KR102461013B1 - 전자부품 테스트용 핸들러 및 그 티칭점 조정 방법 - Google Patents

전자부품 테스트용 핸들러 및 그 티칭점 조정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체소자 테스트용 핸들러 및 그 티칭점 조정 방법에 관한 것이다.
본 발명은 핸들러의 가동 중에 픽킹모듈의 픽커 또는 픽커에 의해 파지된 반도체소자의 파지 상태를 촬영하고, 촬영된 이미지와 기 저장된 이미지를 비교하여 픽킹모듈에 의한 티칭점의 불량 여부나 반도체소자의 파지 불량 여부를 판단할 수 있는 기술이다.
본 발명에 따르면, 핸들러의 가동 중에 지속적으로 티칭점이 조정되기 때문에 반도체소자의 이동 작업에 대한 신뢰성이 향상되고, 티칭점 불량에 따른 가동 중지의 상황이 발생하지 않기 때문에 핸들러의 가동률을 상승시켜 처리용량을 늘릴 수 있으며, 반도체소자의 파지 불량 여부를 확인하여 신속히 대처할 수 있다.

Description

전자부품 테스트용 핸들러 및 그 티칭점 조정 방법{HANDLER FOR TESTING ELECTRONIC DEVICES AND METHOD FOR ADJUSTING TEACHING POINT THEREOF}
본 발명은 반도체소자를 테스터에 전기적으로 연결하고, 테스트 결과에 따라 반도체소자를 분류하는 핸들러에 관한 것이다.
전자부품 테스트용 핸들러(이하 '핸들러'라 함)는 소정의 제조공정을 거쳐 제조된 전자부품들을 테스터에 전기적으로 연결시킨 후 테스트 결과에 따라 전자부품들을 분류하는 장비이다.
일반적으로 핸들러는 다수의 전자부품이 한꺼번에 테스트될 수 있도록, 고객트레이에 적재된 전자부품을 테스트트레이로 이동시키고, 테스트가 완료된 후에는 테스트트레이에 적재된 전자부품을 고객트레이로 이동시키는 작업들을 수행한다.
따라서 핸들러에는 전자부품을 서로 다른 적재요소와 적재요소 간에 이동시키기 위한 다수의 이동장치가 구비된다. 여기서 적재요소는 앞서 언급한 고객트레이나 테스트트레이 외에도, 임시적으로 전자부품을 적재시켜 놓기 위한 버퍼 등과 같이 핸들러 내에서 전자부품을 적재시킬 수 있는 모든 요소들을 포괄한다.
이동장치는 대개의 경우 전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 복수의 픽커들을 가진다. 그리고 복수의 픽커들은 서로 다른 적재요소 간에 전자부품들을 이동시킬 수 있도록 상호 간의 간격이 조정될 수 있다.
한편, 픽커들이 전자부품을 적절히 파지하거나 파지를 해제하기 위해서는 정확한 티칭점(Teaching point)에 위치한 상태에서 전자부품을 파지하거나 파지를 해제해야만 한다. 따라서 픽커들의 티칭점(teaching point)은 정확히 설정되어야만 한다. 여기서 티칭점은 픽커들이 전자부품을 파지하기 위한 작업을 하거나 파지를 해제하기 위한 작업을 할 시의 작업 위치로 이해할 수 있다.
만일 티칭점이 제대로 설정되지 않을 경우에는 전자부품의 파지와 파지 해제시에 모두 문제가 발생하기 된다.
먼저, 전자부품의 파지점에 대한 티칭이 불량인 경우에는 파지 불량, 불완전한 파지로 인하여 이동 도중 의도하지 않는 파지의 해제가 이루어질 수 있고, 그러한 경우 전자부품의 망실을 물론이고 파지 해제된 전자부품 또는 파손된 전자부품이 다른 구성부품들에 끼어 오작동을 발생시킬 수 있다.
그리고 전자부품의 파지 해제점에 대한 티칭이 불량한 경우에는 전자부품이 정위치에 정상 안착되지 못하고 이탈되는 현상, 동일 위치에 중복 적재되는 현상, 전자부품이 불량 안착된 상태에서 테스터와 전기적으로 접촉함으로써 발생하는 테스트 불량, 오작동 및 고장의 원인이 된다.
본 발명은 반도체소자와 같이 얇은 박판형이면서 작은 크기의 전자부품을 이동시키기 위한 픽커들의 티칭점을 정확히 설정하는 기술과 관계한다. 특히, 집적 기술의 발달로 더욱 소형화되는 반도체소자와 같은 전자부품의 경우에는 그 만큼 티칭점의 정교한 설정이 요구되고 있는 실정이다.
기존에는 픽커들의 티칭점 조정이 수동으로 이루어졌다. 수동 조정의 예로는 티칭 구멍이 형성된 티칭용 지그를 별도로 설치하고, 기준이 되는 픽커(이하 '기준 픽커'라 함)에 결합된 티칭핀을 티칭 구멍에 삽입해 가면서 잘 들어가는 순간을 포착하여 그 포착 시점과 포작 지점에서 티칭이 완료된 것으로 하는 방식이 있다. 물론, 기준 픽커 대신 그 자리에 기준 스틱을 장착하여 진행하는 방법이 있다. 그런데 이렇게 수동으로 티칭점을 조정하는 경우 많은 개수의 이동장치만큼 많은 수의 티칭점들을 일일이 수동으로 하나하나씩 설정하는데서 과도한 시간이 소모된다. 그리고 전자부품의 소형화 추세에 비추어 볼 때, 작업자의 숙련도나 시각에 의해 티칭점 설정의 정확성도 떨어지므로, 육안 식별에 의한 작업에 의해서는 더 이상 정교한 티칭점 설정이 이루어지기 곤란해지고 있다. 즉, 기준 픽커(또는 기준 스틱)가 티칭 구멍에 잘 삽입되느냐는 작업자의 시야와 손의 느낌에 달려있기 때문에, 작업자마다 그 기준이 다르고, 작업자의 숙련도에 따라 소요 시간도 천차만별인 것이다. 그래서 이러저러한 이유로 티칭점 조정 작업이 평균 5시간을 전후로 소요된다. 또한, 티칭점 조정 시에 각 부품 간 강성의 차이로 인해 접촉하는 구조물간에 훼손이 커서 비용의 낭비도 발생한다. 더욱이 티칭점 조정 후 티칭용 지그를 제거한 뒤 반도체소자의 종류에 맞는 적재요소를 안착해서 장비를 작동해야 하는데, 이 과정에서도 설치 공차까지 발생됨을 감안해야만 하는 곤란함이 있었던 것이다.
따라서 대한민국 공개특허 10-2006-0003110호(이하 '종래기술'이라 함)에서와 같이 자동으로 티칭점을 설정하기 위한 기술이 연구되었다.
종래기술은 두 대의 카메라, 테스트플레이트 및 위치 결정 플레이트를 이용하여 픽커의 티칭점을 설정한다. 그런데, 종래기술은 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 두 대의 카메라, 테스트플레이트 및 위치 결정 플레이트를 구비해야 한다는 점에서 생산비용이 증가한다.
둘째, 두 대의 카메라를 통해 획득된 정보를 모두 이용하기 때문에 데이터 처리 속도도 떨어진다.
본 발명은 카메라를 이용해 기준 픽커의 기준 위치와 티칭점을 정확히 설정할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자부품 테스트용 핸들러는, 반도체소자의 이동 경로 상에서 전단의 티칭영역에 있는 전자부품을 후단의 티칭영역으로 이동시키는 다수의 이동장치; 상기 이동 경로 상에 있는 테스트위치에서 전자부품들을 테스터에 전기적으로 연결시키는 연결장치; 상기 다수의 이동장치 중 적어도 어느 하나의 이동장치에 의한 전자부품의 티칭 불량 여부를 판단하기 위해 마련되는 적어도 하나의 카메라; 및 상기 다수의 이동장치, 상기 연결장치 및 상기 적어도 하나의 카메라를 제어하는 제어장치; 를 포함하며, 상기 다수의 이동장치 중 적어도 하나의 이동장치는, 전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 기준 픽커를 포함하는 적어도 하나의 픽커를 가지는 픽킹모듈; 및 상기 픽킹모듈을 전단의 티칭영역과 후단의 티칭영역 간을 이동시키는 이동기; 를 포함하고, 상기 카메라는 특정 위치에 있는 상기 기준 픽커에 파지된 특정 전자부품의 저면을 촬영하며, 상기 제어장치는 상기 특정 위치에서 상기 카메라에 의해 촬영된 상기 기준 픽커에 파지된 특정 전자부품의 저면 이미지를 이용하여 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단한 후 상기 기준 픽커의 티칭이 불량한 경우 상기 기준 픽커의 티칭점을 조정한다.
상기 제어장치는 상기 카메라에 의해 상기 특정 위치에서 상기 기준 픽커의 저면 이미지를 촬영 후 분석하여 상기 기준 픽커의 티칭점을 1차적으로 조정한 후, 1차적으로 티칭점이 조정된 상기 기준 픽커에 파지된 특정 전자부품의 저면 이미지를 이용하여 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단한다.
상기 제어장치는 상기 기준 픽커의 저면 이미지로 상기 기준 픽커의 저면 중심을 상기 카메라의 중심에 일치시키고, 저면 중심이 상기 카메라의 중심에 일치된 상기 기준 픽커에 파지되어 있는 특정 전자부품의 저면 이미지의 중심과 상기 카메라의 중심을 비교하여 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단한다.
상기 특정 전자부품은 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단하기 위해 제작된 모형 디바이스이다.
상기 모형 디바이스의 저면의 X축 길이와 Y축 길이는 각각 실제 전자부품의 저면의 X축 길이와 Y축 길이보다 길다
상기 모형 디바이스의 저면에는 일정 지점에 바탕색과 다른 색상의 표식부분이 구비된다.
상기 이동장치는 상기 기준 픽커에 결합되어서 상기 기준 픽커의 위치를 식별시키는 식별자를 더 포함한다.
상기 식별자는 튜브형태로서 상기 기준 픽커에 끼워지는 구조이다.
상기 이동장치는 상기 기준 픽커와 상대적인 좌표가 정해진 설정카메라를 더 포함하고, 상기 설정카메라에 의해 상기 카메라를 촬영하여 상기 설정카메라에 의해 촬영된 이미지의 중심이 상기 카메라의 중심에 일치하는지 여부를 판단하여 상기 기준 픽커의 기준 위치를 설정한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자부품 테스트용 핸들러에서의 티칭점 조정방법은, 기준 픽커로 정해진 위치에 있는 모형 디바이스를 파지하는 파지단계; 모형 디바이스를 파지한 상기 기준 픽커를 특정 위치로 이동시키는 이동단계; 상기 카메라로 상기 특정 위치에 있는 상기 기준 픽커에 의해 파지된 상기 모형 디바이스의 저면 이미지를 획득하는 이미지 획득단계; 상기 기준 픽커를 정해진 위치로 이동시킨 후 모형 디바이스를 원래의 위치로 복귀시키는 복귀단계; 상기 이미지 획득단계에서 획득된 이미지와 정상 파지시의 이미지를 비교 분석하는 분석단계; 및 상기 분석단계에서 분석된 값으로 상기 기준 픽커의 티칭점을 조정하는 조정단계; 를 포함한다.
상기 조정단계에서 티칭점이 조정된 기준 픽커로 상기 복귀단계에서 복귀한 모형 디바이스를 상기 기준 픽커로 재파지한 후, 상기 이동단계, 이미지 획득단계 및 분석단계를 재실시하여 티칭점 불량 여부를 확인하는 확인단계; 를 더 포함한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 별도의 지그 사용 등이 불필요하기 때문에 생산비용이 절감된다.
둘째, 식별자에 의해 특정 위치에서 픽커의 위치를 정확하게 파악할 수 있기 때문에 티침점 조정의 정확성이 상승된다.
셋째, 모형 디바이스를 사용함으로써 카메라에 의해 촬영된 이미지의 선명성이 높아지기 때문에 티칭점 조정의 정확성은 향상시키면서도, 정확성 향상을 위한 부가 구성품들을 생략시킬 수 있어서 생산비용은 더욱 절감할 수 있다.
넷째, 안착홈의 규격과 거의 동일한 모형 디바이스를 사용하여 티칭점을 조정하기 때문에 티칭점 조정의 정밀성이 더욱 향상된다.
다섯째, 하나의 카메라에 의한 정보만 처리하면 족하므로, 티칭점 조정이 더 빠른 시간 내에 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품 테스트용 핸들러에 대한 개념적인 평면 구성도이다.
도 2는 도1의 핸들러에 적용된 이동장치들에 대한 개념적인 구성도이다.
도 3은 도 2의 이동장치에 적용된 식별자를 발췌한 발췌도이다.
도 4 내지 7은 도 1의 핸들러에 적용된 모형 디바이스를 설명하기 위한 참조도이다.
도 8은 도 1의 핸들러에서 이루어지는 티칭점 조정방법에 대한 흐름도이다.
도 9 내지 도 11은 도 8의 흐름도를 설명하는데 참조하기 위한 참조도이다.
도 12는 도 2의 이동장치의 변형에 따른 예에 대한 개념적인 구성도이다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 참고로 설명의 간결함을 위해 공지되었거나 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.
<핸들러의 기본 구성에 대한 설명>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 테스트용 핸들러(100, 이하 '핸들러'라 약칭함)에 대한 개념적인 평면 구성도이다.
도1에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들러(100)는 테스트트레이(110), 제1 이동장치(121), 제1 카메라(122), 소크챔버(130, SOAK CHAMBER), 테스트챔버(140, TEST CHAMBER), 연결장치(150), 디소크챔버(160, DESOAK CHAMBER), 제2 이동장치(171), 제2 카메라(172), 소팅테이블(180), 제3 이동장치(191), 제3 카메라(192) 및 제어장치(CA) 등을 포함하여 구성된다.
테스트트레이(110)는 반도체소자가 안착될 수 있는 복수의 인서트가 다소 유동 가능하게 설치되며, 다수의 이송장치(미도시)에 의해 정해진 폐쇄경로(C)를 따라 순환한다.
제1 이동장치(121)는 고객 트레이(CT1)에 적재되어 있는 테스트될 반도체소자를 로딩위치(LP : LOADING POSITION)에 있는 테스트트레이(110)로 이동시킨다.
제1 카메라(122)는 제1 이동장치(121)에 의한 반도체소자의 티칭 불량 여부를 감지하기 위해 마련된다.
소크챔버(130)는 로딩위치(LP)로부터 이송되어 온 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 반도체소자를 테스트에 앞서 테스트 환경 조건에 따라 예열(豫熱) 또는 예냉(豫冷)시키기 위해 마련된다. 즉, 테스트트레이(110)에 적재된 반도체소자는 소크챔버(130)에 수용된 후 이송되면서 테스트에 필요한 온도로 동화된다.
테스트챔버(140)는 소크챔버(130)에서 예열/예냉된 후 테스트위치(TP : TEST POSITION)로 이송되어 온 테스트트레이(110)를 수용하며, 수용된 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 반도체소자를 테스트하기 위해 마련된다.
연결장치(150)는 테스트챔버(140) 내의 테스트위치(TP)에 있는 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 반도체소자를 테스트챔버(140) 측에 결합되어 있는 테스터(TESTER) 측으로 밀어 반도체소자를 테스터(TESTER)에 전기적으로 접속시키기 위해 마련된다.
디소크챔버(160)는 테스트챔버(140)로부터 이송되어 온 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 가열 또는 냉각된 반도체소자를 제2 이동장치(171)나 제3 이동장치(191)에 의해 이동시키기에 필요한 온도(가급적 상온에 가까움)로 동화시키기 위해 마련된다.
제2 이동장치(171)는 디소크챔버(160)로부터 언로딩위치(UP : UNLOADING POSITION)로 온 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 반도체소자를 소팅테이블(180)로 이동시킨다.
제2 카메라(172)는 제2 이동장치(171)에 의한 반도체소자의 티칭 불량 여부를 감지하기 위해 마련된다.
소팅테이블(180)에는 제2 이동장치(171)에 의해 테스트트레이(110)로부터 온 반도체소자가 적재된다.
제3 이동장치(191)는 소팅테이블(180)에 적재된 반도체소자를 테스트 등급별로 분류하여 빈 고객트레이(CT2)로 이동시킨다.
제3 카메라(192)는 제1 이동장치(191)에 의한 반도체소자의 티칭 불량 여부를 감지하기 위해 마련된다.
제어장치(CA)는 위의 제1 이동장치(121), 제1 카메라(122), 연결장치(140), 제2 이동장치(171), 제2 카메라(172), 제3 이동장치(191) 및 제3 카메라(192)의 동작을 제어한다. 특히, 제어장치(CA)는 제1 카메라(122), 제2 카메라(172) 및 제3 카메라(192)에 의해 획득된 이미지를 이용하여 제1 이동장치(121), 제2 이동장치(171) 및 제3 이동장치(191)에 의해 반도체소자를 파지하거나 파지를 해제하기 위한 티칭점들을 조정한다.
계속하여 위와 같은 기본 구성을 가지는 핸들러(100)에서 본 발명의 특징적인 부분들에 대하여 설명한다.
<이동장치들에 대한 설명>
이동장치(MA : 121, 171, 191)들은 고객트레이(CT1, CT2), 테스트트레이(110) 및 소팅테이블(180) 간에 이루어지는 전자부품의 이동을 담당한다. 이 때, 이동장치(MA)들은 이동 경로 상에서 전단의 티칭 영역(예를 들면, 테스트되어야 할 전자부품들이 적재된 고객트레이가 있는 영역)에서 후단의 티칭 영역(예를 들면 위의 고객트레이로부터 이동되어 오는 테스트되어야 할 전자부품들을 받는 테스트트레이가 있는 로딩위치의 영역)으로 전자부품을 이동시킨다.
도 2의 개략적인 예시에서와 같이 이동장치(MA)들은 픽킹모듈(PM), 제1 수평 이동기(HM1), 제2 수평 이동기(HM2) 및 승강기(UD)를 가진다.
픽킹모듈(PM)은 반도체소자를 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 픽커(P0, P)들을 가진다. 여기서 픽커(P0, P)들은 진공으로 반도체소자를 파지하거나 진공을 해제함으로써 반도체소자의 파지를 해제할 수 있다. 그리고 픽커(P0, P)들 간의 간격 조정도 가능하다. 물론, 픽커(P0, P)는 1개 이상 구비되면 족하며, 핸들러(100)의 사양에 따라 요구되는 임의의 개수만큼 구비될 수 있다.
제1 수평 이동기(HM1)는 픽킹모듈(PM)을 수평면 상의 제1 방향으로 이동시킨다.
제2 수평 이동기(HM2)는 픽킹모듈(PM)을 수평면 상의 제2 방향(대체로 제1 방향과 직교함)으로 이동시킨다.
따라서 픽킹모듈(PM)은 제1 수평 이동기(HM1)와 제2 수평 이동기(HM2)에 의해 정해진 이동 패턴에 따라 이동하면서 반도체소자를 이동시킨다.
참고로 실시하기에 따라서는 제1 수평 이동기(HM1)나 제2 수평 이동기(HM2) 중 어느 하나가 생략될 수 있다. 즉, 이동기에 따라서는 X축과 Y축으로 모두 이동되게 하여야 하는 경우도 있을 수 있고, 어느 한 축(X축 또는 Y축)으로만 이동이 되면 족한 경우도 있다. 이는 이동기에 대응되는 적재요소가 X축 또는 Y축으로 이동되도록 구성되거나, 두 축으로 모두 이동되도록 구성될 수 있기 때문이다. 따라서 적재요소에 이동성 또는 고정성에 대응하여 이동기의 이동 방향이 어느 한 축 방향으로만 이동되거나 양 축으로 모두 이동되도록 구성될 수 있는 것이다.
승강기(UD)는 픽커(P)에 의해 반도체소자를 파지하거나 파지를 해제할 수 있도록 픽킹모듈(PM)을 승강시킨다.
한편, 이동장치들(MA : 121, 171, 191)은 기준 픽커(P0)에 장착되는 식별자(R)를 더 포함한다.
일반적으로 픽커(P0, P)들 간의 간격은 정확하게 설정되어 있기 때문에 기준 픽커(P0)의 티칭점만 정확히 조정된다면, 나머지 픽커(P0, P)들의 티칭점은 자동으로 조정된다. 따라서 본 실시예에서와 같이 티칭점 조정의 정확성을 위해 픽커(P0, P)들 간의 간격 조정시에도 이동되지 않고 고정되어 있는 픽커(P0, P)를 기준 픽커(P0)로 고려하는 것이 바람직하다.
식별자(R)는 기준 픽커(P0)의 기준 위치를 설정하기 위해 마련되며, 도 3에서와 같이 전체적으로 튜브 형태로서 기준 픽커(P0)에 끼워지는 구조로 장착된다. 따라서 본 실시예에서의 식별자(R)의 저면 중심은 기준 픽커(P0)의 저면 중심(O)과 일치하게 된다. 물론, 식별자(R)는 기준 픽커(P0)의 저면 중심(O)을 파악하기 위해 사용되는 것이므로, 기준 픽커(P0)의 저면 중심(O)을 정확하게 파악할 수 있는 형태라면 어떠한 구조라도 바람직하게 고려될 수 있다. 예를 들면, 식별자(R)가 창작된 형상이 반지와 같이 링형상일 수도 있고, 디스크 형상일 수도 있다. 또한, 1개 이상의 지점만 확인될 수 있는 각진 형상일 수도 있다.
더 나아가 식별자(R)는 용이하게 탈착되도록 탄성력이 있는 재질로 구비될 수도 있고, 분할된 조각들로 만들어서 장착 시에 상호 결합되는 방식으로 구비될 수도 있다. 이러한 경우, 장착과정에서 소요되는 시간의 단축과 더불어 픽커나 기타 구조물에 장착을 위한 과도한 외력에 의해 발생할 수 있는 기존 구조물의 훼손이나 틀어짐 등을 방지할 수 있다.
이러한 식별자(R)는 기준 픽커(P0)의 저면 외경(D1)보다는 더 넓지만, 픽커(P0, P)들 간의 간격 조정이 방해되지 않는 외경(D2)을 가진다. 여기의 기준 픽커(P0)의 저면 외경(D1)은 구체적으로 홉착패드(1)의 외경을 말한다.
또한, 식별자(R)의 하단은 카메라(122, 172, 192)에 의해 촬영되는 이미지 상의 원근감에 따른 착오를 방지하기 위해 최대한 흡착패드(1)에 근접하되, 기준 픽커(P0)가 전자부품을 파지하거나 파지를 해제하는 동작에 방해로 작용하지 않는 지점까지 근접하는 것이 바람직하다. 이를 위해 식별자(R)의 하단의 형태는 외경 및 내경이 다소 확장되어서 식별자(R)의 하단 내부로 흡착패드(1)의 상측 부분이 삽입되는 구조를 취하는 것이 바람직하게 고려될 수 있다.
더 나아가 식별자(R)는 기준 픽커(P0)의 저면(구체적으로는 흡착패드의 저면)이 카메라(122, 172, 192)에 의해 촬영된 이미지 상에 선명하게 드러날 수 있도록 해야 하므로, 흡착패드(1)와는 다른 색상으로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명을 실시하기에 따라서는 흡착패드(1)의 외측 테두리가 내측과 다른 색상이나 선 등을 가지도록 함으로써 해당 외측 테두리가 식별자(R)로서 기능하게 할 수도 있다. 그러나, 제작비용 등을 감안하면 본 실시예에서와 같이 식별자(R)가 흡착패드(1)와는 다른 구성품으로 구비되는 것이 더 바람직하다.
<카메라에 대한 설명>
카메라(122, 172, 192)는 각각 특정 위치에 있는 기준 픽커(P0)의 저면을 촬영하여야 하기 때문에 특정 위치의 하방에 위치하는 것이 바람직하지만, 반사경 등을 이용하여 특정 위치에 있는 기준 픽커(P0)를 촬영하도록 구비되어도 족하다.
<모형 디바이스에 대한 설명>
본 실시예에서는 티칭점 조정을 위해 모형 디바이스를 사용한다. 여기서 모형 디바이스는 티칭점 조정을 위해 특별히 제작된 도구로서, 티칭점 조정 시에 실제 전자부품과 동일하게 픽커에 의해 파지되고 이동되는 역할을 하지만 전기적인 회로는 가지고 있지 않은 전자부품이다.
도 4는 모형 디바이스(M)의 저면에 대한 예시이다.
과장하면, 도 5에서와 같이 모형 디바이스(M)는 실제 전자부품(D)보다 저면의 X축 길이와 Y축 길이 모두가 긴 것이 바람직하다.
모형 디바이스(M)는 실제 전자부품(D)을 이용한 티칭점 조정시에 수반될 수 있는 문제점들을 방지함으로써 티칭점 조정의 정확성을 향상시키기 위해 사용된다.
예를 들어 도 6에서와 같이 과장하면, 적재요소의 안착홈(S)의 면적은 실제 전자부품(D)의 저면 면적보다 상당히 넓게 제작된다. 즉, 보다 구체적으로는 안착홈(S)의 X축 길이와 Y축 길이가 전자부품(D)의 X축 길이와 Y축 길이보다 모두 더 길다. 이는 많은 변수에서도 실제 전자부품(D)이 안착홈(D)에 적절히 삽입된 상태로 안착될 수 있도록 하기 위함이다. 그 대신 실제 전자부품(D)의 제작 공차는 0.1mm임에 반하여, 적재요소의 안착홈(S)은 0.02mm 내지 0.08mm의 제작 공차로 더 정교하게 제작된다. 안착홈(S)의 면적이 실제 전자부품(D)의 저면 면적보다 넓게 제작되는 점, 안착홈(S)과 실제 전자부품(D)의 제작 공차 등을 고려하면, 현재 안착홈(S)에 대한 실제 전자부품(D)의 상대적인 제작 공차의 최대값은 0.68mm이다. 이러한 0.68mm라는 최대 공차는 실제 전자부품(D)이 기준 픽커(P0)에 의해 파지되었을 경우에도 흡착 패드(1)의 중심(O)으로부터 실제 전자부품(D)의 중심이 0.68mm라는 간격만큼 벗어난 상태로 파지될 수 있음을 의미한다. 만일 흡착패드(1)의 지름이 1.5mm이면, 3mm ■ 4mm의 저면 면적을 가진 반도체소자와 같은 실제 전자부품(D)의 경우 좌우 여유 간격은 0.75mm 씩만 남게 된다. 위의 최대 공차(0.68mm)와 여유 간격(0.75mm)을 비교해 볼 때, 실제 전자부품(D)을 이용한 티칭점 조정은 그 의미가 없어질 수도 있는 것이다. 즉, 과장된 도 7과 같이 티칭점 조정에 사용될 실제 전자부품(D)이 안착홈(S)의 일 측으로 치우친 상태(a)이거나 수직축(Z축)을 회전축으로 하여 회전된 상태(b)라면, 티칭점 조정의 오류는 여전히 발생하게 된다.
따라서 모형 디바이스(M)의 저면의 X축과 Y축 길이는 안착홈(S)의 X축과 Y축 길이보다는 짧지만 실제 전자부품(D)의 저면의 X축과 Y축 길이보다는 길어서, 과장된 도 7의 (c) 및 (d)에서와 같이 모형 디바이스(M)가 안착홈(S)에 치우쳐 안착(a)되거나 회전된 상태로 안착(b)되는 오류 정도를 최소화시킴으로써 티칭점 조정이 오류가 없이 정교하게 이루어질 수 있도록 한다. 여기서 모형 디바이스(M)의 저면 면적은 안착홈(S)의 면적에 거의 동일하여 모형 디바이스(M)가 안착홈(S)에 거의 꽉 끼는 상태로 적재될 수 있도록 구비되는 것이 가장 바람직하므로, 적재 불량을 방지하기 위해 제작 공차를 0.01mm 내지 0.07mm 정도로 하여 안착홈(S)의 제작 공차보다 더 정교하게 제작되도록 할 필요성이 있다.
한편, 모형 디바이스(M)는 주변 구성품들의 색과 대비될 수 있는 색상을 가짐으로써 카메라(122, 172, 192)에 의해 촬영된 이미지에서 확연히 구분될 수 있도록 구비되는 것이 좋다. 예를 들어 실제 전자부품에서와 같이 모형 디바이스(M)의 주변 구성품에는 1개 이상의 픽커(P0, P), 픽커모듈(PM) 및 수많은 배선들이 존재한다. 이로 인해 기준 픽커(P0) 하단의 흡착패드(1)만을 촬영하고자 하는 경우에도 카메라(122, 172, 192)의 영상에는 기준 픽커(P0) 하단의 흡착패드(1)의 형태가 주변 구성품들에 묻혀 구분이 되지 않으므로, 모형 디바이스(M)를 주변 구성품들로부터 확연히 구분될 수 있는 색상으로 구비하는 것이 무엇보다도 중요한 것이다. 그리고 이러한 주변 구성품들과 확연히 구분되는 색상으로 모형 디바이스(M)를 구비할 수 있다는 점은 실제 전자부품에 비해 모형 디바이스(M)의 사용이 유리한 점을 잘 말해준다. 여기서 더 나아가 이미지 상에서 모형 전자부품(M)의 중심(O')을 명확히 확인할 수 있도록, 모형 디바이스(M)의 저면 중심(O')은 바탕색과 다른 색상을 가지는 것이 바람직하다. 더 나아가 모형 디바이스(M)의 저면 중심(O')에 0.01mm 내의 공차 범위 내에서 음각홈(T)을 내어 그 안에 바탕색과 대비될 수 있는 색상을 지니도록 함으로써 카메라(122, 172, 192)에 의해 모형 디바이스(M)의 저면 중심(O')이 정밀하게 확인될 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
물론, 카메라(122, 172, 192)로 명확한 이미지를 획득하기 위해 조명이 구비될 수도 있으므로, 모형 디바이스(M)나 중심(O')을 포함한 음각홈(T)에 칠해지는 도료는 난반사를 방지하는 소재를 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 위와 같은 모형 디바이스(M)는 핸들러(100)에 상시 구비되는 부품으로 마련될 수도 있고, 작업자가 티칭점 조정 작업 시에 핸들러(100)로 제공할 수도 있다. 그러나 후자의 경우라도 작업자가 티칭점 조정 작업시에 핸들러(100)로 모형 디바이스(M)를 제공함으로써 모형 디바이스(M)가 핸들러(100)의 일 구성부품으로 작용하므로, 후자의 경우에도 모형 디바이스(M)가 핸들러(100)를 구성하는 일 구성품으로 해석되어야 할 것이다.
<제어장치에 대한 설명>
제어장치(CA)는 카메라(122, 172, 192)에 의해 촬영된 이미지를 이용해 티칭점의 불량 여부를 파악하고, 티칭점이 불량한 경우 티칭점을 조정한다.
보다 구체적으로, 제어장치(CA)는 카메라(122, 172, 192)에 의해 촬영된 이미지에 의해 기준 픽커(P0)의 중심(O)과 모형 디바이스(M)의 중심(O')을 파악하여 티칭점을 조정한다.
이어서 위와 같은 특징들을 가지는 핸들러(100)에서 이루어지는 티칭점 조정에 대해서 설명한다.
<초기 세팅 시의 티칭점 조정방법-도 8의 흐름도 참조>
1. 기준 픽커(P0)의 기준 위치 설정[S1]
예를 들어, 도 9에서와 같이 카메라(122, 172, 192)에 의해 촬영되는 특정 위치는 그 좌표값이 (0, 0)이고, 모형 디바이스(M)의 저면 중심(O')의 위치는 그 좌표값이 (-2, -10)이다. 여기서 모형 디바이스(M)의 정해진 위치 (-2, -10)는 적재요소 내에 존재하는 안착홈(S)들 중 임의로 정한 위치이며, 앞서 말한 바와 같이 적재요소별로 적어도 하나 이상일 수 있다. 본래 티칭점이 정확히 조정되면, 기준 픽커(P0)의 중심(O)은 모형 디바이스(M)의 중심 위치(-2, -10)에 최대한 정확히 위치하도록 이동되어야 하는 것이다.
따라서 먼저, 기준 픽커(P0)를 특정 위치의 상방에 위치시킨 상태에서 카메라(122, 172, 192)로 기준 픽커(P0)의 저면을 촬영한다.
여기서 특정 위치는 전자부품의 이동 경로 상에서 전자부품을 이동시키기 위해 기준 픽커(P0)가 이동하는 경로 상에 존재할 수도 있지만, 일반적인 전자부품의 이동 경로로부터 벗어나더라도 기준 픽커(P0)가 위치될 수 있는 지점일 수 있다. 다만, 이러한 특정 위치는 후술하는 바와 같이 그 좌표값이 정확히 설정되어 있으면 족하다.
물론, 바람직하게는 특정 위치가 기준 픽커(P0)가 이동하는 영역에만 존재하는 것이 바람직하며, 기준 픽커(P0)가 이동하는 영역마다 1개의 카메라(122, 172, 192)면 족하다. 이는 서로 다른 이동 장치(MA)의 픽커모듈(PM) 간에 이동 영역이 중첩될 경우 발생할 수 있는 충돌을 방지하기 위함이다. 물론, 특정위치는 카메라(122, 172, 192)가 존재하는 위치로서 카메라(122, 172, 192)의 중심에 해당될 수도 있다.
2. 기준 픽커(P0)의 위치 설정[S2]
단계 S1에서 촬영된 이미지를 통해 기준 픽커(P0)의 중심(O)을 파악하고, 도 10에서와 같이 기준 픽커(P0)의 중심(O)을 이미지의 중심(O0 : 카메라의 중심)에 일치시키는 제어(화살표 'a' 참조)를 함으로써 기준 픽커(P0)의 기준 위치(예를 들면, 흡착패드의 중심이 (0, 0)이 되는 지점)를 정확히 설정한다. 여기서 기준 픽커(P0)의 중심(O)은 식별자(R)의 중심(O)이므로 식별자(R)의 중심 파악을 통해 기준 픽커(P0)의 중심(O)을 쉽게 파악할 수 있다. 이 때, 기준 픽커(P0)의 기준 위치 설정은 단계 S1에서 촬영된 이미지만으로도 이루어질 수 있지만, 정확성을 위해 기 저장되어 있는 기준 이미지와 촬영된 이미지를 비교하여 이루어질 수도 있다.
3. 모형 디바이스(M)의 파지[S3]
단계 S2에서 기준 위치가 설정된 기준 픽커(P0)로 정해진 위치인 좌표 (-2, -10)에 있는 모형 디바이스(M)를 파지한다.
4. 기준 픽커(P0)의 이동[S4]
모형 디바이스(M)를 파지한 기준 픽커(P0)를 좌표 (0, 0)인 특정 위치로 이동시킨다.
5. 모형 디바이스(M)의 저면 이미지 획득[S5]
카메라(122, 172, 192)로 기준 픽커(P0)의 저면을 촬영한다. 이 때, 기준 픽커(P0)는 모형 디바이스(M)를 파지한 상태에 있기 때문에 촬영된 이미지에는 모형 디바이스(M)의 저면 이미지가 획득된다.
6. 모형 디바이스(M)의 복귀[S6]
단계 S5가 이루어지면 제어장치(CA)는 모형 디바이스(M)를 본래의 위치인 좌표 (-2, -10)으로 복귀시킨다.
7. 이미지 비교 분석[S7]
단계 S6과 더불어 제어장치(CA)는 단계 S5에서 촬영된 이미지의 중심(O0)과 모형 디바이스(M)의 저면 중심(O')을 비교 분석한다.
이러한 단계 S7은 위의 단계 S6과 동시에 이루어지거나 단계 S6보다 더 먼저 이루어질 수도 있다. 즉, 단계 S6과 단계 S7은 설정하기에 따라서 시간적인 선후 관계가 바뀔 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있다.
8. 티칭점 조정[S8]
단계 S7에서의 비교 분석된 값으로 기준 픽커(P0)의 티칭점을 조정한다.
예를 들어, 단계 S5에서 촬영된 이미지가 도 11에서와 같다면, 카메라(122, 172, 192)의 중심인 이미지의 중심(O0)과 모형 디바이스(M)의 중심(O') 간의 간격(L)만큼 티칭점이 잘못돼 있으므로, 제어장치(CA)는 해당 간격(L)만큼 기준 픽커(P0)의 티칭점을 조정한다. 따라서 제어장치(CA)는 차후 조정된 티칭점에 기준 픽커가 위치하도록 이동장치(MA : 121, 171, 191)를 제어하게 된다. 참고로, 단계 S2에서 기준 픽커의 기준 위치가 설정되어 있기 때문에, 도 11에서와 같이 기준 픽커(P0)의 저면의 중심(O)은 카메라(122, 172, 192)의 중심인 이미지의 중심(O0)과 일치한다.
9. 티칭점 불량 여부 확인[S9]
단계 S8까지 완료되면, 단계 S3부터 단계 S8을 반복하면서 티칭점 불량 여부를 확인한다. 즉, 본 단계 S9에서는 기준 픽커(P0)의 기준 위치를 설정하기 위한 작업이 생략된다.
물론, 티칭점이 양호하면 티칭점 조정이 완료된 것으로 판단하고, 확인 작업을 중지한다.
<부품 교체 시의 티칭점 조정방법>
예를 들어 테스트될 전자부품의 규격 변화 등에 따라 제반 부품(고객트레이, 테스트트레이 등)이 교체된 경우 티칭점을 다시 설정해야 할 필요성이 있다.
이렇게 부품이 교체된 경우에는 기준 픽커(P0)의 기준 위치가 이미 설정되어 있는 상태이므로, 도 8의 흐름도에서 단계 S1 및 S2가 생략될 수 있다. 따라서 부품 교체 시의 티칭점 조정은 도 8의 흐름도에서 단계 S3 내지 단계 S9만 이루어지면 족하다.
<투명한 모형 디바이스를 사용한 경우>
모형 디바이스(M)가 강화유리나 강화플라스틱이면서 투명한 재질인 경우에는 기준 픽커(P0)가 모형 디바이스(M)를 파지한 상태에서도 기준 픽커(P0)와 식별자의 이미지가 반영된 촬영이 이루어질 수 있다.
따라서 투명한 모형 디바이스를 이용하는 경우에도 도 8의 흐름도에서 단계 S1 및 S2가 생략되고, 단계 S3 내지 단계 S9만 이루어지면 족하다.
참고로, 하나의 적재요소 이동장치(M)에 구비된 픽커(P0, P)들의 수보다 훨씬 더 많은 전자부품들이 적재되는 경우에는, 하나의 적재요소에 기준 픽커의 티칭점이 다수 곳에 존재할 수 있다. 그러나, 하나의 적재요소에 있는 어느 일 티칭점만 정확히 설정되면, 나머지 티칭점들은 규격화된 데이터에 의해 계산으로 자동 설정될 수 있으므로 나머지 티칭점들에 대한 조정 작업을 수행할 필요가 없다. 다만 적재요소도 장착하는 과정에서 장착 공차가 발생될 수 있는 것이므로, 실시하기에 따라서는 하나의 적재요소에 2곳을 티칭하여 장착 공차까지 보정할 수도 있을 것이다.
<변형예>
앞선 실시예에서는 기준 픽커(P0)에 장착되는 식별자(R)를 사용하여 기준 픽커(P0)의 위치를 설정하였다.
그러나 도 12에서와 같이 식별자(R) 대신 픽커모듈(PM)에 별도의 설정카메라(SC)를 더 구성함으로써 기준 픽커(P0)의 위치를 설정하도록 구현될 수도 있다.
도 12와 같은 예에서는, 초기에 픽커모듈(PM)을 이동시켜서 설정카메라(SC)를 이용해 하방에 있는 카메라(122, 172, 192)를 촬영한다. 그리고 설정카메라(SC)에 의해 촬영된 이미지의 중심에 카메라(122, 172, 192)의 중심이 일치하는지 여부를 판단하고, 이러한 판단에 따라 설정카메라(SC)에 의해 촬영된 이미지의 중심에 카메라(122, 172, 192)의 중심이 일치하도록 픽커모듈(PM)을 이동시킨다. 이와 같이하여, 설정카메라(SC)에 의해 촬영된 이미지의 중심에 카메라(122, 172, 192)의 중심이 위치되면, 해당 상태에서 기준 픽커(P0)의 위치가 설정된다. 여기서 설정카메라(SC)와 기준 픽커(P0) 간의 상대적인 좌표는 정해져 있고, 카메라(122, 172, 192)나 기타 적재요소(고객트레이, 테스트트레이, 소팅테이블 등)에서 전자부품이 파지되거나 안착될 지점들은 좌표가 고정되게 설정되어 있기 때문에, 설정카메라(SC)의 좌표가 카메라(122, 172, 192)의 좌표와 일치하게 되면, 기준 픽커(P0)의 좌표를 단순 계산에 의해 알 수 있게 되는 것이다.
즉, 실시하기에 따라서 기준 픽커(P0)의 기준 위치를 설정하는 방법은 다양할 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 상기한 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 전자부품 테스트용 핸들러
MA(121, 171, 191) : 이동장치
PM : 픽킹모듈 HM1 : 제1 수평이동기
HM2 : 제2 수평이동기 R : 식별자
SC : 설정카메라
122, 172, 192 : 카메라
150 : 연결장치
CA : 제어장치
M : 모형 디바이스

Claims (11)

  1. 반도체소자의 이동 경로 상에서 전단의 티칭영역에 있는 전자부품을 후단의 티칭영역으로 이동시키는 다수의 이동장치;
    상기 이동 경로 상에 있는 테스트위치에서 전자부품들을 테스터에 전기적으로 연결시키는 연결장치;
    상기 다수의 이동장치 중 적어도 어느 하나의 이동장치에 의한 전자부품의 티칭 불량 여부를 판단하기 위해 마련되는 적어도 하나의 카메라; 및
    상기 다수의 이동장치, 상기 연결장치 및 상기 적어도 하나의 카메라를 제어하는 제어장치; 를 포함하며,
    상기 다수의 이동장치 중 적어도 하나의 이동장치는,
    전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 기준 픽커를 포함하는 적어도 하나의 픽커를 가지는 픽킹모듈; 및
    상기 픽킹모듈을 전단의 티칭영역과 후단의 티칭영역 간을 이동시키는 이동기; 를 포함하고,
    상기 카메라는 좌표값이 정확히 설정되어 있는 특정 위치에 있는 상기 기준 픽커에 파지된 특정 전자부품의 저면을 촬영하며,
    상기 제어장치는 상기 특정 위치에서 상기 카메라에 의해 촬영된 상기 기준 픽커에 파지된 특정 전자부품의 저면 이미지를 이용하여 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단한 후 상기 기준 픽커의 티칭이 불량한 경우 상기 기준 픽커의 티칭점을 조정하는
    전자부품 테스트용 핸들러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 카메라에 의해 상기 특정 위치에서 상기 기준 픽커의 저면 이미지를 촬영 후 분석하여 상기 기준 픽커의 티칭점을 1차적으로 조정한 후, 1차적으로 티칭점이 조정된 상기 기준 픽커에 파지된 특정 전자부품의 저면 이미지를 이용하여 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단하는
    전자부품 테스트용 핸들러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 기준 픽커의 저면 이미지로 상기 기준 픽커의 저면 중심을 상기 카메라의 중심에 일치시키고, 저면 중심이 상기 카메라의 중심에 일치된 상기 기준 픽커에 파지되어 있는 특정 전자부품의 저면 이미지의 중심과 상기 카메라의 중심을 비교하여 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단하는
    전자부품 테스트용 핸들러.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 전자부품은 상기 기준 픽커의 티칭 불량 여부를 판단하기 위해 제작된 모형 디바이스인
    전자부품 테스트용 핸들러.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 모형 디바이스의 저면의 X축 길이와 Y축 길이는 각각 실제 전자부품의 저면의 X축 길이와 Y축 길이보다 긴
    전자부품 테스트용 핸들러.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 모형 디바이스의 저면에는 일정 지점에 바탕색과 다른 색상의 표식부분이 구비되며,
    전자부품 테스트용 핸들러.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이동장치는 상기 기준 픽커에 결합되어서 상기 기준 픽커의 기준 위치를 설정하기 위한 식별자를 더 포함하는
    전자부품 테스트용 핸들러.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 식별자는 튜브 형태로서 상기 기준 픽커에 끼워지는 구조인
    전자부품 테스트용 핸들러.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 이동장치는 상기 기준 픽커와 상대적인 좌표가 정해진 설정카메라를 더 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 설정카메라에 의해 상기 카메라를 촬영한 후 상기 설정카메라에 의해 촬영된 이미지의 중심이 상기 카메라의 중심에 일치하는지 여부를 판단하여 상기 기준 픽커의 기준 위치를 설정하는
    전자부품 테스트용 핸들러.
  10. 기준 픽커로 정해진 위치에 있는 모형 디바이스를 파지하는 파지단계;
    모형 디바이스를 파지한 상기 기준 픽커를 좌표값이 정확히 설정되어 있는 특정 위치로 이동시키는 이동단계;
    카메라로 상기 특정 위치에 있는 상기 기준 픽커에 파지된 상기 모형 디바이스의 저면 이미지를 획득하는 이미지 획득단계;
    상기 기준 픽커를 정해진 위치로 이동시킨 후 모형 디바이스를 원래의 위치로 복귀시키는 복귀단계;
    상기 이미지 획득단계에서 획득된 이미지와 정상 파지시의 이미지를 비교 분석하는 분석단계; 및
    상기 분석단계에서 분석된 값으로 상기 기준 픽커의 티칭점을 조정하는 조정단계; 를 포함하는
    전자부품 테스트용 핸들러에서의 티칭점 조정방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조정단계에서 티칭점이 조정된 기준 픽커로 상기 복귀단계에서 복귀한 모형 디바이스를 상기 기준 픽커로 재파지한 후, 상기 이동단계, 이미지 획득단계 및 분석단계를 재실시하여 티칭점 불량 여부를 확인하는 확인단계; 를 더 포함하는
    전자부품 테스트용 핸들러에서의 티칭점 조정방법.







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