KR100974585B1 - 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치에 관한 것으로, 급격한 성에 성장이 이루어지는 영하 수십도의 극저온의 환경에서도 이송장치가 원활히 작동하여 테스트 트레이를 원활히 진행시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 테스트 트레이의 이동방향을 따라 챔버 내부에 설치되는 리드스크류 및 이 리드스크류를 회전시키는 구동장치와; 상기 리드스크류의 회전에 의해 리드스크류를 따라 이동하도록 설치되고, 길이방향을 따라 일단부에서 타단부까지 리드스크류의 외표면과 연통하는 절개홈이 형성되어 있는 너트부와; 상기 너트부에 고정되게 설치되어 너트부의 이동에 의해 리드스크류를 따라 이동하는 이동블럭과; 상기 이동블럭에 형성된 관통홀을 관통하여 리드스크류와 나란하게 설치되어 이동블럭의 이동을 안내하는 가이드부재와; 상기 이동블럭에 설치되어 테스트 트레이를 해제 가능하게 고정하는 홀더장치와; 상기 이동블럭의 관통홀 내에 상기 가이드부재의 외표면과 접촉하도록 설치되어 이동블럭의 이동방향을 따라 구름 운동하는 복수개의 구름부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치를 제공한다.

핸들러, 테스트 트레이, 이송장치, 가이드부재, 이동블럭, 리드스크류

Description

반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치{Test Tray Transfer for Semiconductor Test Handler}

도 1은 배경기술로서, 일반적인 핸들러 구성의 일례를 나타낸 평면 구성도

도 2는 본 발명에 따른 핸들러용 테스트 트레이 이송장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 사시도

도 3은 도 2의 테스트 트레이 이송장치의 주요 부분을 분리하여 나타낸 사시도

도 4는 도 2의 테스트 트레이 이송장치의 가이드부재와 이동블럭 간의 결합 상태를 나타낸 요부 단면도

도 5는 도 2의 테스트 트레이 이송장치의 사각단면 회전축과 이동블럭 간의 결합 상태를 나타낸 요부 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

102 : 리드스크류 104 : 너트부

105 : 절개홈 106 : 이동블럭

107 : 관통홀 108 : 가이드바아

109 : 로울러 110 : 사각단면 회전축

112 : 피니언기어부 115 : 래크기어부

117 : 홀더 118 : 홀더핀

본 발명은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러에서 트레이를 이송하는 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 반도체 소자들을 장착한 테스트 트레이들을 핸들러의 한 챔버에서 다른 챔버로 횡방향으로 밀어서 이송하는 이송장치에 있어서, 영하 수십도의 극저온의 환경하에서도 원활히 동작할 수 있도록 된 반도체 소자 테스트 핸들러의 테스트 트레이 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하되는데, 핸들러라 함은 반도체 소자들의 전기적 성능을 테스트하는 테스터(tester)와 결합되어 반도체 소자를 자동으로 테스트하여 범용 트레이에 자동 분류하는데 이용되고 있는 장치를 일컫는다.

통상, 이러한 핸들러 중 많은 것들이 상온 상태에서의 일반적인 성능 테스트 뿐만 아니라, 밀폐된 챔버 내에 전열히터 및 액화질소 분사시스템을 통해 고온 및 저온의 극한 온도상태의 환경을 조성하여 반도체 소자들이 이러한 극한 온도 조건에서도 정상적인 기능을 수행할 수 있는가를 테스트하는 고온테스트 및 저온 테스트도 수행할 수 있도록 되어 있다.

첨부된 도면의 도 1은 메모리 반도체 소자를 테스트하는데 이용되는 종래의 핸들러 구성의 일례를 나타낸 것으로, 핸들러 본체의 전방부에는 테스트할 반도체 소자들이 다수개 수납되어 있는 고객용 트레이들이 적재되는 로딩스택커(10)가 설치되고, 이 로딩스택커(10)의 일측부에는 테스트 완료된 반도체 소자들이 테스트결과에 따라 분류되어 고객용 트레이에 수납되는 언로딩스택커(20)가 설치되어 구성된다.

그리고, 핸들러 본체의 중간부분의 양측부에는 상기 로딩스택커(10)로부터 이송되어 온 반도체 소자들을 일시적으로 장착하는 버퍼부(40)가 전후진가능하게 설치되어 있으며, 이들 버퍼부(40) 사이에는 버퍼부(40)의 테스트할 반도체 소자를 이송하여 테스트 트레이(T)에 재장착하는 작업과 테스트 트레이의 테스트 완료된 반도체 소자를 버퍼부(40)에 장착하는 작업이 이루어지게 되는 교환부(50)가 설치되어 있다.

상기 로딩스택커(10) 및 언로딩스택커(20)가 배치된 핸들러 전방부와, 상기 교환부(50) 및 버퍼부(40)가 배치된 핸들러 중간부 사이에는 X-Y축으로 선형 운동하며 반도체 소자들을 픽업 이송하는 제 1픽커(31)(picker)와 제 2픽커(32)가 각각 설치되어, 상기 제 1픽커(31)는 로딩스택커(10) 및 언로딩스택커(20)와 버퍼부(40) 사이를 이동하며 반도체 소자를 픽업하여 이송하는 역할을 하고, 상기 제 2픽커(32)는 버퍼부(40)와 교환부(50) 사이를 이동하며 반도체 소자들을 픽업하여 이송하는 역할을 한다.

그리고, 핸들러의 후방부에는 다수개로 분할된 밀폐 챔버들 내에 고온 또는 저온의 환경을 조성한 뒤 반도체 소자가 장착된 테스트 트레이(T)들을 순차적으로 이송하며 소정의 온도 조건하에서 반도체 소자의 성능을 테스트하는 테스트사이트(70)가 위치된다.

여기서, 상기 테스트사이트(70)는, 상기 교환부(50)에서 이송되어 온 테스트 트레이를 전방에서부터 후방으로 한 스텝(step)씩 단계적으로 이송시키며 반도체 소자들을 소정의 온도로 가열 또는 냉각시키는 예열챔버(71)와, 상기 예열챔버(71)의 일측에 연접하게 설치되어 예열챔버(71)를 통해 이송된 테스트 트레이의 반도체 소자들을 외부의 테스트장비(도시 않음)에 연결된 일명 하이픽스(Hi-Fix)(85)라고 하는 인터페이스 장치의 테스트소켓(도시 않음)에 장착하여 소정의 온도하에서 테스트를 수행하는 테스트챔버(72)와, 상기 테스트챔버(72)의 일측에 설치되어 테스트챔버(72)를 통해 이송된 테스트 트레이를 후방에서부터 전방으로 한 스텝(step)씩 단계적으로 이송시키면서 테스트완료된 반도체 소자를 초기의 상온 상태로 복귀시키는 디프로스팅챔버(defrosting chamber)(73)로 구성된다.

또한, 상기 테스트사이트(70)의 최전방부와 최후방부 각각의 내부에는 한 챔버에서 다른 챔버로 테스트 트레이(T)를 수평하게 슬라이딩시켜 이송하여 주는 전방측 트레이 이송장치(75)와 후방측 트레이 이송장치(76)가 설치되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 핸들러용 트레이 이송장치는 대략 -30℃의 저온 온도 테스트시에는 성에 성장이 느려 동작에 문제가 없으나, 최근의 테스트 사양에서 요구되는 영하 -50℃ 정도의 극저온 상태에서는 이송장치의 구성요소의 많은 부분에서 급격히 성에가 성장하여 이송장치의 작동이 이루어지지 않는 문제가 있었다.

예를 들어, 종래의 트레이 이송장치는 테스트 트레이의 이동방향을 따라 설 치되는 리드스크류와 이 리드스크류를 따라 이동하는 너트부, 테스트 트레이를 홀딩하는 홀더 등을 구비하는데, 극저온 테스트시에 상기 리드스크류의 표면, 너트부와 리드스크류 간의 틈새, 홀더를 작동시키는 구성부 등에 성에가 급격히 성장하면서 너트부의 이동이 완전히 봉쇄되고 홀더의 작동이 이루어지지 않게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 급격한 성에 성장이 이루어지는 영하 수십도의 극저온의 환경에서도 원활히 동작할 수 있는 구조를 갖는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 저온 및 고온의 온도 조성이 가능한 복수개의 밀폐된 챔버 내부에 설치되어, 반도체 소자들이 장착된 테스트 트레이를 해제가능하게 홀딩하여 한 챔버에서 다른 챔버로 수평하게 슬라이딩 이동시켜 주는 트레이 이송장치에 있어서, 테스트 트레이의 이동방향을 따라 챔버 내부에 설치되는 리드스크류 및 이 리드스크류를 회전시키는 구동장치와; 상기 리드스크류의 회전에 의해 리드스크류를 따라 이동하도록 설치되고, 길이방향을 따라 일단부에서 타단부까지 리드스크류의 외표면과 연통하는 절개홈이 형성되어 있는 너트부와; 상기 너트부에 고정되게 설치되어 너트부의 이동에 의해 리드스크류를 따라 이동하는 이동블럭과; 상기 이동블럭에 형성된 관통홀을 관통하여 리드스크류와 나란하게 설치되어 이동블럭의 이동을 안내하는 가이드부재와; 상기 이동블럭에 설치되어 테스트 트레이를 해제 가능하게 고정하는 홀더장치와; 상기 이동블럭의 관통홀 내에 상기 가이드부재의 외표면과 접촉하도록 설치되어 이동블럭의 이동방향을 따라 구름 운동하는 복수개의 구름부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 너트부에 절개홈이 형성됨으로써 너트부가 리드스크류를 따라 이동할 때 리드스크류 표면의 성에가 너트부의 절개홈을 따라 빠져나오게 되므로 너트부가 리드스크류를 따라 원활히 이동할 수 있게 됨과 더불어, 상기 가이드부재가 이동블럭의 관통홀 내에서 구름부재에 의해 점접촉 또는 선접촉 상태로 지지되므로 가이드부재 표면에 성에가 성장하더라도 이동블럭이 가이드부재를 따라 원활히 진행할 수 있게 된다.

본 발명의 한 형태에 의하면, 상기 홀더장치는, 상기 이동블럭을 관통하여 리드스크류 및 가이드부재와 나란하게 설치되는 사각단면 회전축과, 상기 사각단면 회전축을 회전시키는 회전수단과, 상기 이동블럭 내에 상기 사각단면 회전축을 따라 선형 이동은 가능하고 사각단면 회전축의 회전에 의해서 함께 회전하도록 설치된 피니언기어부와, 상기 피니언기어부와 치합하도록 이동블럭의 외면에 설치된 래크기어부와, 상기 래크기어부에 고정되어 테스트 트레이의 일면과 결합 및 해제되는 홀더 및, 상기 피니언기어부의 내주면에 상기 사각단면 회전축의 외면과 접촉하여 이동블럭의 방향을 따라 구름운동하도록 설치된 복수개의 로울러로 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 특징에 의하면, 상기 사각단면 회전축이 이동블럭 내에서 로울러에 의해 선접촉하며 지지되므로 이동블럭이 사각단면 회전축을 따라 이동시 원활한 이동이 보장된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 테스트 트레이 이송장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 테스트 트레이 이송장치의 주요 부분을 분리하여 상세히 나타낸 사시도이며, 도 4와 도 5는 각각 가이드부재와 이동블럭, 사각단면 회전축과 피니언기어부 간의 결합 상태를 보여주는 요부 단면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 테스트 트레이 이송장치는 핸들러의 챔버 내부에 설치되는 프레임(101)을 따라 한 챔버에서 다른 챔버로, 예컨대 예열챔버(71; 도 1참조)에서 테스트챔버(72; 도 1참조)로 연장되게 설치되는 리드스크류(102) 및 이 리드스크류(102)를 회전시키는 서보모터(미도시)와, 상기 리드스크류(102)의 회전에 의해 리드스크류(102)를 따라 이동하도록 설치된 너트부(104)와, 상기 너트부(104)에 고정되게 설치되어 너트부(104)의 이동에 의해 함께 연동하여 리드스크류(102)를 따라 선형 이동하도록 된 이동블럭(106)으로 구성된다.

상기 너트부(104)에는 길이방향을 따라 일단부에서 타단부까지 리드스크류(102)의 외표면과 연통되도록 절개홈(105)이 형성된다.

그리고, 상기 프레임(101)에는 상기 이동블럭(106)에 상하로 형성된 2개의 관통홀(107)을 관통하여 리드스크류(102)와 나란하도록 한 쌍의 가이드바아(108)가 설치되는데, 여기서 이들 각 가이드바아(108)들은 원형 바아 형태를 가지며, 상기 각 관통홀(107)의 내주부에는 상기 각 가이드바아(108)의 외주면과 접촉하면서 가이드바아(108)에 대해 이동블럭(106)을 이동가능하게 지지하는 4개의 로울러(109)가 상호 대향되게 설치된다.

한편, 상기 이동블럭(106)의 상측에는 테스트 트레이의 일측 모서리 부분을 해제 가능하게 고정하여 이동시키는 홀더장치가 구성되는 바, 이 홀더장치는 상기 이동블럭(106)을 관통하여 리드스크류(102) 및 가이드바아(108)와 나란하게 설치되는 사각형 바아 형태의 사각단면 회전축(110)과, 상기 사각단면 회전축(110)을 일정각도로 왕복 회전시키는 회전수단(미도시)과, 상기 이동블럭(106) 내에 상기 사각단면 회전축(110)을 따라 선형 이동은 가능하되 사각단면 회전축의 회전에 의해서 함께 회전하게 되는 피니언기어부(112)와, 상기 이동블럭(106)의 상부면을 통해 노출되는 피니언기어부(112)와 치합하도록 상기 이동블럭(106)의 상면에 엘엠가이드(LM Guide)를 매개로 전후진 가능하게 설치된 래크기어부(115)와, 상기 래크기어부(115)에 고정되어 테스트 트레이의 일측 모서리에 형성되는 홀(h)에 삽입되어 결합하는 홀더핀(118)을 구비한 홀더(117)으로 구성된다.

여기서, 상기 피니언기어부(112)가 설치되는 이동블럭(106)의 내부에는 상기 피니언기어부(112)를 회전가능하게 지지하는 베어링(114)이 설치되고, 피니언기어부(112)의 내주부에는 상기 사각단면 회전축(110)의 상부면 및 하부면과 각각 접촉하면서 사각단면 회전축(110)을 따라 이동가능하게 지지하는 한 쌍의 상,하부 로울러(120)가 상호 대향되게 설치된다.

상기와 같이 구성된 테스트 트레이 이송장치는 다음과 같이 작동한다.

예열챔버(71; 도 1참조)에서 반도체 소자들이 대략 -50℃로 냉각된 테스트 트레이(T)가 테스트 트레이 이송장치의 바로 인근에 위치되면, 상기 사각단면 회전축(110)을 회전시키는 회전수단이 작동하여 피니언기어부(112)를 반시계방향으로 회전시키고, 이어서 피니언기어부(112)와 치합된 래크기어부(115)가 전진하여 홀더(117)의 홀더핀(118)이 테스트 트레이(T)의 일측 모서리 홀(h)에 삽입되어 결합된다.

이 상태에서 서보모터(미도시)가 동작하여 리드스크류(102)를 회전시키면 너트부(104)가 리드스크류(102)를 따라 이동하게 되고, 이에 따라 이동블럭(106)이 가이드바아(108)를 따라 이동하여 테스트 트레이(T)를 테스트챔버(72; 도 1참조) 위치로 이동시킨다.

이 때, 상기 가이드바아(108)는 도 4에 도시된 것과 같이 이동블럭(106)의 관통홀(107) 내에 설치된 복수개의 로울러(109)에 의해 점접촉 상태로 지지되어 있는 바, -50℃와 같은 극저온 상태에서 가이드바아(108) 외주면에 성에가 급격히 성장하더라도 로울러(109)가 상기 가이드바아(108)를 따라 구름운동하게 되므로 이동블럭(106)이 가이드바아(108)를 따라 원활히 이동할 수 있게 된다.

또한, 상기 너트부(104)가 리드스크류(102)를 따라 이동할 때 리드스크류(102)의 외주면에 형성된 성에가 너트부(104)의 절개홈(105)을 통해 너트부(104) 외부로 빠져나갈 수 있게 되므로 너트부(104)의 이동이 방해받지 않는다.

이와 더불어, 상기 사각단면 회전축(110) 역시 도 5에 도시된 것과 같이 피니언기어부(112)의 내측에 형성된 상,하부 로울러(120)에 의해 선접촉 상태로 지지되어 있는 바, 이동블럭(106)이 이동할 때 상기 로울러(120)가 사각단면 회전축(110) 면을 따라 구름 운동하게 되므로 사각단면 회전축(110)의 외면에 성에가 성장하더라도 이동블럭(106)이 원활히 이동할 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 상기 이동블럭(106)의 관통홀(107) 내에서 가이드바아(108)와 구름운동 가능하게 접촉하는 수단으로서 로울러(109)를 사용하고 있으나, 이와는 다르게 볼 등을 사용할 수도 있을 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 챔버 내부의 극저온 환경에 의해 테스트 트레이 이송장치의 리드스크류와 사각단면 회전축 및 가이드부재 및 이들과 이동블럭 간의 틈새 등에 급격한 성에 성장이 발생하고 이물질이 끼이더라도 이동블럭이 원활히 진행할 수 있게 되므로 사용자가 원하는 수준의 극저온 상태의 온도 테스트 진행이 이루어질 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 저온 및 고온의 온도 조성이 가능한 복수개의 밀폐된 챔버 내부에 설치되어, 반도체 소자들이 장착된 테스트 트레이를 해제가능하게 홀딩하여 한 챔버에서 다른 챔버로 수평하게 슬라이딩 이동시켜 주는 트레이 이송장치에 있어서,

   테스트 트레이의 이동방향을 따라 챔버 내부에 설치되는 리드스크류 및 이 리드스크류를 회전시키는 구동장치와;

   상기 리드스크류의 회전에 의해 리드스크류를 따라 이동하도록 설치되고, 길이방향을 따라 일단부에서 타단부까지 리드스크류의 외표면과 연통하고, 상기 리드스크류의 외주면에 형성된 성에가 외측으로 배출가능한 공간을 제공하는 절개홈이 마련된 너트부와;

   상기 너트부에 고정되게 설치되어 너트부의 이동에 의해 리드스크류를 따라 이동하는 이동블럭과;

   상기 이동블럭에 형성된 관통홀을 관통하여 리드스크류와 나란하게 설치되어 이동블럭의 이동을 안내하는 가이드부재와;

   상기 이동블럭에 설치되어 테스트 트레이를 해제 가능하게 고정하는 홀더장치와;

   상기 이동블럭의 관통홀 내에 상기 가이드부재의 외주면과 접촉하도록 설치되어 이동블럭의 이동방향을 따라 구름 운동하는 복수개의 구름부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 홀더장치는, 상기 이동블럭을 관통하여 리드스크류 및 가이드부재와 나란하게 설치되는 다각단면 회전축과, 상기 다각단면 회전축을 회전시키는 회전수단과, 상기 이동블럭 내에 상기 다각단면 회전축을 따라 선형 이동은 가능하고 다각단면 회전축의 회전에 의해서 함께 회전하도록 설치된 피니언기어부와, 상기 피니언기어부와 치합하도록 이동블럭의 외면에 설치된 래크기어부와, 상기 래크기어부에 고정되어 테스트 트레이의 일면과 결합 및 해제되는 홀더 및, 상기 피니언기어부의 내주면에 상기 다각단면 회전축의 외면과 접촉하여 이동블럭의 방향을 따라 구름운동하도록 설치된 복수개의 로울러로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 구름부재는 이동블럭의 이동방향을 따라 회전하도록 상호 대향되게 설치된 로울러인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 다각단면 회전축은 사각형 단면을 갖는 형태로 형성되고, 상기 로울러는 피니언기어부 내주부에서 다각단면 회전축의 상부면 및 하부면과 각각 접촉하며 지지하도록 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 테스트 트레이 이송장치.

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