TWI390206B - 用於打開測試托盤之插入件打開單元以及利用該單元安放半導體裝置的方法 - Google Patents

Description

用於打開測試托盤之插入件打開單元以及利用該單元安放半導體裝置的方法

本發明涉及一種用於打開測試托盤之插入件打開單元，以及一種利用該單元安放半導體裝置的方法，這種單元通過對半導體裝置進行導向而使其被正常地安放在插入件中以防止因半導體裝置的異常安放所導致的對半導體裝置和測試設備的損傷。

通常，測試分選機(test handler)通過使由預定的製造工藝所製造的半導體裝置沿著預設路徑迴圈而輔助測試單元的測試，並在根據半導體裝置的等級對其進行分類後將半導體裝置裝載到用戶托盤(customer tray)上。許多出版的文獻中都公開了測試分選機。

這種測試分選機包括測試托盤(也稱作“運送板”)，多個半導體裝置可裝載於該測試托盤上以便沿著預設路徑迴圈。因此，測試分選機將來自用戶托盤的未測試的半導體裝置安放在測試托盤中後，將裝載有半導體裝置的測試托盤沿著預設路徑迴圈以輔助對裝載於測試托盤中的半導體裝置所進行的測試，並在對裝載於測試托盤上的半導體裝置的測試結束時，將半導體裝置傳遞回用戶托盤。

在設置於測試分選機中的測試托盤中，多個插入件以矩陣形式佈置在矩形框架中，並且半導體裝置分別裝載於插入件中。

同時，測試托盤需要沿著預設路徑迴圈，並且根據測試托盤的不同類型，其姿態從水準狀態變化至垂直狀態，或者相反。然而，由於在包含姿態變化的測試托盤迴圈過程中，半導體裝置可能從測試托盤脫離，因而在佈置於測試托盤中的插入件中設置保持單元，從而維持所裝載的半導體裝置的保持狀態，並通過打開單元脫離保持狀態，這樣半導體裝置得以裝載和卸載。

下面，將參照附圖對用於現有測試分選機的測試托盤之插入件和插入件打開單元進行詳細地描述。

第一圖是示出根據現有技術的用於測試托盤之插入件和插入件打開單元的側剖圖，而第二圖是第一圖所示的插入件的俯視圖。

如圖所示，測試托盤之插入件10包括具有容置空間11a的殼體11，以及安裝在殼體11中的一對保持單元12，容置空間11a容置半導體裝置1。

形成于殼體11中的容置空間11a具有起始於殼體11的頂面的深度，並且在殼體11中容置並放置有半導體裝置1。在容置空間11a的兩側均形成有安裝空間11b，並且固定彈簧的突出體11c從各自的安裝空間11b的上側向下突出。鉸接孔11d在下側形成，其直接面向固定彈簧的突出體11c。支承突起11e從安裝空間11b下端與面向容置空間11a的鉸接孔11d分離的位置向上突出，而定位孔11f在殼體11的右側和左側形成。在容置空間11a的底部形成有支承部11g以在安放半導體裝置時對半導體裝置進行支承。

每一個保持單元12均包括保持構件12a、鎖止構件12b和彈簧12c。

保持構件12a的一側通過鉸接銷12d連接到殼體11的鉸接孔11d，其相對的另一側朝向容置空間11a突出，以繞著鉸接銷12d轉動。保持構件12a的上表面在容置空間11a的橫向上形成曲面，且該曲面上形成有鎖止臺階12e。保持構件12a打開容置空間11a，從而半導體裝置1會因轉動而裝載于容置空間11a的下部。保持構件12a關閉容置空間，從而裝載于容置空間11a的下部的半導體裝置1得以被保持。

在鎖止構件12b的上部形成有與固定彈簧的突出體11c對應的支承彈簧的突出體12f，而彈簧12c的端部固定在固定彈簧的突出體11c和支承彈簧的突出體12f上，從而被彈性地支承並在安裝空間11b中上下運動。形成於鎖止構件12b的一側的鎖扣12g通過與鎖止構件12a的鎖止臺階12e連接和分離而限制保持構件12a的轉動，以允許保持構件12a保持和鬆脫半導體裝置1。

當測試托盤之插入件10裝載於測試分選機中時，即，當半導體裝置1裝載於測試托盤和從測試托盤卸載時，需要通過保持單元12打開容置空間11a以將半導體裝置1取出並將其從測試托盤傳遞至另一個位置。為此，需要一種插入件打開單元。

在測試分選機的裝載設備和卸載設備中均設置有插入件打開單元，這樣打開插入件10的插入件打開單元20佈置成與插入件10相同矩陣形式。

插入件打開單元20包括：定位突出體21，其向上突出以與殼體11的定位孔11f對應；鬆脫銷22，其從鎖止構件12b的垂直下側向上突出以升高鎖止構件12b以使其向上突出；以及打開銷23，其向上突出以通過轉動保持構件12a而將容置空間打開。

下面將對根據相關現有技術的插入件10與插入件打開單元20的操作進行描述。

當測試托盤被傳遞並停止在預設位置時，插入件打開單元20升高，而定位突出體21插入殼體11的定位孔11f中，從而確定插入件打開單元20與插入件10之間的正確相對位置。當插入件打開單元20進一步升高時，鬆脫銷22壓靠並升高鎖止構件12b的底端，從而鎖止構件12b的鎖扣23通過保持構件12a的鎖止臺階12e脫離鎖止狀態，而打開銷23向上推動保持構件12a以使保持構件12a繞著鉸接銷12d轉動，於是殼體11的容置空間11a被打開。

當殼體11的容置空間11a被打開時，取放裝置將半導體裝置1安放在容置空間11a的底端的支承部11g上，然後插入件打開單元20降低，從而打開銷23和鬆脫銷22與保持構件12a和鎖止構件12b分離，並且鎖止構件12b在彈簧12c的彈性力作用下降低並返回到其初始位置，這樣保持構件12a繞著鉸接銷12d轉動並返回其初始位置，從而保持住半導體裝置1的兩側。

如上所述，在用於測試托盤的現有插入件中，如第一和二圖所示，因取放單元中出現的誤差、物理的外力作用以及其他原因，傳遞至容置空間11a中的半導體裝置1無法被正確地放置在支承部11g上的預設位置。因此，半導體裝置1無法被牢固地保持，從而會在傳遞過程中從容置空間11a中脫離或者損壞。於是，分離並損壞的半導體裝置1會極大地影響周圍的裝置，降低生產率以及設備的運行率，並由於在半導體裝置1被異常地安放在容置空間11a中時進行異常的測試而損壞測試設備。

因而，本發明是針對上述問題而產生的，並且本發明的目的是提供一種用於打開測試托盤之插入件打開單元，以及一種利用該單元安放半導體裝置的方法，這種單元通過對半導體裝置進行導向而使其被正常地安放在插入件中以防止因半導體裝置的異常安放所導致的對半導體裝置和測試設備的損傷。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種用於打開測試托盤之插入件打開單元，用於打開測試托盤之插入件，所述插入件包括用於容置半導體裝置的容置空間以及用於支承容置在所述容置空間中的所述半導體裝置，所述單元包括：主體；一對打開單元，設置在所述主體中以打開所述插入件；以及定位導向單元，突出以在打開所述插入件時插入所述容置空間中，並支承傳遞至所述容置空間中的所述半導體裝置以使其向上與所述支承部分離。

根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種方法，用於將半導體裝置傳遞至測試托盤之插入件的容置空間中以其被安放在設置在所述容置空間中的支承部上，所述方法包括：打開所述容置空間；將所述半導體裝置傳遞至所述容置空間中；支承傳遞至所述容置空間中的所述半導體裝置以使其向上與所述支承部分離；以及降低所述半導體裝置以使其被放置在所述支承部上，並關閉所述容置空間以保持其中的所述半導體裝置。

根據本發明，當傳遞至插入件的容置空間中的半導體裝置被支承從而向上與支承部(即最終位置)分離後，半導體裝置被降低且被導向，而且被正常地放置于支承部的預設位置。這樣就防止了在傳遞半導體裝置以進行測試的過程中出現的半導體裝置的異常安放、脫離以及損壞。而且，這樣還防止了在異常安放的情況下測試半導體裝置，從而防止了測試設備損壞。

下面，將參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。在對本發明進行描述的過程中，會省略對相關已知結構和功能的詳細描述以免使本發明的範圍模糊不清。

第三圖是根據本發明的第一實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖。如圖所示，根據本發明的第一實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元100以與插入件500相同的矩陣佈置，並位於測試托盤的下側，以打開插入件500。插入件打開單元100包括主體110、設置在主體110中以打開插入件500的一對打開單元120、以及當插入件500的容置空間511被打開時支承半導體裝置的定位導向單元130。

主體110包括：定位突出體111，分別定位成與設置在插入件500中的定位孔516對應，並從主體110的頂面向上突出；打開單元120，用於打開形成於主體110的頂面上的插入件500。

打開單元120形成於主體110的頂面上並分別與插入件500的一對保持單元520對應。每一個打開單元120均包括一打開銷122和一對鬆脫銷121。

鬆脫銷121位於緊接插入件500的鎖止構件522的下側，並從主體110的頂面向上突出，以當插入件500的容置空間511被打開時向上推動鎖止構件522的底端以使其升高，並且，鬆脫銷121壓靠鎖止構件522的底端的兩側以免對插入件500的保持構件521造成干擾。

打開銷122從主體110的頂面突出以轉動保持構件521，從而保持構件521打開容置空間511。

定位導向單元130從主體110的頂面突出，以當插入件500的容置空間511被打開時，即，當插入件500的容置空間511在主體110向上運動時由打開單元120打開時，穿過容置空間511的下側插入容置空間511中，並對傳遞至容置空間511中的半導體裝置進行支承，以使其向上與形成于容置空間511的底面上的支承部517分離。

定位導向單元130的頂面具有支承半導體裝置的底面的預設區域，並定位成當定位導向單元130插入容置空間511時高於支承部517的頂面。為了在對半導體裝置進行支承以使其向上與支承部517分離時關閉容置空間511，定位導向單元130在主體110降低時使半導體裝置1(見第九圖)與主體110一同降低，並對半導體裝置1進行導向，從而半導體裝置1被正常地放置于支承部517的期望位置處。

第四圖是示出根據本發明的第二實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖。如圖所示，由於根據本發明的第二實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元200包括主體210、多對打開單元220、以及如本發明的第一實施方式中的多個定位導向單元230，並且，插入件打開單元200用於打開具有安放有半導體裝置1的多個容置空間511的插入件500(見第三圖)。以下將僅對插入件打開單元200的不同于根據本發明的第一實施方式的插入件打開單元100的部分進行描述。

插入件打開單元200包括多個定位導向單元230，其數量等於容置空間511的數量。在該實施方式中示出了兩個定位導向單元230，在每一個定位導向單元230的兩側均設置有一對打開裝置220，其包括一打開銷222和一對鬆脫銷221，以分別打開插入件500的保持單元520(見第三圖)。因而，傳遞至形成於插入件500中的容置空間511中的半導體裝置1(見第九圖)分別被導向以被正常地放置于支承部517的希望位置。

第五圖是示出根據本發明的第三實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖。如圖所示，根據本發明的第三實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元300包括主體310、皆包括打開銷322和一對鬆脫銷321的一對打開單元320、定位導向單元330、以及佈置導向部340。主體310、打開單元320、以及定位導向單元330與本發明的第一實施方式中的相同，因而將省略對它們的描述。

佈置導向部340對位於導向單元330上的半導體裝置1(見第九圖)進行導向以使其被佈置，並在主體310中垂直地形成於定位導向單元330的兩側，以在插入件500的容置空間511(見第三圖)被打開時插入容置空間511(見第三圖)中。這裏，在插入件500中，支承部517(見第三圖)被安裝成平行於保持單元520(見第三圖)。

佈置導向部340包括斜面341和支承臺階342。斜面341處於兩個佈置導向部340的彼此相對的側，以將向下傳遞的半導體裝置1(見第九圖)的兩個橫向側進行導向，以使半導體裝置1放置於定位導向單元330的預設位置。支承臺階342支承半導體裝置1的橫向側，並形成於斜面341的底端，以阻止半導體裝置1沿著斜面341下降。

優選地，支承臺階342所具有的高度適於通過阻止半導體裝置1的下降而對半導體裝置1進行導向並使其被正常地放置於定位導向單元330上，支承臺階342所具有的高度與定位導向單元330的頂面相同。

在根據第三實施方式的插入件打開單元300中，當傳遞至容置空間511(見第三圖)的半導體裝置1(見第九圖)降低到位於定位導向單元330上時，佈置導向部340對半導體裝置1的橫向側進行導向以使其沿著斜面341下降，以將半導體裝置1初步地佈置並放置在定位導向單元330的頂面的預設位置。接著，定位導向單元330將半導體裝置1降低，同時將半導體裝置1從支承部517(見第三圖)的頂面再次分離，以將半導體裝置1正常地放置在支承部517(見第三圖)的預設位置。半導體裝置1由佈置導向部340初步地佈置，然後由定位導向單元330更加正確地安放。

第六圖是示出根據本發明的第四實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖。如圖所示，根據本發明的第四實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元400包括主體410、均包括打開銷422和一對鬆脫銷421的一對打開單元420、以及對定位導向單元430。主體410和打開單元420與根據第一實施方式的插入件打開單元的主體110和打開單元120相同，因而將省略對它們的描述。

每一個定位導向單元430均包括部分地支承半導體裝置1(見第九圖)的底面的多個支承塊體431和432。通過允許支承塊體431和432部分地支承半導體裝置1的底面，可使定位導向單元430的接觸面積最小化。可以根據半導體裝置1的不同類型確定支承塊體431和432的數量、尺寸以及佈置。

支承塊體431和432包括一個或至少兩個第一塊體431以及一個或至少兩個第二塊體432。第一塊體431具有支承半導體裝置1(見第九圖)的橫向下側的第一支承端部431a和形成於第一塊體431的兩側並具有斜面431c的導向突起部431b，從而使向下傳遞的半導體裝置1被放置在預設位置。第二塊體432具有分別被放置在第一支承端部431a之間以支承半導體裝置1的下側的第二支承端部432a。

因此，在根據第四實施方式的插入件打開單元400中，當被傳遞至容置空間511(見第三圖)的半導體裝置1降低到位於定位導向單元430上時，導向突起部431b對半導體裝置1的橫向側進行導向以使半導體裝置1沿著斜面431c降低，從而半導體裝置1被初步地佈置並放置在第一和第二塊體431和432的第一和第二支承端部431a和432a的預設位置，以被支承從而向上與支承部517(見第三圖)分離。通過降低半導體裝置1，半導體裝置1被導向以使其被正常地放置在支承部517(見第三圖)的預設位置。

同時，可將根據本發明的插入件打開單元100、200、300和400應用於各種半導體裝置1，如球柵陣列(BGA)和小尺寸封裝(SOP)，並且可根據半導體裝置1的尺寸和形狀確定定位導向單元130、230、330和430以及佈置導向部340的不同尺寸和形狀。

下面，將對通過根據本發明的用於打開測試托盤之插入件打開單元安放半導體裝置的方法進行詳細地描述。

第七至十圖順序地示出了根據本發明的實施方式的安放半導體裝置的方法。在根據本發明的該實施方式的半導體裝置安裝方法中，半導體裝置1被傳遞至測試托盤之插入件500的容置空間511中，並被安放在設置在容置空間511中的支承部517上。以在根據本發明的第一實施方式的插入件打開單元100中所實施的方法作為示例進行說明。

根據本實施方式的半導體裝置安裝方法包括：打開容置空間；將半導體裝置傳遞至容置空間中；支承傳遞至容置空間中的半導體裝置以使其向上與支承部分離；降低半導體裝置以使其被放置在支承部上，並關閉容置空間。

如第七圖所示，當測試托盤被傳遞至半導體裝置1的裝載位置並且設置在測試托盤中的插入件500被放置在插入件打開單元100上時，如第八圖所示，將插入件打開單元100升高並且將定位突出體111插入殼體510的定位孔516中，以確定單元100與插入件500之間的正確位置。將插入件打開單元100進一步升高以允許鬆脫銷121壓靠鎖止構件522的底端，這樣鎖止構件522升高，並且鎖止構件522的鎖扣527鬆脫鎖止臺階525。此時，打開銷122向上推動保持構件521，以使保持構件521繞著鉸接銷524轉動從而打開殼體510的容置空間511。接著，定位導向單元130穿過容置空間511的打開的下部而插入容置空間，並位於比支承部517高的位置。

如第九圖所示，當容置空間511被打開時，取放單元將半導體裝置1傳遞至容置空間511中，並將半導體裝置1放置在定位導向單元130上，從而容置空間511中的半導體裝置1被支承為在上方與支承部517維持一定距離。

如第十圖所示，當通過降低插入件打開單元100而將放置在定位導向單元130上的半導體裝置1降低以將半導體裝置1支承在設置在容置空間511的下側的支承部517上時，打開銷122和鬆脫銷121從保持構件521和鎖止構件522脫離。接著，鎖止構件522在彈簧523的彈性力作用下降低並返回，以使保持構件521繞著鉸接銷524向初始位置轉動，並通過關閉容置空間511而牢固地保持住半導體裝置的兩側。

根據本發明，當傳遞至插入件的容置空間中的半導體裝置被支承且向上與支承部(即最終位置)分離後，半導體裝置被降低且被導向，而且被正常地放置于支承部的預設位置。這樣就防止了在傳遞半導體裝置以進行測試的過程中出現半導體裝置的異常安放、脫離以及損壞。而且，這樣還防止了在異常安放的情況下測試半導體裝置，從而防止了測試設備損壞。

儘管已經結合優選實施方式對本發明進行了展示和描述，本領域的技術人員會理解在不偏離在本發明請求項所限定的範圍的情況下，可以做出各種變化與更改。

＜習知＞

10．．．插入件

11．．．殼體

11a．．．容置空間

11b．．．安裝空間

11c．．．突出體

11d．．．鉸接孔

11e．．．支承突起

11f．．．定位孔

11g．．．支承部

12．．．保持單元

12a．．．保持構件

12b．．．鎖止構件

12c．．．彈簧

12d．．．鉸接銷

12e．．．鎖止臺階

12f．．．突出體

12g．．．鎖扣

20．．．插入件打開單元

21．．．定位突出體

22．．．鬆脫銷

23．．．打開銷

1．．．半導體裝置

＜本發明＞

100、200、300、400．．．插入件打開單元

110、210、310、410．．．主體

111．．．定位突出體

120、220、320、420．．．力開單元

121、221、321、421．．．鬆脫銷

122、222、322、422．．．打開銷

130、230、330、430．．．定位導向單元

340．．．佈置導向部

341．．．斜面

342．．．支承臺階

431．．．第一塊體

431a．．．第一支承端部

431b．．．導向突起部

431c．．．斜面

432．．．第二塊體

432a．．．第二支承端部

500．．．插入件

510．．．殼體

511．．．容置空間

516．．．定位孔

517．．．支承部

520．．．保持單元

521．．．保持構件

522．．．鎖止構件

523．．．彈簧

524．．．鉸接銷

525．．．鬆脫鎖止臺階

527．．．鎖扣

1．．．半導體裝置

第一圖　是根據現有技術的用於測試托盤之插入件和插入件打開單元的側剖圖；

第二圖　是第一圖所示的插入件的俯視圖；

第三圖　是根據本發明的第一實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖；

第四圖　是根據本發明的第二實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖；

第五圖　是根據本發明的第三實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖；

第六圖　是根據本發明的第四實施方式的用於打開測試托盤之插入件打開單元的立體圖；以及

第七至十圖　是順序示出根據本發明的實施方式的安放半導體裝置的方法的視圖。

100．．．插入件打開單元

110．．．主體

111．．．定位突出體

120．．．打開單元

121．．．鬆脫銷

122．．．打開銷

130．．．定位導向單元

500．．．插入件

510．．．殼體

511．．．容置空間

516．．．定位孔

517．．．支承部

520．．．保持單元

521．．．保持構件

522．．．鎖止構件

523．．．彈簧

Claims (10)

1. 一種用於打開測試托盤之插入件打開單元，所述插入件包括用於容置半導體裝置的容置空間、用於支承容置在所述容置空間中的所述半導體裝置的支承部、以及用於轉動以打開或關閉所述容置空間的一對保持構件，所述單元包括：主體；一對打開單元，設置在所述主體中並且具有用於轉動保持構件的打開銷以打開所述容置空間；以及定位導向單元，突出以在打開所述容置空間時插入所述容置空間中；其中插入所述容置空間中的所述定位導向單元支承傳遞至所述容置空間中的所述半導體裝置以使其向上與所述支承部分離；其中當關閉所述容置空間時，所述定位導向單元降低由所述定位導向單元支承的所述半導體裝置，以使所述半導體裝置被放置在所述支承部上。
2. 如請求項1所述之用於打開測試托盤之插入件打開單元，進一步包括佈置導向部，所述佈置導向部於所述主體中垂直地形成於所述定位導向單元的兩側，以在所述容置空間被打開時插入所述容置空間，並且每一個佈置導向部均包括斜面，從而使向下傳遞的半導體裝置被放置在所述定位導向單元的預設位置。
3. 如請求項2所述之用於打開測試托盤之插入件打開 單元，其中每一個佈置導向部均包括支承所述半導體裝置的一側的支承臺階。
4. 如請求項1所述之用於打開測試托盤之插入件打開單元，其中所述定位導向單元包括部分地支承所述半導體裝置的下側的多個支承塊體。
5. 如請求項4所述之用於打開測試托盤之插入件打開單元，其中每一個所述支承塊體均包括：一個或至少兩個第一塊體，所述第一塊體包括支承半導體裝置的橫向下側的第一支承端部、以及形成於所述第一塊體的兩側並具有斜面從而使向下傳遞的所述半導體裝置被放置在預設位置的導向突起部；以及一個或至少兩個第二塊體，所述第二塊體包括分別形成於所述第一支承端部之間以支承所述半導體裝置的所述下側的第二支承端部。
6. 如請求項1所述之用於打開測試托盤之插入件打開單元，其中所述支承部固定地形成於所述容置空間的底部。
7. 如請求項1所述之用於打開測試托盤之插入件打開單元，其中所述打開銷在打開所述容置空間時插入所述插入件中。
8. 一種用於將半導體裝置傳遞至測試托盤之插入件的容置空間中並將所述半導體裝置安放在設置在所述容置空間中的支承部上的方法，其中所述插入件包括用於轉動以打開或關閉所述容置空間的一對保持構件，所述方法包 括：升高具有主體、打開銷和定位導向單元的打開單元，從而使所述打開銷轉動保持構件以打開所述容置空間以及使所述定位導向單元插入所述容置空間中；將所述半導體裝置傳遞至所述容置空間中；將傳遞至所述容置空間中的所述半導體裝置支承在所述定位導向單元上，以使所述半導體裝置向上與所述支承部分離；以及降低所述打開單元，從而使由所述定位導向單元支承的所述半導體裝置降低以被放置在所述支承部上、以及使保持構件轉動以關閉所述容置空間並保持其中的所述半導體裝置。
9. 如請求項8所述之方法，其中所述支承部固定地形成於所述容置空間的底部。
10. 如請求項8所述之方法，其中所述打開銷在打開所述容置空間時插入所述插入件中。