KR20160109506A

KR20160109506A - 반도체소자 테스트용 핸들러

Info

Publication number: KR20160109506A
Application number: KR1020150034018A
Authority: KR
Inventors: 나윤성; 황정우; 성기주
Original assignee: (주)테크윙
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-21
Also published as: KR102228819B1

Abstract

본 발명은 반도체소자의 테스트를 지원하는 반도체소자 테스트용 핸들러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체소자 테스트용 핸들러는, 소자 공급기에 의해 포켓 플레이트가 하강할 시에 테스트 소켓과의 위치를 교정하기 위한 제1 교정구멍 및 제2 교정구멍을 가지는 소자 포켓을 구비하며, 상기 테스트 소켓은, 하강하는 상기 소자 포켓의 상기 제1 교정구멍에 삽입되어서 상기 소자 포켓의 위치를 1차적으로 교정하는 제1 교정핀; 및 하강하는 상기 소자 포켓의 상기 제2 교정구멍에 삽입되어서 상기 소자 포켓의 위치를 2차적으로 교정하는 제2 교정핀; 을 포함한다.
본 발명에 따르면 단계를 나누어 순차적으로 소자 포켓의 위치를 교정함으로써 소자 포켓에 대한 매우 정교한 위치 교정이 이루어질 수 있기 때문에, 반도체소자와 테스트 소켓 간의 전기적 연결의 신뢰성이 향상된다.

Description

반도체소자 테스트용 핸들러{HANDLER FOR TESTING SEMICONDUCTOR}

본 발명은 반도체소자를 테스트할 때 사용되는 반도체소자 테스트용 핸들러에 관한 것이다.

반도체소자 테스트용 핸들러(이하 '핸들러'라 함)는 소정의 제조공정을 거쳐 제조된 반도체소자들을 테스터에 전기적으로 연결한 후 테스트 결과에 따라 반도체소자를 분류하는 장비이다.

반도체소자의 테스트를 지원하기 위한 핸들러는 대한민국 공개 특허 10-2002-0053406호(이하 '종래기술1'이라 함)나 일본국 공개 특허 특개2011-247908호(이하 '종래기술2'라 함) 등과 같은 다양한 특허 문헌을 통해 공개되어 있다.

공개된 특허 문헌에 의하면 파지 헤드(종래기술1에서는 '인덱스헤드'라 명명되고, 종래기술2에서는 '압박장치'로 명명됨)가 반도체소자를 파지한 상태에서 하강함으로써 소켓 플레이트(종래기술2에는 '테스터'라 명명됨)에 있는 테스트 소켓(종래기술2에는 '검사용 소켓'이라 명명됨)에 반도체소자를 전기적으로 접속시킨다. 이를 위해 파지 헤드는 수평 이동과 수직 이동이 가능하도록 구성된다. 여기서 파지 헤드의 수평 이동은 반도체소자를 운반하는 셔틀(종래기술2에는 '슬라이드 테이블'이라 명명됨)의 상방 지점과 소켓 플레이트의 상방 지점 간에 이루어진다. 그리고 파지 헤드의 수직 이동은 반도체소자를 셔틀로부터 파지하거나 파지해제 할 때와 반도체소자를 테스트 소켓에 전기적으로 접속시키거나 접속을 해제시킬 때 이루어진다. 물론, 셔틀과 파지 헤드 간의 위치나 기타 관계된 구조는 다양한 형태를 가질 수 있다.

파지 헤드의 하강에 의해 반도체소자를 테스트 소켓에 전기적으로 접속시키는 작업은 파지 헤드에 파지된 반도체소자와 테스트 소켓 간의 정교한 위치 설정이 이루어진 상태로 진행되어야만 한다.

그런데, 수평 이동에 대한 제어 공차나 기타 다양한 설계적 요인에 의해, 파지 헤드에 파지된 반도체소자와 테스트 소켓 간의 정교한 위치 설정은 매우 곤란하다. 이러한 점을 해결하기 위해 종래기술2에서 참조되는 바와 같이 소켓 플레이트에는 위치설정핀(종래기술2에는 '가이드 핀'으로 명명됨)을 구성하고, 파지 헤드에는 위치설정구멍(종래기술2에는 '가이드 구멍'으로 명명됨)을 구성하는 것이 일반적이다. 따라서 파지 헤드가 하강할 시에 소켓 플레이트의 위치설정핀이 파지 헤드의 위치설정구멍에 먼저 삽입되기 때문에, 파지 헤드와 테스트 소켓 간의 정교한 위치 설정이 먼저 이루어진 상태에서 반도체소자가 테스트 소켓에 전기적으로 접속되는 것이 가능하게 되었다.

한편, 집적기술의 발전 등으로 인해 반도체소자의 단자의 수는 많아지게 되었다. 반도체소자 제조업체들은 한정된 면적 내에 많은 수의 단자를 수용하기 위한 방안으로 단자의 크기와 단자 간의 간격을 줄이려고 시도한다. 이로 인해 단자 간의 간격이 현재 0.50mm~0.40mm에서 0.35mm~0.30mm로 줄어든 제품들이 개발되고 있으며, 향후에는 더 줄어들 것으로 전망된다. 물론, 단자 간의 간격이 줄어듦과 함께 단자의 크기도 당연히 작아져야만 한다. 예를 들어 BGA 타입에서, 단자(ball) 간의 간격이 0.50mm인 경우에는 단자의 지름이 0.33mm였으나, 단자 간의 간격이 0.35mm인 경우에는 단자의 지름이 0.23mm로 작아진다. 더욱이 최근에는 단자 간의 간격을 0.30mm로 줄이면서 단자의 지름도 0.20mm 이하로 줄이고 있는 추세이다. 이러한 경우 만일 반도체소자가 미세한 정도로라도 제 위치를 벗어나거나 뒤틀린 자세로 파지 헤드에 파지되면, 반도체소자와 테스트 소켓 간의 전기적 접속에 불량이 발생될 것이다. 그리고 단자의 손상이나 쇼트(Short)가 발생할 위험성이 있다.

따라서 반도체소자와 테스트 소켓 간의 전기적 접속은 더욱 더 정교하게 이루어져야 할 필요성이 있게 되었다.

그런데, 위와 같이 단자의 지름이나 단자 간의 간격이 줄어드는 추세에 비추어 볼 때, 위치설정핀과 위치설정구멍만으로 반도체소자와 테스트 소켓 간의 정교한 위치 설정을 얻어내는 것은 다음과 같은 점에서 멀지 않은 장래에는 매우 곤란해 질 수 있다.

첫째, 위치설정핀이 위치설정구멍에 반복적으로 삽입 및 이탈되면서 위치설정구멍을 이루는 벽면이 마모될 수 있다. 이러한 경우 위치설정핀과 위치설정구멍 은 제 기능을 상실하게 된다. 이를 극복하기 위해서는 부품 교체라는 번거로운 작업이 수반되어야 하며, 그 만큼 인력 손실 및 장비의 가동률 하락을 가져온다.

둘째, 파지 헤드가 반도체소자를 파지한 상태에서 하강함으로써 반도체소자를 테스트 소켓에 전기적으로 접속시키는 구성을 가져야만 하기 때문에 반도체소자의 파지 상태는 특히 매우 중요하다. 그러나 셔틀이나 파지 헤드의 이동 제어 공차나 반도체소자의 적재 공차는 파지 헤드에 의해 파지되는 반도체소자의 정교한 파지를 흐트러트린다. 이러한 이유로, 반도체소자가 파지 헤드의 픽커에 의해 정확하게 파지되지 못하거나 미세하게 회전된 상태로 파지될 수 있다. 그런데 언급된 설계 공차들을 가급적 줄이기 위한 시도는 한계에 부딪힐 수밖에는 없다.

따라서 본 발명의 출원인은 대한민국 공개특허 10-2014-0121909호(발명의 명칭 : 반도체소자 테스트용 핸들러, 이하 '선행기술' 이라 함)에서 반도체소자를 수용하는 소자 포켓을 가지는 포켓 플레이트를 제안한 바 있다.

선행기술에 의하면 반도체소자의 수평 위치와 자세가 소자 포켓에 의해 정교하게 교정된 후 반도체소자와 테스트 소켓이 전기적으로 연결되기 때문에 반도체소자와 테스트 소켓 간의 정교한 전기적 접촉을 이루어낼 수 있게 되었다.

그러나 앞서 설명한 바와 같이 집적 기술의 발전은 지속적으로 이루어지고 있기 때문에, 반도체소자와 테스트 소켓 간의 전기적 접촉의 정교함 향상은 항상 연구되어야 할 과제이다.

본 발명은 소자 포켓과 테스트 소켓 간의 정확한 위치 설정을 통해 반도체소자와 테스트 소켓 간의 더욱 정교한 전기적 연결을 이루어낼 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 테스트용 핸들러는, 테스터 측과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 테스트 소켓을 가지는 소켓 플레이트; 상기 소켓 플레이트 상측에 승강 가능하게 구비되며, 상기 적어도 하나의 테스트 소켓에 대응되는 위치에 반도체소자를 수용하기 위한 적어도 하나의 소자 포켓을 가지는 포켓 플레이트; 상기 포켓 플레이트의 승강을 가능하게 함으로써, 상기 적어도 하나의 소자 포켓에 수용된 적어도 하나의 반도체소자가 상기 적어도 하나의 테스트 소켓에 전기적으로 접속되거나 접속이 해제되는 것을 가능하게 하는 승강 부재; 및 상기 적어도 하나의 소자 포켓으로 적어도 하나의 반도체소자를 공급하며, 상기 포켓 플레이트를 하강시키는 소자 공급기; 를 포함하고, 상기 소자 포켓은 상기 소자 공급기에 의해 상기 포켓 플레이트가 하강할 시에 상기 테스트 소켓과의 위치를 교정하기 위한 제1 교정구멍 및 제2 교정구멍을 가지며, 상기 테스트 소켓은, 하강하는 상기 소자 포켓의 상기 제1 교정구멍에 삽입되어서 상기 소자 포켓의 위치를 1차적으로 교정하는 제1 교정핀; 및 하강하는 상기 소자 포켓의 상기 제2 교정구멍에 삽입되어서 상기 소자 포켓의 위치를 2차적으로 교정하는 제2 교정핀; 을 포함한다.

상기 소자 포켓이 상기 테스트 소켓으로 접근할 때 상기 제1 교정핀이 상기 제1 교정구멍에 먼저 삽입되면서 상기 소자 포켓의 위치를 1차적으로 교정하고 상기 제2 교정핀이 상기 제2 교정구멍에 나중에 삽입되면서 상기 소자 포켓의 위치를 2차적으로 정밀하게 교정한다.

상기 제1 교정핀은 상기 제2 교정핀보다 돌출된 높이가 더 높아서 상기 소자 포켓이 하강할 시에 상기 제1 교정구멍에 상기 제1 교정핀이 삽입된 후 상기 제2 교정구멍에 상기 제2 교정핀이 삽입된다.

상기 제2 교정구멍은 일 측 방향으로 긴 장공 형태이다.

상기 제2 교정핀은 평단면이 일 측 방향으로 긴 타원 형태이다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 먼저 대략적으로 소자 포켓의 위치를 교정한 다음, 나중에 정교하게 소자 포켓의 위치를 교정하기 때문에 소자 포켓의 손상 등을 초래하지 않으면서도 소자 포켓의 정교한 위치 교정이 이루어질 수 있다.

둘째, 소자 포켓의 열수축이나 열팽창과 무관하게 소자 포켓의 정교한 위치 교정이 이루어질 수 있다.

따라서 궁극적으로 소자 포켓에 적재된 반도체소자와 테스트 소켓 간의 전기적인 연결에 대한 신뢰성이 향상된다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 테스트용 핸들러에 대한 개념적인 평면 구성도이다.
도2는 도1의 핸들러의 주요 부위에 대한 일부 절개 사시도이다.
도3은 도1의 핸들러에 적용된 소자 공급기에 대한 개략적인 측면도이다.
도4는 도1의 핸들러에 적용된 테스트 소켓에 대한 개략적인 정면도이다.
도5는 도1의 핸들러에 적용된 포켓 플레이트에 대한 일부 절개된 발췌 사시도이다.
도6은 도1의 포켓 플레이트에 구성된 소자 포켓에 대한 저면 사시도이다.
도7 및 도8은 도4의 테스트 소켓과 도6의 소자 포켓을 비교하기 위한 참조도이다.
도9 내지 도16은 본 발명에 따른 핸들러의 주요 부위에 대한 작동 방법을 설명하기 위한 참조도이다.

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>

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 테스트용 핸들러(100, 이하 '핸들러'라 약칭함)에 대한 개념적인 평면 구성도이고, 도2는 도1의 핸들러(100)의 주요 부위(IP)에 대하여 일부가 절개된 분해 사시도이다.

도1 및 도2에서 참조되는 바와 같이 본 발명에 따른 핸들러(100)는 셔틀(shuttle, 110), 로딩 부분(120) 및 언로딩 부분(130), 소자 공급기(140), 소켓 플레이트(150, 도2 참조), 포켓 플레이트(160, 도2 참조), 가이더(170, 도2 참조) 및 스프링(180, 도2 참조)을 포함하여 구성된다.

셔틀(110)은 로딩 위치(LP), 파지 위치(DP) 및 언로딩 위치(UP)를 좌우 방향으로 잇는 직선상에서 왕복 이동하는 포켓 테이블(111)을 가진다. 포켓 테이블(111)은 반도체소자의 적재가 가능한 8개의 로딩 포켓(111a)과 8개의 언로딩 포켓(111b)을 가진다. 여기서 로딩 포켓(111a)은 포켓 테이블(111)의 왕복 이동에 의해 로딩 위치(LP)와 파지 위치(DP) 간을 왕복 이동하고, 언로딩 포켓(111b)은 포켓 테이블(111)의 왕복 이동에 의해 파지 위치(DP)와 언로딩 위치(UP) 간을 왕복 이동한다. 로딩 부분(120)은 셔틀(110)의 로딩 포켓(211a)들로 테스트가 이루어져야 할 반도체소자를 로딩(loading)시킨다.

언로딩 부분(130)은 셔틀(110)의 언로딩 포켓(111b)들로부터 테스트가 완료된 반도체소자를 언로딩(unloadin)시킨다.

참고로 반도체소자의 로딩/언로딩 기술과 관련하여서는 이미 다양한 형태로 공개되고 주지되어 있어서 그 자세한 설명은 생략한다.

소자 공급기(140)는 8개의 반도체소자를 포켓 플레이트(160)로 공급한다. 이를 위해 도3의 개략적인 측면도에서와 같이, 소자 공급기(140)는 파지 헤드(141), 수평 이동기(142) 및 수직 이동기(143)를 포함한다.

파지 헤드(141)는 8개의 반도체소자를 파지하거나 파지를 해제할 수 있으며, 각각 한 개의 반도체소자를 진공압에 의해 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 8개의 픽커(P)를 가진다. 이러한 파지 헤드(141)에는 포켓 플레이트(160)와의 위치를 설정하기 위한 위치설정구멍(141a)들이 형성되어 있다.

수평 이동기(142)는 파지 헤드(141)를 전후 수평 방향으로 이동시킨다. 따라서 파지 헤드(141)는 전방에 있는 포켓 테이블(111)의 상방에 위치하거나 후방에 있는 포켓 플레이트(160)의 상방에 위치할 수 있다.

수직 이동기(143)는 파지 헤드(141)를 상하 방향으로 이동시킨다.

소켓 플레이트(150)는 테스터(미도시) 측과 전기적으로 연결되는 8개의 테스트 소켓(151)과 8개의 테스트 소켓(151)이 설치되는 설치보드(152)를 포함한다. 이러한 소켓 플레이트(150)는 고정되게 구비된다.

테스트 소켓(151)은 포켓 플레이트(160)의 소자 포켓(161)에 적재된 반도체소자와 전기적으로 연결되는 소켓부분(151a)을 가진다. 그리고 테스트 소켓(151)은 반도체소자와의 전기적인 연결을 위해 2개의 제1 교정핀(CP1)과 4개의 제2 교정핀(CP2)을 가진다.

제1 교정핀(CP1)들은 소자 포켓(161)의 위치를 1차적으로 교정한다.

제2 교정핀(CP2)들은 제1 교정핀(CP1)에 의해 1차적으로 교정된 소자 포켓(161)의 위치를 더욱 정교하게 2차적으로 교정한다. 이러한 제2 교정핀(CP2)들은 제1 교정핀(CP1)보다 굵기가 가늘고, 평단면이 타원형으로 형성되어 있다. 이렇게 제2 교정핀(CP2)의 평단면이 타원형인 이유는, 점차 제2 교정핀(CP2)의 굵기도 작아져야 하는 추세에서 각형보다는 원형, 판형보다는 타원형이 강도적으로 우의를 점하기 때문이다. 또한, 열팽창을 고려하여 설계된 제2 교정구멍(CH2)이 제2 교정핀(CP2)을 안내하는 안내기능을 하여, 제2 교정핀(CP2)이 그 안에서 보다 안정적으로 유동할 수 있도록 하기 위함이다. 그리고 도4에서 참조되는 바와 같이 제1 교정핀(CP1)들의 돌출된 높이(H₁)는 제2 교정핀(CP2)들의 돌출된 높이(H₂)보다 더 높다. 이로 인해 제1 교정핀(CP1)들이 먼저 소자 포켓(161)에 접촉하면서 1차적으로 소자 포켓(161)의 위치를 정렬하고, 제2 교정핀(CP2)들이 나중에 소자 포켓(161)에 접촉하면서 2차적으로 소자 포켓(161)의 위치를 정교하게 정렬할 수 있게 된다. 물론, 실시하기에 따라서는 제1 교정핀과 제2 교정핀의 높이를 동일하게 하면서도 제1 교정핀이 제1 교정구멍에 먼저 삽입된 후 제2 교정핀이 제2 교정구멍에 나중에 삽입하도록 소자 포켓의 형상 구조를 변경할 수도 있을 것이다. 그리고 제1 교정핀이 중심측에 구비되고, 제2 교정핀이 외측에 구비될 수 있는 등 서로의 위치를 바꿀 수 있으며, 이 때 높이가 더 높은 쪽이 먼저 대응하는 교정구멍 먼저 접할 수 있음을 자명하다.

포켓 플레이트(160)는 소켓 플레이트(150)의 상측에 승강 가능하게 구비된다. 이러한 포켓 플레이트(160)는 도5의 발췌도에서와 같이 8개의 소자 포켓(161)과 설치 프레임(162)을 포함한다.

소자 포켓(161)들 각각은 소켓 플레이트(150)의 테스트 소켓(151)들에 일대일 대응되는 위치에 설치되며 본체(161a), 지지판(161b) 및 위치설정핀(161c)들을 포함한다.

본체(161a)는 반도체소자를 수용할 수 있는 평단면이 사각형인 수용 공간(RS)을 가진다. 여기서 수용 공간(RS)을 이루는 벽면은 하방향으로 내려갈수록 마주보는 벽면 간의 폭이 좁아지는 경사를 가진다. 이로 인해 수용 공간(RS)의 하단은 반도체소자의 평면적에 거의 일치하는 면적으로 좁아진다. 따라서 수용 공간(RS)에서 자유 낙하하는 반도체소자는 경사진 벽면들에 의해 위치나 자세가 교정되면서 수용 공간(RS)에 안착될 수 있게 된다. 즉, 포켓 플레이트(160)는 반도체소자의 위치나 자세를 교정하는 위치교정수단 또는 자세교정수단으로서 기능한다.

지지판(161b)은 수용 공간(RS)에 수용된 반도체소자를 지지한다. 이로 인해 수용 공간(RS)에 수용된 반도체소자가 하방향으로 이탈되는 것이 방지된다. 또한, 지지판(161b)에는 반도체소자의 단자들을 하방향으로 노출시키기 위한 다수개의 노출공(EH)들이 형성되어 있다. 이러한 지지판(161b)은 작은 단자의 돌출 높이를 고려하여 가능한 얇은 필름 형태인 것이 바람직하다. 물론, 실시하기에 따라서는 반도체소자를 지지하기 위한 지지수단이 지지판(161b)과 같이 별개로 구비되지 않고 본체에 일체로 형성될 수도 있다.

위치설정핀(161c)은 포켓 플레이트(160)와 파지 헤드(141) 상호 간의 위치를 설정하기 위해 마련된다. 즉, 파지 헤드(141)가 하강할 시에 파지 헤드(141)의 위치설정구멍(141a)들에 포켓 플레이트(160)의 위치설정핀(161c)들이 먼저 삽입되면서 포켓 플레이트(160)와 파지 헤드(141) 상호 간의 위치가 설정된다. 물론, 실시하기에 따라서는 위치설정핀이 파지 헤드에 구비되고 위치설정구멍이 포켓 플레이트에 형성될 수도 있을 것이다.

한편, 도6은 소자 포켓(161)에 대한 저면 사시도이다. 도6에서 참조되는 바와 같이 소자 포켓의 본체(161a)에는 2개의 제1 교정구멍(CH1)과 4개의 제2 교정구멍(CH2)이 형성되어 있다.

제1 교정구멍(CH1)은 제작 공차들을 고려한 내경을 가지도록 형성된다. 이러한 제1 교정구멍(CH1)에는 제1 교정핀(CP1)이 삽입된다. 따라서 제1 교정핀(CP1)이 제1 교정구멍(CH1)에 삽입되면서 소자 포켓(161)의 위치를 1차적으로 교정한다.

제2 교정구멍(CH2)에는 제2 교정핀(CP2)이 삽입된다. 따라서 제1 교정핀(CP1)과 제1 교정구멍(CH1)의 작용에 의해 1차적으로 교정된 소자 포켓(161)의 위치가 제2 교정핀(CP2)이 제2 교정구멍(CH2)에 삽입되면서 정교하게 2차적으로 교정된다. 즉, 제1 교정핀(CP1)과 제1 교정구멍(CH1)에 의해 소자 포켓(161)의 위치가 1차적으로 교정된 후, 제2 교정핀(CP2)과 제2 교정구멍(CH2)에 의해 소자 포켓(161)의 위치가 2차적으로 정교하게 교정된다.

설치 프레임(162)은 8개의 소자 포켓(161)을 설치하기 위한 설치구멍(162a)들과 가이더(170)가 삽입되는 삽입구멍(162b)이 형성되어 있다.

가이더(170)는 하단이 소켓 플레이트(150)에 고정되고 상단이 포켓 플레이트(160)의 삽입구멍(162b)을 관통하도록 설치된다. 이러한 가이더(170)는 포켓 플레이트(160)의 승강 이동을 안내하면서 포켓 플레이트(160)의 수평 이동을 방지한다. 즉, 포켓 플레이트(160)는 가이더(170)에 의해 수평 이동은 금지되고 승강 이동만 가능하다. 따라서 포켓 플레이트(160)와 소켓 플레이트(150) 상호 간의 수평 방향으로의 위치는 항상 정확하게 설정된 상태를 유지한다.

스프링(180)은 포켓 플레이트(160)를 소켓 플레이트(150)에 대하여 상방향으로 탄성 지지하는 탄성부재이다. 이러한 스프링(180)의 탄성 지지에 의해 포켓 플레이트(160)는 승강이 가능하게 설치될 수 있으며, 이러한 점에서 스프링(180)은 승강부재로서의 역할을 한다.

<제1 교정핀과 제1 교정구멍에 대한 구체적인 설명>

도7에서 비교 참조되는 바와 같이 제2 교정구멍(CH2)은 소자 포켓(161)의 중심(O₁)을 기준으로 하는 제1 십자선(CL₁) 상에 형성되어 있고, 제2 교정핀(CP2)은 테스트 소켓(151)의 중심(O₂)을 기준으로 하는 제2 십자선(CL₂) 상에 형성되어 있다. 물론, 설계자의 의도에 따라 제2 교정구멍(CH2)이 중심(O₁)을 기준으로 하는 X자선 상에 형성되는 등 다양하게 응용 설계될 수 있을 것이다.

또한, 제2 교정구멍(CH2)은 제1 십자선(CL₁) 방향으로 더 긴 형태의 장공으로 형성되어 있다. 즉, 소자 포켓(161)의 중심(O₁)에 제1 십자선(CL₁)의 중심을 위치시킬 때, 제1 십자선(CL₁)의 X축 선상에 있는 제2 교정구멍(CH2)은 X축 방향으로 긴 장공이고, 제1 십자선(CL₁)의 Y축 선상에 있는 제2 교정구멍(CH2)은 Y축 방향으로 긴 장공이다. 이에 대응하여, 제2 교정핀(CP2)의 평단면도 제2 십자선(CL₂) 방향으로 더 긴 반경을 가지는 타원 형상을 가진다. 즉, 테스트 소켓(151)의 중심(O₁)에 제2 십자선(CL₂)의 중심을 위치시킬 때, 제2 십자선(CL₂)의 X축 선상에 있는 제2 교정핀(CH2)의 평단면은 반경이 X축 방향으로 더 긴 타원형이고, 제2 십자선(CL₂)의 Y축 선상에 있는 제2 교정구멍(CH2)의 평단면은 반경이 Y축 방향으로 더 긴 타원형이다. 물론, 제1 교정핀(CP1)이 기계적 강도가 우수한 소재로 구비된 경우에는 제2 교정구멍(CH2)이 장공의 형태가 아닌 원형일 수도 있다.

그리고 과장된 도8에서와 같이 제2 교정핀(CP2)의 평단면에서 제2 교정핀(CP2)의 단반경 측의 직경은 제2 교정구멍(CH2)의 단반경 측의 직경과 거의 동일하고, 장반경 측의 직경은 제2 교정구멍(CH2)의 장반경 측의 직경보다 다소 짧다. 이러한 이유는 소자 포켓(161)의 열팽창과 테스트 소켓(151)이나 제2 교정핀(CP2)의 열팽창을 고려한 것이다. 즉, 열팽창에 따라 제2 교정핀(CP2)이 팽창하거나 또는 제2 교정핀(CP2)이 팽창하지 않더라도 열팽창 방향으로의 이동을 고려하여 열팽창 방향으로 여유 공간이 제2 교정구멍(CH2) 내에 존재해야 하기 때문이다. 더 나아가 제2 교정핀(CP2)의 평단면이 타원 형태를 가짐으로써 제1 교정핀(CP1)에 대하여 상대적으로 굵기가 많이 가는 편인 제2 교정핀(CP2)의 강도가 보강될 수 있는 이점도 있다.

물론, 제2 교정핀(CP2)과 제2 교정구멍(CH2)의 개수와 형성 위치는 설계의 필요성에 따라서 변경될 수 있다. 뿐만 아니라 열팽창의 방향 등을 고려하여 제2 교정핀(CP2)의 평단면과 제2 교정구멍(CH2)의 장반경과 단반경의 방향을 적절히 설정할 수 있다.

참고로, 제1 교정핀(CP1)과 제2 교정핀(CP2)은 각각 제1 교정구멍(CH1)과 제2 교정구멍(CH2)에 적절히 삽입될 수 있도록 상단이 뾰족한 형상을 가진다.

<작동 방법에 대한 설명>

계속하여 도9 이하를 참조하여 본 발명에 따른 핸들러(100)의 주요 부위에 대한 작동 방법에 대하여 설명한다.

파지 헤드(141)가 파지 위치(DP)에 있는 포켓 테이블(111)의 로딩 포켓(111a)으로부터 반도체소자(D)들을 파지한다. 이어서 수평 이동기(142)가 작동하여 도9에서 참조되는 바와 같이 파지 헤드(141)를 소켓 플레이트(150)의 상방이면서 포켓 플레이트(160)의 상방으로 이동시킨다.

도9의 상태에서 수직 이동기(143)가 작동하여 도10의 확대 발췌도 부분에서 자세히 참조되는 바와 같이 파지 헤드(141)를 낙하 위치(FP, 픽커의 하단 기준)까지 하강시킨다. 이 때 포켓 플레이트(160)의 위치설정핀(161c)이 파지 헤드(141)의 위치설정구멍(141a)으로 삽입되면서 포켓 플레이트(160)와 파지 헤드(141) 상호 간의 위치 설정이 이루어지게 된다.

도10의 상태에서 픽커(P)의 진공압을 해제시키거나 압축공기를 공급함으로써, 도11의 확대 발췌도 부분에서 참조되는 바와 같이 픽커(P)에 부착된 반도체소자(D)를 낙하시킨다. 이에 따라 반도체소자(D)는 소자 포켓(161)의 수용 공간(RS)을 이루는 벽면들에 의해 수평 위치와 자세가 교정되면서 지지판(161b)에 의해 지지될 수 있는 수용 공간(RS)의 하단까지 낙하한 후 정지한다. 여기서 수용 공간(RS)의 하단까지 낙하한 후 정지한 반도체소자(D)는 그 수평 위치와 자세가 정교하게 교정되어 있게 된다.

도11의 상태에서 수직 이동기(143)가 다시 작동하여 파지 헤드(141)를 하강시킨다. 이에 따라 도12의 확대 발췌도 부분에서 참조되는 바와 같이 픽커(P)의 하단이 반도체소자(D)의 상면에 접하면서 반도체소자(D)를 하방향으로 가압하게 된다. 또한, 이 때에는 파지 헤드(141)의 일부분들이 소자 포켓(161)의 상면에 접함으로써, 파지 헤드(141)가 소자 포켓(161)에 하방향으로 가압력을 가할 수 있는 상태로 된다. 따라서 이 후 파지 헤드(141)에 의해 소자 포켓(161)에 가해지는 가압력으로 인해 포켓 플레이트(160)는 스프링(180)의 탄성력을 극복하면서 하방향으로의 하강이 강제된다. 물론, 가이더(170)는 포켓 플레이트(160)의 하강을 안내한다.

본 발명의 적절한 설명을 위해 도12와 같은 상태에서 테스트 소켓(151)과 소자 포켓(161)의 상하 방향으로의 위치가 도13과 같이 약간 어긋나 있다고 가정한다. 여기서 도13과 같은 상태에서는 제2 교정핀(CP2)이 제2 교정구멍(CP1)에 삽입될 수 있는 범위를 벗어나 있음을 알 수 있다.

도12의 상태에서 이어지는 수직 이동기(143)의 작동에 따라 포켓 플레이트(160)가 하강하면, 소자 포켓(161)의 제1 교정구멍(CH1)에 테스트 소켓(151)의 제1 교정핀(CH1)이 삽입되면서 도14에서와 같이 소자 포켓(161)과 테스트 소

켓(151)의 위치가 1차적으로 교정된다. 도14를 참조하면 제1 교정구멍(CH1)과 제1 교정핀(CP1)의 작용에 의한 1차 교정에 의해 제2 교정핀(CP2)이 제2 교정구멍(CH2)에 삽입될 수 있는 범위 내로 위치가 교정되어 있음을 알 수 있다. 그리고 계속된 수직 이동기(143)의 작동에 따라 포켓 플레이트(160)가 더 하강하면, 소자 포켓(161)의 제2 교정구멍(CH2)에 테스트 소켓(151)의 제2 교정핀(CH2)이 삽입되면서 도15에서와 같이 소자 포켓(161)과 테스트 소켓(151)의 위치가 2차적으로 정교하게 교정된다.

도15와 같은 상태에서 파지 헤드(141)가 조금 더 하강한 후 멈추면, 도16의 확대 발췌도 부분에서 참조되는 바와 같이 파지 헤드(141)는 낙하 위치(FP)보다 더 낮은 접속 위치(CP, 픽커의 하단 기준)까지 하강하게 된다. 이러한 도16의 상태에서 반도체소자(D)는 테스트 소켓(151)에 전기적으로 접속된다. 이 때, 픽커(P)의 하단은 반도체소자를 지속적으로 가압 및 지지하고 있는 상태에 있고, 이 상태에서 테스터에 의한 반도체소자(D)의 테스트가 수행된다.

참고로 본 명세서의 도면에서는 반도체소자의 단자와 테스트 소켓(151, 예를 들어, 포고 핀 또는 PCR 소켓)에 대해서 상세하게 도시하지 않았으나 이는 일반적인 사항이기 때문에 생략하였다.

테스트가 종료되면, 수직 이동기(143)가 작동하여 파지 헤드(141)를 상승시킨다. 물론, 파지 헤드(141)의 상승에 의해 파지 헤드(141)에 의한 가압력이 제거되면서, 포켓 플레이트(160)도 스프링(180)의 탄성력을 받아 상승하게 된다. 이 때 픽커(P)에는 진공압이 걸려 있다. 따라서 파지 헤드(141)의 상승에 의해 반도체소자(D)도 상승하면서 반도체소자(D)와 테스트 소켓(151) 간의 전기적 접속이 해제된다. 그리고 파지 헤드(141)가 낙하 위치(FP)를 지나 더 상승하면서 반도체소자(D)는 소자 포켓(161)으로부터 인출된다.

파지 헤드(141)의 상승이 완료되면, 수평 이동기(142)가 작동하여 파지 위치(DP)에 있는 언로딩 포켓(111b)의 상방으로 파지 헤드(141)를 이동시킨다. 이어서 파지 헤드(141)가 파지한 반도체소자(D)를 파지 위치(DP)에 있는 포켓 테이블(111)의 언로딩 포켓(111b)에 적재시킨다.

한편, 본 실시예에서는 8개의 반도체소자가 한꺼번에 테스트되는 예를 들었지만, 한꺼번에 1개 이상의 반도체소자가 테스트되는 경우라면 본 발명은 바람직하게 적용될 수 있다. 물론, 픽커(P)의 개수, 테스트 소켓(151)의 개수, 소자 포켓(161)의 개수는 한꺼번에 테스트되는 반도체소자의 개수와 동일하게 구비될 것이다.

또한, 본 실시예에서는 하나의 셔틀(110)만을 구성한 예를 들었지만, 본 발명은 출원인에 의해 선 출원된 10-2012-0110424호에서와 같이 복수개의 셔틀과 복수개의 파지 헤드가 구성된 경우에도 바람직하게 적용될 수 있다.

참고로, 위의 실시예에서는 제1 교정핀(CP1)과 제2 교정핀(CP2)이 테스트 소켓(151)에 구비되는 구성을 취하였다. 그러나 실시하기에 따라서는 테스트 소켓을 작게 구성하여 테스트 소켓에는 소켓부분만을 구비시키고, 설치보드에 제1 교정핀과 제2 교정핀을 구비시키거나, 제1 교정핀과 제2 교정핀을 테스트 소켓과 설치보드에 나누어 구비시킬 수도 있을 것이다. 더 나아가 별도의 소켓 가이더를 구비시키고, 소켓 가이더에 제1 교정핀과 제2 교정핀을 구비시키는 것도 바람직하게 고려될 수 있다. 즉, 본 발명은 위의 실시예에 국한되지 않고 다양하게 응용될 수 있을 것이다. 물론, 이와 같이 응용되더라도 제1 교정핀과 제2 교정핀이 설치되는 범위의 영역까지 테스트 소켓으로 정의될 수 있으므로, 그러한 응용예들도 본 발명의 범위 내에 있음은 당연하다.

따라서 상술한 바와 같이, 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 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 반도체소자 테스트용 핸들러
140 : 소자 공급기
150 : 소켓 플레이트
151 : 테스트 소켓
CP1 : 제1 교정핀 CP2 : 제2 교정핀
160 : 포켓 플레이트
161 : 소자 포켓
CH1 : 제1 교정구멍 CH2 : 제2 교정구멍
180 : 승강부재

Claims

테스터 측과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 테스트 소켓을 가지는 소켓 플레이트;
상기 소켓 플레이트 상측에 승강 가능하게 구비되며, 상기 적어도 하나의 테스트 소켓에 대응되는 위치에 반도체소자를 수용하기 위한 적어도 하나의 소자 포켓을 가지는 포켓 플레이트;
상기 포켓 플레이트의 승강을 가능하게 함으로써, 상기 적어도 하나의 소자 포켓에 수용된 적어도 하나의 반도체소자가 상기 적어도 하나의 테스트 소켓에 전기적으로 접속되거나 접속이 해제되는 것을 가능하게 하는 승강 부재; 및
상기 적어도 하나의 소자 포켓으로 적어도 하나의 반도체소자를 공급하며, 상기 포켓 플레이트를 하강시키는 소자 공급기; 를 포함하고,
상기 소자 포켓은 상기 소자 공급기에 의해 상기 포켓 플레이트가 하강할 시에 상기 테스트 소켓과의 위치를 교정하기 위한 제1 교정구멍 및 제2 교정구멍을 가지며,
상기 테스트 소켓은,
하강하는 상기 소자 포켓의 상기 제1 교정구멍에 삽입되어서 상기 소자 포켓의 위치를 1차적으로 교정하는 제1 교정핀; 및
하강하는 상기 소자 포켓의 상기 제2 교정구멍에 삽입되어서 상기 소자 포켓의 위치를 2차적으로 교정하는 제2 교정핀; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
반도체소자 테스트용 핸들러.
제1항에 있어서,
상기 소자 포켓이 상기 테스트 소켓으로 접근할 때 상기 제1 교정핀이 상기 제1 교정구멍에 먼저 삽입되면서 상기 소자 포켓의 위치를 1차적으로 교정하고 상기 제2 교정핀이 상기 제2 교정구멍에 나중에 삽입되면서 상기 소자 포켓의 위치를 2차적으로 정밀하게 교정하는 것을 특징으로 하는
반도체소자 테스트용 핸들러.
제2항에 있어서,
상기 제1 교정핀은 상기 제2 교정핀보다 돌출된 높이가 더 높아서 상기 소자 포켓이 하강할 시에 상기 제1 교정구멍에 상기 제1 교정핀이 삽입된 후 상기 제2 교정구멍에 상기 제2 교정핀이 삽입되는 것을 특징으로 하는
반도체소자 테스트용 핸들러.
제1항에 있어서,
상기 제2 교정구멍은 일 측 방향으로 긴 장공 형태인 것을 특징으로 하는
반도체소자 테스트용 핸들러.
제4항에 있어서,
상기 제2 교정핀은 평단면이 일 측 방향으로 긴 타원 형태인 것을 특징으로 하는
반도체소자 테스트용 핸들러.