KR20070077323A

KR20070077323A - 반도체 소자 테스트 핸들러

Info

Publication number: KR20070077323A
Application number: KR1020060006825A
Authority: KR
Inventors: 박용근; 양근홍; 박재완
Original assignee: 미래산업 주식회사
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-07-26
Also published as: KR100748482B1

Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러에 관한 것으로, 한번에 테스트할 수 있는 반도체 소자를 수를 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러는, 테스트할 반도체 소자들이 대기하는 로딩부와; 반도체 소자들이 안착되는 복수개의 안착부들이 배열된 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상면에 해제 가능하게 결합되면서 상기 베이스플레이트의 각 반도체 소자를 고정되게 지지하는 커버플레이트로 이루어진 테스트 트레이와; 테스트할 반도체 소자가 테스트 트레이에 장착되고, 테스트 완료된 반도체 소자가 분리되는 작업이 이루어지는 교환부와; 상기 교환부로부터 반송된 테스트 트레이의 반도체 소자들과 전기적으로 접속하는 테스트헤드를 구비한 테스트부와; 상기 테스트부에서 테스트 완료된 반도체 소자들이 테스트 결과에 따라 분류되어 트레이에 수납되는 언로딩부와; 상기 로딩부와 교환부 및 언로딩부로 반도체 소자들을 반송하는 적어도 1개의 픽커와; 상기 교환부와 테스트부 간에 테스트 트레이를 반송하여 주는 트레이 반송장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

반도체 소자, 테스트, 핸들러, 테스트 트레이

Description

반도체 소자 테스트 핸들러{HANDLER FOR TESTING SEMICONDUCTOR}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러의 일 실시예의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도

도 2는 도 1의 핸들러의 측면에서 본 요부 단면도

도 3은 도 1의 핸들러의 테스트 트레이의 구성을 나타낸 분해 사시도

도 4는 도 3의 테스트 트레이의 요부 단면도

도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러의 다른 실시예의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 로딩부 20 : 언로딩부

31 : 로딩픽커 32 : 언로딩픽커

36 : 제 1단축픽커 37 : 제 2단축픽커

40 : 교환부 41 : 로딩대기부

42 : 트레이 핸들링장치 50 : 로테이터

70 : 테스트부 71 : 예열챔버

72 : 테스트챔버 73 : 제열챔버

75 : 테스트헤드 76 : 컨택트푸셔

100 : 테스트 트레이 110 : 베이스플레이트

111 : 안착홈 120 : 커버플레이트

D : 반도체 소자

본 발명은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자를 테스트헤드에 접속시켜 전기적 성능 테스트를 수행하고, 테스트 완료된 반도체 소자들을 테스트 결과에 따라 분류하여 트레이에 재수납시키는 작업을 수행하는 반도체 소자 테스트 핸들러에 관한 것이다.

일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈 아이씨(Module IC)들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하된다.

핸들러는 상기와 같은 반도체 소자 및 모듈램 등을 자동으로 테스트하는데 사용되고 있는 장치이다. 이러한 핸들러에서는 작업자가 테스트할 반도체 소자를 수납한 커스터머트레이(customer tray)들을 핸들러의 로딩스택커에 적재하고, 로딩스택커의 반도체 소자들을 내열성을 가진 별도의 테스트 트레이로 옮겨 재장착한 후, 이 반도체 소자들이 장착된 테스트 트레이를 테스트 사이트(test site)로 보내어 테스트를 수행한다. 상기 테스트 사이트에서는 테스트 트레이에 장착된 반도체 소자들의 리드 또는 볼 부분을 테스트헤드의 소켓에 전기적으로 접속시켜 소정의 전기적 테스트를 하게 된다. 그런 다음, 핸들러는 테스트가 완료된 테스트 트레이의 반도체 소자들을 분리하여 언로딩스택커의 커스터머트레이에 테스트 결과에 따라 분류 장착하는 과정으로 테스트를 수행한다.

상기와 같은 핸들러에서 반도체 소자를 반송하는 테스트 트레이는 반도체 소자를 테스트 소켓의 피치와 동일한 피치로 정렬하여 고정하기 위한 복수개의 캐리어 모듈을 구비한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 핸들러는 상기 테스트 트레이의 구조로 인하여 한번에 테스트할 수 있는 반도체 소자의 갯수가 한정되고, 생산성이 저하되는 문제가 있다.

이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래의 핸들러의 테스트 트레이에 반도체 소자를 고정하기 위해서는 캐리어 모듈의 양측에 반도체 소자를 고정하는 랫치와 이 랫치를 작동시키는 작동버튼과 같은 고정 및 해제 수단이 마련되어야 한다. 이에 따라 캐리어 모듈의 크기가 증가하게 되고, 하나의 테스트 트레이에 장착되는 캐리어 모듈의 개수가 줄어들게 된다.

따라서, 한 번에 테스트할 수 있는 반도체 소자의 갯수를 증가시키는데 제한이 따르는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 한번에 테스트할 수 있는 반도체 소자를 수를 증대시킬 수 있는 반도체 소 자 테스트 핸들러를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자 테스트 핸들러는, 테스트할 반도체 소자들이 대기하는 로딩부와; 반도체 소자들이 안착되는 복수개의 안착부들이 배열된 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상면에 해제 가능하게 결합되면서 상기 베이스플레이트의 각 반도체 소자를 고정되게 지지하는 커버플레이트로 이루어진 테스트 트레이와; 테스트할 반도체 소자가 테스트 트레이에 장착되고, 테스트 완료된 반도체 소자가 분리되는 작업이 이루어지는 교환부와; 상기 교환부로부터 반송된 테스트 트레이의 반도체 소자들과 전기적으로 접속하는 테스트헤드를 구비한 테스트부와; 상기 테스트부에서 테스트 완료된 반도체 소자들이 테스트 결과에 따라 분류되어 트레이에 수납되는 언로딩부와; 상기 로딩부와 교환부 및 언로딩부로 반도체 소자들을 반송하는 적어도 1개의 픽커와; 상기 교환부와 테스트부 간에 테스트 트레이를 반송하여 주는 트레이 반송장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 1과 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러는 테스트할 반도체 소자들이 수납된 커스터머트레이(C)들이 적재되는 로딩부(10)와, 테스트가 완료된 반도체 소자들이 테스트 결과에 따라 분류되어 수납되는 언로딩부(20)와, 테스트할 반도체 소자가 테스트 트레이(100)에 장착되고 테스트 완료된 반도체 소자가 분리되는 작업이 이루어지는 교환부(40)와, 상기 교환부(40)로부터 반송된 테스트 트레이(100)의 반도체 소자들과 전기적으로 접속하여 테스트를 수행하는 테스트부(70) 및, 상기 로딩부(10)와 교환부(40) 및 언로딩부(20) 간에 반도체 소자를 반송하여 주는 로딩픽커(31) 및 언로딩픽커(32)로 이루어진다.

상기 로딩픽커(31)와 언로딩픽커(32)는 핸들러의 상부에 X-Y-Z 방향으로 이동가능하게 설치되며, 반도체 소자를 진공 흡착하여 반송한다. 로딩픽커(31)와 언로딩픽커(32)는 예를 들어 리니어모터, 볼스크류 및 서보모터를 이용한 선형 운동 장치 등 공지의 선형 운동 장치에 의해 X-Y-Z 방향으로 이동한다.

상기 테스트부(70)와 교환부(40) 사이에는 테스트 트레이(100)를 수평자세에서 수직자세로 전환시키며 반송하여 주는 로테이터(50)가 배치된다.

상기 테스트부(70)는 예열챔버(71)와 테스트챔버(72) 및 제열챔버(73)로 구성된다. 상기 예열챔버(71)는 테스트 트레이(100)의 반도체 소자들을 소정의 온도로 가열 및 냉각시킴으로써 온도 테스트가 가능하게 하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 예열챔버(71)는 내부를 소정의 온도 상태로 가열 및 냉각시킬 수 있는 온도조성장치(미도시)를 구비하고 있으며, 테스트 트레이(100)를 직립 상태로 한 스텝씩 후방으로 반송하여 주는 트레이 이송장치(미도시)를 구비하고 있다.

상기 테스트챔버(72)에는 테스트 트레이(100)의 반도체 소자들이 접속되는 테스트헤드(75)가 장착된다. 상기 테스트헤드(75)는 핸들러 외부에 별도로 마련된 테스터(TESTER)라는 장비와 전기적으로 연결되어 테스터와 전기적 신호를 주고 받는 일종의 인터페이스 역할을 수행한다. 상기 테스트헤드(75)의 바로 전방에는 테 스트 트레이(100)를 테스트헤드(75) 쪽으로 가압함으로써 반도체 소자(D)들이 소정의 압력으로 테스트헤드(75)의 소켓(미도시)에 접속되도록 하는 컨택트푸셔(76)가 설치된다.

상기 예열챔버(71)와 마찬가지로 상기 테스트부(70)도 내부를 소정의 온도 상태로 가열 및 냉각시킬 수 있는 온도조성장치(미도시)를 구비함이 바람직하다.

상기 제열챔버(73)는 예열챔버(71) 및 테스트챔버(72)와는 반대로 열스트레스를 가함으로써 반도체 소자를 상온 상태로 복귀시키는 역할을 한다. 제열챔버(73)는 예열챔버(71)와 마찬가지로 내부를 소정의 온도 상태로 가열 및 냉각시킬 수 있는 온도조성장치(미도시)를 구비하고 있으며, 테스트 트레이(100)를 직립 상태로 한 스텝씩 전방으로 반송하여 주는 트레이 이송장치(미도시)를 구비하고 있다.

테스트부(70)의 전방 및 후방부에는 각 챔버로 테스트 트레이(100)들을 반송하여 주는 전방측 트레이트랜스퍼(77)와 후방측 트레이트랜스퍼(78)가 각각 설치된다.

상기 테스트 트레이(100)는 반도체 소자들이 안착되는 복수개의 안착부들이 배열된 베이스플레이트(110)와, 상기 베이스플레이트의 상면에 해제 가능하게 결합되면서 상기 베이스플레이트의 각 반도체 소자를 고정되게 지지하는 커버플레이트(120)로 이루어진다. 상기 베이스플레이트(110)와 커버플레이트(120)는 열에 의해 쉽게 변형되지 않는 내열성 재질로 이루어진다.

상기 교환부(40)는 상기 테스트 트레이(100)의 베이스플레이트(110)가 놓여 지는 로딩대기부(41)와, 복수개의 상기 로딩대기부의 상부에 상하로 이동가능하게 설치되어 상기 커버플레이트(120)를 베이스플레이트(110)와 결합 및 해제시키는 트레이 핸들링장치(42)로 구성된다.

상기 로딩픽커(31) 및 언로딩픽커(32)가 테스트 트레이(100)의 베이스플레이트(110)에 반도체 소자를 장착 및 분리시킬 때 상기 픽커들과 커버플레이트(120) 간의 간섭을 피하기 위해 상기 로딩대기부(41)는 전후 방향으로 이동 가능하게 구성된 것이 바람직하다.

도 3과 도4를 참조하여 상기 테스트 트레이(100)의 구조를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

전술한 것과 같이 상기 테스트 트레이(100)의 베이스플레이트(110)의 상면에는 반도체 소자(D)가 안착되는 복수개의 안착홈(111)이 일정간격으로 배열된다. 상기 베이스플레이트(110)의 안착홈(111)에는 반도체 소자(D)의 단자부, 즉 리드(L)가 외부로 노출될 수 있도록 개구부(112)가 형성된다.

또한, 상기 안착홈(111)의 중앙부에 반도체 소자의 전면(前面)이 외부로 노출되도록 관통공(113)이 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 관통공(113)을 통해 외부로부터 고온의 공기 또는 저온의 공기가 반도체 소자의 면과 접촉하거나, 혹은 반도체 소자가 테스트 사이트(test site)에서 테스트소켓에 접속될 때 히트싱트 등의 열전달매체가 반도체 소자에 접촉할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 커버플레이트(120)의 하면에는 각 안착홈(111)의 반도체 소자와 연접하면서 반도체 소자를 고정되게 지지하는 복수개의 지지부(121)가 돌출되게 형성된 다. 또한, 상기 각 지지부(121)에는 외부로부터 냉각가스가 반도체 소자로 분사되거나, 히트싱크나 가압장치가 반도체 소자의 면에 접촉할 수 있도록 관통공(122)이 형성됨이 바람직하다.

상기 베이스플레이트(110) 및/또는 커버플레이트(120)는 도면에 도시되지 않은 결합수단에 의해 용이하게 해제 가능하게 결합된다. 상기 결합수단은 예컨대 종래의 테스트 트레이의 캐리어에 장착된 랫치 및 작동버튼과 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 물론, 이외에도 탄성 후크, 클램프 구조 등 다양한 구조의 결합수단이 적용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 반도체 소자 테스트 핸들러는 다음과 같이 작동한다.

작업자 또는 자동운반장비가 로딩부(10)에 테스트할 반도체 소자들이 수납된 커스터머트레이(C)들을 적재한다. 핸들러가 가동되기 시작하면, 로딩픽커(31)가 로딩부(10)의 테스트할 반도체 소자들을 교환부(40)로 반송하여 테스트 트레이(100)의 베이스플레이트(110)에 장착한다.

상기 베이스플레이트(110)에 테스트할 반도체 소자들이 모두 채워지면, 트레이 핸들링장치(42)가 커버플레이트(120)를 하측으로 이동시켜 베이스플레이트(110)의 상면에 결합시킨다.

이어서, 로테이터(50)가 90도 회전하면서 테스트 트레이(100)를 테스트부(70)로 전달한다. 이 때, 테스트 트레이(100)는 수평 자세에서 수직한 자세로 전환된다. 그 후, 전방측 트레이트랜스퍼(77)가 테스트 트레이(100)를 예열챔버(71)로 반송한다. 예열챔버(71) 내에서 테스트 트레이(100)는 트레이 이송장치(미도시)에 의해 한 스텝씩 진행하면서 소정의 온도로 가열 또는 냉각된다.

테스트 트레이(100)가 예열챔버(71)의 최후방에 위치되면, 후방측 트레이트랜스퍼(78)가 테스트 트레이(100)를 테스트챔버(72) 내로 반송하고, 테스트 트레이(100)는 테스트헤드(75)의 바로 전방에서 정렬된다.

이 후, 컨택트푸셔(76)가 테스트 트레이(100)를 테스트헤드(75) 쪽으로 가압하여 반도체 소자(D)들을 테스트헤드(75)의 소켓(미도시)에 접속시키고, 일정 시간 동안 전기적 성능 테스트가 이루어진다.

테스트가 종료되면 컨택트푸셔(76)가 다시 전방으로 이동하고, 테스트헤드(75)와 반도체 소자(D) 간의 접속이 해제된다. 이어서, 후방측 트레이트랜스퍼(78)가 테스트 트레이(100)를 제열챔버(73)로 반송시킨다.

제열챔버(73)에서 테스트 트레이(100)는 트레이 이송장치(미도시)에 의해 한 스텝씩 전방으로 이동하며 상온 상태로 복귀한다.

테스트 트레이(100)가 제열챔버(73)의 최전방에 위치되면, 전방측 트레이트랜스퍼(77)가 테스트 트레이(100)를 테스트부(70)의 전방측 중앙으로 반송하고, 로테이터(50)가 상측으로 90도 회전하면서 테스트 트레이(100)를 교환부(40)의 로딩대기부(41)로 전달한다. 이 때, 테스트 트레이(100)는 수직한 자세에서 수평한 자세로 전환된다.

그 다음, 트레이 핸들링장치(42)가 로딩대기부(41) 상의 테스트 트레이(100)의 커버플레이트(120)를 분리한다. 그리고, 언로딩픽커(32)가 베이스플레이트(110) 상의 테스트 완료된 반도체 소자들을 언로딩부(20)로 반송하여 테스트 결과에 따라 커스터머트레이(C)에 분류 수납시킨다.

상기 언로딩픽커(32)가 베이스플레이트(110)에서 테스트 완료된 반도체 소자들을 인출하여 반송하는 동안, 상기 로딩픽커(31)는 로딩부(10)로부터 새로운 반도체 소자들을 반송하여 베이스플레이트(110)의 빈 자리에 채워넣는다.

핸들러는 전술한 과정을 연속 반복적으로 수행하면서 반도체 소자들을 테스트한다.

한편, 전술한 실시예에서는 로딩부(10)와 교환부(40) 및, 언로딩부(20)와 교환부(40) 간에 반도체 소자들이 직접 반송되었다.

하지만, 도 5에 도시한 것과 같이, 로딩부(10)와 교환부(40) 사이에 테스트할 반도체 소자가 일시적으로 대기하는 로딩버퍼부(81)를 배치하고, 언로딩부(20)와 교환부(40) 사이에 테스트 완료된 반도체 소자들이 일시적으로 대기하는 언로딩버퍼부(82)를 배치할 수도 있다.

상기 로딩버퍼부(81)와 언로딩버퍼부(82)는 공지의 선형 운동 장치에 의해 일정 거리씩 이동이 가능하게 구성된다.

그리고, 상기 로딩버퍼부(81)와 교환부(40)와 언로딩버퍼부(82)의 상측을 가로지르는 단축프레임(35)을 설치하고, 이 단축프레임(35)에 반도체 소자를 진공 흡착하여 반송하는 제 1,2단축픽커(36, 37)를 수평이동 가능하게 설치한다.

상기 제 1단축픽커(36)는 로딩버퍼부(81)의 테스트할 반도체 소자들을 교환부(40)로 반송하고, 제 2단축픽커(37)는 교환부(40)의 테스트 완료된 반도체 소자 들을 언로딩버퍼부(82)로 반송한다.

로딩픽커(31)는 로딩부(10)의 반도체 소자를 로딩버퍼부(81)로 반송하고, 언로딩픽커(32)는 언로딩버퍼부(82)의 테스트 완료된 반도체 소자들을 언로딩부(20)로 반송하는 작용을 한다.

이해를 돕기 위하여 이 실시예의 핸들러의 구성 중 전술한 실시예의 핸들러의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였으며, 그 상세한 설명은 생략한다.

이 실시예의 핸들러는 다음과 같이 작동한다.

핸들러가 가동되면, 로딩픽커(31)는 로딩부(10)의 테스트할 반도체 소자들을 로딩버퍼부(81)로 반송한다. 그리고, 제 1단축픽커(36)는 로딩버퍼부(81) 상의 반도체 소자들을 진공 흡착하여 교환부(40)로 반송하여 테스트 트레이(100)에 장착한다. 이후과정은 전술한 실시예의 핸들러의 작동 과정과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

테스트부(70)를 거쳐 테스트가 완료된 반도체 소자들을 수납한 테스트 트레이(100)가 교환부(40)로 반송되면, 제 2단축픽커(37)가 테스트 완료된 반도체 소자들을 언로딩버퍼부(82)로 반송하고, 언로딩픽커(32)는 언로딩버퍼부(82) 상의 반도체 소자들을 언로딩부(20)로 반송하여 테스트 결과에 따라 커스터머트레이(C)에 분류 수납시킨다.

상기 제 2단축픽커(37)가 교환부(40)에서 반도체 소자들을 분리시키는 동안, 제 1단축픽커(36)는 로딩버퍼부(81) 상에 미리 준비되어 있던 새로운 반도체 소자 들을 교환부(40)로 반송하고, 테스트 트레이(100)의 베이스플레이트(110)의 빈자리에 채워넣는다.

상기와 같이 이 실시예의 핸들러는 로딩버퍼부(81)와 언로딩버퍼부(82)를 둠으로써 로딩작업과 언로딩작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있는 이점을 얻게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 테스트 트레이가 상호 결합되는 2부분으로 이루어져 반도체 소자를 고정한 상태로 이동할 수 있으므로, 테스트 트레이에 수용할 수 있는 반도체 소자의 갯수를 증가시킬 수 있다. 따라서 한 번에 테스트할 수 있는 반도체 소자의 수가 증가되어 테스트 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

테스트할 반도체 소자들이 대기하는 로딩부와;

반도체 소자들이 안착되는 복수개의 안착부들이 배열된 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상면에 해제 가능하게 결합되면서 상기 베이스플레이트의 각 반도체 소자를 고정되게 지지하는 커버플레이트로 이루어진 테스트 트레이와;

테스트할 반도체 소자가 테스트 트레이에 장착되고, 테스트 완료된 반도체 소자가 분리되는 작업이 이루어지는 교환부와;

상기 교환부로부터 반송된 테스트 트레이의 반도체 소자들과 전기적으로 접속하는 테스트헤드를 구비한 테스트부와;

상기 테스트부에서 테스트 완료된 반도체 소자들이 테스트 결과에 따라 분류되어 트레이에 수납되는 언로딩부와;

상기 로딩부와 교환부 및 언로딩부로 반도체 소자들을 반송하는 적어도 1개의 픽커와;

상기 교환부와 테스트부 간에 테스트 트레이를 반송하여 주는 트레이 반송장치를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러.
제 1항에 있어서, 상기 로딩부와 교환부 사이에 배치되어 테스트할 반도체 소자가 일시적으로 대기하는 로딩버퍼부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러.
제 1항에 있어서, 상기 언로딩부와 교환부 사이에 배치되어 테스트 완료된 반도체 소자들이 일시적으로 대기하는 언로딩버퍼부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러.
제 1항에 있어서, 상기 교환부는 베이스플레이트가 놓여지는 로딩대기부와, 상기 로딩대기부의 상부에 이동가능하게 설치되어 상기 커버플레이트를 베이스플레이트에 결합 및 해제시키는 트레이 핸들링장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러.