로 밀기 위한 푸싱부재로서 마련되는 매치플레이트(841a, 841b)와, 이 매치플레이트(841a, 841b)를 미는 프레스유닛(842)을 포함하며, 그리고 프레스유닛(842)은 덕트(842a)와 실린더(842b) 등을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 위치조정장치(850)는 상기 매치플레이트(841a, 841b)의 상하방향으로의 위치를 조정한다.
위와 같은 푸싱장치(840) 및 위치조정장치(850)에 대하여는 도9, 10a 및 10b 를 참조하여 더 상세히 설명한다.
도9는 본 발명에 따른 테스트핸들러(800)의 주요부분에 대한 절개사시도이다.
도9에 도시된 바와 같이 상기한 푸싱장치(840)는 매치플레이트(841a, 841b), 덕트(842a) 및 실린더(842b, 도8 참조) 등을 포함하여 구성된다.
상기 매치플레이트(841a, 841b)는 매트릭스형태로 배열된 다수의 푸셔(841-1)를 가지고 있어서, 해당 푸셔(841-1)가 테스트트레이(11a, 11b)의 인서트(11-1)와 교합되며, 상기 위치조정장치(850)에 의해 상하방향으로의 위치가 조정된다. 참고로 도9의 절개사시도에서는 매치플레이트(841a, 841b)가 반쯤 안착된 상태로 표현되어 있다.
상기 덕트(842a)는 상기 매치플레이트(841a, 841b)를 전후방향으로 밀며, 상기 실린더(842b)는 매치플레이트(841a, 841b)를 전후진 동작시키는 동력을 제공한다. 그리고 덕트(842a)는, 그 상단 중단 하단에 각각 후술될 가이드레일(851a, 851b, 851c)의 사선장공(851-1)에 삽입 대응되는 돌기(842-1)가 적어도 하나 이상 구비되어 있고, 해당 돌기(842-1)에 끼워지는 베어링(842-2)을 구비시켜 사선장공(851-1)의 형성면과 돌기(842-1) 간의 마찰력을 최소화시키도록 한다. 여기서 상기 돌기(842-1)는 덕트(842a)에 일체로 형성될 수도 있으나, 상기 베어링(842)을 상기 덕트(842a)에 고정시키기 위한 스크류 등으로 구성되는 것이 생산성에 있어 더 바람직하다. 물론, 베어링(842)의 게재 없이 돌기만으로 구성되는 것도 바람직하게 고려될 수 있다. 참고로 도9에는 상단 가이드레일(851a)의 사선장공(851-1)은 감춰져 있다.
또한, 도9에 도시된 바와 같이 상기한 위치조정장치(850)는 가이드레일(851a, 851b, 851c), 결합블럭(852a, 852b, 852c), 편심캠(853-1)을 가지는 풀리(853a, 853b, 853c), 모터(854) 및 동력전달벨트(855a, 855b, 855c) 등을 포함하여 구성된다.
상기 가이드레일(851a, 851b, 851c)은 매치플레이트(841a, 841b)를 지지하는 지지부재로서의 역할을 하며, 그 각각에는 상기한 베어링(842-2)이 삽입되는 사선장공(851-1)이 돌기(842-1)에 대응되는 개수로 사선방향으로 형성되어 있고, 일단에는 풀리(853a, 853b, 853c)의 편심캠(853-1)이 삽입되는 상하장공(851-2)이 상하방향으로 형성되어 있다. 즉, 가이드레일(851a, 851b, 851c)은 덕트(842a)에 위치변동이 가능하도록 결합되는 결합구조를 가지게 되는 것이다.
상기 결합블럭(852a, 852b, 852c)은 각각, 상기 가이드레일(851a, 851b, 851c)과 풀리(853a, 853b, 853c) 사이에 게재되며, 덕트(842a)의 측면에 고정된다.
상기 풀리(853a, 853b, 853c)는 각각 상기한 결합블럭(852a, 852b, 852c)에 회전 가능하도록 결합되며, 그 전단에는 편심캠(853-1)을 가지고 있고, 이 편심캠(853-1)은 상기한 가이드레일(851a, 851b, 851c)의 상하장공(851-2)에 삽입되어 있다.
상기 모터(854)는 상기한 풀리(853a, 853b, 853c)를 회전시키기 위한 동력을 공급하는 동력원이며, 따라서 궁극적으로는 상기한 매치플레이트(841a, 841b)의 상하방향으로의 위치를 조정하는 동력을 공급하게 된다.
상기 동력전달벨트(855a, 855b, 855c) 중, 제3동력전달벨트(855c)는 모터(854)의 동력을 하단의 풀리(853c)로 전달하고, 제2동력전달벨트(855b)는 하단의 풀리(853c)의 회전력을 중단의 풀리(853b)로 전달하며, 제1동력전달벨트(855a)는 중단의 풀리(853b)의 회전력을 상단의 풀리(853a)의 회전력으로 전달한다. 따라서 모터(854)가 회전하게 되면, 모터(854)의 회전방향에 대응하여 상단 중단 하단의 풀리(853a, 853b, 853c)가 서로 연동하여 회전하게 되는 것이다.
살펴본바와 같이, 본 실시예에서는 하나의 모터(854)에 의해 상하 두개의 매치플레이트(841a, 841b)를 함께 위치조정하도록 하고 있다. 즉, 하나의 모터(854)로부터 발생되는 동력을 복수의 매치플레이트(841a, 841b)로 전달함으로써 복수의 매치플레이트(841a, 841b)가 함께 동시에 이동하도록 구성하여, 각각의 동력원에 의해 복수의 매치플레이트가 이동하도록 구성되는 경우에 발생될 수 있는 이동간섭이나, 정교한 제어의 곤란함 등을 배제시킬 수 있게 된다. 따라서 이러한 관점에서 볼 때, 풀리(853a, 853b, 853c), 동력전달벨트(855a, 855b, 855c) 및 가이드레일(851a, 851b, 851c)은 하나의 모터(854)로부터 발생되는 동력을 상하 두개의 매치플레이트(841a, 841b)로 전달하는 동력전달장치로서의 역할을 하게 되는 것이다.
한편, 도10a 및 도10b는 본 실시예에 대하여 보다 더 명확한 설명을 위해 하단의 가이드레일(851c)을 기준으로 한 주요부분을 도시한 참조도이다.
도10a 및 도10b를 참조하여 보면, 하단의 가이드레일(851c)에는 덕트(842a)에 구비된 돌기(842-1)가 베어링(842-2)이 게재된 상태에서 하단의 가이드레일(851c)의 사선장공(851-1)에 삽입되어 있는 상태와, 하단의 풀리(853c)가 가지고 있는 편심캠(853-1)이 하단의 가이드레일(851c)의 상하장공(851-2)에 삽입되어 있는 상태가 표현되어 있다. 즉, 하단의 풀리(853c)의 회전중심점(a)과 편심캠(853-1)의 중심점(b)이 서로 다르기 때문에 하단의 풀리(853c)가 회전하게 되면 하단의 풀리(853c)의 회전방향에 대응하여 편심캠(853-1)이 회전하면서 하단의 가이드레일(851c)에 좌측방향 또는 우측방향으로 이동력을 가하게 된다. 한편, 베어링(842-2)이 게재된 돌기(842-1)는 상하좌우로의 이동이 고정된 덕트(842a)에 고정되어 구비되기 때문에, 하단의 가이드레일(851c)에 좌우방향으로의 이동력이 가해지는 경우 하단의 가이드레일(851c)이 좌우방향으로 이동하게 되고, 이러한 좌우방향으로의 이동에 의해 사선장공(851-1)의 형성면이 베어링(842-2)에 안내되면서 상하방향으로의 이동도 병행하게 된다. 즉, 하단의 풀리(853c)가 회전하게 되면 하단의 가이드레일(851c)은 사선방향으로 이동하게 되는 것이다. 이와 같은 원리는 상단 및 중단의 가이드레일(851a, 851b)에도 동일하게 적용된다.
상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 테스트핸들러(800)의 동작에 대하여 도10a 및 도10b와 도11a 및 도11b를 참조하여 설명하되, 고온에 의해 매치플레이트(841a, 841b)가 테스트트레이(11a, 11b)보다 더 많은 열팽창이 이루어질 경우를 예로 설명하되, 설명의 편의상 테스트트레이(11a, 11b) 및 하이픽스보드(171a, 171b)의 열변형이 거의 없다고 가정하였다.
만일 테스트 챔버(860) 내의 온도조건이 고온인 상태를 유지해야 하는 경우, 도10a의 상태에서 매치플레이트(841a, 841b)를 가이드레일(851a, 851b, 851c)에 안착시킨다면 매치플레이트(841a, 841b)가 테스트트레이(11a, 11b)보다 열팽창정도가 크기 때문에 매치플레이트(841a, 841b)와 테스트트레이(11a, 11b)의 긴밀한 밀착이 허용되지 않거나, 매치플레이트(841a, 841b)와 테스트트레이(11a, 11b)의 긴밀한 밀착이 허용되더라도 테스트트레이(11a, 11b)의 인서트(11-1)에 안착된 반도체소자가 하이픽스보드(171a, 171b)의 테스트소켓(171-1)에 적절히 교합되지 못하게 된다. 즉, 도11a의 상태에서와 같이 매치플레이트(841a, 841b)의 하측에 구성되는 푸셔(841-1b)의 위치는 테스트트레이(11a, 11b)의 하측에 구성되는 인서트(11-1b) 및 하이픽스보드(171a, 171b)의 하측에 구성되는 테스트 소켓(171-1b)의 위치와 일치하게 되지만, 매치플레이트(841a, 841b)의 상측에 구성되는 푸셔(841-1a)의 위치는 테스트트레이(11a, 11b)의 상측에 구성되는 인서트(11-1a) 및 하이픽스보드(171a, 171b)의 상측에 구성되는 테스트 소켓(171-1a)의 위치와 차이를 가지는 위치변화, 즉, 편차를 가지게 된다. 만일 이러한 상태로 매치플레이트(841a, 841b)를 설치하는 경우에는, 매치플레이트(841a, 841b)와 테스트트레이(11a, 11b)가 서로 긴밀히 밀착될 수 없게 되거나(특히, 상측 부분에서), 매치플레이트(841a, 841b)와 테스트트레이(11a, 11b)가 서로 긴밀히 밀착된다고 하더라도 테스트트레이(11a, 11b)의 인서트(11-1)에 형성된 가이드홈(11-12, 도7a 참조)과 테스트소켓(171-1)의 소켓가이더(171-11, 도7a 참조)가 적절히 정합되지 않아서 인서트(11-1)가 파되되거나 테스트소켓(171-1)에 불량이 발생될 수 있게 되는 것이다.
따라서 모터(854)를 가동시켜 각 풀리(853a, 853b, 853c)들을 도10b의 곡선화살표방향으로 회전시키게 되면, 가이드레일(851a, 851b, 851c)이 각 직선화살표방향으로 이동하게 됨으로써, 궁극적으로 가이드레일(851a, 851b, 851c)이 하방향으로 소정정도 이동하여, 매치플레이트(841a, 841b)는 도11b의 상태로 설치될 수 있게 된다. 즉, 도11b 상태를 참조하여 보면, 매치플레이트(841a, 841b)의 하측에 형성되는 푸셔(841-1b)는 테스트트레이(11a, 11b)의 하측에 구비되는 인서트(11-1b) 및 하이픽스보드(171a, 171b)의 하측에 구비되는 테스트소켓(171-1b)과의 관계에서 위치에 대한 편차가 발생하지만, 이러한 편차는 허용편차 내에서 발생되는 것이기 때문에 부호 11-1b의 인서트에 안착된 반도체소자와 부호 171-1b의 테스트소켓과의 적절한 교합이 방해받지 않게 되고, 매치플레이트(841a, 841b)의 상측에 형성되는 푸셔(841-1a)는 테스트트레이(11a, 11b)의 상측에 구비되는 인서트(11-1a) 및 하이픽스보드(171a, 171b)의 상측에 구비되는 테스트소켓(171-1a)과의 관계에서 위치에 대한 편차가 줄어들어 부호 11-1a의 인서트에 안착된 반도체소자와 부호 171-1a의 테스트소켓과의 적절한 교합이 방해받지 않게 되는 것이다.
물론, 매치플레이트(841a, 841b)가 테스트트레이(11a, 11b)보다 냉각에 의해 열수축정도가 더 커진 경우에는 상기한 동작의 역동작에 의해서 반도체소자와 테스트소켓(171-1) 간의 적절한 교합이 이루어지도록 조정할 수 있다.
<제2실시예>
본 발명에 따른 제2실시예는 제1실시예와 동일한 원리에 의하되, 매치플레이트가 아닌 테스트트레이의 위치를 조정함으로써, 열적인 팽창이나 수축에도 불구하고 테스트트레이에 파지된 반도체소자와 테스트소켓의 적절한 교합이 이루어질 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다. 본 예는 설명의 편의를 위해서 매치플레이트의 열적인 팽창 및 수축은 발생하지 않고, 테스트트레이의 열적인 팽창 및 수축만 발 생한다는 상황을 가정하였다.
도12를 참조하여보면, 테스트트레이(11a, 11b)의 이송 안내부재 및 지지부재로서의 역할을 하는 무브레일(1210a, 1210b, 1210c)에 각각 사선장공(1210-1)과 상하장공(1210-2)이 형성되어 있고, 상기 상하장공(1210-2)에 삽입되는 편심캠(1220-1)을 가지는 각 풀리(1220a, 1220b, 1220c)들은 각 결합부재(1230a, 1230b, 1230c)에 회전가능하게 결합되어 있다. 그리고 각 결합부재(1230a, 1230b, 1230c)에는 상기 사선장공(1210-1)에 베어링(1230-1)을 게재하여 삽입되는 돌기(1230-2)가 구비되어 있다. 참고로 도12에는 테스트트레이(11a, 11b)가 반쯤 삽입된 상태가 표현되어 있고, 상단 무브레일(1210a)의 사선장공(1210-1)은 감추어져 있다.
도12에 의해 설명되는 본 실시예에서도 모터(1240)가 회전하게 되면 무브레일(1210a, 1210b, 1210c)이 사선방향으로 이동하게 됨으로써, 궁극적으로 무브레일(1210a, 1210b, 1210c)에 의해 지지되는 테스트트레이(11a, 11b)의 위치가 조정되게 된다.
위에서 설명된 제1실시예 및 제2실시예는 설명의 편의를 위하여 테스트트레이의 열변화가 없거나(제1실시예), 매치플레이트의 열변화가 없는(제2실시예) 예를 들어서 설명하였지만, 실제로는 매치플레이트 및 테스트트레이가 모두 열적인 팽창 또는 수축을 일으키게 된다. 그런데, 테스트트레이에서 다수의 인서트들은 프레임에 상하, 좌우 및 전후 유격를 가진 상태로 지지되기 때문에, 매치플레이트의 위치만 조정하여 매치플레이트의 상하측의 푸셔들이 허용편차범위 내에서 하이픽스보드의 상하측의 테스트소켓들과 대응될 수 있도록 하는 제1실시예를 따르는 것이 바람직하지만, 매치플레이트 및 테스트트레이의 재질 및 온도조건에 따라 열적인 팽창이나 수축에 의해 발생될 수 있는 다양한 범위의 편차 발생을 고려하여 볼 때, 제1실시예와 제2실시예가 함께 적용되는 테스트핸들러를 구현시키는 것이 가장 바람직할 것이다.
그리고 상술한 제1 및 제2실시예는 매치플레이트나 테스트트레이의 위치를 조정하기 위해 모터를 사용하고 있지만, 인력에 의해 가이드레일 또는 무브레일을 이동시킨 후 별도의 고정수단에 의해 가이드레일이나 무브레일을 조정된 위치에서 고정시킬 수도 있으며, 이러한 경우, 위치조정장치는 단순히 가이드레일 또는 무브레일만을 포함하는 것으로 구성될 수도 있다. 또한, 렉과 피니언을 이용하여 가이드레일이나 무브레일을 이동시킴으로써 매치플레이트나 테스트트레이의 위치를 조정할 수 있는 등 다양한 응용예를 가질 수 있다.
따라서 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 테스트트레이 또는 매 치플레이트 중 적어도 하나의 위치를 조정함으로써, 테스트트레이에 파지된 반도체소자와 하이픽스보드의 테스트소켓 간의 적절한 교합이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 고객트레이의 반도체소자를 테스트트레이로 로딩하는 로딩장치;
    상기 로딩장치에 의해 로딩이 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 테스트하기 위해 마련되는 테스트챔버;
    상기 테스트챔버에 위치되는 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 테스터 측으로 미는 동작을 수행하도록 마련되는 적어도 하나 이상의 푸싱부재와, 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재를 동작시키는 프레스유닛을 포함하는 푸싱장치;
    상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재 또는 테스트트레이 중 적어도 어느 한 측의 열적인 팽창 또는 수축에 따른 편차의 보상을 위해, 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재의 위치를 조정하기 위한 위치조정장치; 및
    상기 테스터에 의해 테스트가 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 고객트레이로 언로딩하는 언로딩장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치조정장치는,
    상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재를 지지하며 위치변동이 가능하도록 마련됨으로써 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재의 위치를 조정하는 적어도 하나 이상의 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 지지부재는,
    상기 프레스유닛에 위치변동이 가능하도록 결합되는 결합구조를 가지는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합구조는,
    상기 적어도 하나 이상의 지지부재 각각에 적어도 하나 이상의 사선장공이 형성되어 있고, 상기 프레스유닛에는 상기 사선장공에 삽입되는 적어도 하나 이상의 돌기가 구비됨으로써 상호 결합되는 구조인 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결합구조는,
    상기 적어도 하나 이상의 사선장공의 형성면과 상기 적어도 하나 이상의 돌기 간의 마찰을 줄이기 위한 적어도 하나 이상의 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치조정장치는,
    상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재의 위치조정에 필요한 동력을 공급하는 동력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동력장치는,
    동력을 발생하는 하나의 동력원; 및
    상기 하나의 동력원으로부터 발생된 동력을 상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재 측으로 전달하는 동력전달장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  8. 고객트레이의 반도체소자를 테스트트레이로 로딩하는 로딩장치;
    상기 로딩장치에 의해 로딩이 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 테스트하기 위해 마련되는 테스트챔버;
    상기 테스트챔버에 위치하는 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 테스터 측으로 미는 적어도 하나 이상의 푸싱부재를 가지는 푸싱장치;
    상기 적어도 하나 이상의 푸싱부재 또는 테스트트레이 중 적어도 어느 한 측의 열적인 팽창 또는 수축에 따른 편차의 보상을 위해, 상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이의 위치를 조정하기 위한 위치조정장치; 및
    상기 테스터에 의해 테스트가 완료된 테스트트레이 상의 반도체소자를 고객트레이로 언로딩하는 언로딩장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 위치조정장치는,
    상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 지지하며 위치변동이 가능하도록 마련됨으로써 상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이를 위치조정하는 적어도 하나 이상의 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 지지부재는,
    상기 적어도 하나 이상의 테스트트레이의 이송을 안내하는 무브레일인 것을 특징으로 하는 테스트핸들러.
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