테스트핸들러는, 생산된 반도체소자의 출하에 앞서 그 양부(良否)를 테스터에 의해 테스트하고자 할 경우, 테스터에 반도체소자를 공급한 후 테스트 완료된 반도체소자를 그 테스트 결과에 따라서 분류하는 장치로서, 그에 대한 자세한 기술적 사항은 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0553992호 등과 같은 다수의 공개문서들을 통해 이미 공개되어 있다.
일반적으로 테스트핸들러는, 로딩위치에서 고객트레이에 적재된 반도체소자들을 테스트트레이로 로딩시킨 후, 테스트위치에서 테스트트레이에 적재된 반도체소자들을 테스터에 전기적으로 접촉시켜 테스터에 의한 전기적 특성 테스트가 이루어지도록 지원하고, 언로딩위치에서 테스트가 완료된 반도체소자들을 테스트트레이로부터 고객트레이로 언로딩시키도록 되어 있다. 이를 위해 테스트핸들러는 테스트핸들러를 로딩위치, 테스트위치 및 언로딩위치를 거쳐 다시 로딩위치로 이어지는 순환경로 상에서 순환시키는 데, 테스트트레이가 순환경로 상의 각각의 위치에서 비뚤어져 위치되거나 테스트트레이가 위치되어져야 하는 영역의 중심에서 테스트트레이의 중심이 벗어나게 되면 잼(JAM) 발생, 장치의 손상, 적절한 로딩(LOADING) 및 언로딩(UN-LOADING)에 장애가 발생하는 문제점이 있게 된다. 따라서 테스트핸들러는 테스트트레이가 순환경로 상의 각각의 위치에서 정확히 위치될 수 있게 하는 여러 가지 기술적 수단들을 가지고 있다.
다음은 위의 설명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 테스트트레이가 언로딩영역에 위치된 경우를 예로 들어 설명한다.
도1은 언로딩위치로 이송되어 온 테스트트레이(T)가 적절히 위치된 경우를 도시하고 있고, 도2는 언로딩위치로 이송되어 온 테스트트레이(T)가 일 측 방향으로 치우쳐 있는 경우를 도시하고 있으며, 도3은 언로딩위치로 이송되어 온 테스트트레이(T)가 비뚤어지게 위치된 경우를 각각 도시하고 있다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 언로딩 영역에는 테스트트레이(T)의 좌우 양단을 지지하면서 안내하기 위한 한 쌍의 안내레일(11a, 11b)이 상호 대향되게 구비되며, 테스트트레이(T)는 그러한 한 쌍의 안내레일(11a, 11b)에 의해 양 측단이 안내 및 지지되면서 이송장치(도시되지 않음)에 의해 언로딩위치로 이송되어 오게 된다. 참고로 도1 내지 도3에 도시된 안내레일(11a, 11b)은 전후 측에 일정한 간격을 두고 끊어진 부위가 있는 데, 이렇게 구성된 이유는 후술될 위치교정대의 상승 시에 간섭을 없애기 위함이다.
먼저, 도1을 참조하면, 테스트트레이(T)가 적절히 위치한 상태에서 테스트트 레이(T)의 양 측변을 지지하기 위한 양 측 안내레일(11a, 11b) 간의 양 측변 지지 간격(G1)이 테스트트레이(T)의 폭(W)보다 조금 더 넓게 확보되어 있는 것을 알 수 있다.
그러한 이유는, 첫째, 필요에 따라서 반도체소자의 테스트를 위해 열적인 스트레스를 가하기 때문에 한 쌍의 안내레일(11a, 11b) 간의 폭(W)은 언로딩위치로 이송되어 오는 테스트트레이(T)의 열적인 팽창상태나 수축상태를 모두 고려하여야 함이고, 둘째, 이송장치에 의해 이송되어 오는 테스트트레이(T)의 원활한 이동을 위함이다.
따라서 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 테스트트레이(T)가 일 측으로 치우치거나 비뚤어지게 위치되어질 개연성이 있는 것이다.
한편, 테스트트레이에는 반도체소자를 적재하기 위한 다수의 인서트가 행렬형태로 배열되어 있는 데, 이러한 다수의 인서트에는 적재된 반도체소자를 홀딩(HOLDING)하기 위한 래치장치가 구비되어 있다(대한민국 등록특허 10-0792487호 참조)
래치장치는 다수의 개방핀을 가지는 개방판과 개방판을 승강시키는 구동원으로 구성된 개방장치에 의해 홀딩상태가 해제될 수 있도록 되어 있다(대한민국 특허등록 10-0687676호 참조)
그런데 만일, 언로딩위치에 있는 테스트트레이(T)가 도2 및 도3과 같은 상태로 위치되면 개방판과 테스트트레이(T)가 적절히 정합되지 않게 되어, 개방판이 상 승할 시에 잼이 발생하거나 테스트트레이(T)가 손상될 수 있게 된다. 따라서 언로딩위치로 이송되어 온 테스트트레이(T)의 위치를 교정하기 위한 위치교정수단이 필요하다. 계속하여 이러한 위치교정수단에 대한 종래기술에 대하여 도4 내지 도7을 참조하여 더 상세히 설명한다.
도4는 현재 테스트트레이(T)가 언로딩위치로 이송되어 온 상태를 도시하고 있다. 테스트트레이(T)의 측단 상방에는 트레이스톱퍼(31)가 구비되고, 테스트트레이(T)의 하방에는 테스트트레이(T)를 상방으로 밀어올리기 위한 밀대(41)와 테스트트레이(T)에 형성된 위치교정홈(21)에 삽입될 위치교정핀(42)이 위치되며, 테스트트레이(T)의 하측 측방에는 상측 일측방이 테스트트레이(T)가 위치하는 측으로 경사진 위치교정대(43)가 위치되어 있다. 그리고 밀대(41), 위치교정핀(42) 및 위치교정대(43)는 궁극적으로 베이스판(44)에 결합되어 있어서, 구동원(도시되지 않음)의 작동에 의해 베이스판(44)이 승강하게 되면 함께 승강되게 되어 있다. 참고로 베이스판(44)에 설치된 부호 50은 테스트트레이(T)의 인서트를 개방하기 위한 개방장치이다.
테스트트레이(T)가 언로딩위치로 이송되어 도4와 같은 상태가 되면, 구동원이 작동하여 베이스판(44)이 상승하게 되고, 이와 함께 밀대(41), 위치교정핀(42) 및 위치교정대(43)가 상승하게 된다.
따라서, 도5에서 참조되는 바와 같이, 잘못 위치된 테스트트레이(T)가 위치교정대(43)의 경사면을 따라서 적절한 위치로 이동(화살표 참조)됨과 더불어 위치교정핀(42)이 위치교정홈(21)에 삽입됨으로써 테스트트레이(T)의 위치가 교정될 수 있도록 하고, 다른 한편으로는 트레이스톱퍼(31)에 의해 테스트트레이(T)의 상방 이동(상승)이 제한될 때까지 밀대(41)에 의해 테스트트레이(T)를 상방으로 받쳐 올림으로써 궁극적으로 도6의 상태가 된다.
그러나 위와 같은 종래기술에 의하더라도 전술한 테스트트레이(T)의 열적인 팽창 및 수축 등의 사항에 의해, 도6에서 참조되는 바와 같이, 양측 위치교정대(43) 간의 간격(G2)이 테스트트레이(T)의 폭(W)보다 더 넓게 확보되어야만 하고, 위치교정홈(21)의 지름(L)이 위치교정핀(42)의 지름(S)보다 더 넓게 확보되어야만 한다.
따라서 종래기술에 의하는 경우에도, 테스트트레이의 위치를 어느 정도까지 교정할 수는 있지만, 매우 정교한 교정은 불가능하기 때문에 테스트트레이가 비뚤어지게 위치되거나 일 측으로 치우치게 되는 상황은 여전히 발생한다. 그리고 이러한 점은 개방장치가 작동하여 개방판이 상승할 시에 테스트트레이와 개방판이 적절히 정합되지 못함에 따라 잼이 발생하거나 강제적인 정합에 따른 충격으로 인하여 테스트트레이에 손상이 가는 문제점을 발생시킨다.
즉, 테스트트레이에는 정합홈 및 래치개방홈이 형성되어 있고, 개방판에는 정합홈에 삽입되는 정합핀과 래치개방홈에 삽입되는 개방핀이 형성되어 있는 데 테스트트레이와 개방판이 적절히 정합하지 못할 경우 잼이 발생하거나 정합핀이나 개방핀에 의한 테스트트레이의 손상이 발생할 수 있는 것이다.
이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 테스트핸들러용 테스트트레이 위치교정기(이하 ‘위치교정기’라 약칭 함) 및 테스트핸들러용 언로딩장치(이하 ‘언로딩장치’라 약칭 함)에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명은 생략하거나 압축한다.
<위치교정기에 대한
실시예
>
도7은 본 발명의 실시예에 따른 위치교정기(70)에 대한 결합사시도이고, 도8은 도7의 위치교정기(70)에 대한 분해사시도, 도9는 도7의 위치교정기(70)에 대한 정면도이다.
본 실시에에 따른 위치교정기(70)는, 도7 내지 도9에 도시된 바와 같이, 고정체(71), 회전체(72), 힌지축(73) 및 스프링(74)을 포함하여 구성된다.
고정체(71)는 대략 “ㄴ”자 형상으로 구비되며, 상방으로 돌출된 부위는 회전체가 삽입된 상태에서 결합될 수 있도록 결합홈(71a)이 형성되어 있고, X방향으로 힌지축(73)이 삽입될 수 있는 힌지구멍(71a-1)이 형성되어 있다.
회전체(72)는 대략 “ㅏ”자 형상으로 구비되며, 힌지축(73)을 개제하여 고정체(71)에 결합되고, 도9에 도시된 바와 같이, 결합단(72a) 및 교정단(72b)으로 구성된다.
결합단(72a)에는, 힌지축(73)이 관통하는 관통구(72a-1)가 형성되어 있어서 힌지축(73)에 의해 고정체(71)에 힌지결합될 수 있게 되어 있고, 도9에서 알 수 있는 바와 같이, 힌지결합점을 기준으로 교정단(72b)의 반대 측 부위의 상면은 회전 체(72)가 일정한 각도의 범위내에서 회전할 시에 결합단(72a)의 상면이 테스트트레이의 하단면과 접촉하는 면이 넓어지도록 경사지게 형성되어 있다. 경사정도는, 도9에서 참조되는, 바와 같이 교정단(72)에서 멀수록 상방으로 높게 되어 있다(수평선과 비교 참조).
교정단(72b)은, 결합단(72a)의 일 측단에서 상하방향으로 길게 형성되며, 도9에서 참조되는 바와 같이, 결합단(72a)의 타 측(힌지결합점을 기준으로 교정단의 반대 측)에 외력이(F) 가해지면 힌지결합점을 회전중심으로 하여 테스트트레이를 미는 방향(정방향으로 정의 함, 화살표 방향 참조)으로 회전하면서 테스트트레이를 밀도록 되어 있다.
또한, 교정단(72b)은 더 구체적으로 교정부(72b-1)와 회전제한부(72b-2)로 나뉠 수 있다.
교정부(72b-1)는, 힌지결합점을 지나는 수평선상에서 상측으로 돌출된 부분이고, 상측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 테스트트레이의 일측과 접촉하는 면이 경사지게 되어 있으며, 정방향으로 회전하면서 테스트트레이의 측변을 밀어 테스트트레이의 위치를 고정하는 역할을 수행한다.
회전제한부(72b-2)는, 힌지결합점을 지나는 수평선상에서 하측으로 돌출된 부분이고, 고정체(71)에 걸리도록 되어 있어서 스프링(74)의 탄성력에 의한 역방향(테스트트레이를 미는 방향의 반대 측 방향으로 정의 됨)으로의 회전을 제한하는 역할을 수행한다.
힌지축(73)은 고정체(71)와 회전체(72)를 힌지결합시킨다.
그리고 스프링(74)은 결합단(72a)을 탄성지지하면서 회전체(72)에 역방향으로의 탄성력을 가하는 역할을 수행한다.
위와 같은 위치교정기(70)의 설치상태 및 작동에 대하여 도10 내지 도12를 참조하여 설명한다.
위치교정기(70)는 테스트트레이(T)의 양측 변을 서로 마주보는 방향으로 밀어주도록, 도10의 개략적인 평면도에서 참조되는 바와 같이, 전후 방향으로 2개, 좌우 방향으로 2개, 총 4개가 구비된다.
한편, 도11의 개략적인 정면도에서 참조되는 바와 같이, 테스트트레이(T)가 안내레일(11a)에 의해 안내 및 지지되면서 언로딩위치로 이송되어 오면, 후술되는 바와 같이, 베이스판이 상승하게 되면서 위치교정기(70)도 함께 화살표 방향으로 상승하게 된다.
위치교정기(70)가 상승하게 되면, 도12에서 참조되는 바와 같이, 먼저 테스트트레이(T)의 측변이 교정부(72b-1)의 경사진 면에 접촉하고, 접촉된 시점부터 위치교정기(70)의 지속적 상승에 의해 테스트트레이(T)의 위치가 공차범위 내에서 교정(화살표 방향으로 이동)된다.
계속하여 위치교정기(70)가 상승하게 되면서, 도13에서 참조되는 바와 같이, 테스트트레이(T)의 양측 하단이 결합단(72a)의 상면에 접촉하게 되고, 궁극적으로 도14에서 참조되는 바와 같이, 트레이스톱퍼(31)에 의해 테스트트레이(T)의 상승이 제한되게 되면서 테스트트레이(T)의 양측 하단을 통해 결합단(72a)에 화살표 방향으로의 힘이 작용하게 된다.
도14에 도시된 바와 같이, 힌지결합점을 기준으로 교정단(72b)의 반대 측에 있는 결합단(72a)의 부위에 힘이 가해지면, 도15에 도시된 바와 같이, 회전체(72)가 스프링(74)의 탄성력을 극복하면서 정방향(화살표 방향 참조)으로 회전하게 되고, 이에 따라서 교정부(72b-1)가 테스트트레이(T)의 측변을 밀게 되어 테스트트레이(T)의 중심이 언로딩위치의 중심에 일치되도록 테스트트레이(T)의 위치가 교정된다.
물론, 도11 및 도12를 통해 설명된 작동상태는 스프링(74)이 테스트트레이의 무게에 압축되지 않을 정도의 탄성계수를 가지고 있는 경우로 설명되고 있으나, 실시하기에 따라서는 스프링이 테스트트레이의 무게에 의해서 압축될 수 있는 정도의 탄성계수만을 가지도록 구현하는 것도 얼마든지 고려될 수 있다.
참고로 회전체(72)가 정방향으로 회전하게 되면서 결합단(72a)의 경사진 면이 수평상태로 되어 테스트트레이(T)의 하단과 결합단(72a)의 상면이 접촉하는 부위가 넓어져 결합단(72a)에 의한 테스트트레이(T)의 지지가 더 안정적이게 된다.
<
언로딩장치에
대한
실시예
>
도16은 본 발명의 실시예에 따른 언로딩장치(700)에 대한 개략적인 정면도이다.
본 실시예에 따른 언로딩장치(700)는, 도16에서 참조되는 바와 같이, 전술한 위치교정기(70), 베이스판(710), 구동원(720), 트레이스톱퍼(730), 개방장치(740), 픽앤플레이스장치(750) 등을 포함하여 구성된다.
위치교정기(70)는 언로딩위치에 위치된 테스트트레이(T)의 양 측단에 대응되는 하방에 구비되는 데, 본 실시예에 따른 언로딩장치(700)에서는 도10을 참조하여 설명한 바와 같이 4개가 구비되는 것을 고려하고 있으나, 도16의 정면도 상에는 앞측 좌우에 구비되는 2개의 위치교정기(70)만이 도시되어 있다. 물론, 실시하기에 따라서는 양 측에 하나씩 2개의 위치교정기만을 구비시키거나 양 측에 각각 3개 이상의 위치교정기를 구비시키는 것도 얼마든지 고려될 수 있을 것이다.
베이스판(710)은, 그 양측 단에 위치교정기(70)가 설치되며, 승강 가능하게 구비된다.
구동원(720)은 베이스판(710)의 승강에 필요한 구동력을 공급하는 것으로 바람직하게는 실린더로 구비될 수 있다.
트레이스톱퍼(730)는, 배경기술에서 설명한 바와 같이, 테스트트레이(T)의 상방 이동(상승)을 제한한다.
개방장치(740)는 테스트트레이(T)의 인서트를 개방(래치장치에 의한 홀딩을 해제)시키기 위해 구비되는 것으로, 개방판(741)과 개방판(741)을 승강시키기 위한 실린더(742)로 구성되며, 서로 대향되게 구비된 양 측의 위치교정기(70) 사이에 배치되도록 베이스판(710)에 고정 설치된다. 이러한 개방장치(740)는 실린더(742)의 작동에 의해 개방판(741)이 상승함으로써 테스트트레이(T)의 인서트를 개방시키게 된다.
픽앤플레이스장치(750)는, 베이스판(710)이 상승함으로써 위치교정기(70)에 의해 테스트트레이(T)의 위치가 교정된 후 개방장치(740)가 작동하여 테스트트레 이(T)의 인서트가 개방되게 되면, 테스트트레이(T)에 적재된 반도체소자를 고객트레이나 소팅테이블과 같은 타 적재요소로 이동시킨다.
계속하여 위와 같은 언로딩장치(700)의 작동에 대하여 설명한다.
도17에서 참조되는 바와 같이, 테스트트레이(T)가 언로딩위치로 이송되어 오면, 구동원(720)이 작동하여 베이스판(710)을 상승시키게 되고, 이와 함께 위치교정기(70)도 상승하게 된다(화살표 참조). 그리고 위치교정기(70)의 상승으로 인하여 테스트트레이(T)의 위치가 정확하게 교정되어 도18과 같은 상태가 된다.
테스트트레이(T)의 양측 상단이 트레이스톱퍼(730)에 접하게 되고 테스트트레이(T)의 위치가 정확하게 교정된 도18과 같은 상태에서, 도19에서 참조되는 바와 같이 개방장치(740)가 작동하여 개방판(741)이 상승(화살표 참조)함으로써 테스트트레이(T)의 인서트가 개방되고 난 후, 픽앤플레이스장치(750)가 작동하여 테스트트레이(T)에 적재되어 있는 반도체소자를 타 적재요소로 이동시키게 된다.
한편, 위에서 설명된 위치교정기(70)는 언로딩장치(700)에 구비된 것을 예로 들어 설명하고 있지만, 실시하기에 따라서는 로딩장치에 적용될 수도 있으며, 테스트트레이를 정확하게 위치시킬 필요가 있는 영역에서 얼마든지 고려될 수 있을 것이다. 또한, 도10은 서로 대향된 두 개의 위치교정기(70)를 X-X 방향으로 구비시키고 있으나, 적용 위치에 따라서는 서로 대향된 복수의 위치교정기를 Y-Y방향으로 구비시키거나 X-X 및 Y-Y 방향으로 동시에 구비시키는 것도 가능하다.
따라서 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의 해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 설명된 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.