TWI416136B

TWI416136B - 測試半導體元件的設備及方法

Info

Publication number: TWI416136B
Application number: TW96108036A
Authority: TW
Inventors: Christian O Cojocneanu; Doru G Iosub
Original assignee: Testmetrix Inc
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2013-11-21
Also published as: TW200801545A

Description

測試半導體元件的設備及方法

本案所揭示的實施例大體上係有關於測試半導體元件的設備，更明確係有關於用來測試在一用於固持半導體元件的托盤內之半導體元件的設備。

測試對於半導體元件的製程而言，譬如晶片及記憶體模組，記憶體模組板，及印刷電路板(PCB)，是一主要的部分。半導體元件製程的測試階段是要在有缺點的元件及可能是有缺點的整批元件送到市場上之前將它們找出來。然而，該測試階段如果實施得不夠有效率的話亦可能變成為該製程中的瓶頸，特別是對於需要耗時測試的元件，譬如快閃記憶體晶片或含有快閃記憶體晶片的模組，更是如此。因此，在測試階段具有高產出率是很重要的。

半導體元件通常是在矩陣式托盤中從生產線上被送來，該等托盤基板上是用來在運送期間將一定數量的半導體元件固持於定位上的容器。然而，在測試階段，半導體元件從該等矩陣式托盤中被取出且被插入到將半導體元件連接至測試設備上的插座或類似結構內。在完成測試之後，通過測試的半導體元件被重新放入到該等矩陣式托盤內。此一取出及重新置入的處理耗費時間且降低測試的產出率。此處理在實施上亦是很昂貴的。

因此，對於一種可更有效率的半導體元件測試設備存在著需求。

依據一些實施例，一種用於測試複數個半導體元件的設備包含一本體其包括一第一構件及一活動表面其與該第一構件相對立且被建構成可朝向及遠離該第一表面移動。該第一構件包括一與該活動表面相對立的第一表面，一容器部分，及一與該第一表面相反的第二表面。該第一構件界定至少一開口其從延伸通過該第一構件從該第一表面到達該第二表面。該容器部分被建構來容納一固持了複數個半導體元件的托盤，每一個半導體元件都具有外露的電接點，使得每一半導體元件之外露的電接點可與一至少一開口相鄰接且可從該本體的第二表面接達(accessible)。該活動表面包括複數個延伸構件，每一個都位在該活動表面上的一預定的位置並從該活動表面延伸一預定的長度，藉此當該活動表面位在離該第一構件一預定的距離時，每一延伸構件都可與一相應的半導體元件接觸用以確保其在該托盤內的放置定位。

依據一些實施例，一種用於測試複數個半導體元件的設備包含用來容納固持有複數個半導體元件的托盤的機構及用來將該等複數個半導體元件固定在該托盤內以進行測試的機構。

依據一些實施例，一種用來測試複數個半導體元件的方法包括將一固持了複數個半導體元件的托盤放置在一被建構來容納該托盤的容器內，讓每一半導體元件的電接點與一電性地連接至一或多個測試裝置的電界面相接觸，施加力量至每一半導體元件，藉以將每一半導體元件固定在該托盤內的定位上；及對每一半導體元件實施一或多項測試。

依據一些實施例，一種用來將複數個半導體元件緊固以進行測試的方法包括將一固持了複數個半導體元件的托盤放置在一被建構來容納該托盤的容器內，讓每一半導體元件的電接點與一被建構來電性地連接至一或多個測試裝置的電界面相接觸，施加力量至每一半導體元件，藉以將每一半導體元件固定在該托盤內的定位上。

大體上，下文描述一種用來測試半導體元件的設備及方法。在一些實施例中，該設備包含一具有一表面或桌台的本體，該桌台具有容器部分用來分離地固持半導體元件的托盤。該等托盤可以是用來輸送半導體元件之標準的矩陣式托盤，其被建構來讓每一半導體元件的電接點外露出來，譬如具有與電接點相鄰的開口之托盤。當托盤被放置在該設備表面的容器部分內或上時，在該表面上的開口可容許接近在該托盤內的半導體元件的電接點。該設備亦包含一第一活動的壓力表面其可包括複數個從該可活動的表面延伸出之被稱為緩衝器的構件，及一第二活動的壓力表面其與該第一活動的壓力表面一前一後地移動。該第一活動的壓力表面被放置成與固持該等托盤的表面相對立且被建構來朝向托盤及遠離托盤移動。該第二活動的壓力表面被設置成與其上設有用來固持托盤的容器部分之設備表面或桌台的一中心區域相對立。該設備亦包含一界面其將半導體元件的電接點電性地連接至一或多個用來對半導體元件實施所想要的測試或將半導體元件程式化之測試裝置。

在一般的操作中，當該等活動的壓力表面朝向固持托盤的該設備表面或桌台移動且該第一活動的壓力表面朝向該托盤移動時，緩衝器接觸半導體元件藉以施加小量的力量於該等半導體元件上用以將每一半導體元件固定在該托盤內的定位上。在此時，該第二活動的壓力表面與固持托盤之設備表面或桌台的該中心區域接觸造成該等活動的壓力表面與固持托盤之設備表面或桌台的整個組件的移動朝向該界面。當待測的半導體元件的電接點接觸到該界面並藉以確保介於半導體元件的電接點與該界面之間的電連接時，即可實施測試或程式化的操作。這提供了在無需將半導體元件一個一個地從托盤中取出即可讓該等半導體元件被測試的優點。額外的實施例及相應的特徵於功能在下文中配合附圖被加以說明。

半導體元件及用來固持它們的矩陣式托盤

本文中所描述的實施例為用於測試半導體元件的設備。可被本文所述之實施例測試的半導體元件包括晶粒，晶片，晶片模組，組裝好的印刷電路板，記憶體模組，及可被載負並固持在矩陣式托盤或類似容器內之任何其它種類的半導體元件。將被測試的半導體元件具有電接點其藉由伸到該元件的外殼的外面而外露，或在該元件外殼內但可輕易接近而讓連接至該等電接點的電連接可被建立。有一些半導體元件，譬如一半導體載板或印刷電路板，亦可具有用於測試/程式化目的之專屬的電接點。在典型的使用中，這些半導體元件的電接點被電性地連接至其它裝置，譬如電腦，用以送資料至半導體元件或從各別的半導體元件接收資料。在下面描述的實施例中，將被載負於一矩陣式托盤中且被測試的示範性半導體元件為一Secure Digital(SD)記憶卡(“SD卡”)。然而，應被瞭解的是雖然下面的描述有關於SD卡，但所揭示的實施例並不只侷限於SD卡的測試。所揭示的實施例可被設計來測試各式各樣的半導體元件，包括迷你SD卡，微SD卡，多媒體卡(MMC卡)，RS－MMC卡，微SD卡，T－Flash，C－Flash，記憶棒(MS)卡，MS Duo卡，及USB快閃碟。

一矩陣式托盤為一種具有複數個安排成一矩陣陣列圖案的巢室(cell)或艙室的托盤。該矩陣式托盤的一個例子為遵循習知的JEDEC所制定的標準之標準的矩陣式托盤。一巢室可作為用來容納一半導體元件的容器。在一些實施例中，在一矩陣式托盤內的一些巢室可被建構來被放置在一托盤輸送裝置能夠附著到該托盤上的位置，而不是被建構成為供半導體元件用的容器。例如，那些巢室可以位在一利用吸力的托盤輸送裝置可抓住該托盤或附著到該托盤上的地方。然而，應被瞭解的是，可固持至少一半導體元件的任何托盤或容器都可被使用，且該托盤或容器可具有任何結構，譬如一底部及周壁或只是被建構來固持半導體元件的骨架。

一半導體元件被固持在一矩陣式托盤巢室內使得它的電接點被外露出來(即，未被該托盤結構本身所遮蓋或被固持成為讓電接點是可接近的而能夠讓電接點建立起一外部的電連接)。在一些實施例中，在一巢室中有一或多個設在該托盤的底部上的孔或開口用以露出在該巢室內之半導體元件的電接點。例如，每一托盤都具有一開孔對應於該托盤內的每一個巢室。在此例子中，半導體元件被放置在該巢室內使得半導體元件的電接點面向該開孔，突伸穿過該開孔，或與該開孔相鄰。此放置可讓在該托盤內的每一半導體元件在無需將半導體元件從該托盤中取出下就可接近半導體元件的電接點或可與半導體元件的電接點建立起電性連接。在一些其它的實施例中，一單一開孔可橫越複數個巢室，露出複數個被固持在該等巢室內之半導體元件的電接點。在一托盤內的巢室的數量，巢室的配置，及巢室的開孔的結構可部分地根據將被該托盤載負之半導體元件的種類來加以改變。

圖1A－1C顯示依據本發明的一些實施例之用來固持半導體元件的示範性矩陣式托盤。如圖1C所示，該示範性矩陣式托盤100被建構來固持SD卡。該矩陣式托盤100包括複數個安排成矩形陣列圖案的巢室102－1，102－2。在該矩陣式托盤100中，巢室102－1被建構成只固持SD卡，而巢室102－2則被建構來固持SD卡或被建構成為利用吸力的托盤輸送裝置可附著於該托盤上的地方用以輸送該托盤。在一些實施例中，一矩陣式托盤可具有只被建構成為可讓一托盤輸送裝置附著於該處之巢室。一托盤輸送裝置亦可在該托盤的側邊處附著於該矩陣式托盤100上。每一巢室102－1/102－2都包括一或多個孔洞104用來讓以電接點面朝向該孔洞放置之置放在該巢室102－1/102－2內的SD卡的電接點外露出來。在該巢室內的是一容器106其將SD卡固持於該托盤內。在一些實施例中，該容器106可以單純地是該巢室本身的結構，譬如可與SD卡的側邊相卡合或可讓SD卡被壓入到定位之客製化或順應式周壁。

如圖1B－1C圖所示，SD卡可內置入矩陣式托盤100的巢室102－1/102－2中。圖1B顯示有SD卡108被固持在巢室102－1/102－2內之矩陣式托盤100的頂視圖。該SD卡108被放置在該巢室102－1/102－2使得SD卡108的電接點110面向該矩陣式托盤100的底部且被放置在相應的孔洞104的上方，藉以讓電接點110從孔洞104露出來。圖1C為帶有SD卡108之矩陣式托盤100的底視圖，其顯示電接點110從孔洞104處露出。圖1D為由圖1B的A－A所曲的剖面圖其顯示SD卡108在該托盤100內。

半導體元件測試設備

圖2為依據本發明的一些實施例之用來測試半導體元件的設備的立體圖。該半導體元件測試設備200包括一本體204其被一外殼或底架202所包圍及支撐。複數個支撐件206支撐該底架202在一些實施例中，該等支撐件206可包括腳，滾輪，及/或輪子。在一些實施例中，該外殼204亦可包括一或多個通風口208。在一些實施例中，風扇或其它空氣吸入/排出系統(未示出)可經由通風口208將空氣吸入或排出該設備200。

在該設備200內的是至少兩個被分隔件210隔開來艙室或區段，該本體204位在該等艙室內。一第一艙室212位在該分隔件210的上方。該第一艙室212的側邊被板子214及/或門216所包圍。在一些實施例中，帶有把手的門216及滑動板可被垂直地滑動用以露出或包圍住該第一艙室212。又，在一些實施例中，板子214及門216可以是半透明的或透明的。例如，門216可用透明的玻璃製成使得該設備200的使用者可從該設備的外面看到該第一艙室212的內部。

位在該第一艙室212內的是一桌台218其具有一第一表面220－A及220－B。在一些實施例中，該桌台218為一轉動式桌台，譬如一轉台，其可繞著一轉動軸旋轉。該桌台218包括一或多個開口222其由該第一表面220－A延伸穿過桌台218到達該第二表面220－B及一容器部分用來容納並固持一半導體元件的托盤，譬如一矩陣式托盤100。在一些實施例中，一開口222亦被用作為一容器其被建構來容納一半導體元件的托盤，譬如一矩陣式托盤100。在一些實施例中，該容器可在開口222的周壁上設有凸出部或凸緣。當該托盤被固持於該容器內時，托盤的一部分位在該開口內，停放在該凸出部或凸緣上。在一些實施例中，當該矩陣式托盤100被固持在該容器內時，該矩陣式托盤100底部與該第二表面220－B齊平。在一些實施例中，該容器可以是在該桌台218的第一表面220－A上的一個凹部或可包括一扣鎖機構用來與該托盤結構相卡合。應被瞭解的是，該容器部分或容器是被建構來將該托盤固持在正確地對準的位置上，使得在該托盤上的開孔被放置在該桌台218的開口222的上方。這可使得該等半導體元件的電接點可從該桌台218的第二表面220－B接近或形成電性連接。

如圖2所示，桌台218包括四個開口222其帶有被建構來容納半導體元件托盤的容器。應被瞭解的是，該桌台218可包含更多或更少數量的開口222。例如，在一些實施例中，桌台218可具有兩個，三個，五個，六個，七個或八個開口。在其它實施例中，該桌台218可具有對應於在一給定的托盤上的開孔數目之複數個開口。在此例子中，如果桌台218被建構成具有一定數量之用於托盤的容器的話，則該桌台218之與每一容器相鄰的部分將會具有對應於該托盤上的每一開孔之複數個開口。因此，該容器可被建構來將該托盤固持在該桌台218上方且對準的定位處，使得在托盤上的開孔會與桌台上的開口對準。例如，該容器可以是在該桌台218的第一表面220－A上的凹部或可以包括一扣鎖機構其與該托盤接構相卡合用以將該托盤固持在正確地對準的位置上。

與該第一艙室212相對立的是一第二艙室224。在該第二艙室224內的是一或多個箱盒226。在一些實施例中，箱盒226可透過支架244被安裝到該外殼202上。在一些其它的實施例中，該盒226可停放在該外殼202的基座上。一或多個測試裝置，譬如對半導體元件實施測試的測試管道402(參見圖9)及/或電腦，被固持在箱盒226內。該等測試裝置或管道(channel)為具有處理器及記憶體的電路板且被建構來在各式的半導體元件上實施測試。被實施的測試可根據將被測試或評估的半導體元件種類及根據將被實施的特定測試種類而被改變。在一些實施例中，該等測試裝置或管道可進一步被連接至一電腦，譬如一伺服器(未示出)。該電腦可被建構來控制測試處理，收集來自測試的資料，並顯示來自測試的資料。應被瞭解的是，該等測試裝置亦可位在該外殼202的外面，在此例子中，來自該等測試裝置的電連接可藉由從該等測試裝置在一適當的位置處延伸至該外殼內的電線來建立用以適當地連接至該設備200的本體204。或者，如果有複數個測試裝置的話，有一些測試裝置會位在該該外殼202內，有一些則會位在外殼202外面。又，該等測試裝置及/或電腦可被連接至一顯示裝置，譬如一顯示監視器及輸入裝置，譬如一鍵盤及/或一滑鼠。來自該等測試裝置/電腦的輸出可被顯示在該顯示監視器上且輸入裝置可被用來輸入指令至該等測試裝置/電腦。

該設備200亦包括一或多個界面228其電性地耦接一或多個位在該外殼202內部或外面的測試裝置(其可包括測試管道及/或一電腦)與待測試的半導體元件。在一些實施例中，一界面位在每一開口222的底下。在一些實施例中，該界面或該界面的一部分是可取下的。關於界面228的細節將於下文中加以說明。

回到該第一艙室212，在每一個開口222(即，托盤容器)上方的是一可活動的表面或一活動的第一壓力表面230。在一些實施例中，該可活動的表面230可位在一壓板232上。該可活動的表面230及該壓板232被安裝在一第可活動的表面或活動的安裝板234上。在一些實施例中，該可活動的表面230(或該可活動的表面230所在的該壓板232)係透過支架236而被安裝到該安裝板234上。在一瞎實施例中，該可活動的表面230(或該可活動的表面230所在的該壓板232)可被直接安裝到該安裝板234上。該安裝板234被機械性地耦接至一軸組件238。該軸組件238控制該安裝板234在一平行於該軸組件238的長度的方向上的移動，因而控制該可活動的表面230的垂直運動以及運動的速動。藉由垂直地移動該可活動的表面230，使得該可活動的表面230可被移動朝向或遠離托盤。

一開口222，其相應的托盤容器及其相應的界面228界定一用來測試在該托盤內的半導體元件的基地(station)。該設備200可具有複數個測試基地。該等複數個測試基地可讓測試處理以一組裝線或路線(pipeline)的方式被實施。亦即，每一基地同步地實施在該測試處理中的特定工作。例如，托盤可在一基地處被裝載到該桌台上然後被旋轉至用於後續測試的其它基地。該托盤然後可在最後一個基地處從該桌台上被取下。或者，托盤可在所有測試基地的的一基地處被裝載及卸載。該裝載操作可使用托盤分類機及給料機(未示出)來手動的或是自動化的實施。應被瞭解的是，在每一測試基地實施的測試可以是不相同的且托盤被裝載，卸載及測試的方式或順序可以是不同的且可以任何順序來實施。例如，每一基地的所有托盤可被裝載，然後類似的測試在每一基地被實施。或者，每一基地的所有托盤可被裝載，然後然被轉動至實施不同的測試或多餘的(redundant)測試之不同的基地處。或者，托盤可在一單一基地處被裝載及卸載而早先被裝載的托盤則在其它基地處被測試。在此例子中，在其它基地處實施的測試可以是不相同的或相同的或是多餘的。

圖3為依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的側視圖。該桌台218及托盤被裝載至該界面228的上方。界面228被裝載到箱盒226的上方，其係藉由支架244而被安裝到該外殼202上。在桌台218上方的是可活動的表面230。該可活動的表面230係藉由支架236而被安裝到一安裝板234上。沿著該安裝板234及該桌台218的轉動軸跑的是一軸組件238。

從該可活動的表面230延伸於面向該桌台218的方向上的是一或多個延伸件242，譬如壓力緩衝器。一緩衝器242被建構來在該可活動的表面230接近該桌台218時與在該托盤內的一半導體元件相接觸。在一些實施例中，一緩衝器232可用軟的塑膠製造且受彈簧力，使得在與每一半導體元件接觸時，該緩衝器可在該彈簧施加一相反方向上的力量之前被壓縮一小段距離。該緩衝器242被安排在該可活動的表面230上用以與該托盤上的巢室的配置相匹配，使得一單一的緩衝器對應到該托盤內的一單一的半導體元件。當該可活動的表面230已朝向該桌台218移動一足夠的距離時，緩衝器242施加力量至位在該托盤內的半導體元件上用以確保它們相對於該桌台218上的開口222的位置。換言之，當在該托盤內時，緩衝器242與每一半導體元件接觸且當與該界面228建立電連接且在測試期間緩衝器將半導體元件固持在定位上。

在一些實施例中，緩衝器242亦被建構或客製化用於特定的半導體元件。例如，用於SD卡的緩衝器與用於晶片的緩衝器是不相同的，且緩衝器在該可活動的表面230上的配置可依據半導體元件的種類及半導體元件在一特殊的托盤種類中的置放而加以改變。在一些實施例中，除了每一半導體元件有一設在該可活動的表面230上的單一緩衝器的設計之外，還可以有每一半導體元件有複數個較小的緩衝器的設計，而緩衝器的數目則是半導體元件的種類而定。因此，在該可活動的表面230上之緩衝器的總數量會是待測的半導體元件數量的倍數。換言之，緩衝器可因應托盤的種類及特殊的半導體元件種類來加以建構。因此，為了要適應以不同的巢室配置來固持不同種類的半導體元件之不同的托盤，在一些實施例中，一可活動的表面230與緩衝器242係以可取下的方式安裝至該壓板232上。該等可活動的表面230與緩衝器242可被取下並換上不同的可活動的表面230與緩衝器242。在一些實施例中，帶著該可活動的表面230與緩衝器242的整個壓板232可被取下並換上具有不同配置及種類的緩衝器之壓板。

圖4－6為設備200的不同視圖。在這些圖式中該本體200亦包括一軸組件238其除了其它構件之外還包含一馬達240，一輸出齒輪246，一安裝圓柱254，一導引圓柱252(圖7A－7F)，及一軸襯256。耦接至該軸襯256的是一凸緣276，該桌台218係安裝於該凸緣上。該安裝板234係被安裝在該安裝圓柱254的一凸緣258上。螺紋栓264穿透該安裝圓柱254並延伸至該軸組件238的內部中。

馬達240驅動一減速齒輪248其耦接至該輸出齒輪246且馬達的轉動移動該輸出齒輪。一或多個編碼器250監看該減速齒輪與該輸出齒輪的轉動並產生一訊號送至該馬達240的一控制器(未示出)。該訊號可被用來控制該馬達的轉速。一馬達控制器可被程式化用以控制該馬達在該軸組件238的使用或操作期間的速度及轉動並容許該馬達遵循已被程式化的速度曲線來操作。

圖7A－7F顯示依據本發明的一些實施例之該設備的軸組件238的細部。該軸組件238包含該馬達240，輸出齒輪246，減速齒輪248，及一或多個編碼器250。該軸組件238包含一安裝圓柱254，一導引圓柱252，及一軸襯256。

如圖7E所示，該安裝圓柱254包括一凸緣258，該安裝板234係安裝於該凸緣上。該安裝圓柱254藉由以等間距設置在圓周上之螺栓，螺絲或類此者262耦接至一軸環260，因此該安裝圓柱254與該軸環260以一前一後的方式移動。複數個螺紋栓264亦被安裝至該安裝圓柱254上。在一些實施例中，有三個以等間距(如，120度的角度)間隔開的螺紋栓264被設置在該安裝圓柱254的圓周上。該等螺紋栓264延伸穿過該安裝圓柱254並穿過該軸環260用以與在一螺紋軸268上的螺紋相嚙合，其進一步的細節將於下文中說明。

如圖7F所示，導引圓柱252為一圓柱體，其長度的至少一部分是中空的。該導引圓柱252包括一或多個狹長孔270及溝槽272。在一些實施例中，狹長孔270係繞著該導引圓柱252的圓周被等間距地間隔開(如，120度的角度)。螺紋栓264穿透該等狹長的孔270並與位在該導引圓柱252的中空部分內的螺紋軸268上的螺紋266相嚙合。一或多個導引栓274被耦接至該安裝圓柱254並穿透該安裝圓柱254與該軸環260，而與該溝槽272相卡合。在一些實施例中，該等導引栓274之與溝槽272相卡合的尖端被加工用以與該等溝槽272的外形相匹配。該導引栓274與溝槽272有助於限制該安裝圓柱254的轉動，進而限制間接地耦接至該安裝圓柱254之可活動的表面230的轉動。該導引圓柱252之與靠近該馬達與齒輪的一端相反的一端穿過一軸襯256。該軸襯耦接至一凸緣276，該桌台218係安裝於該凸緣276上。在一些實施例中，凸緣276係與該軸襯256成為一體。

在該導引圓柱252內的是一具有一或多條螺紋266的螺紋軸268，譬如一導螺桿。螺紋軸268被機械式地耦接至該輸出齒輪246，它的轉動可轉動該螺紋軸268。該輸出齒輪246可透過一或多個凸輪來驅動該螺紋軸268。在一些實施例中，該輸出齒輪246與該螺紋軸268形成一凸輪軸。該螺紋栓264與螺紋266相嚙合；螺紋266施加力量於該等螺紋栓264上。在一些實施例中，在螺紋軸268上的螺紋266具有一致的節距。在一些實施例中，在螺紋軸268上的螺紋266具有變動的節距。詳言之，螺紋266的節距隨著螺紋沿著該軸268朝向該桌台218移動而減小。應被瞭解的是，該導引圓柱252在軸組件238的整個操作期間都是保持固定不動的，較佳地是既無轉動亦無移動。

螺紋266隨著螺紋軸268的轉動而轉動。轉動中的螺紋266施加力量於該等螺紋栓264上，將軸268及螺紋266的轉動轉換成為安裝圓柱254的直線運動，該安裝圓柱254如上文所述地係耦接至該等螺紋栓264。這造成了間接安裝至該安裝圓柱254之可活動的表面230亦隨之移動。該等導引栓274及溝槽272可防止該安裝圓柱254繞著軸268轉動。這亦有助於防止該等可活動的表面230繞著軸268自轉。因此，該等可活動的表面230可被移動於與該軸268的轉動軸平行的方向上。

當該安裝圓柱254向下移動一預定的距離時，該安裝圓柱254的下緣與該軸襯256接觸並施加力量(向下推)於該軸襯256上。因為桌台218係透過凸緣276被耦接至該軸襯256，所以施加力量於軸襯256上會造成桌台218與該安裝圓柱254一起向下移動。關於桌台的移動的進一步細節將於下文中說明。

圖8A－8F顯示依據本發明的一些實施例之一或多個測試裝置的細部。界面228電性地將待測的半導體元件耦接至該等測試裝置；測試裝置透過該界面將資料送至半導體元件並接收來自半導體元件的資料。在一些實施例中，在該桌台上之用於一半導體托盤的每一開口222都具有一對應的界面228。在一些實施例中，該界面228是一模組且可從該設備本體上被取下，這可容許客製化的界面被建及使用。大體上，該界面包括一第一電界面，一第二電界面，及一界面模組。該第一電界面在待測的半導體元件的電接點與該界面模組之間提供一實體的及電的連接。該第二電界面在該界面模組與測試裝置之間提供一實體的及電的連接。在一些實施例中，該第一電界電係可從該界面228上取下，讓該第一電界面可以是被定製的。

該第一電界面302面向該桌台218並包括複數個匣盒304。每一匣盒304都固持一組彈簧針頭(pogo pins)(或其它適當的電接點)306其由該匣盒304的底面延伸出並突伸至該匣盒304的上表面。一彈簧針頭306為一導電元件或電接點其電性地將一半導體元件上的電接點耦接至一印誰電路板(PCB)310上(圖8A－8B)。

該等匣盒304停放在該PCB 310上且被透過一對準板308被安排在對應於用於該托盤的巢室的孔的位置處。該等匣盒被安排成每一匣盒都與一單一的巢室相對應並對準。在一些實施例中，可包括對準柱312用以對準該對準板308，PCB 310，及該托盤。

在一些實施例中，在第一電界面302上的匣盒304的數量，每一匣盒的彈簧針頭306的數量，及該匣盒304的形狀係依據待測的半導體元件及所使用的托盤，特別是在托盤上的開孔的配置與位置，而定製的。在圖8A－8B中，匣盒304與彈簧針頭306係為了被固持在一特定的盤種類中之SD卡而定製的；每一匣盒的彈簧針頭的數量與在一SD卡上的電接點的數量是相符的且一匣盒依據在一SD卡上的電接點的配置對準其各別的彈簧針頭。

該PSB 310(圖8C)包括一第一表面314及一與該第一表面314相反的第二表面316。在該第一表面314上之電接點(如，一印刷電路)的配置實體上與該等彈簧針頭306相接觸且係依據該等彈簧針頭的配置而被定製的。換言之，在第一表面314上的電接點的配置至少是間接地依據待測的半導體元件的種類及用來固持該等半導體元件的托盤而定製的。此一客製化的配置可被要求，用以讓彈簧針頭能夠根據半導體元件的各電接點的方位來被適當地間隔及定方位，並提供彈簧針頭與該半導體元件的各電接點之間適當的實體接觸。

在該PCB 301上與該第一表面314相反的是該第二表面316。該第二表面316包括電接點(如，印刷的電路)；這些電接點被電性地耦接至該第一表面314上的電接點。在第二表面316上的電接點依循一標準的或一般的配置。亦即，不論半導體元件或所使用的托盤的種類為何，在第二表面316上的電接點配置都是相同的，且是與在該界面模組上的電接點配置一致的，其細節將於下文中說明。

該界面模組318包括成排的彈簧針頭或其它種類的電接點320，其係被固持在匣盒中。該等成排的彈簧針頭320係藉由一中介的(interposer)對準板322而被對準於定位上且在使用時提供與該PCB 310的第二表面316上的各接點在該第一電界面302內的實體及電連接。這些成排的彈簧針頭320停放在一中介的PCB324上且被電耦接至該中介的PCB 324(參見圖8E)其位在該中介的準板322底下(參見圖8D)。該中介的PCB 324亦包括兩個表面。面向該第一電界面302的表面包括電耦接至被匣盒所固持的該等彈簧針頭320的電接點(如，一印刷的電路)。另一個相反的表面包括電耦接至該第二電界面326的的電接點(如，一印刷的電路)(參見圖8F)。在一些實施例中，該第二電界面326包括遵照萬用串接匯流排(USB)標準的界面。

該第一電界面302可根據待測的半導體元件及/或所用的托盤的種類而改變，而該界面模組在不同種類的半導體元件與托盤之間則是相同的。該第一電界面302被可移除地連接至該設備本有204或可從該設備本體204上拆下來，並容許該設備200能夠適用並測試各式個樣的半導體元件。例如，如果設備200將被用來測試SD卡的話，則將會使用為SD卡所定製的第一電界面。如果該設備200接著將被用來測試種類的半導體元件的話，則用於SD卡的第一電界面會被拆下來且用於該特定的半導體元件種類的第一電界面會被安裝上去。

圖9為依據本發明的一些實施例之用來測試半導體元件的設備的內部的底視圖。一箱盒226可固持複數個測試管道402。一桌台馬達404位在該桌台218的底下。該桌台馬達404轉動(透過一或多個凸輪)一桌台減速齒輪406。該桌台減速齒輪406驅動一桌台輸出齒輪408(其亦驅動該桌台218的轉動)，其細節將於下文中說明。

圖10A－10B顯示在托盤內的半導體元件，其被固定在依據本發明的一些實施例的一用來測試半導體元件的設備內進行測試的定位上。圖11顯示依據本發明的一些實施例的設備的桌台及軸組件。如上文所述，該等可活動的表面230及緩衝器242朝向托盤移動。導致半導體元件固定在進行測試的定位上之此運動的細節以及該桌台218的運動將於下文中說明。

當該螺紋軸268與螺紋266轉動於一特定的方向上時，該安裝圓柱254與該等可活動的表面230朝向托盤移動。一開始，該桌台218並沒有移動。當該安裝圓柱254朝向該桌台218移動一段預定的距離時，該安裝圓柱254的下緣接觸該軸襯256並施加力量於該軸襯上。因為該桌台218係透過該凸緣276被耦接至該軸襯256，所以該安裝圓柱254施加力量至該軸襯256上會造成桌台218與該安裝圓柱254一起向下移動同一方向上。在一些實施例中，相關的構件被校準及製造使得該安裝圓柱254是在該等緩衝器剛剛盤旋於該等半導體元件上方幾乎接觸到或剛剛接觸到該等半導體元件時與該軸襯相接觸並開始向下推動該桌台218。

當托盤朝興界面228移動時，托盤被對準柱312導引而與第一電界面302對準。在第一電界面302上的匣盒304停靠在該PCB 310上，其係電耦接至停放在該中介PCB 324上的彈簧針頭320。在朝向該第一界面302移動的運動過程中的某一時點，該等半導體元件與該匣盒304及在該界面222的第一電界面302內的彈簧針頭306接觸。該等匣盒304施加力量於該等半導體元件上，這將會造成半導體元件從托盤升高一只有數公釐的距離，而該等緩衝器242與該桌台218則持續朝向托盤移動。然後，緩衝器242與該等半導體元件接觸並施加力量至該等半導體元件上。該等半導體元件因而被固持在該托盤內介於緩衝器242與匣盒304之間的定位上。在一些實施例中，(由馬達240所控制的)該螺紋軸268及螺紋266在一給定的點停止轉動，使得桌台在該等半導體元件剛接觸到匣盒304造成它們因為匣盒304所施加的力量而稍微升高至它們各自的巢室上方的時候停止移動，並與緩衝器242接觸藉以將該等半導體元件固定在定位上，如圖10A－10B圖所示。

應類瞭解的是，在螺紋軸268上的螺紋266可被設計成能夠讓該等可活動的表面230朝向該托盤移動的速度可變化。例如，螺紋266的節距可隨著愈靠近該螺紋軸268最接近該桌台218的一端而變得愈小。因此，當螺紋栓264沿著該導引圓柱252的狹長的孔270移動時，該可活動的表面230接觸該桌台218或托盤的速度會被減慢。或者，一變速馬達可被使用其具有一控制程式可監視該等可活動的表面230移動的距離且當可活動的表面接近托盤時該馬達的速度就會被改變，或在一實施例中，被減慢用以降低托盤與半導體元件與該界面228接觸的速度。或者，該馬達速度可由一馬達控制器依循一程式化的速度曲線來控制。

當桌台218向下移動時，它亦將耦接至桌台218的下表面的構件向下推動。該桌台輸出齒輪408然後與一桌台彈簧410相嚙合。因此，該桌台彈簧410在該桌台218向下移動並停止時被壓縮並儲存能量。當該馬達及齒輪被停止及逆轉時，螺紋266施加向上的力量於螺紋栓264上，且該安裝圓柱254被向上移動遠離該桌台218。這將施加在該軸襯256上的力量釋放掉，並導致缺少一用來保持桌台218的向下運動或將桌台218保持在定位上之向下的力量。因此，該桌台彈簧410開始釋放它的能量並施加一向上的力量於該桌台輸出齒輪408上，並於此過程中將該桌台218向上推。

當測試完成時，該等可活動的表面230及壓板232藉由將該軸組件238之相對應的構件的轉動逆轉而被撤離該桌台218。該螺紋266施加一向上的力量於該等螺紋栓264上，且該安裝圓柱254被向上移動遠離該桌台218。該等可活動的表面230及緩衝器242移動於與托盤相反的方向上。在此同時，如上文中提到的，該桌台彈簧410將該桌台向下推，遠離該界面228。當該桌台移動時，托盤從該等半導體元件的底下升上來且該等半導體元件停放在托盤的巢室內。

如上文中描述的，一桌台馬達404(參見圖9)位在該桌台218的底下。該桌台馬達404轉動(譬如，透過一或多個凸輪)一桌台減速齒輪406(參見圖9，圖12)。該桌台減速齒輪406(其被耦接至該軸襯256)被機械式地耦接至該桌台輸出齒輪408。因此，該桌台輸出齒輪408的轉動亦會轉動凸緣276。耦接至該凸緣276的該桌台218會因為該凸緣276的轉動而被轉動。

在操作時，該桌台218可藉由使用該軸組件而被分開來轉動。桌台218的轉動被用來在該設備200內將托盤及半導體元件從一測試基地移動至另一測試基地。這可容許一基地被用作為托盤被裝載至該外殼或基架202上或從該外殼或基架202上卸載的位置點。然而，應被瞭解的是，任何一個測試基地都可被用作為托盤裝載及卸載的地方，只要有透過該外殼或基架202的適當進出口即可，只是並不一定要使用一外殼或基架。此外，桌台218的轉動可被用來將托盤以及其內的半導體元件送到一不同的測試基地以進行其它的測試，這可包括多餘的測試或使用不同的測試裝置之不同測試的效能。

根據以上所述，該設備200可被使用在將半導體元件固定在實施測試的定位上且在無需將半導體元件從托盤中取出下測試半導體元件的處理中。一個半導體元件的托盤被放置在用於該托盤的容器內，譬如該桌台218上的容器內。半導體元件與連接至測試裝置的界面接觸。力量被施加在半導體元件上，將半導體元件固定以進行測試。一但半導體元件被固定住，就可對半導體元件實施測試。

該設備200及其操作可被手動地控制或透過儲存在一電腦或韌體內的軟體來控制。該設備200可包括按鈕，開關，或其它控制用以提供手動的操作控制(如，桌台218的轉動，桌台218的移動，及壓板234的移動)。在一些實施例中，在該設備200中的操作控制可被包括在儲存於一電腦或韌體內的軟體中。該電腦及該設備200可經由一或多條訊號線相連接。在該電腦處，使用者可透過該軟體來指示該設備200執行操作，且指令從該電腦經由訊號線被傳送至該設備200。該設備200亦可包括手動控制及經由電腦軟體或韌體的控制這兩者。在例子中，手動控制及軟體控制可以是彼此完全一樣的或可透過不同的功能及設備200的操作提供獨立的控制。

該設備200亦可與進料或分類系統一起使用。一進料系統或其它托盤輸送裝置可將托盤自動地從一托盤輸入/輸出系(未示出)處裝載到該設備200中。當測試或程式化操作透過該設備200而實施於該等半導體元件上時，分類系統(未示出)將來自該輸入/輸出系統的半導體元件分類至堆疊的托盤內，例如每一分類領域都利用複數個托盤升降機來實施。在一些實施例中，來自該輸入/輸出系統的半導體元件可被放入到依據分類的領域加以組織及搬運之管子或匣盒中。

該設備200支援半導體元件的溫控測試。風扇或空氣吸入/排出系統可被用來將溫度被控制(被加熱及/或冷卻)的空氣循環至該第一艙室212內，半導體元件係位在該艙室內。一恆溫器可被用來監視在該第一艙室212內的溫度並在需要時啟動或停止空氣循環。

以上為了解釋的目的所作的描述已參照特定的實施例來說明。然而，上述之示範性的討論並不要用來將本案申請專利範圍的範圍限制在所描述之特定的形式或實施例上。依據上述內容的教導可以有許多的修改及變化，且以上所描述的實施例只是示範性質。例如，雖然以上所描述的實施例係使用SD卡作為例子來說明，但亦可使用其它的半導體元件。此外，以上的實施例係用軸組件被安排在垂直方向上且桌台與可活動的表面係移動於上下方向上的測試設備來進行說明。該測試設備的方向可被轉90度或180度或任何其它的角度。再者，構件可依據方向的轉向而被重新安排。例如，該測試設備可被安排成半導體元件的托盤市被放在桌台上，但桌台則保持固定不動且半導體元件的電接點是從上方接近而非下方接近。

因此，該等實施例被選擇及描述用以對本發明的原理及其實際上的應用作最佳的說明，藉以讓熟習此技藝者對本發明及具有針對特定用途之各種修改的各式實施例作最好的利用。以上的描述不應被視為製造或使用本文中所描述的設備及方法的限制或唯一的實施例。又，使用於上述說明中的標題只是為了方便而已，並不是要表達關於所描述的實施例受限於這些標題的限制。

100．．．矩陣式托盤

102－1．．．巢室

102－2．．．巢室

104．．．孔

106．．．容器

108．．．電接點

110．．．電接點

200．．．半導體元件測試設備

202．．．外殼

204．．．本體

206．．．支撐件

208．．．通風口

210．．．分隔件

212．．．第一艙室

214．．．板子

216．．．門

218．．．桌台

220－A．．．第一表面

220－B．．．第二表面

222．．．開口

224．．．第二艙室

226．．．箱盒

402．．．測試管道

228．．．界面

230．．．可活動的表面

232．．．壓板

234．．．安裝板

236．．．支架

238．．．軸組件

242．．．延伸構件

240．．．馬達

246．．．輸出齒輪

254．．．安裝圓柱

252．．．導引圓柱

256．．．軸襯

276．．．凸緣

264．．．螺紋栓

248．．．減速齒輪

250．．．編碼器

260．．．軸環

262．．．螺栓

266．．．螺紋

268．．．螺紋軸

270．．．狹長的孔

272．．．溝槽

274．．．導引栓

302．．．第一電界面

304．．．匣盒

306．．．彈簧針頭

310．．．印刷電路板(PCB)

308．．．對準板

312．．．對準柱

314．．．第一表面

316．．．第二表面

318．．．界面模組

320．．．電接點

322．．．中介的對準板

324．．．中介的印刷電路板

326．．．第二電界面

404．．．桌台馬達

406．．．桌台減速齒輪

442．．．緩衝器

408．．．桌台輸出齒輪

410．．．桌台彈簧

244．．．支架

圖1A－1D顯示依據本發明的一些實施例之一用來固持半導體元件的示範性矩陣式托盤；圖2為依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的立體圖；圖3為依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的側視圖；圖4為依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的一部分的立體圖；圖5為依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的一部分的立體圖；圖6顯示依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的桌台及軸組件的頂視圖；圖7A-7F顯示依據本發明的一些實施例之該設備的軸組件的部分；圖8A-8F顯示依據本發明的一些實施例之一介於一托盤與一或多個測試裝置之間的界面部分；圖9顯示依據本發明的一些實施例之一用來測試半導體元件的設備的內部的底視圖；圖10A-10B顯示在托盤內的半導體元件，其被固定在依據本發明的一些實施例的一用來測試半導體元件的設備內進行測試的定位上；圖11顯示依據本發明的一些實施例的設備的桌台及軸組件；圖12顯示依據本發明的一些實施例的軸組件及位在桌台底下的構件的頂視圖；圖13顯示依據發明的一些實施例之桌台的底側的立體圖；及圖14顯示依據發明的一些實施例之桌台的底側的立體圖。

相同的標號代表在所有圖中之相對應的零件。應被瞭解的是，這些圖不一定是按照比例來繪製且在一特定圖式中之各式構件的相對尺寸亦不一定是按照比例繪製的。