TWI384223B - 用於最終測試的裝置及方法 - Google Patents

Description

用於最終測試的裝置及方法

本發明係有關一種電子零件的最終測試(Final Test)，特別是關於一種用於最終測試的裝置及方法。

半導體產品的測試作業，以常規的測試製程別來區分，可分為裸晶針測(Chip Probing;CP)與最終測試(Final Test;FT)。CP係在晶片封裝前進行，又稱為晶圓測試(Wafer Sorting;WS)。FT係在完成晶片封裝後進行，也稱為成品測試。在晶片送達FT的機台以前，使用管子(Tube)或托盤(Tray)等容器作為運送工具承裝封裝完成的晶片(IC)。運送用的托盤稱為客戶托盤(Customer-Tray，簡稱C-Tray)。因為標準化的緣故，目前常見的C-Tray為JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council;JEDEC)托盤，其外觀如圖1所示，盤面上設有多個成行列分佈的容置槽10，用來置入IC。由於C-Tray是作為運送工具，所以使用量大。為了縮小空間及降低成本，C-Tray的容置槽10在盤面上的分佈儘可能緊密，但是精度低，耐受溫度能力也低。這些因素造成C-Tray不能直接在測試站上使用，對其上的IC進行測試。因此，如圖2所示，FT必須在測試前將IC從C-Tray 12上移轉到測試托盤16(Test Tray，簡稱T-Tray)上，以及在測試後將IC從T-Tray 16上移轉到C-Tray 12上。

T-Tray 16係根據測試頭設計的，其上各容置槽18之間的間距(Pitch)和測試頭上的測試電路間距具有相對關係，吻合測試頭上的電路，且具有對位機構供對準測試電路(圖中未示)。過去受到電路密度的限制，T-Tray 16的間距p2比C-Tray 12的間距p1大很多。為了對T-Tray 16上的IC進行測試，因此要求T-Tray 16要有高精度，容置槽18的大小及間距p2都比容置槽10的大小及間距p1具有更高的精度定位能力。在某些產品的FT中，例如記憶體產品，測試需要在極高/低溫環境下進行，因此T-Tray 16的耐受溫度能力也比C-Tray 12高。

T-Tray 16的體積大、精度要求高，因此製造成本高昂，不適合大量使用，無法作為運輸用的托盤。符合JEDEC規範的C-Tray 12上的容置槽10行列中，有許多位置14是封閉的，這些位置14在測試時無法讓下方的測試頭接觸IC的外引腳，且C-Tray 12精度低，不具定位機構，所以無法作為測試用的托盤。

將IC從容置槽10取起再放入容置槽18中，以及從容置槽18取起再放入容置槽10中，這些移轉過程係使用取放機(Handler)對IC一個一個進行取放(Pick and Place;P&P)作業。由於一個一個取放IC非常耗時，因此進行P&P作業的工作站是測試產出上的一個瓶頸。一種提高速度的方法係加快P&P的速度。然而，高速的取放機需要較優良的控制系統，因此價格昂貴。另一種提高P&P速度的方法係使用多吸頭，一次取放.多個IC。因為T-Tray 16的間距p2比C-Tray 12的間距p1大，所以這種多吸頭係可伸縮的，要從C-Tray 12上吸取IC時，多吸頭係收縮的，吸起IC後多吸頭張開，擴張被吸起IC間的間距，再將IC放到T-Tray 16上，而要從T-Tray 16上吸取IC時，多吸頭係張開的，吸起多個IC後再收縮，以將IC放到C-Tray 12上。這種裝置的控制複雜且困難，對機械臂和吸頭的精度要求極高，同時需要大量的邏輯運算以輔助取放，因此價格昂貴。對於尺寸較小的IC而言，取放機的精度必須更高，因此測試製程會要求更高精度且更昂貴。

曾有廠商發展一種用於FT的裝置，使用特定規格的托盤同時作為運送用工具及測試用器具，因此不需要進行P&P換盤作業。由於要作為測試用托盤，因此這種托盤要求高精度，又因非標準化，故製造成本昂貴。除成本太高外，更嚴重的問題是，這種裝置因其電路佈置的模式和接觸方式，只能適用未完成封裝製程的IC。IC的封裝製程包括切斷導線架(Lead Frame)和外引腳成型。這種裝置只能測試未經外引腳成型的IC，亦即未完全封裝的IC，不相容於標準的流程，且外引腳成型過程中可能造成的損傷無法被FT檢測，因此難以被接受。又由於承裝未經外引腳成型的IC，因此這種托盤的間距較大，能容許的容置槽較少。種種不利的因素造成這種裝置被淘汰。

本發明的目的之一，在於提出一種用於最終測試的裝置。

本發明的目的之一，在於提出一種用於最終測試的方法。

根據本發明，一種用於最終測試的裝置包括二換盤站以及其間的測試站。在第一換盤站，多個待測IC從客戶托盤上移轉到精準托盤上。在該測試站，對該精準托盤上的IC進行測試。在第二換盤站，該精準托盤上的IC被移轉到客戶托盤上。該精準托盤上的容置槽對應該第一及第二客戶托盤上的容置槽，在IC移轉的過程中，取放作業同時取放多個IC，但不調整IC間距，因此可以使用較低的取放速度達成高速的換盤作業。

根據本發明，一種用於最終測試的方法包括將客戶托盤上的多個待測IC移轉精準托盤上，對該精準托盤上的IC進行測試，以及將完成測試的IC自該精準托盤移轉到客戶托盤上。該精準托盤上的容置槽對應該第一及第二客戶托盤上的容置槽，在IC移轉的過程中，一次取放作業同時取放多個IC，但不調整IC間距，因此可以使用較低的取放速度達成高速的換盤作業。

圖3係根據本發明設計的一種托盤，用來作為測試用的器具。此托盤20稱為精準托盤(Precision Tray，以下簡稱P-Tray)，其上具有多個容置槽22成行列分佈。與習知的T-Tray 16不同，P-Tray 20的間距p1和C-Tray 12相同，容置槽22的分佈對應C-Tray 12的容置槽10，但是P-Tray 20具有高精度，吻合測試頭上的測試電路。在圖3的實施例中，雖然P-Tray 20的大小和C-Tray 12相同，但是在其他實施例中，也可以設計為不同的大小。P-Tray 20沒有習知C-Tray 12的封閉面14，每一個容置槽22都是可以用來提供測試頭接觸IC外接腳的，較佳者，P-Tray 20上具有習知T-Tray 16所具備的對位機構，以供與測試頭上的測試電路精準對位。對位機構的設置為習知技術。在其他實施例中，也可以根據需要設計為行列中的某些位置設置封閉面，例如和C-Tray 12相同的封閉面14。因為P-Tray 20的容置槽22分佈對應C-Tray 12的容置槽10，所以將多個IC從C-Tray 12同時轉移到P-Tray 20時，或將多個IC從P-Tray 20同時轉移到C-Tray 12時，不需要調整IC的間距，故不需要使用可伸縮的多吸頭，也不需要額外的取放運算邏輯。較佳者，一次取放C-Tray 12上的所有IC到P-Tray 20上，或一次取放P-Tray 20上的所有IC到C-Tray 12上。在其他實施例中，也可以一次取放C-Tray 12上或P-Tray 20上數列或數行的IC，如此，則進行兩次以上的取放作業完成一次換盤作業。由於一次取放多個IC，所以可以大幅提高IC換盤的速度。較佳者，降低取放的速度，以避免吸頭對C-Tray 12或P-Tray 20的敲擊，也可以放寬對機械臂和吸頭的精度要求。例如，以習知取放速度的50%一次取放200個IC，可以將IC移轉的時間減少99%。因此，使用簡單又低廉的設備，即可達到高速換盤的效果。在此實施例中，係以JEDEC托盤作為C-Tray 12，在其他實施例中，也可以使用其他不同規格的托盤作為C-Tray 12，但是P-Tray 20的容置槽分佈要和C-Tray 12對應。

圖4係根據本發明之方法的第一實施例。在溫控室(chamber)30中，載有待測IC的C-TRAY 34在排序升降溫(Soak)站32排隊並升/降溫到預定溫度，這個步驟和習知技術相同。接著在第一換盤站36以前述IC移轉作業將待測IC從C-TRAY 34換盤到P-TRAY 38上，裝載待測IC的P-TRAY 38送入測試站40，空的C-TRAY 34另外以滑軌或機械臂等傳輸裝置傳送到第二換盤站42。在測試站40中，與習知技術相同，P-TRAY 38上的IC被施壓緊貼測試頭上的電路進行測試，完成後送到第二換盤站42，在此，以前述相同的移轉方法將測試過的IC從P-TRAY 38上換盤到C-TRAY 34上，空的P-TRAY 38則被傳輸裝置送回第一換盤站36，供再次裝載待測IC。較佳者，在IC被移轉到P-TRAY 38上後，以壓頭帶著載滿IC的P-TRAY 38移動進入測試站40及第二換盤站42。在第二換盤站42裝載已測IC的C-TRAY 34在排序反升/降溫站44反升/降溫(unsoak)後，離開溫控室30，進入分類站46，在此，分類機(Sorter)先將未測或需重測的IC從C-TRAY 34上挑出移到待重測區462，再依測試結果將IC分類到分類盒中。由於現行的電子產品製程良率高，至少在90%以上，因此本實施例直接以C-TRAY 34做為良品IC(BIN1)的分類盒，僅從C-TRAY 34將其他等級的IC分選到BIN2~BIN5，在補盤站48補滿C-TRAY 34上空缺的容置槽後送到下一站堆疊起來，等待卸載。補盤站48使用預備托盤49放置良品IC或從其上移轉良品IC來補滿有空缺的C-Tray 34。在圖4的實施例中，P-TRAY 38只在溫控室30中循環使用，在進入溫控室30以前及離開溫控室30以後的階段皆使用C-TRAY 34裝載IC。此實施例的另一個特點是當站分類，分類站46不需要預備托盤裝載從溫控室30移出的IC，而且挑出未測或需重測的IC到待重測區46，與分類IC到分類盒中，這兩項任務是在同一作業程序中進行的。

而直接以C-TRAY 34做為良品分類盤更大幅減少P&P的次數，縮短分類站的工作時間，使得整體產出效率更高。

圖5係第一實施例的變化實施例，從第一換盤站36移出的空的C-TRAY 34送出溫控室30外，另外堆疊存放，而送到第二換盤站42的空的C-TRAY 34係從溫控室30外送入，以減少溫控室30的體積。

圖6係根據本發明之方法的第三實施例。載有待測IC的C-TRAY 34在預存站54堆疊排隊，待測IC於第一換盤站56從C-TRAY 34上以前述之移轉作業移轉到P-TRAY儲存站66提供的P-TRAY 38上，再將固定蓋52放置在裝載IC的P-TRAY 38上以固定該些待測IC，避免P-TRAY 38上的IC在各站間移動時因震動等因素跳出容置槽，並做為測試站60中壓頭下壓的中繼機構，空的C-TRAY 34被送至C-TRAY儲存站68堆疊等待，有固定蓋52覆蓋的P-TRAY 38被送入溫控室55，於升/降溫站58升/降溫到預定溫度後進入測試站60接受測試，測試完畢再送入反升/降溫站62，反升/降溫到室溫或預定溫度後離開溫控室55，進入第二換盤站64，固定蓋52在此被移除並送回固定蓋儲存站50，已測IC則被移轉到C-TRAY儲存站68提供的C-TRAY 34上，空的P-TRAY 38以傳輸裝置送至P-TRAY儲存站66堆疊，載有已測IC的C-TRAY 34送入分類站46接受分類，後續流程與圖4的實施例相同。

圖7係根據本發明之測試方法的第四實施例，固定蓋52、P-TRAY 38以及C-TRAY34都在溫控室80中循環。首先，載有待測IC的C-TRAY 34從外部送入溫控室80，在預存及升/降溫站72堆疊排隊，達到預定溫度後進入第一換盤站74，待測IC在第一換盤站74從C-TRAY 34被移轉到P-TRAY 38上，並被固定蓋52覆蓋固定住，再進入測試站接受測試，空的C-TRAY 34被輸送裝置送到第二換盤站76。IC測試完成後，蓋有固定盤52的P-TRAY 38被送入第二換盤站76，固定蓋52在此被移除並送回固定蓋儲存站50，已測IC從P-TRAY 38上移轉到C-TRAY 34上，空的P-TRAY 38送回第一換盤站74供再次裝載待測IC，載有已測IC的C-TRAY 34則在回溫緩衝站78堆疊排序，待反升/降溫到室溫或預定溫度後送出溫控室80，進入分類站46，後續流程與圖4的實施例相同。本實施例將P-TRAY 38及固定蓋52的用量降到最低，以降低成本。

前述之實施例係以高/低溫FT流程為例說明，在常溫FT測試中，沒有升/降溫和反升/降溫的步驟，也可以減少腔室的使用。

以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。

10．．．容置槽

12．．．C-Tray

14．．．封閉面

16．．．T-Tray

18．．．容置槽

20．．．P-Tray

22．．．容置槽

30．．．溫控室

32．．．排序升/降溫站

34．．．C-TRAY

36．．．第一換盤站

38．．．P-TRAY

40．．．測試站

42．．．第二換盤站

44．．．排序反升/降溫站

46．．．分類站

462．．．待重測區

48．．．補盤站

49．．．預備托盤

50．．．固定蓋儲存站

52．．．固定蓋

54．．．預存站

55．．．溫控室

56．．．第一換盤站

58．．．升/降溫站

60．．．測試站

62．．．反升/降溫站

64．．．第二換盤站

66．．．P-TRAY儲存站

68．．．C-TRAY儲存站

72．．．預存及升/降溫站

74．．．第一換盤站

76．．．第二換盤站

78．．．回溫緩衝站

80．．．溫控室

圖1係一種習知的JEDEC C-Tray的立體圖；

圖2係習知的FT換盤流程圖；

圖3係根據本發明的FT換盤流程圖；

圖4係根據本發明之測試方法的第一實施例；

圖5係根據本發明之測試方法的第二實施例；

圖6係根據本發明之測試方法的第三實施例；以及

圖7係根據本發明之測試方法的第四實施例。

30．．．溫控室

32．．．排序升/降溫站

34．．．C-TRAY

36．．．第一換盤站

38．．．P-TRAY

40．．．測試站

42．．．第二換盤站

44．．．排序反升/降溫站

46．．．分類站

462．．．未測或待重測區

48．．．補盤站

49．．．預備托盤

Claims (30)

1. 一種用於最終測試的裝置，包括：第一換盤站，將第一客戶托盤上的晶片移轉到精準托盤上；測試站，對該精準托盤上的晶片進行測試，產生測試結果；以及第二換盤站，將該精準托盤上的晶片移轉到第二客戶托盤上；其中，該精準托盤上的容置槽對應該第一及第二客戶托盤上的容置槽，在該第一換盤站及該第二換盤站移轉晶片時，取放作業不調整該些晶片的間距，一次移轉多個晶片。
2. 如請求項1之裝置，更包括傳輸裝置將該第一客戶托盤從該第一換盤站送到該第二換盤站做為該第二客戶托盤。
3. 如請求項1之裝置，更包括傳輸裝置將該精準托盤從該第二換盤站送到該第一換盤站。
4. 如請求項1之裝置，其中該精準托盤具有高於該第一客戶托盤的精度。
5. 如請求項1之裝置，其中該精準托盤具有高於該第二客戶托盤的精度。
6. 如請求項1之裝置，其中該精準托盤具有對位機構。
7. 如請求項1之裝置，更包括分類站根據該測試結果將該第二客戶托盤上的晶片分類到多個分類盒。
8. 如請求項7之裝置，其中該分類站以該第二客戶托盤做為良品分類盒。
9. 如請求項8之裝置，更包括補盤站將該良品分類盒補滿盤。
10. 如請求項1之裝置，更包括分類站根據該測試結果將該第二客戶托盤上的待重測晶片挑出移轉到待重測區。
11. 如請求項1之裝置，更包括分類站將該第二客戶托盤上的未測晶片挑出移轉到待重測區。
12. 如請求項1之裝置，更包括升/降溫站將該第一客戶托盤上的晶片升/降溫到預定溫度。
13. 如請求項12之裝置，其中該載有晶片的第一客戶托盤係從該升/降溫站移入該第一換盤站。
14. 如請求項1之裝置，更包括升/降溫站將該精準托盤上的晶片升/降溫到預定溫度。
15. 如請求項1之裝置，更包括反升/降溫站將該精準托盤上的晶片回溫到預定溫度。
16. 如請求項1之裝置，更包括反升/降溫站將該第二客戶托盤上的晶片反升/降溫到預定溫度。
17. 如請求項1之裝置，更包括儲存站供該載有晶片的第二客戶托盤堆疊。
18. 如請求項17之裝置，其中該儲存站將該第二客戶托盤上的晶片反升/降溫到預定溫度。
19. 如請求項1之裝置，更包括固定蓋儲存站供應固定蓋覆蓋在該精準托盤上。
20. 一種用於最終測試的方法，包括下列步驟：將第一客戶托盤上的晶片移轉到精準托盤上；對該精準托盤上的晶片進行測試，產生測試結果；以及將該精準托盤上的晶片移轉到第二客戶托盤上；其中，該精準托盤上的容置槽對應該第一及第二客戶托盤上的容置槽，在該第一換盤站及該第二換盤站移轉晶片時，取放作業不調整該些晶片的間距，一次移轉多個晶片。
21. 如請求項20之方法，更包括根據該測試結果將該第二客戶托盤上的晶片分類到多個分類盒。
22. 如請求項21之方法，更包括以該第二客戶托盤做為良品分類盒。
23. 如請求項22之方法，更包括將該良品分類盒補滿盤。
24. 如請求項20之方法，更包括根據該測試結果將該第二客戶托盤上的待重測晶片挑出移轉到待重測區。
25. 如請求項20之方法，更包括將該第二客戶托盤上的未測晶片挑出移轉到待重測區。
26. 如請求項20之方法，更包括將該第一客戶托盤上的晶片升/降溫到預定溫度。
27. 如請求項20之方法，更包括將該第二客戶托盤上的晶片反升/降溫到預定溫度。
28. 如請求項20之方法，更包括將該精準托盤上的晶片升/降溫到預定溫度。
29. 如請求項20之方法，更包括將該精準托盤上的晶片反升/降溫到預定溫度。
30. 如請求項20之方法，更包括覆蓋固定蓋在該精準托盤上。