KR102270760B1

KR102270760B1 - 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치

Info

Publication number: KR102270760B1
Application number: KR1020190156584A
Authority: KR
Inventors: 김두철; 이완구
Original assignee: 에이엠티 주식회사
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-30
Also published as: TW202134676A; US11828792B2; TWI769590B; JP7315987B2; JP2022539304A; CN114008468A; US20230030072A1; KR20210067212A; WO2021107351A1

Abstract

본 발명은 복수의 반도체 칩이 적층되어 단일화(singulated)된 디바이스의 테스트장치에 관한 것으로, 범프(bump)의 크기가 작고 피치가 좁으며, 많은 수의 신호 버스를 포함하는 HBM(High Bandwidth Memory)와 같은 디바이스를 생산한 다음 정확히 얼라인(align)하여 성능 테스트를 실시할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 본체(20)와, 상기 본체(20)의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스(30)가 대기하는 로딩부(40)와, 상기 로딩부(40)의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스(30)를 순차적으로 흡착하여 진공 척(50)의 상면에 얹어놓는 로딩 픽커(60)와, 상기 로딩 픽커(60)에 의해 흡착 이동된 디바이스(30)의 안착지점에 각각 진공 홀(51)이 형성되고 레일(21)을 따라 이동하는 진공 척(50)과, 상기 진공 척(50)에 테스트할 디바이스(30)가 얹혀지는 로딩 죤(70)과, 상기 로딩 죤(70)의 상부에 X - Y - θ축을 따라 이동 가능하게 설치되어 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부에 좌표값을 알림에 따라 디바이스(30)를 얼라인하는 디바이스 얼라인부(80)와, 상기 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)가 얼라인된 상태로 레일(21)을 따라 이동하여 대기하는 테스트 포지션(90)과, 상기 테스트 포지션(90)에 위치된 진공 척(50)이 이동하여 각 디바이스(30)의 범프가 전기적으로 콘택됨에 따라 설정된 시간동안 디바이스의 성능을 테스트하는 테스터(100)와, 상기 테스터(100)에서 디바이스(30)의 테스트가 완료된 진공 척(50)이 위치하는 언로딩 죤(110)과, 상기 언로딩 죤(110)의 일 측에 설치되어 진공 척(50)으로부터 테스트 완료된 디바이스(30)를 흡착하여 언로딩부(120)의 트레이(130)에 양품과 불량품으로 선별하여 언로딩하는 언로딩 픽커(140)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치{The test apparatus of the device having fine pitch}

본 발명은 복수의 반도체 칩이 적층되어 단일화(singulated)된 디바이스의 테스트장치에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 범프(bump)의 크기가 작고 피치가 좁으며, 많은 수의 신호 버스를 포함하는 HBM(High Bandwidth Memory)와 같은 디바이스를 생산한 다음 정확히 얼라인(align)하여 성능 테스트를 실시할 수 있도록 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치에 관한 것이다.

최근 전자산업의 추세는 경량화, 소형화, 고속화, 다기능화, 및 고성능화된 제품을 저렴한 가격으로 제조하는 것이다. 또한, 집적 회로의 성능을 향상시키기 위해, 멀티 칩 적층 패키지(multi-chip stacked package)와 같은 3차원 구조로 개발되고 있다.

이러한 멀티 칩 적층 패키지 중 HBM은 3차원 스택형 동적 RAM(DRAM)을 위한 고성능 (RAM) 인터페이스이다.

상기 HBM은 웨이퍼상에 멀티 칩을 차례로 적층한 다음 일체로 몰딩한 후 소잉(sawing) 공정을 통해 낱개로 분리된다.

도 1은 일반적인 HBM의 범프를 나타낸 저면도로써, 상기 HBM(10)은 무수히 많은 범프(11)의 피치(p)가 125 ∼ 170㎛ 정도로 매우 좁은 반면, 소잉 공정에서 절단되어 분리됨에 따라 가장자리에 배치되는 범프의 중심과 가장자리 테두리까지의 간격(s)이 일정하지 못한 문제점이 내포되어 있다.

따라서 이러한 구조를 갖는 HBM을 생산 완료한 상태에서 크기(외경)가 작으면서 피치가 좁은 범프를 테스터의 단자와 정확히 얼라인되게 정렬할 수 없어 테스트를 실시하지 못하고 출하하고 있는 실정이다.

이에 따라, HBM이 불량인 부품을 실장하여 GPU(Graphical Processing Unit)를 구성하였을 때, GPU 전체가 불량인 커다란 문제점이 발생되었다.

(선행기술문헌)

(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 10-1149759(2012.05.18.등록)

(특허문헌 0002) 대한민국 등록특허공보 10-1464990(2014.11.19.등록)

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, HBM과 같이 범프의 크기(외경)가 작고 피치가 좁은 디바이스를 생산한 다음 디바이스의 위치를 정확히 얼라인하여 다양한 타입의 테스터와 전기적으로 콘택하여 성능을 테스트할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 가장자리에 배치되는 범프의 중심과 가장자리 테두리까지의 간격이 일정하지 못하더라도 디바이스의 얼라인을 정확히 실시하여 테스터의 단자와 전기적으로 콘택할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 테스터의 양측에 디바이스 얼라인부 및 로딩/언로딩 픽커를 각각 대칭되게 배치하여 디바이스의 테스트에 따른 싸이클 타임(cycle time)을 줄일 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 본체와, 상기 본체의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스가 대기하는 로딩부와, 상기 로딩부의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스를 순차적으로 흡착하여 진공 척의 상면에 얹어놓는 로딩 픽커와, 상기 로딩 픽커에 의해 흡착 이동된 디바이스의 안착지점에 각각 진공 홀이 형성되고 레일을 따라 이동하는 진공 척과, 상기 진공 척에 테스트할 디바이스가 얹혀지는 로딩 죤과, 상기 로딩 죤의 상부에 X - Y - θ축을 따라 이동 가능하게 설치되어 진공 척에 셕션된 디바이스의 위치를 확인하여 제어부에 좌표값을 알림에 따라 디바이스를 얼라인하는 디바이스 얼라인부와, 상기 진공 척에 셕션된 디바이스가 얼라인된 상태로 레일을 따라 이동하여 대기하는 테스트 포지션과, 상기 테스트 포지션에 위치된 진공 척이 이동하여 각 디바이스의 범프가 전기적으로 콘택됨에 따라 설정된 시간동안 디바이스의 성능을 테스트하는 테스터와, 상기 테스터에서 디바이스의 테스트가 완료된 진공 척이 위치하는 언로딩 죤과, 상기 언로딩 죤의 일 측에 설치되어 진공 척으로부터 테스트 완료된 디바이스를 흡착하여 언로딩부의 트레이에 양품과 불량품으로 선별하여 언로딩하는 언로딩 픽커로 구성된 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치가 제공된다.

본 발명은 종래에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 로딩부에 테스트하고자 하는 디바이스를 로딩하기만 하면 가장자리에 배치되는 범프의 중심과 가장자리 테두리까지의 간격이 일정하지 않더라도 디바이스 얼라인부에서 자동으로 디바이스를 정확히 얼라인하여 디바이스의 범프를 테스터의 단자와 전기적으로 콘택하게 되므로 미세 피치를 갖는 디바이스의 성능 검사가 가능해지게 된다.

둘째, 테스터의 타입(오버헤드, 수평, 수직)에 구애받지 않고 테스트 포지션으로 이동된 디바이스의 범프를 테스터의 단자와 전기적으로 콘택하여 디바이스의 성능을 테스트할 수 있게 된다.

셋째, 진공 척의 상면에 얼라인하기 위한 디바이스를 로딩하기 전에 진공 척의 온도를 테스트 조건에 따라 상온을 유지하거나, 히팅 또는 쿨링하여 진공 척의 팽창계수에 따라 팽창 또는 수축된 상태에서 디바이스를 로딩하므로 얼라인 공차를 최소화하게 된다.

넷째, 진공 척에 얼라인하기 위한 디바이스가 로딩하고 나면 얼라인된 디바이스의 얼라인 상태를 제1 얼라인 비젼으로 1번 더 확인하게 되므로 얼라인 신뢰성을 더욱 극대화하게 된다.

다섯째, 디바이스의 얼라인이 완료된 진공 척을 테스터 측으로 이동시킨 상태에서 진공 척의 X, Y값을 제2 얼라인 비젼에 의해 확인하여 제어부에 알림에 따라 진공척 자세교정수단이 진공 척의 자세를 정확하게 교정하므로 콘택 불량을 방지하게 된다.

여섯째, 본체의 양측에 디바이스 얼라인부 및 로딩/언로딩 픽커를 각각 대칭되게 배치할 경우에는 디바이스의 테스트에 따른 싸이클 타임(cycle time)을 줄일 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 HBM의 범프를 나타낸 저면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 사시도
도 3은 도 2의 평면도
도 4는 본 발명에서 진공 척의 설치상태를 나타낸 사시도
도 5는 도 4의 저면 사시도
도 6은 본 발명에서 디바이스 얼라인부를 나타낸 사시도
도 7은 도 6의 측면도
도 8a는 본 발명의 얼라인 지그가 디바이스를 감싼 상태의 평면도
도 8b는 본 발명의 얼라인 지그 내주면에 디바이스의 2면이 접속되어 디바이스를 밀어주는 상태도
도 9a 및 도 9b는 진공 척이 레일을 따라 이동하는 상태를 나타낸 정면도
도 10은 본 발명의 진공 척에 로테이터가 구비된 상태의 저면 사시도
도 11a 및 도 11b는 본 발명에서 테스터가 수평타입 및 수직타입을 나타낸 정면도 및 측면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 사시도이고 도 3은 도 2의 평면도로써, 본 발명은 본체(20)와, 상기 본체(20)의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스(30)가 대기하는 로딩부(40)와, 상기 로딩부(40)의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스(30)를 순차적으로 흡착하여 진공 척(50)의 상면에 얹어놓는 로딩 픽커(60)와, 싱기 로딩 픽커(60)에 의해 흡착 이동된 디바이스(30)의 안착지점에 각각 진공 홀(51)이 형성되고 레일(21)을 따라 이동하는 진공 척(50)과, 상기 진공 척(50)에 테스트할 디바이스(30)가 얹혀지는 로딩 죤(70)과, 상기 로딩 죤(70)의 상부에 X - Y - θ축을 따라 이동 가능하게 설치되어 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부에 좌표값을 알림에 따라 디바이스(30)를 얼라인하는 디바이스 얼라인부(80)와, 상기 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)가 얼라인된 상태로 레일(21)을 따라 이동하여 대기하는 테스트 포지션(90)과, 상기 테스트 포지션(90)에 위치된 진공 척(50)이 이동하여 각 디바이스(30)의 범프가 전기적으로 콘택됨에 따라 설정된 시간동안 디바이스의 성능을 테스트하는 테스터(100)와, 상기 테스터(100)에서 디바이스(30)의 테스트가 완료된 진공 척(50)이 위치하는 언로딩 죤(110)과, 상기 언로딩 죤(110)의 일 측에 설치되어 진공 척(50)으로부터 테스트 완료된 디바이스(30)를 흡착하여 언로딩부(120)의 트레이(130)에 양품과 불량품으로 선별하여 언로딩하는 언로딩 픽커(140) 등으로 구성되어 있다.

본 발명의 일 실시 예로 도시한 도 2 및 도 3에서는 상기 로딩 픽커(60)가 X - Y축(61)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있고 진공 척(50)은 레일(21)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있어 진공 척(50)이 로딩 죤(70)에 위치되고 나면 로딩 픽커(60)가 X - Y축(61)을 따라 이동하면서 로딩부(40)에 위치된 디바이스(30)를 흡착한 다음 진공 척(50)의 각 진공 홀(51)에 차례로 얹어 놓도록 구성되어 있다.

그러나 필요에 따라 로딩 픽커(60)가 Y축을 따라 이동 가능하게 설치하고 진공 척(50)을 X축을 따라 1스탭(진공 홀과 진공 홀의 중심간 거리)씩 이동 가능하게 설치하여도 로딩 픽커(60)가 진공 척(50)의 각 진공 홀(51)에 디바이스(30)를 차례로 로딩할 수 있음은 이해 가능한 것이다.

도 4는 본 발명에서 진공 척의 설치상태를 나타낸 사시도이고 도 5는 도 4의 저면 사시도로써, 레일(21)을 따라 이동하는 진공 척(50)에는 로딩 픽커(60)에 의해 디바이스(30)가 얹혀져 진공압력에 의해 셕션(section)된 상태를 유지하도록 복수 개의 진공 홀(51)이 형성되어 있고 상기 진공 척(50)의 하부에는 테스트 포지션(90)에서 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시키는 Z축 모터(52)가 설치되어 있다.

상기 진공 홀(51)에는 로딩 픽커(60)에 의해 이동된 디바이스(30)를 얼라인(align)하기 전에 움직이지 않도록 1차 진공압력(약 5 ∼ 50mmHg)이 작용하도록 되어 있다.

이때, 상기 진공 홀(51)에 걸리는 진공압력이 5mmHg이하이면 디바이스 얼라인부(80)에 의해 디바이스(30)의 얼라인이 완료되더라도 진동 등에 의해 디바이스(30)의 위치가 가변될 염려가 있고, 이와는 반대로 50mmHg이상이면 진공압력이 너무 커 디바이스 얼라인부(80)에서 디바이스(30)의 위치를 보정하여 얼라인을 실시할 때 디바이스(30)가 원하는 위치로 움직이지 않을 우려가 있기 때문이다.

상기 진공 홀(51)에 계속해서 약 5 ∼ 50mmHg의 진공압력이 걸리도록 하여도 되지만, 상기 디바이스 얼라인부(80)에 의해 디바이스(30)의 얼라인이 완료된 상태에서 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시키기 전에 약 50 ∼ 100mmHg의 2차 진공압력이 걸리도록 압력을 상승시키는 것이 보다 바람직하다.

이는, 진공 척(50)의 이동 간 또는 디바이스(30)의 범프를 테스터(100)의 단자와 콘택하여 테스트를 실시할 때 디바이스의 위치가 가변되는 현상을 근본적으로 해소하기 위한 것이다.

상기한 바와 같이 진공 홀(51)에 걸리는 1차 진공압력은 디바이스(30)가 얹혀지기 전에 순차적으로 걸리도록 하거나, 일정 구역, 예를 들어 10개씩 구획하여 구획된 진공 홀에 진공압력이 동시에 걸리도록 유로를 구성할 수도 있다.

또한, 진공 척(50)에 히터 또는 냉각파이프(도시는 생략함)를 내장하여 디바이스(30)를 진공 척(50)의 상면에 로딩(loading)하기 전에 디바이스(30)의 테스트 조건에 따라 상온을 유지하거나, 약 50 ∼ 170℃정도로 히팅하거나, 0 ∼ -55℃정도로 냉각하도록 되어 있다.

이는, 진공 척(50)을 최소 팽창계수를 갖는 재질(예를 들어, 세라믹 등)로 사용하더라도 진공 척(50)의 크기가 300 × 300mm라고 가정하면 히팅 및 냉각에 따라 약 0.3mm의 범위 내에서 팽창하거나, 수축하므로 로딩 픽커(60)가 디바이스(30)를 진공 척(50)의 상면에 로딩하기 전에 테스트 조건에 따라 진공 척(50)의 온도를 조절하여 진공 척(50)의 팽창이나 수축에 따른 오차를 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 6은 본 발명에서 디바이스 얼라인부를 나타낸 사시도이고 도 7은 도 6의 측면도로써, 상기 디바이스 얼라인부(80)는, 상기 본체(20)에 설치된 X축 레일(81)과, 상기 X축 레일(81)에 설치되어 X축 레일을 따라 이동하는 Y축 레일(82)과, 상기 Y축 레일(82)에 설치된 가동체(83)와, 상기 가동체(83)의 승강블럭(84)에 설치되며 수직으로 관통된 통공(85a)이 형성된 얼라인 지그 블럭(85)과, 상기 얼라인 지그 블럭(85)의 하부에 설치되어 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)를 밀어 위치를 보정하는 얼라인 지그(86)와, 상기 얼라인 지그 블럭(85)에 설치되어 얼라인 지그(86)의 θ값을 보정하는 θ축 보정모터(87)와, 상기 가동체(83)에 설치되어 얼라인 지그 블럭(85)의 통공(85a)을 통해 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부에 좌표값을 알리는 제1 얼라인 비젼(88)으로 구성하여 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 제1 얼라인 비젼(88)이 확인하여 제어부(도시는 생략함)에 알리면 디바이스(30)의 좌표값에 따라 얼라인 지그(86)가 하강하여 디바이스(30)를 X - Y - θ방향으로 이동시켜 얼라인하도록 되어 있다.

상기 얼라인 지그(86)는 도 8a와 같이 디바이스(30)보다 큰 개구부(86a)가 형성되어 있어 얼라인 지그(86)의 개구부(86a)에 디바이스(30)가 수용된 상태를 유지하도록 되어 있어 얼라인 지그(86)가 디바이스(30)의 좌표값에 따라 이동하면 도 8b와 같이 디바이스(30)의 2개면에 개구부(86a)의 내면이 접속되어 이동하게 되므로 디바이스(30)의 얼라인이 이루어지게 된다.

본 발명의 일 실시 예에서는 진공 척(50)에 도 4와 같이 좌표인식마크(53)가 표시되어 있고 테스터(100)에는 도 9a 및 도 11a와 같이 좌표인식마크(53)의 위치를 확인하는 제2 얼라인 비젼(101)이 설치되어 있으며 진공 척(50)의 하부에는 도 5와 같이 진공 척 자세교정수단(150)이 구비되어 있다.

이는, 부품의 가공공차 또는 조립공차 등에 의해 진공 척(50)이 테스터(100) 측으로 이동된 상태에서 X, Y값이 가변될 우려가 있기 때문이다.

이에 따라, 테스트 포지션(90)으로 이동된 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시키기 전에 도 9a와 같이 테스터(100)의 양측에 설치된 제2 얼라인 비젼(101)이 진공 척(50)의 좌표인식마크(53)의 X - Y값을 확인하여 제어부에 알림에 따라 진공 척 자세교정수단(150)이 진공 척(50)의 자세를 교정하도록 하기 위한 것이다.

만약, 진공 척(50)의 X, Y값이 가변된 상태에서 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시켜 디바이스(30)의 범프를 테스터(100)의 단자와 콘택하면 디바이스 얼라인부(80)에서 디바이스(30)의 얼라인이 정확히 이루어졌더라도 디바이스(30)의 범프가 테스터(100)의 단자와 콘택되지 않는 치명적인 결함을 나타내게 된다.

즉, 일부 범프는 테스터(100)의 단자와 콘택되지만, 진공 척(50)의 X, Y값이 가변되어 있어 나머지 범프는 테스터(100)의 단자와 콘택되지 않아 양품의 디바이스(30)를 불량으로 판정하는 치명적인 오류를 나타내기 때문이다.

상기 진공 척 자세교정수단(150)을 본 발명의 일 실시 예에서는, 도 5와 같이 상기 진공 척(50)의 저면에 Y축 값을 보정하는 Y축 보정모터(151)가 설치되어 있고 상기 Y축 보정모터(151)의 저면에는 X축 값을 보정하는 X축 보정모터(152)가 설치되어 있으며 상기 X축 보정모터(152)는 레일(21)을 따라 이동하는 슬라이더(153)에 고정 설치되도록 구성되어 있다.

본 발명의 일 실시 예에서는 진공 척(50)의 하부에 Z축 모터(52)가 설치되어 있고 그 하부에 진공 척 자세교정수단(150)이 설치된 상태를 예시하고 있으나, 진공 척(50)의 하부에 진공 척 자세교정수단(150)을 설치하고 그 하부에 Z축 모터(52)를 설치할 수도 있으므로 반드시 이에 한정하지는 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 테스터(100)가 오버 헤드타입을 나타내고 있으나, 필요에 따라 도 11a 및 도 11b와 같이 테스터(100)를 수평타입 또는 수직타입으로 적용 가능함은 이해 가능한 것이다.

즉, 테스터(100)가 수평타입 또는 수직타입인 경우에는 디바이스(30)가 얼라인된 상태로 진공 척(50)이 테스터(100)의 직하방으로 이동되고 나면 진공 척(50)을 180° 또는 90°회전시키는 로테이터(54)를 구비하여야 된다.

이 경우에도 테스터(100)의 양측에는 진공 척(50)에 얼라인된 디바이스(30)를 테스터(100) 측으로 이동시키기 전에 로테이터(54)가 180° 또는 90°회전시킨 진공 척(50)의 자세를 확인하여 진공 척 자세교정수단(150)이 진공 척(50)의 자세를 교정하도록 제2 얼라인 비젼(101)이 설치되어 있다.

본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 디바이스(30)를 진공 척(50)의 상면에 로딩(loading)하기 전에 디바이스(30)의 테스트 조건에 따라 상온을 유지하거나, 약 50 ∼ 170℃정도로 히팅하거나, 0 ∼ -55℃정도로 냉각하게 된다.

상기한 바와 같이 진공 척(50)을 디바이스(30)의 테스트 조건에 알맞은 온도로 유지한 상태에서 로딩부(40)에 위치된 트레이(130)로부터 로딩 픽커(60)가 1개의 디바이스(30)를 흡착하여 로딩 죤(70)에 위치된 진공 척(50)의 진공 홀(51)에 얹어 놓으면 진공 홀(51)과 연결되게 설치된 진공장치(도시는 생략함)에 의해 디바이스(30)를 미세 이동이 가능한 1차 진공압력으로 셕션(suction)하게 된다.

상기 디바이스(30)가 진공 척(50)에 형성된 어느 하나의 진공 홀(51)에 로딩되어 디바이스의 미세 이동 가능한 1차 진공압력에 의해 셕션되고 나면 디바이스 얼라인부(80)의 가동체(83)가 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치로 이동하게 된다.

상기 가동체(83)가 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치로 이동하고 나면 가동체(83)에 설치된 제1 얼라인 비젼(88)이 얼라인 지그 블럭(85)에 형성된 통공(85a) 및 얼라인 지그(86)의 개구부(86a)를 통해 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부(도시는 생략함)에 좌표값을 알리게 된다.

이때, 상기 가동체(83)가 위치를 보정할 디바이스(30) 측으로 이동하고 나면 제1 얼라인 비젼(88)이 통공(85a) 및 개구부(86a)를 통해 도 1에 나타낸 디바이스(30)의 저면에 표시된 마크(32)를 인식하여 디바이스(30)의 좌표값을 제어부에 알리게 되므로 제어부가 디바이스(30)의 보정위치를 연산하게 된다.

상기한 바와 같이 가동체(83)의 상부에 설치된 제1 얼라인 비젼(88)이 디바이스(30)의 위치를 인식하여 제어부에 알리는 것은, 얼라인 지그(86)에 개구부(86a)가 형성되어 있어 제1 얼라인 비젼(88)이 통공(85a) 및 개구부(86a)를 통해 디바이스(30)의 위치를 식별 가능하기 때문에 가능하다.

상기 가동체(83)에 설치된 제1 얼라인 비젼(88)이 디바이스(30)의 좌표값을 제어부에 알리고 나면 진공 홀(51)에 셕션된 디바이스(30)의 좌표값에 따라 가동체(83)가 X, Y축 레일(81)(82)을 따라 이동함과 동시에 승강블럭(84)이 하강한 상태에서 얼라인 지그 블럭(85)이 θ축 보정모터(87)의 구동으로 설정된 값만큼 회동하게 되므로 얼라인 지그(86)의 위치가 보정된다.

상기 얼라인 지그(86)가 설치된 얼라인 지그 블럭(85)은 θ축 보정모터(87)의 구동이 웜과 웜 기어(도시는 생략함)에 의해 상호 맞물려 있어 θ축 보정모터(87)의 구동에 따라 설정된 값만큼 회동하게 된다.

이러한 상태에서 가동체(83)가 하강하여 얼라인 지그(86)의 개구부(86a)가 디바이스(30)를 감싸고 나면 가동체(83)가 X, Y축 레일(81)(82)을 따라 이동하게 되므로 제어부에 의해 얼라인 지그(86)가 설정된 값만큼 디바이스(30)를 밀어 위치를 보정하여 얼라인하게 된다.

상기한 바와 같이 가동체(83)에 의해 얼라인 지그(86)가 디바이스(30) 측으로 하강하여 디바이스(30)를 얼라인할 때, 상기 얼라인 지그(86)가 진공 척(50)의 상면과 이격된 상태에서 디바이스(30)의 위치를 보정하는 것이 보다 바람직하다.

이는, 얼라인 지그(86)가 진공 척(50)의 상면과 접속된 상태로 움직이면서 디바이스(30)의 위치를 얼라인할 때, 마찰에 따른 파티클(particle)의 발생을 미연에 방지하기 위한 것이다.

전술한 바와 같은 동작으로 얼라인 지그(86)가 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)를 밀어 보정하여 얼라인을 완료하고 나면 가동체(83)가 초기 위치로 복귀하기 전에 얼라인 지그 블럭(85)의 통공(85a) 및 얼라인 지그(86)의 개구부(86a)를 통해 얼라인된 디바이스(30)의 위치를 제1 얼라인 비젼(88)이 재차 확인하여 제어부에 알려 정확히 얼라인이 되었으면 얼라인 지그(86)의 개구부(86a) 내면을 디바이스(30)로부터 이격되도록 한 다음 가동체(83)가 상승하여 초기 위치로 복귀하고, 얼라인이 되지 않았으면 전술한 동작으로 디바이스(30)의 재얼라인작업을 실시하게 된다.

상기한 바와 같은 동작은 로딩 픽커(60)가 디바이스(30)를 흡착하여 각 진공 홀(51)에 디바이스를 위치시킨 다음 셕션함에 따라 동일하게 이루어지게 되므로 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 얼라인이 가능해지게 된다.

상기한 동작으로 진공 척(50)의 모든 진공 홀(51)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 보정하여 얼라인하고 나면 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시 진동 등에 의해 디바이스(30)의 위치가 가변되지 않도록 2차 진공압력(약 50 ∼ 100mmHg)으로 디바이스를 셕션하는 것이 보다 바람직하다.

전술한 바와 같이 진공 척(50)의 진공 홀(51)에 로딩된 복수 개의 디바이스(30)의 위치를 보정하여 얼라인을 완료하고 나면 복수 개의 디바이스(30)가 셕션된 진공 척(50)이 도 9a와 같이 레일(21)을 따라 테스터(100)의 콘택지점인 테스트 포지션(90)으로 이동하게 된다.

상기 진공 척(50)이 레일(21)을 따라 테스터(100)의 콘택지점인 테스트 포지션(90)으로 이동하고 나면 테스터(100)의 양측에 설치된 제2 얼라인 비젼(101)이 진공 척(50)의 양측에 표시된 좌표인식마크(53)를 확인하여 진공 척(50)의 자세를 판단하게 된다.

이에 따라, 가공공차 및 조립공차 등으로 인해 진공 척(50)이 테스터(100)의 직하방인 테스트 포지션(90)으로 이동된 상태에서 그 위치가 정확하지 않더라도 진공 척 자세교정수단(150)에 의해 진공 척(50)의 자세를 보정할 수 있게 된다.

즉, 제2 얼라인 비젼(101)이 진공 척(50)에 표시된 좌표인식마크(53)를 인식하여 제어부에 알리면 좌표인식마크(53)의 지점에 따라 제어부가 X, Y값을 연산하여 일치하지 않을 경우 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 X, Y축 보정모터(151)(152)를 구동하여 진공 척(50)의 자세를 교정하게 된다.

만약, 진공 척(50)이 부품의 가공공차 및 조립공차 등으로 X, Y값이 가변된 상태에서 테스터(100) 측으로 이동하여 디바이스(30)의 범프를 테스터(100)의 단자와 콘택하면 디바이스 얼라인부(80)에 의해 디바이스(30)의 얼라인이 정확히 이루어졌더라도 디바이스(30)의 범프가 테스터(100)의 단자와 콘택되지 않는 치명적인 결함을 나타내게 된다.

따라서 진공 척 자세교정수단(150)에 의해 진공 척(50)의 자세를 보정한 상태에서 진공 척(50)의 하부에 설치된 Z축 모터(52)를 구동하면 도 9b와 같이 진공 척(50)이 테스터(100) 측으로 상승하게 되므로 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 범프가 테스터(100)의 단자와 콘택하고, 이에 따라 설정된 시간동안 디바이스(30)의 테스트를 실시하게 된다.

상기 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 성능을 테스트하고 나면 진공 척(50)은 하강한 다음 레일(21)을 따라 언로딩 죤(110)인 도면상 우측으로 이동하게 되므로 진공 척(50)에 작용하던 진공압력을 해제함과 동시에 언로딩 픽커(140)가 디바이스(30)를 차례로 흡착하여 테스트 결과에 따라 양품과 불량품으로 분류하여 언로딩부(120)에 위치하는 트레이에 담아 양품은 출하하고, 불량품을 재테스트를 실시하거나 폐기처분하게 된다.

그러나 테스터(100)가 오버 헤드타입이 아닌 도 11a와 같이 수평타입인 경우에는 진공 척(50)이 테스트 포지션(90)에 도달한 상태에서 진공 척(50)을 로테이터(54)가 180°회동시킨 상태에서 회동된 진공 척(50)의 자세를 테스터(100)의 양측에 설치된 제2 얼라인 비젼(101)이 좌표인식마크(53)를 확인하여 제어부에 알려 진공 척(50)의 자세를 교정한 다음 Z축 모터(52)가 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시키게 되므로 디바이스(30)의 테스트가 가능해지게 된다.

한편, 테스터(100)가 도 11b와 같이 수직타입인 경우에는 진공 척(50)이 테스트 포지션(90)에 도달한 상태에서 진공 척(50)을 로테이터(54)가 90°회동시킨 상태에서 회동된 진공 척(50)의 자세를 테스터(100)의 양측에 설치된 제2 얼라인 비젼(101)가 좌표인식마크(53)를 확인하여 제어부에 알려 진공 척(50)의 자세를 교정한 다음 Z축 모터(52)가 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시키게 되므로 디바이스(30)의 테스트가 가능해지게 되는 것이다.

지금까지 설명한 것은, 레일(21)의 일 측(도면상 좌측)에 로딩 죤(70)을, 그리고 다른 일 측(도면상 우측)에 언로딩 죤(110)을 배치하고 로딩 죤(70)의 상부에는 로딩 픽커(60) 및 디바이스 얼라인부(80)를 배치하며, 언로딩 죤(110)에는 언로딩 픽커(140)를 배치하여 디바이스 얼라인부(80)에서 진공 척(50)에 얹혀진 디바이스(30)의 위치를 얼라인한 다음 레일(21)을 따라 진공 척(50)을 테스터(100)의 하부로 이동시켜 설정된 시간동안 디바이스(30)의 전기적인 특성을 테스트한 후 진공 척(50)이 언로딩 죤(110)에 도달하고 나면 언로딩 픽커(140)가 테스트 완료된 디바이스(30)를 테스트 결과에 따라 양품 및 불량품으로 분류하여 언로딩부(120)의 빈 트레이에 언로딩하도록 하는 과정을 설명하였다.

상기한 구성에서는 로딩 픽커(60)에 의해 진공 척(50)의 상면에 디바이스(30)를 얹어 셕션한 상태에서 디바이스의 좌표값을 확인한 다음 디바이스 얼라인부(80)에 의해 얼라인하는 데 많은 시간이 걸리는 반면, 테스트 완료된 디바이스를 언로딩 픽커(140)가 언로딩하는 시간은 짧기 때문에 고가의 장비 가동률이 떨어진다.

따라서 고가 장비의 가동률을 극대화하도록 본체(20)의 양측에 디바이스 얼라인부(80) 및 디바이스의 로딩 및 언로딩역할을 겸하는 로딩/언로딩 픽커(160)를 각각 대칭되게 배치하여 로딩 죤(70) 및 언로딩 죤(110)이 각각 로딩/언로딩 죤(170)의 기능을 동시에 갖도록 하는 것이 보다 바람직하다.

즉, 본체(20)의 중앙에 배치되는 테스터(100)의 양측에 진공 척(50)에 디바이스(30)를 로딩 또는 언로딩하도록 로딩 죤(70) 및 언로딩 죤(110)의 기능을 동시에 갖는 로딩/언로딩 죤(170)이 구비되어 있고 상기 각 로딩/언로딩 죤(170)의 상부에는 로딩부(40)에서 디바이스(30)를 흡착하여 진공 척(50)의 상면으로 로딩하거나, 테스트 완료된 디바이스(30)를 진공 척(50)에서 흡착하여 언로딩부(120)로 언로딩하는 로딩/언로딩 픽커(160)가 설치되어 있으며 상기 각 로딩/언로딩 죤(170)의 상부에는 X - Y - θ축을 따라 이동 가능하게 설치되어 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부(도시는 생략함)에 좌표값을 알림에 따라 디바이스(30)를 얼라인하는 디바이스 얼라인부(80)가 설치되어 있다.

따라서 어느 일 측(도면상 좌측)의 로딩/언로딩 죤(170)에 위치하는 진공 척(50)에 로딩/언로딩 픽커(160)가 디바이스(30)를 흡착하여 얹어 놓은 다음 디바이스 얼라인부(80)에 의해 위치를 얼라인하고 나면 진공 척(50)이 레일(21)을 따라 테스터(100)의 직하방으로 이동하여 테스트를 실시하는데, 이러는 동안 다른 일측(도면상 우측)의 로딩/언로딩 죤(170)에 위치하는 진공 척(50)의 상면으로 또 다른 로딩/언로딩 픽커(160)가 디바이스(30)를 흡착하여 얹어 놓은 다음 디바이스 얼라인부(80)에 의해 디바이스(30)의 위치를 얼라인하게 된다.

상기한 바와 같이 다른 일 측의 로딩/언로딩 죤(170)에 위치하는 진공 척(50)의 상면에 디바이스(30)를 차례로 얹어 얼라인하는 동안 최초 테스터(100) 측으로 이동하여 디바이스의 테스트를 완료하고 난 진공 척(50)을 도면상 좌측에 위치하는 로딩/언로딩 죤(170)으로 이동시킨 후 로딩/언로딩 픽커(160)에 의해 테스트 결과에 따라 언로딩함과 동시에 도면상 우측에 위치되어 있던 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동하여 테스트를 실시하므로 고가 장비의 가동률을 극대화할 수 있게 되는 것입니다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

20 : 본체 21 : 레일
30 : 디바이스 32 : 마크
40 : 로딩부 50 : 진공 척
51 : 진공 홀 52 : Z축 모터
53 : 좌표인식마크 54 : 로테이터
60 : 로딩 픽커 61 : X, Y축
70 : 로딩 죤 80 : 디바이스 얼라인부
81 : X축 레일 82 : Y축 레일
83 : 가동체 85 : 얼라인 지그블럭
85a : 통공 86 : 얼라인 지그
86a : 개구부 87 : θ축 보정모터
88 : 제1 얼라인 비젼 90 : 테스트 포지션
100 : 테스터 101 : 제2 얼라인 비젼
110 : 얼라인 죤 120 : 언로딩부
140 : 언로딩 픽커 150 : 진공 척 자세교정수단
151 : Y축 보정모터 152 : X축 보정모터

Claims

본체(20)와, 상기 본체(20)의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스(30)가 대기하는 로딩부(40)와, 상기 로딩부(40)의 일 측에 설치되어 테스트할 디바이스(30)를 순차적으로 흡착하여 진공 척(50)의 상면에 얹어놓는 로딩 픽커(60)와, 상기 로딩 픽커(60)에 의해 흡착 이동된 디바이스(30)의 안착지점에 각각 진공 홀(51)이 형성되고 레일(21)을 따라 이동하는 진공 척(50)과, 상기 진공 척(50)에 테스트할 디바이스(30)가 얹혀지는 로딩 죤(70)과, 상기 로딩 죤(70)의 상부에 X - Y - θ축을 따라 이동 가능하게 설치되어 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부에 좌표값을 알림에 따라 디바이스(30)를 얼라인하는 디바이스 얼라인부(80)와, 상기 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)가 얼라인된 상태로 레일(21)을 따라 이동하여 대기하는 테스트 포지션(90)과, 상기 테스트 포지션(90)에 위치된 진공 척(50)이 이동하여 각 디바이스(30)의 범프가 전기적으로 콘택됨에 따라 설정된 시간동안 디바이스의 성능을 테스트하는 테스터(100)와, 상기 테스터(100)에서 디바이스(30)의 테스트가 완료된 진공 척(50)이 위치하는 언로딩 죤(110)과, 상기 언로딩 죤(110)의 일 측에 설치되어 진공 척(50)으로부터 테스트 완료된 디바이스(30)를 흡착하여 언로딩부(120)의 트레이(130)에 양품과 불량품으로 선별하여 언로딩하는 언로딩 픽커(140)로 구성된 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 1에 있어서,
상기 디바이스 얼라인부(80)는,
상기 본체(20)에 설치된 X축 레일(81)과,
상기 X축 레일(81)에 설치되어 X축 레일을 따라 이동하는 Y축 레일(82)과,
상기 Y축 레일(82)에 설치된 가동체(83)와,
상기 가동체(83)의 승강블럭(84)에 설치되며 수직으로 관통된 통공(85a)이 형성된 얼라인 지그 블럭(85)과,
상기 얼라인 지그 블럭(85)의 하부에 설치되어 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)를 밀어 위치를 보정하는 얼라인 지그(86)와,
상기 얼라인 지그 블럭(85)에 설치되어 얼라인 지그(86)의 θ값을 보정하는 θ축 보정모터(87)와,
상기 가동체(83)에 설치되어 얼라인 지그 블럭(85)의 통공(85a)을 통해 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 확인하여 제어부에 좌표값을 알리는 제1 얼라인 비젼(88)으로 구성하여 진공 척(50)에 셕션된 디바이스(30)의 위치를 제1 얼라인 비젼(88)이 확인하여 제어부에 알리면 디바이스(30)의 좌표값에 따라 얼라인 지그(86)가 하강하여 디바이스(30)를 X - Y - θ방향으로 이동시켜 얼라인하는 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 1에 있어서,
상기 테스트 포지션(90)에서 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 상승시키는 Z축 모터(52)를 진공 척(50)의 하부에 설치하고, 상기 진공 척(50)의 상부에는 오버 헤드타입의 테스터(100)를 설치하여 상기 진공 척(50)이 테스트 포지션(90)에 도달함에 따라 Z축 모터(52)가 진공 척(50)을 상승시켜 진공 홀(51)에 셕션된 디바이스(30)를 테스터(100)의 단자와 전기적으로 콘택시키는 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 1에 있어서,
상기 테스트 포지션(90)에서 진공 척(50)을 180°회전시키는 로테이터(54) 및 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 상승시키는 Z축 모터(52)를 진공 척(50)의 하부에 설치하고, 상기 테스트 포지션(90)의 하부에는 수평타입의 테스터(100)를 설치하여 상기 진공 척(50)이 테스트 포지션(90)에 도달함에 따라 로테이터(54)가 진공 척(50)을 180°회전시킨 상태에서 Z축 모터(52)가 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시켜 진공 홀(51)에 셕션된 디바이스(30)를 테스터(100)의 단자와 전기적으로 콘택시키는 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 1에 있어서,
상기 테스트 포지션(90)에서 진공 척(50)을 90°회전시키는 로테이터(54) 및 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 상승시키는 Z축 모터(52)를 진공 척(50)의 하부에 설치하고, 상기 테스트 포지션(90)의 하부에는 수직타입의 테스터(100)를 설치하여 상기 진공 척(50)이 테스트 포지션(90)에 도달함에 따라 로테이터(54)가 진공 척(50)을 90°회전시킨 상태에서 Z축 모터(52)가 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시켜 진공 홀(51)에 셕션된 디바이스(30)를 테스터(100)의 단자와 전기적으로 콘택시키는 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진공 척(50)에 좌표인식마크(53)를 표시하고 테스터(100)에는 좌표인식마크(53)의 위치를 확인하는 제2 얼라인 비젼(101)을 설치하며 진공 척(50)의 하부에는 진공 척 자세교정수단(150)을 구비하여 테스트 포지션(90)에서 진공 척(50)을 테스터(100) 측으로 이동시키기 전에 제2 얼라인 비젼(101)이 진공 척(50)의 좌표인식마크(53)의 X - Y값을 확인하여 제어부에 알림에 따라 진공 척 자세교정수단(150)이 진공 척(50)의 자세를 교정하도록 된 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 6에 있어서,
상기 진공 척 자세교정수단(150)은,
상기 진공 척(50)의 저면에 Y축 값을 보정하는 Y축 보정모터(151)를 설치하고 상기 Y축 보정모터(151)의 저면에는 X축 값을 보정하는 X축 보정모터(152)를 설치하며 상기 X축 보정모터(152)는 레일(21)을 따라 이동하는 슬라이더(153)에 고정 설치한 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진공 척(50)의 내부에 히터 및 냉각파이프를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 미세 피치를 갖는 디바이스의 테스트장치.