KR20000009027A - 반도체 소자 검사장비용 처리챔버내에서의 테스트트레이 이송장치 - Google Patents

반도체 소자 검사장비용 처리챔버내에서의 테스트트레이 이송장치 Download PDF

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Abstract

반도체 소자의 검사전에 반도체 소자를 처리챔버내에서 예열/냉각시키기 위하여 반도체 소자가 적재된 테스트 트레이를 처리챔버 내에서 이송시키는 경우에, 실린더로 구동되는 스텝 이송장치와 테스트 트레이 홀더를 이용하여 정해진 온도가 될 때까지 테스트 트레이를 안정성있게 이송할 수 있는 테스트 트레이 이송장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 테스트 트레이 이송장치는, 테스트 트레이를 처리챔버 내에서 수직하게 이송시키기 위한 스텝 이송장치 및 테스트 트레이를 스텝 이송장치로부터 옮겨받아서 지지해주고 테스트 트레이를 다시 스텝 이송장치에 안착시키기 위한 트레이 홀더를 포함한다. 스텝 이송장치의 핀 회전용 실린더는 직선 운동에너지를 생성하고, 가동 블록, 링크 블록, 링크 핀 및 체결핀은 직선 운동에너지를 회전 운동에너지로 변환시키며, 스텝 이송장치 축은 직선 운동에너지를 전달받아서 회전운동한다. 스텝 이송장치 축은 스텝 승강 실린더에 의해서 승강운동한다.

Description

반도체 소자 검사장비용 처리챔버내에서의 테스트 트레이 이송장치
본 발명은 반도체 소자 검사장비용 처리챔버내에서의 테스트 트레이 이송장치에 관한 것이며, 특히 반도체 소자의 검사전에 반도체 소자를 처리챔버내에서 예열/냉각시키기 위하여 반도체 소자가 적재된 테스트 트레이를 처리챔버 내에서 이송시키는 경우에, 실린더로 구동되는 스텝 이송장치와 테스트 트레이 홀더를 이용하여 정해진 온도가 될 때까지 테스트 트레이를 안정성있게 이송할 수 있는 테스트 트레이 이송장치에 관한 것이다.
최근의 전자 산업 분야에서는, 집적회로, 반도체 칩과 같은 전자장치들의 생산량 및 기능은 급속도로 증가시키는 반면에, 그 크기 및 단위 제조비용을 감소시키려는 노력이 다양하게 이루어지고 있다. 이러한 방법의 하나로, 제조가 완료된 전자장치들의 특성과 성능을 검사하기 위한 검사 공정에 있어서 다수의 전자장치들을 동시에 시험함으로써 전자장치들의 시험 속도를 증가시키는 것을 들 수 있다.
이를 위해서, 다수의 전자장치들에 대한 테스트 속도를 증가시킨 새로운 형태의 자동 검사장치가 개발된바 있다. 새로운 형태의 검사장치에서는 시험될 다수의 전자장치들이 다수의 테스트 콘택터를 구비한 테스트 헤드 판과 결합할 수 있도록 전자장치들을 테스트 트레이 상에 위치시킨다. 이때, 각각의 전자 장치, 예를들어 하나의 반도체 소자는 작고 정교하게 제조되기 때문에 취급시의 파손 위험성을 방지하고 특성 시험을 위한 위치를 정확하게 유지하기 위하여 캐리어 모듈 내에 수용된다. 반도체 소자를 보유하는 캐리어 모듈은 테스트 트레이에서 종방향과 횡방향으로 정렬하여 배열된다.
테스트 트레이는 반도체 소자의 전기적 특성 및 성능을 검사하기 전에 반도체 소자의 가열 혹은 냉각과 같은 전처리를 위해서 처리챔버 내로 이송된다. 이때, 처리챔버는 균일한 온도 유지가 필수적으로 요구되므로, 외부와는 최대한 단절된 상태를 유지해야한다. 따라서, 처리챔버 내에서 테스트 트레이는 정해진 온도만큼 이동가능한 거리를 산출하여 이송장치에 의해서 순차적으로 이동된다. 그러므로, 처리챔버내에서 테스트 트레이를 정해진 온도가 될 때까지 안정성있게 이송시킬 수 있는 신속하고 정확한 트레이 이송장치를 구비하는 것이 필수적으로 요구된다.
대한민국 공개 특허공보 제 96-24333 호에는 반도체 소자의 검사장치에서 반도체 소자가 담긴 테스트 트레이를 히팅(heating) 챔버 내에서 순차적으로 이송하기 위한 테스트 트레이 이송장치가 개시된 바 있다.
도 10에는 이러한 트레이 이송장치가 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 종래기술에 따른 테스트 트레이 이송장치(10)는 히팅챔버(11)의 내외로 수직하게 연장된 다수의 축(12) 및 회동축(14)을 포함한다. 히팅챔버(11)의 상부 외부로 노출된 축(12)의 상단은 링크(13)를 통해서 레버(15)에 연결된다. 레버(15)의 일단에는 히팅챔버(11)의 상부에 고정된 일차 실린더(도시되지 않음)의 로드가 연결된다. 일차 실린더는 그 위에 위치하는 이차 실린더(도시되지 않음)에 연결된다. 히팅챔버(11)의 내부 양측에서 축(12)에는 회동편(16)이 각각 연결된다. 회동편(16)은 히팅챔버(11) 내로 도입된 테스트 트레이(30)를 승하강시키기 위한 것으로, 일차 실린더와 이차 실린더가 작동하는 경우에 축(12)과 함께 연동한다. 회동편(16)은 회동편(16)으로부터 안쪽으로 돌출하여 형성된 제 1 안착편(17)을 구비한다. 제 1 안착편(17)은 히팅챔버(11) 내로 도입된 테스트 트레이(30)를 지지한다.
히팅챔버(11)의 상측 외부로 연장된 회동축(14)에는 회동축(14)을 구동시키는 다수의 실린더(18)가 연결된다. 히팅챔버(11) 내로 연장된 회동축(14)에는 레버(19)를 통해서 승강편(20)이 연결된다. 승강편(20)은 테스트 트레이(30)를 히팅챔버(11) 내에서 승하강시키기 위한 것으로, 회동편(16) 사이에서 회동편(16)에 대향하도록 설치된다. 승강편(20)은 승강편(20)으로부터 안쪽으로 돌출하여 형성된 제 2 안착편(21)을 구비한다. 제 2 안착편(21)은 회동편(16)의 제 1 안착편(17)에 얹혀져 있던 테스트 트레이(30)를 1스텝 하강시킬 때 이용된다. 승강편(20)은 연결편(22)을 통해서 레버(19)에 연결되며, 실린더(18)가 작동하는 경우에 레버(19)와 연동하여 2단으로 승하강되거나 전후진된다.
이와 같이 구성된 종래의 테스트 트레이 이송장치(10)에서는, 히팅챔버(11) 내로 도입되는 테스트 트레이(30)의 이송동작이 다음과 같은 8단계로 구분하여 이루어진다.
먼저, 히팅챔버(11)의 최상부로 테스트 트레이(30)가 도입되어 회동편(16)의 제 1 안착편(17)과 승강편(20)의 제 2 안착편(21) 위로 안착하면, 회동편(16)은 일차 실린더로부터 구동력을 전달받아서 테스트 트레이(30)를 약간 위로 들어올려준다. 이때, 승강편(20)은 회동편(16)에 의한 테스트 트레이(30)의 들어올림을 방해하지 않도록 후퇴운동을 하게된다. 다음으로, 회동편(16)은 이차 실린더로부터 구동력을 전달받아서 한 스텝이 되는 위치까지 테스트 트레이(30)를 하강이동시킨다. 그러면, 승강편(20)이 전진운동을 하여 테스트 트레이(30)를 한 스텝이 진행된 상태로 지지하게 된다.
이러한 상태에서, 회동편(16)은 일차 실린더로부터 구동력을 전달받아서 테스트 트레이(30)에 영향이 미치지 않는 위치까지 약간 내려간다. 그런 후에는, 회동편(16)은 회동편(16)의 제 1 안착편(17)들이 테스트 트레이(30)에 걸리지 않도록 이차 실린더의 회전운동을 통해서 선회운동을하여 테스트 트레이(30)의 외측으로 이탈된다. 다음에는, 회동편(16)은 이차 실린더로부터 구동력을 전달받아서 한 스텝만큼 완전히 이동하게 된다. 끝으로, 회동편(16)은 다른 테스트 트레이(30)를 받을 수 있도록 선회운동을하여 원위치로 복귀한다.
그런데, 이러한 테스트 트레이 이송장치(10)에서는, 구조상으로 볼 때 테스트 트레이(30)를 한동작으로 승하강 시킬 수가 없기 때문에, 반드시 2개의 실린더에 의해서 회동편(16)을 구분운동시켜야만 한다. 따라서, 단일 실린더가 아닌 복수개의 실린더를 채용함으로 인하여 부품의 수가 증가하게 되고, 그 결과 장비의 제조원가가 증가된다. 또한, 회동편(16)의 불필요한 동작으로 인하여 반도체 소자의 검사에 소요되는 인덱스 타임이 길어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 소자의 검사전에 반도체 소자를 처리챔버내에서 예열/냉각시키기 위하여 반도체 소자가 적재된 테스트 트레이를 처리챔버 내에서 이송시키는 경우에, 실린더로 구동되는 스텝 이송장치와 테스트 트레이 홀더를 이용하여 정해진 온도가 될 때까지 테스트 트레이를 안정성있게 이송할 수 있는 테스트 트레이 이송장치를 제공하려는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치를 도 1의 “에이(A)”방향에서본 도면,
도 3은 도 1에 도시된 테스트 트레이 이송장치의 일부 확대 분해도,
도 4 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치의 사용 상태도, 그리고
도 10은 종래 기술에 따른 히팅챔버내에서의 테스트 트레이 이송장치의 종단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10,50 : 테스트 트레이 이송장치 12 : 축
14 : 회동축 16 : 회동편
17 : 제 1 안착편 18 : 실린더
20 : 승강편 21 : 제 2 안착편
30,52 : 테스트 트레이 54 : 처리챔버
100 : 스텝 이송장치 101 : 지지핀
102 : 이송장치 축 104 : 지지판
106 : 핀 회전용 실린더 108 : 제 1 캠 종차
110 : 가동 블록 114 : 링크 블록
116 : 스텝 승강실린더 120 : 테스트 트레이 홀더
122 : 승강판 124 : 트레이 홀더 구동실린더
130 : 트레이 홀더 축 132 : 제 1 축 고정바
134 : 제 2 축 고정바 140 : 바닥 지지블록
150 : 제 1 링크 160 : 제 2 캠 종차
170 : 가이드 판 172 : 제 1 가이드판 고정바
174 : 제 2 가이드판 고정바 176 : 제 2 링크
178 : 제 3 캠 종차 180 : 가이드판 지지블록
181 : 상부 지지블록 182 : 하부 지지블록
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,
반도체 소자 검사장비용 처리챔버의 외부에 설치되고 외부 동력원으로부터 동력을 전달받아서 직선 운동에너지를 생성하기 위한 제 1 구동수단, 상기 제 1 구동 수단의 하중을 지지하는 지지판, 상기 직선 운동에너지를 회전 운동에너지로 변환시키기 위한 에너지 변환수단, 상기 에너지 변환수단으로부터 상기 직선 운동에너지를 전달받아서 회전운동하는 스텝 이송장치 축 및 상기 스텝 이송장치 축을 승강시키기 위한 제 2 구동수단을 구비하며, 반도체 장치가 적재된 테스트 트레이를 상기 처리챔버 내에서 수직하게 이송시키기 위한 스텝 이송장치; 및
상기 테스트 트레이를 상기 스텝 이송장치로부터 옮겨받아서 지지해주고 상기 테스트 트레이를 다시 상기 스텝 이송장치에 안착시키기 위한 테스트 트레이 홀더를 포함하는 테스트 트레이 이송장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 테스트 트레이 이송장치에서는, 제 1 구동수단, 즉 핀 회전용 실린더를 이용하여 스텝 이송장치 축을 회전운동시키고 제 2 구동수단, 즉 스텝 승강실린더를 이용하여 스텝 이송장치 축을 승하강 시킨다. 또한, 스텝 이송장치 축의 회전운동 또는 승하강 운동시에, 테스트 트레이 홀더를 이용하여 스텝 이송장치 축에 대한 간섭 요소를 배제시킴으로써, 테스트 트레이의 이송과정을 안정화한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치를 도 1의 “에이(A)”방향에서본 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 테스트 트레이 이송장치(50)는 주로 처리챔버(54) 내에서 테스트 트레이(52)를 수직하게 이송시키기 위한 스텝 이송장치(100), 및 테스트 트레이(52)를 스텝 이송장치(100)로부터 옮겨받아서 지지해주고 이를 다시 스텝 이송장치(100)에 안착시키기 위한 테스트 트레이 홀더(120)를 포함한다.
먼저, 스텝 이송장치(100)는 처리챔버(54)의 내외로 수직하게 연장된 이송장치 축(102)을 구비한다. 이송장치 축(102)의 중간에는 테스트 트레이(52)의 하면을 지지하기 위한 다수의 지지핀(101)들이 내측으로 돌출하여 형성된다. 이송장치 축(102)의 상단은 처리챔버(54)의 상부 외부로 노출되며, 지지판(104)의 모서리 하부에 연결된다. 지지판(104)의 중앙에는 핀 회전용 실린더(106)가 배치되며, 지지판(104)은 핀 회전용 실린더(106)의 하중을 지지한다. 핀 회전용 실린더(106)는 외부 동력원으로부터 동력을 전달받아서 직선 운동에너지를 생성한다. 이를 위해서, 핀 회전용 실린더(106)는 본체(105) 및 본체(105)로부터 양측으로 연장된 한쌍의 로드(107)를 구비한다. 핀 회전용 실린더(106)가 작동하는 경우에 로드(107)는 본체(105)를 기준으로 수평방향으로 진퇴운동을 하며, 로드(107)의 자유단부는 한쌍의 가동 블록(110) 하부에 각각 연결된다.
가동 블록(110)들은 지지판(104) 상에서 핀 회전용 실린더(106)를 가운데 두고 지지판(104)의 양측에 서로 대칭적으로 배치된다. 가동 블록(110)은 핀 회전용 실린더(106)로부터 직선 운동에너지를 전달받아서 진퇴운동을 한다. 즉, 가동 블록(110)은 핀 회전용 실린더(106)가 작동하는 경우에, 핀 회전용 실린더(106)의 본체(105)로부터 연장된 로드(107)의 신축운동에 의해서 횡방향으로 밀리거나 당겨지면서 강제적으로 진퇴운동을 한다.
이때, 가동 블록(110)은 회전운동을 유발시킨다. 이를 위해서, 가동 블록(110)의 단부(112)에는 활주공(111)이 각각 관통하여 형성된다. 활주공(111)에는 제 1 캠 종차(108)가 각각 삽입된다. 또한, 제 1 캠 종차(108)는 가동 블록(110)의 단부(112)와 지지판(104) 사이에 배치되는 링크 블록(114)의 일단부에 형성된 제 1 체결공(참조부호 생략) 내에 끼워진다. 제 1 캠 종차(108)는 가동 블록(110)의 활주공(111) 내에서 자유로이 활주운동을 한다. 제 1 캠 종차(108)가 끼워진 링크 블록(114)의 일단부에 대향하는 타단부에는 제 1 체결핀(109)이 삽입된다. 제 1 캠 종차(108)는 활주공(111) 내에서 자유로이 활주운동을 하면서 핀 회전용 실린더(106)의 직선 왕복운동을 제 1 체결핀(109)의 회전운동으로 변환시킨다. 제 1 체결핀(109)은 링크 블록(114)의 아래에 배치된 지지판(104)의 아랫쪽에서 커플링(도시되지 않음)에 의하여 이송장치 축(102)의 상단에 연결된다. 이때, 링크 블록(114)과 지지판(104) 사이에서 제 1 체결핀(109) 주위에는 스러스트 베어링(103)이 배치된다.
지지판(104)의 아랫쪽에 중앙에는 스텝 승강실린더(116)가 배치된다. 스텝 승강실린더(116)는 제 1 실린더 브라켓(118)에 의해서 처리챔버(54)의 상부벽상에 고정지지된다. 스텝 승강실린더(116)는 지지판(104)의 단부(103)에 연결된 스텝 이송장치 축(102)을 상승 또는 하강시킨다. 이를 위해서, 스텝 승강실린더(116)는 본체(115) 및 본체(115)로부터 상방향으로 연장된 로드(도시되지 않음)를 구비한다. 로드의 자유단부는 지지판(104)의 중앙 하부에 연결된다. 스텝 승강실린더(116)가 작동하는 경우에, 스텝 승강 실린더(116)의 로드는 본체(115)를 기준으로 수직방향으로 진퇴운동을 하며, 이에 의해 지지판(104)은 로드의 신축운동에 의해서 상방향으로 밀리거나 하방향으로 당겨지면서 강제적으로 진퇴운동을 한다. 그 결과, 지지판(104)의 모서리 하부에 연결된 이송장치 축(102)이 지지판(104)과 함께 수직방향으로 강제적으로 진퇴운동을 하게된다.
한편, 테스트 트레이 홀더(120)는 지지판(104)의 아랫쪽에 배치된 승강판(122)을 구비한다. 승강판(122)의 중앙에는 스텝 승강실린더(116)를 넉넉하게 수용할 수 있는 중앙 개구부(121)가 형성된다. 승강판(122)의 양측 하부에는 트레이 홀더 구동실린더(124)가 서로 마주하도록 배치된다. 트레이 홀더 구동실린더(124)는 제 2 실린더 브라켓(126)에 의해서 처리챔버(54)의 상부벽상에 각각 고정지지된다. 그러므로, 승강판(122)은 2개의 트레이 홀더 구동실린더(124)를 연결시키며, 2개의 트레이 홀더 구동실린더(124)로부터 동시에 동력을 전달받는다. 트레이 홀더 구동실린더(124)의 근처에서 승강판(122)의 양측 하부에는 한쌍의 트레이 홀더 축(130)이 수직하게 서로 나란히 장착된다. 즉, 트레이 홀더 축(130)은 승강판(122)의 하부로부터 하방향으로 일정길이만큼 연장된다.
트레이 홀더 구동실린더(124)는 승강판(122)의 하부로부터 연장된 트레이 홀더 축(130)을 상승 또는 하강시킨다. 이를 위해서, 트레이 홀더 구동실린더(124)는 본체(도시되지 않음) 및 본체로부터 상방향으로 연장된 로드(도시되지 않음)를 구비한다. 로드의 자유단부는 승강판(122)의 하부에 연결된다. 트레이 홀더 구동실린더(124)가 작동하는 경우에, 트레이 홀더 구동실린더(124)의 로드는 본체를 기준으로 수직방향으로 진퇴운동을 하며, 이에 의해 승강판(122)은 로드의 신축운동에 의해서 상방향으로 밀리거나 하방향으로 당겨지면서 강제적으로 진퇴운동을 한다. 그 결과, 승강판(122)의 양측 하부에 연결된 트레이 홀더 축(130)이 승강판(122)과 함께 수직방향으로 강제적으로 진퇴운동을 하게된다.
도 3은 도 1에 도시된 테스트 트레이 이송장치의 일부 확대도이다. 도 3을 참조하면, 승강판(122)의 하부로부터 연장된 트레이 홀더 축(130)의 하부는 제 1 축 고정바(132)와 제 2 축 고정바(134)에 의해서 고정된다. 이를 위해서, 제 1 축 고정바(132)는 본체(138) 및 본체(138)의 양측에서 일측방향으로 돌출하여 형성된 돌출부(139)를 구비한다. 본체(138)에는 다수의 제 2 체결공(131)이 형성되고, 돌출부(139)에는 제 4 체결공(139a)이 각각 관통하여 형성된다.
제 2 축 고정바(134)에는 제 2 체결공(131)의 위치 및 크기에 대응하는 다수의 제 3 체결공(133)이 관통하여 형성된다. 제 1 축 고정바(132)와 제 2 축 고정바(134)에서 트레이 홀더 축(130)이 끼워지는 위치에는 트레이 홀더 축(130)의 외형에 대응하는 원호 형상의 제 1 리세스(135)와 제 2 리세스(137)가 각각 형성된다. 트레이 홀더 축(130)의 하부는 제 1 축 고정바(132)와 제 2 축 고정바(134) 사이에 끼워진 상태하에서 제 2 체결공(131)과 제 3 체결공(133)을 지나는 제 2 체결핀(136)에 의해서 제 1 축 고정바(132)와 제 2 축 고정바(134)에 고정된다.
바닥 지지블록(140)은 본체(142) 및 본체(142)의 양측에서 상방향으로 돌출하여 형성된 돌출부(144)를 구비한다. 돌출부(144)에는 제 5 체결공(143)이 관통하여 형성된다. 바닥 지지블록(140)의 돌출부(144) 내면과 제 1 축 고정바(132)의 돌출부(139) 외면 사이에는 일체로 결합된 캠 형상의 제 1 링크(150)와 제 2 캠 종차(160)가 각각 배치된다. 제 1 링크(150)는 본체(152) 및 본체(152)와 일체를 이루면서 본체(152)로부터 일방향으로 연장된 한쌍의 연장부(154)를 구비한다. 제 2 캠 종차(160)는 제 1 링크(150)의 연장부(154)들 사이에 끼워지고 이러한 상태에서 제 1 축 고정바(132)의 돌출부(139)에 형성된 제 4 체결공(139a) 내로 삽입된다. 제 1 링크(150)의 본체(152)에는 제 6 체결공(155)이 관통하여 형성된다. 제 6 체결공(155)은 바닥 지지블록(140)의 돌출부(144)에 형성된 제 5 체결공(143)의 위치 및 크기에 대응하도록 형성된다. 제 1 링크(150)는 제 5 체결공(143)과 제 6 체결공(155)을 관통하여 지나는 제 3 체결핀(146)에 의해서 바닥 지지블록(140)의 돌출부(144)에 고정된다.
한편, 제 1 링크(150)의 본체(152)에는 가이드 판(170)이 연결된다. 이를 위해서, 제 1 링크(150)의 본체(152)에는 제 6 체결공(155)의 인접 위치에 제 7 체결공(156)이 관통하여 형성되고, 가이드 판(170)의 하부에는 제 7 체결공(156)의 위치 및 크기에 대응하도록 제 8 체결공(171)이 관통하여 형성된다. 가이드 판(170)은 제 7 체결공(156)과 제 8 체결공(171)을 지나는 제 4 체결핀(158)에 의해서 제 1 링크(150)의 본체(152)에 연결된다. 이와 같이 하단이 제 1 링크(150)의 본체(152)에 연결된 가이드 판(170)은 제 1 축 고정바(132)의 내측에서 트레이 홀더 축(130)에 대하여 평행하게 직립하여 위치한다.
다시, 도 1 및 2를 참조하면, 가이드 판(170)의 상단은 제 1 축 고정바(132), 제 2 축 고정바(134), 제 1 링크(150) 및 제 2 캠 종차(160)와 동일한 구성 및 형상을 갖는 제 1 가이드판 고정바(172), 제 2 가이드판 고정바(174), 제 2 링크(176) 및 제 3 캠 종차(178)를 통해서 가이드판 지지블록(180)에 고정된다.
이때, 가이드판 지지블록(180)은 제 1 링크(150)를 통해서 가이드 판(170)의 하단을 지지하는 바닥 지지블록(140)과는 약간 다른 구조와 형상을 갖는다. 가이드판 지지블록(180)은 편평한 상부 지지블록(181) 및 상부 지지블록(181)에 대하여 수직하게 위치한 하부 지지블록(182)으로 구성된다. 가이드판 지지블록(180)은 상부 지지블록(181)과 하부 지지블록(182)이 먼저 조립된후, 상부 지지블록(181)이 처리챔버의 내벽에 조립되는 것으로 처리챔버 내에 고정된다. 하부 지지블록(182)은 제 1 링크(150)를 제 1 축 고정바(132)의 돌출부(139)에 고정시키는 제 3 체결핀(146)과 유사한 제 5 체결핀(184)에 의해서 제 2 링크(176)에 연결된다. 가이드판 지지블록(180)은 제 2 링크(176)의 회전 중심을 지지해준다.
한편, 가이드 판(170)의 내측면 상에는 테스트 트레이(52)를 지지하기 위한 다수의 지지스텝(171)이 수직하게 일렬로 형성된다. 지지스텝(171)은 도 1의 “에이(A)” 위치에서 보았을 때 스텝 이송장치 축(102)의 지지핀(101)에 대하여 약 2mm 정도의 단차(H)를 두고 지지핀(101) 보다 위쪽에 위치하도록 형성된다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치의 사용 상태도이다. 도 4 내지 도 10을 참조하여 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테스트 트레이 이송장치(50)의 작동 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
생산이 완료된 반도체 소자의 전처리와 후처리를 위해서 반도체 소자가 적재된 테스트 트레이(52)가 처리챔버(54) 내로 도입되는데, 후처리의 경우를 예로들면 먼저 테스트 트레이(52)는 가이드 판(170)의 지지스텝(171) 상에 안착된다(도 2 참조). 이때, 테스트 트레이(52)는 가이드 판(170)의 지지스텝(171)이 스텝 이송장치 축(102)의 지지핀(101)에 대하여 단차(H)(도 2 참조)만큼 높이 위치하므로, 지지핀(101)과는 접촉하지 않게 된다.
이러한 상태로 테스트 트레이(52)가 가이드 판(170)의 지지스텝(171) 상에 안착하면, 가이드 판(170)이 스텝 이송장치 축(102)의 승강작동에 의한 테스트 트레이(52)의 이송운동을 방해하지 않도록 후퇴운동을 하게 된다. 이를 위해서, 먼저 트레이 홀더 구동실린더(124)가 작동하면, 승강판(122)이 트레이 홀더 구동실린더(124)의 본체로부터 연장된 로드에 의해서 상방향으로 밀린다. 그 결과, 트레이 홀더 축(130)이 상승하게 되고 계속해서 트레이 홀더 축(130)의 하부를 고정지지하고 있는 제 1 축 고정바(132)와 제 1 축 고정바(134)가 상승하게 된다. 그러면, 제 2 캠 종차(160)를 통해서 제 1 축 고정바(132)에 선회가능하게 연결된 제 1 링크(150)가 제 3 체결핀(146)을 회전 중심으로하여 일정각도로 회전하게 된다. 이와 동시에, 제 3 캠 종차(178)를 통해서 하부 지지블록(182)에 선회가능하게 연결된 제 2 링크(176)가 제 5 체결핀(184)을 회전 중심으로하여 제 1 링크(150)의 회전각도와 동일한 각도로 회전하게 된다. 그 결과, 가이드 판(170)이 약간의 회전운동을 하면서 테스트 트레이(52)에 대하여 멀어지는 쪽으로 후퇴운동을 하게된다(도 4 참조). 이때, 가이드 판(170)의 지지스텝(171) 상에 안착되어 있던 테스트 트레이(52)는 스텝 이송장치 축(102)의 지지핀(101) 상에 놓여지게 된다.
다음으로, 스텝 이송장치 축(102)은 스텝 승강실린더(116)로부터 구동력을 전달받아서 한 스텝이 되는 위치까지 테스트 트레이(52)를 상승시킨다. 즉, 스텝 승강실린더(116)가 작동하면, 지지판(104)이 스텝 승강실린더(116)의 본체로부터 연장된 로드에 의해서 상방향으로 밀린다. 그 결과, 지지판(104)의 하부에 수직하게 연결된 스텝 이송장치 축(102)이 한 스텝 위쪽까지 상승하게 된다(도 5 참조).
스텝 이송장치 축(102)의 지지핀(101) 상에 놓여진 테스트 트레이(52)가 스텝 이송장치 축(102)의 상승운동에 의해서 한 스텝 위쪽까지 상승하면, 가이드 판(170)이 트레이 홀더 축(130)의 승강작동에 의해서 테스트 트레이(52) 쪽으로 전진운동을 하여 한 스텝 상승된 위치로 테스트 트레이(52)를 고정시켜준다. 이를 위해서, 먼저 트레이 홀더 구동실린더(124)가 작동하면, 승강판(122)이 트레이 홀더 구동실린더(124)의 본체로부터 연장된 로드의 수축운동에 의해서 하방향으로 당겨진다. 그 결과, 트레이 홀더 축(130)이 하강하게 되고 계속해서 트레이 홀더 축(130)의 하부를 고정지지하고 있는 제 1 축 고정바(132)와 제 1 축 고정바(134)가 하강하게 된다. 그러면, 제 2 캠 종차(160)를 통해서 제 1 축 고정바(132)에 선회가능하게 연결된 제 1 링크(50)가 제 3 체결핀(146)을 회전 중심으로하여 회전하게 된다. 이와 동시에, 제 3 캠 종차(178)를 통해서 지지블록(180)에 선회가능하게 연결된 제 2 링크(176)가 제 5 체결핀(184)을 회전 중심으로하여 제 1 링크(50)의 회전각도와 동일한 각도로 회전하게 된다. 그 결과, 가이드 판(170)이 약간의 회전운동을 하면서 테스트 트레이(52)에 대하여 가까워지는 쪽으로 전진운동을 하게되고, 이에 의해 가이드 판(170)의 지지스텝(171)이 테스트 트레이(52) 밑으로 들어오면서 테스트 트레이(52)를 유지하게 된다(도 6 참조). 이때, 테스트 트레이(52)는 다시 지지스텝(171) 상에 안착되어 지지된다. 따라서, 테스트 트레이(52)와 지지핀(101) 사이에는 다시 단차(H)(도 2 참조)가 유지되고, 이러한 단차(H)로 인하여 나중에 지지핀(101)이 회전할 때, 테스트 트레이(52)와 지지핀(101)이 서로 간섭하지 않게된다.
다음에, 이송장치 축(102)은 다음의 상승 동작을 위하여 하강하기 전에 이송장치 축(102)의 지지핀(101)이 테스트 트레이(52)에 걸리지 않게 하기 위하여 먼저 90도 각도로 선회운동을하게 된다. 이를 위해서, 먼저 지지핀(101)이 테스트 트레이(52)에 걸리지 않게 핀 회전용 실린더(106)가 작동하면, 핀 회전용 실린더(106)의 본체(105)로부터 연장된 로드(107)가 가동 블록(110)을 바깥쪽으로 밀게된다. 그러면, 가동 블록(110)은 핀 회전용 실린더(106)로부터 멀어지는 방향으로 밀리면서 제 1 캠 종차(108)와 링크 블록(114)에 의해서 회전운동을 하게된다. 이러한 회전운동은 제 1 체결핀(109)을 통해서 스텝 이송장치 축(102)에 전달된다. 그 결과, 스텝 이송장치 축(102)은 원하는 각도, 즉 90도 각도로 회전하게 된다(도 7 참조).
다음으로, 스텝 이송장치 축(102)은 스텝 승강실린더(116)로부터 구동력을 전달받아서 한 스텝이 되는 위치까지 하강하게 된다. 이를 위해서, 먼저 스텝 승강실린더(116)가 작동하면, 지지판(104)이 스텝 승강실린더(116)의 본체로부터 연장된 로드의 수축운동에 의해서 하방향으로 당겨지게 된다. 그 결과, 지지판(104)의 하부에 수직하게 연결된 스텝 이송장치 축(102)이 한 스텝 아래쪽까지 하강하게 된다(도 8 참조).
끝으로, 스텝 이송장치 축(102)은 다른 테스트 트레이(52)를 받기 위하여 90도 각도로 선회운동을하면서 원위치로 복귀하게 된다. 즉, 핀 회전용 실린더(106)가 작동하면, 핀 회전용 실린더(106)의 본체(105)로부터 연장된 로드(107)가 가동 블록(110)을 안쪽으로 당기게 된다. 그러면, 가동 블록(110)은 핀 회전용 실린더(106)로부터 가까워지는 방향으로 당겨지면서 제 1 캠 종차(108)와 링크 블록(114)에 의해서 처음의 회전 방향과는 반대방향으로 회전운동을 하게된다. 이러한 회전운동은 제 1 체결핀(109)을 통해서 스텝 이송장치 축(102)에 전달된다. 그 결과, 스텝 이송장치 축(102)은 90도 각도로 회전하여 원위치로 복귀하게 되고, 이와 동시에 스텝 이송장치 축(102)의 지지핀(101)은 가이드 판(170)의 지지 스텝(171)과 단차(H)를 두고 정렬된다(도 9 참조).
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 테스트 트레이 이송장치(50)에서는 종래의 테스트 트레이 이송장치(10)에 비해서 상대적으로 작은 설치공간을 차지하는 잇점이 있다. 즉, 종래의 테스트 트레이 이송장치(10)에서는, 2개의 실린더에 의해서 회동편(16)을 구분운동시켜서 테스트 트레이(30)를 승하강 시켰지만, 본 발명에서는 단일의 스텝 승강 실린더(116)를 이용하여 스텝 이송장치 축(102)을 승하강 시키므로, 구동장치의 설치공간이 줄어들게 되고 처리챔버(54) 내에서의 테스트 트레이(52)의 유동을 적게하여 안정적인 이송이 이루어진다. 이로 인하여, 테스트 트레이(52)의 이송과정이 간단해져서 반도체 소자의 검사에 소요되는 인덱스 타임을 크게 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 스텝 이송장치 축(102)의 승하강시에 스텝 이송장치(100)와 테스트 트레이 홀더(120) 사이에 일정한 단차(H)가 생기게 하여 이들간의 간섭 요소를 배제시킴으로써, 기구의 마찰을 제거하고 테스트 트레이(52)의 이송과정을 안정화시켜서 신뢰성 있는 이송이 이루어진다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 반도체 소자 검사장비용 처리챔버의 외부에 설치되고 외부 동력원으로부터 동력을 전달받아서 직선 운동에너지를 생성하기 위한 제 1 구동수단, 상기 제 1 구동 수단의 하중을 지지하는 지지판, 상기 직선 운동에너지를 회전 운동에너지로 변환시키기 위한 에너지 변환수단, 상기 에너지 변환수단으로부터 상기 직선 운동에너지를 전달받아서 회전운동하는 스텝 이송장치 축 및 상기 스텝 이송장치 축을 승강시키기 위한 제 2 구동수단을 구비하며, 반도체 장치가 적재된 테스트 트레이를 상기 처리챔버내에서 수직하게 이송시키기 위한 스텝 이송장치; 및
    상기 테스트 트레이를 상기 스텝 이송장치로부터 옮겨받아서 지지해주고 상기 테스트 트레이를 다시 상기 스텝 이송장치에 안착시키기 위한 테스트 트레이 홀더를 포함하는 테스트 트레이 이송장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동수단은, 본체 및 상기 본체로부터 양측으로 연장된 한쌍의 로드를 구비한 핀 회전용 실린더로 이루어지고, 상기 회전용 실린더는 상기 지지판의 중앙에 배치되며, 상기 핀 회전용 실린더가 작동하는 경우에 상기 로드는 상기 본체를 기준으로 수평방향으로 진퇴운동을 하는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 에너지 변환수단은, 상기 지지판 상에서 상기 핀 회전용 실린더를 가운데 두고 상기 지지판의 양측에 서로 대칭적으로 배치되며 상기 핀 회전용 실린더로부터 상기 직선 운동에너지를 전달받아서 진퇴운동을 하는 가동 블록, 상기 가동 블록의 상기 단부와 상기 지지판 사이에 배치되는 링크 블록, 상기 가동 블록의 단부에 형성된 활주공과 상기 링크 블록의 일단부에 형성된 제 1 체결공 내로 삽입되어 상기 활주공내에서 자유로이 활주운동을 하면서 상기 가동 블록의 일차적인 회전중심으로서 작용하는 제 1 캠 종차, 및 상기 링크 블록의 상기 일단부에 대향하여 상기 링크 블록의 타단부에 삽입되고 상기 링크 블록의 이차적인 회전 중심으로서 작용하는 제 1 체결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스텝 이송장치 축의 중간에는 상기 테스트 트레이의 하면을 지지하기 위한 다수의 지지핀들이 내측으로 돌출하여 형성되고, 상기 스텝 이송장치 축의 상단은 상기 지지판 아래에서 커플링에 의하여 상기 제 1 체결핀에 연결되는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 구동수단은 본체 및 상기 본체로부터 상방향으로 연장되고 상기 지지판의 중앙 하부에 연결된 로드를 갖춘 스텝 승강실린더로 이루어지고, 상기 스텝 승강실린더는 상기 지지판의 아랫쪽 중앙에 배치되고 제 1 실린더 브라켓에 의해서 상기 처리챔버의 상부벽상에 고정지지되며, 상기 스텝 승강실린더가 작동하는 경우에, 상기 로드는 상기 본체를 기준으로 수직방향으로 진퇴운동을 하고, 이에 의해 상기 지지판은 상방향으로 밀리거나 하방향으로 당겨지면서 강제적으로 진퇴운동하는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 트레이 홀더는, 상기 지지판의 아랫쪽에 배치된 승강판, 상기 승강판의 양측 하부에 서로 마주하도록 배치되고 제 2 실린더 브라켓에 의해서 상기 처리챔버의 상부벽상에 각각 고정지지된 트레이 홀더 구동 실린더, 상기 트레이 홀더 구동실린더의 근처에서 상기 승강판의 양측 하부에 수직하게 서로 나란히 장착되어 하방향으로 일정길이만큼 연장된 트레이 홀더 축, 상기 트레이 홀더 축에 선회 가능하게 연결되고 상기 테스트 트레이의 하면을 지지하기 위한 다수의 지지스텝이 일측면 상에 수직하게 일렬로 형성된 가이드 판, 및 상기 가이드 판을 상기 트레이 홀더 축에 선회 가능하게 연결시키기 위한 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 트레이 홀더 구동실린더는, 본체 및 상기 본체로부터 상방향으로 연장되고 자유단부가 상기 승강판의 하부에 연결된 로드를 구비하며, 상기 트레이 홀더 구동실린더가 작동하는 경우에, 상기 로드는 상기 본체를 기준으로 수직방향으로 진퇴운동을 하며, 이에 의해 상기 승강판은 상방향으로 밀리거나 하방향으로 당겨지면서 강제적으로 진퇴운동을 하고, 그 결과로서 상기 트레이 홀더 축이 상기 승강판과 함께 수직방향으로 강제적으로 진퇴운동을 하는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 지지스텝들은 상기 스텝 이송장치 축의 중간에 내측으로 돌출하여 형성된 다수의 지지핀에 대하여 일정한 단차를 두고 정렬되도록 서로 이격된 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 연결수단은, 상기 트레이 홀더 축의 하부를 상기 가이드 판의 하부에 선회가능하게 연결시키기 위한 제 1 축 고정바, 제 2 축 고정바, 바닥 지지블록, 일체로 결합된 캠 형상의 제 1 링크와 제 2 캠 종차로 이루어진 하부 연결부재를 포함하며, 상기 가이드 판의 하부를 상기 트레이 홀더 축의 중간에 선회가능하게 연결시키기 위한 제 1 가이드판 고정바, 제 2 가이드판 고정바, 가이드판 지지블록, 일체로 결합된 캠 형상의 제 2 링크 및 제 3 캠 종차로 이루어진 상부 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 축 고정바는 다수의 제 2 체결공이 형성된 본체 및 상기 본체의 양측에서 일측방향으로 돌출하여 형성되고 제 4 체결공이 관통하여 형성된 돌출부를 구비하며, 상기 제 2 축 고정바에는 상기 제 2 체결공의 위치 및 크기에 대응하는 다수의 제 3 체결공이 관통하여 형성되고, 상기 트레이 홀더 축의 상기 하부는 상기 제 1 축 고정바와 상기 제 2 축 고정바 사이에 끼워진 상태하에서 상기 제 2 체결공과 상기 제 3 체결공을 지나는 제 2 체결핀에 의해서 상기 제 1 축 고정바와 상기 제 2 축 고정바에 고정되는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 바닥 지지블록은 제 5 체결공이 관통하여 형성된 본체 및 상기 본체의 양측에서 상방향으로 돌출하여 형성된 돌출부를 구비하며, 상기 바닥 지지블록의 상기 돌출부 내면과 상기 제 1 축 고정바의 상기 돌출부 외면 사이에는 상기 제 1 링크와 상기 제 2 캠 종차가 배치되고, 상기 제 1 링크는 상기 제 5 체결공의 위치 및 크기에 대응하는 제 6 체결공과 상기 제 6 체결공의 근처에 인접 위치에 제 7 체결공이 관통하여 형성된 본체 및 상기 본체와 일체를 이루면서 상기 본체로부터 일방향으로 연장된 한쌍의 연장부를 구비하며, 상기 제 2 캠 종차는 상기 연장부들 사이에 끼워져서 상기 제 4 체결공 내로 삽입되고, 상기 제 1 링크는 상기 제 5 체결공과 상기 제 6 체결공을 관통하여 지나는 제 3 체결핀에 의해서 상기 바닥 지지블록의 상기 돌출부에 고정되는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 가이드 판의 하부에는 상기 제 7 체결공의 위치 및 크기에 대응하도록 제 8 체결공이 관통하여 형성되고, 상기 가이드 판의 상기 하부는 상기 제 7 체결공과 상기 제 8 체결공을 지나는 제 4 체결핀에 의해서 상기 제 1 링크의 상기 본체에 연결되는 것을 특징으로 하는 테스트 트레이 이송장치.
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