TWI528039B - 半導體元件測試分類設備 - Google Patents

Description

半導體元件測試分類設備

本發明係關於一種半導體設備；特別是關於一種半導體元件的測試分類設備。

積體電路(IC，Integrated circuit)的生產流程係多層級的分工架構，現今半導體生產過程不論是高、低階半導體元件構裝完成後，為了確保半導體元件在使用時的品質、速率、穩定性及相容性等相關問題，通常均需執行檢測作業以淘汰不良品半導體元件，並對測試後的半導體元件加以分類處理。

目前一般業者會利用測試分類設備來進行半導體元件的測試分類，而測試分類設備主要可分成三大部份，即：進料區、測試區以及分類區，運作流程是先將待測之半導體元件移至進料區待命，再依序將待測之半導體元件移動至測試區進行測試，以確保電性與功能正常可以運作，待測之半導體元件完成測試之後，再將其依合格、不合格、重測之分類移送至分類區中，並儲放在對應的儲置區內，以備下一製程的進行。

然而，前述之習用分類測試設備，在目前的應用上仍有諸多缺失，主要原因在於分類測試設備中的分類機台與測試機台係採整體接合式設計，在運行過程中分類機台所產生的低頻震動容易傳遞至測試機台而嚴重影響測試產能；且發生故障或異常時整體接合的分類機台與測試機台因維修不便，無法立即進行修復反而會增加停機或待機的時間使得作業速度受到限制，有可能影響整體的測試品質、或結果，更會影響到客戶的權益，因而會耗費許多時間與成本。

為了解決上述問題，本發明提出一種半導體元件測試分類設備，其半導體元件分類裝置採分離式設計可減少低頻震動傳遞至待測試 之半導體元件，且分離式測試分類設備可方便維修與換裝，而發生故障或異常時維修人員也可立即接續進行檢測作業，故測試分類設備採分離式的設計可減少機台因更換或維修而停機或待機的時間，進而達到有效降低設備成本及提升作業安全性之目的。本發明之一主要目的在於提供一種半導體元件測試分類設備，其測試分類設備採分離式設計減少低頻震動的產生，同時為了確保分離式測試分類設備的半導體元件分類裝置與半導體元件測試裝置不會偏位或錯動，因此會在半導體元件分類裝置的一側安裝一對輔助定位模組，讓測試機台能滑入輔助定位模組所圍設的區域內，將半導體元件測試裝置限制在間隔於半導體元件分類裝置一距離的固定位置，可避免半導體元件分類裝置及半導體元件測試裝置相互接觸，產生低頻震動的問題，進而影響測試良率，當半導體元件分類裝置開始動作時，再藉由安裝於移載待測之半導體元件之載移單元內的浮動定位單元進行精準定位，以達到測試之準確性。

依據上述之目的，本發明首先提供一種半導體元件測試分類設備，其包含半導體元件分類裝置，具有一立於地面之第一本體以及設於第一本體上之吸取模組、入料模組、檢視模組及傳輸模組，而傳輸模組具有彼此互相連接之載移軌道、載移單元及取放單元，以及半導體元件測試裝置，具有一立於地面之第二本體以及設於第二本體上之測試模組，測試裝置上具有承載台，測試模組對準傳輸模組；其中，半導體元件分類裝置與半導體元件測試裝置之間相隔一距離，藉此半導體元件分類裝置產生低頻震動係被阻絕，無法傳遞至半導體元件測試裝置之承載台內。

經由本發明所提供之半導體元件測試分類設備，其分離式的設計可有效減少半導體元件分類裝置與半導體元件測試裝置之間相互接觸產生低頻震動的問題，且可減少半導體元件測試分類設備因更換或維修而停機或待機的時間，因此可達到大幅提升作業便利性及測試產能之實用效益。

1‧‧‧半導體元件測試分類設備

10、70‧‧‧半導體元件分類裝置

11‧‧‧第一本體

110‧‧‧膠墊

111‧‧‧輔助定位模組

12‧‧‧吸取模組

121‧‧‧吸取頭

13‧‧‧入料模組

14‧‧‧檢視模組

15‧‧‧料盤

16‧‧‧傳輸模組

160‧‧‧載移軌道

161、72‧‧‧載移單元

162‧‧‧取放單元

1610‧‧‧浮動定位單元

17‧‧‧震動盤

18‧‧‧包裝裝置

20、30、40‧‧‧半導體元件測試裝置

21‧‧‧第二本體

22、42‧‧‧測試模組

23‧‧‧承載台

231‧‧‧複數測試座

232‧‧‧無線傳輸模組

24‧‧‧罩體

32‧‧‧旋轉測試模組

33‧‧‧轉動平台

331‧‧‧旋轉台

3310‧‧‧元件插槽

3312‧‧‧元件介面板

71‧‧‧晶片料盤

711‧‧‧進料料盤

712‧‧‧出料料盤

721‧‧‧進料載移單元

722‧‧‧出料載移單元

A、B‧‧‧位置

S2‧‧‧輔助定位模組之第一側邊

S1‧‧‧輔助定位模組之第二側邊

D‧‧‧距離

第1圖 係本發明第一實施例之半導體元件測試分類設備之半導體元 件分類裝置及半導體元件測試裝置組合前的示意圖。

第2圖 係本發明第一實施例之半導體元件測試分類設備之半導體元件分類裝置及半導體元件測試裝置組合後的示意圖。

第3圖 係本發明第一實施例之半導體元件測試分類設備之半導體元件分類裝置及半導體元件測試裝置組合後俯視圖。

第4圖 係第一圖之半導體元件測試分類設備之半導體元件分類裝置的局部放大圖。

第5圖 係第一圖之半導體元件測試分類設備之半導體元件測試裝置的局部放大圖。

第6圖 係本發明第二實施例之半導體元件測試分類設備之半導體元件測試裝置的局部放大圖。

第7圖 係本發明第三實施例之半導體元件測試分類設備的內部俯視圖。

本發明主要係揭露一種半導體元件測試分類設備，其測試分類設備之測試及分類採分離式設計，可有效減少半導體元件分類裝置及半導體元件測試裝置受到低頻震動而影響測試良率且分離式設計的測試分類設備更方便於清潔與換裝，當發生故障時維修人員也可立即接續進行檢測作業，故可減少機台因更換或維修而停機或待機的時間。其中測試分類設備的基本原理與功能，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，僅針對與本發明有關之半導體元件測試分類設備特徵處進行詳細說明。此外，於下述內文中之圖式，並未依據實際之相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本發明特徵有關之示意圖。

首先，請參閱第1圖~第6圖，係分別顯示本發明之一實施例之半導體元件測試分類設備的半導體元件分類裝置及半導體元件測試 裝置連接前、後示意圖以及局部放大圖。如圖所示，在本實施例中，半導體元件測試分類設備1主要包括一半導體元件分類裝置(Handler)10與一半導體元件測試裝置(Tester)20。所述半導體元件分類裝置10包括有一立於地面之第一本體11以及設於第一本體11上之一吸取模組12、一入料模組13、一檢視模組14及一傳輸模組16，其中入料模組13、檢視模組14及傳輸模組16是圍繞吸取模組12設置的。吸取模組12包括有呈角度相間隔排列之複數吸取頭121，而吸取模組12可進行自轉運動使每一吸取頭121產生角度位移；傳輸模組16則具有彼此互相連接之一載移軌道160、一載移單元161、一浮動定位單元1610及一取放單元162，前述半導體元件分類裝置10更具有一料盤15對應設置於傳輸模組16之取放單元162下方，供一或多個半導體元件置放；而半導體元件測試裝置20上則包括有一立於地面之第二本體21與一測試模組22，其中測試模組22安裝在第二本體21上；此外，其半導體元件測試裝置20之測試模組22上更具有一承載台23，而此承載台23上更佈設有複數測試座231，另，還包括有一無線傳輸模組232電性耦接至複數測試座231，用以發射複數測試座231之測試資訊，其可以是檢測結果。此外，半導體元件測試裝置20進一步包括一罩體24用於罩蓋住測試模組22；且半導體元件分類裝置10之第一本體11與半導體元件測試裝置20之第二本體21的底部分別都裝設有複數個具有吸收震動的膠墊110，可有效吸收半導體元件分類裝置10或半導體元件測試裝置20所產生的低頻震動。例如，半導體元件可為麥克風元件，若麥克風元件受到低頻震動之影響，極易造成電性測試之結果異常，而使測試良率下降。

另外，在本實施例中，由於半導體元件分類裝置10與半導體元件測試裝置20係採分離式設計，為了確保分離式的半導體元件測試分類設備1中的半導體元件分類裝置10與半導體元件測試裝置20之間的對位不會相互偏移或錯動，因此在半導體元件分類裝置10與半導體元件測試裝置20之間設有一對輔助定位模組111，其輔助定位模組111分別係具有一呈L字型的剖面，且包含一第一側邊S2，其平行於半導體元件分類裝置10之第一本體11靠近傳輸模組16之該側；以及一第二側邊S1，其垂直於第一側邊S2。當半導體元件分類裝置10之第一本體11靠近傳輸模組16之一側安裝一對輔助定位模組111後，能讓半導體元件測試裝置20滑入輔助定 位模組111所圍設的區域內，換言之，第二本體21藉由輔助定位模組對準於該第一本體11，而將半導體元件測試裝置20限制在與半導體元件分類裝置10相間隔一距離D的固定位置，可避免裝置間相互接觸接觸，而導致半導體元件分類裝置10所產生的低頻震動傳到半導體元件測試裝置20，進而影響半導體元件的測試良率，其中上述所載相隔之距離D係等於該對輔助定位模組111之第二側邊S1之寬度。在此要說明的是，半導體元件測試裝置20在藉由該對輔助定位模組111初步限制在間隔於半導體元件分類裝置10一距離D的固定位置後，即代表完成第一次定位動作，此時可將該對輔助定位模組111移除；而當半導體元件分類裝置10開始動作時，再藉由安裝於移載半導體元件之載移單元161內的浮動定位單元1610進行第二次定位動作，所述浮動定位單元1610係用以提供設備只要有涉及移動、及定位等動作時之復位機構，在本實施例中係用以提供載移單元161之取放單元162進行定位、復位或緩衝，因此測試模組22可藉由浮動定位單元1610與載移單元161對準以精準定位，俾使半導體元件被取放單元162吸取後，藉由與載移軌道160連接之載移單元161的運行，被傳輸至測試模組22的承載台23上進行測試；其中浮動定位單元1610係為一由複數橫向彈簧組成的氣浮式組件，可用來進行緩衝並輔助定位，該些橫向彈簧的設置亦能達成復位之功效。

前述入料模組13、檢視模組14、料盤15皆是圍繞著吸取模組12而設置，且皆對應於吸取模組12之吸取頭121下方。本實施例之入料模組13一端延伸至吸取頭121下方，另一端係連接於一震動盤17，震動盤17受一震動機構(圖中未顯示)之力量而產生震動。震動盤17為一個中央突出之盤狀結構，故待測之半導體元件落到震動盤17之環週後，藉由震動盤17之震動機構的震動，可使待測之半導體元件隨著環週側壁之螺旋導軌順勢被推送至入料模組13。期間會歷經一光感測步驟，藉此判斷待測元件之正反方位，此為習知技術，故不再贅述。而一經判斷待測之半導體元件處於正確之方位時，則將該元件繼續往前送入其入料模組13中。在入料模組13內待測之半導體元件順勢被推送，而吸取頭121在入料模組13尾端吸取待測之半導體元件後，藉由吸取模組12之轉動而位移至外觀檢驗區之平台上，亦即前述之檢視模組14。檢視模組14承接待測之半導體元件之部位同 樣位於吸取頭121下方，其主要利用攝影模組如電荷耦合元件(CCD)來檢驗待測之半導體元件外觀上的正確性，例如外表印刷文字是否正確或有無瑕疵。一旦判斷為錯誤或瑕疵，吸取頭121可將待測之半導體元件送至一回收區。經檢視裝置14檢驗待測之半導體元件無誤後，便會再被吸取頭121移送至一料盤15。

承上述，可得知載移單元16之取放單元162係用以取放、載送待測之半導體元件於半導體元件分類裝置10與半導體元件測試裝置20之間，亦即取放單元162可進行空間上之移動。詳細而言，取放單元162可移動至位於吸取頭121下方之料盤15處以拿取料盤15，其中料盤15是負責儲存多個從吸取頭121放下待測之半導體元件，此時載移單元161及取放單元162位於如第2圖所示的第一位置A；之後，取放單元162可再將料盤15連同其上待測之半導體元件一起運送至半導體元件測試裝置20上之測試模組22之承載台23以進行元件測試，此時載移單元161及取放單元162位於如第2圖所示的第二位置B。在本實施例中，半導體元件測試裝置20上之測試模組22係特別用於測試麥克風元件，避免半導體元件分類裝置10傳遞低頻震動至半導體元件測試裝置20，而影響麥克風元件之測試結果。此外，如第4圖所示，半導體元件分類裝置10上更可包括一包裝裝置18：如捲帶式(tape and reel)包裝機構，其對應設置於吸取模組12之吸取頭121的下方，以方便進行測試完元件之後續包裝步驟。

接著，請繼續參閱第5圖，顯示本發明之第二實施例之半導體元件測試分類設備之半導體元件測試裝置的局部放大示意圖。本實施例之一特色在於在沿用半導體元件分類裝置10之情形下，任意變換半導體元件測試裝置20上測試模組之類型，如圖中顯示另一半導體元件測試裝置30之態樣，其半導體元件測試裝置30具有一旋轉測試模組32，其上包含一轉動平台33；而轉動平台33係受驅動裝置(例如馬達)之控制而得以作旋轉，且轉動平台33之上又設有一或多個旋轉台331，其分別受驅動裝置(例如馬達)之控制而得以各自作旋轉，所述轉動平台33和一個或多個旋轉台331的旋轉方向可以相同也可以不同，且彼此間的轉速也可以不同。另外，各個旋轉台331中更包含一元件插槽3310與一元件介面板3312(Device interface board，DIB)，其中元件介面板3312一般又稱為受測元件板(DUT board)、功 能板(Performance board)或載板(Load board)。此元件介面板3312(DIB)主要係提供一電氣介面用以將待側之半導體元件的訊號透過此電氣介面而得以傳送至半導體元件測試裝置20的其餘部分。

本實施例中，要說明的是所沿用的半導體元件分類裝置10與本實施例中的半導體元件測試裝置30同樣係採與第一實施例相同的分離式設計。為了確保半導體元件分類裝置10與半導體元件測試裝置30之間的對位不會相互偏移或錯動，因此會在半導體元件分類裝置10的一側安裝一對輔助定位模組111，當半導體元件分類裝置10的一側安裝一對輔助定位模組111後，則讓半導體元件測試裝置30滑入輔助定位模組111所圍設的區域內，而將半導體元件測試裝置30限制在與半導體元件分類裝置10相間隔一距離D的固定位置，可避免裝置間相互接觸或接觸，而導致半導體元件分類裝置10所產生的低頻震動傳到半導體元件測試裝置20，進而影響半導體元件測試裝置20的測試產能，其中上述輔助定位模組111的操作方式相同於第一實施例所描述者，在此不再贅述。當半導體元件測試裝置30在藉由該對輔助定位模組111初步限制在間隔於半導體元件分類裝置10一固定距離的固定位置後，即代表完成第一次定位動作，俾將該對輔助定位模組111移除；而當半導體元件分類裝置10開始動作時，再藉由安裝於移載半導體元件之載移單元161內的浮動定位單元1610進行第二次定位動作，使得旋轉測試模組32可藉由浮動定位單元1610與載移單元161對準以精準定位，俾使半導體元件被取放單元162吸取後，藉由與載移軌道160連接之載移單元161的運行，被傳輸至旋轉測試模組32上的元件插槽3310上進行測試。其中浮動定位單元1610係可為一由複數橫向彈簧組成的氣浮式組件，可用來進行緩衝並輔助定位，該些橫向彈簧的設置亦能達成復位之功效。

而在本實施例中，半導體元件分類裝置10中之入料模組13、檢視模組14、料盤15與第一實施例相同皆是圍繞著吸取模組12而設置，且皆對應於吸取模組12之吸取頭121下方，之後即可透過吸取模組12將測試完成的待測之半導體元件送入一捲帶式包裝機構18(請參考圖5)，以方便進行測試完的半導體元件之後續包裝步驟，前述入料模組13另一端亦連接於一震動盤17藉由震動機構之震動，使待測之半導體元件隨著環週側壁之螺旋導軌順勢被推送，再藉由吸取模組12之轉動而位移至外觀檢驗區之平 台上(亦即檢視模組14)，經檢視裝置14檢驗無誤之待測元件便再被吸取頭121移送至一料盤15，之後，取放單元162可再將料盤15連同其上待測之半導體元件一起運送至半導體元件測試裝置30上之旋轉測試模組32以進行元件測試。故本發明之半導體元件分類裝置係可與各種類型的半導體元件測試裝置整合，不但可降低成本、簡化設計，且可增加測試彈性，以利測試產能的提高。

接著，請繼續參閱第6圖，顯示本發明之第三實施例之半導體元件測試分類設備之半導體元件測試裝置的局部放大示意圖。本實施例之一特色在於在沿用半導體元件分類裝置10之情形下，半導體元件測試裝置之測試模組22可更換為翻轉式之測試模組，可進行待測之半導體元件之動態測試，如第6圖所示，本實施例之半導體元件測試裝置40上其翻轉式之測試模組42呈前後轉動的傾斜角度測試、以及呈左右轉動之傾斜角度測試。在此要說明的是，本實施例與第一實施例主要差異僅在於測試模組的變換，故不再贅述其詳細之操作。

請參閱第7圖係本發明之另一實施例之採分離式設計的半導體元件測試分類設備之內部俯視圖。於本實施例中，半導體元件分類裝置70及半導體元件測試裝置20與前述實施例大致相同，主要差異在於，半導體元件分類裝置70內部，不採用旋轉式之吸取模組12(請參閱第1圖)，以節省空間及其他多餘之搬運手段。如第7圖中所示，半導體元件分類裝置70包括有四個晶片料盤71(tray)、及二個載移單元72。載移單元72可選擇式地移動於晶片料盤71與測試模組22之間。其中，四個晶片料盤71分別包括二進料料盤711、及二出料料盤712。進料料盤711係承載未經測試之待測之半導體元件，而出料料盤712則承載經測試過後之半導體元件。

在本實施例中，出料料盤712可分別包括合格、及不合格之出料料盤712，用以分辨經測試後之半導體元件、及不合格半導體元件。同樣地，本實施例包括有二套載移單元72，其分別為進料載移單元721、出料載移單元722。其中，進料載移單元721負責將進料料盤711上的待測之半導體元件搬運至半導體元件測試裝置20上的複數測試座231。而待測試完畢後，出料載移單元722再將複數測試座231上的半導體元件裝載至出料料盤712內。據此，本發明之半導體元件測試分類設備可依據實際需 求採用不同架構之半導體元件分類裝置10或半導體元件測試裝置20，並透過分離式的設計架構，可有效阻絕半導體元件分類裝置所產生低頻震動，傳遞至半導體元件測試裝置。

綜上所述，透過前述的設計說明可知，本發明所提供之半導體元件測試分類設備之半導體元件分類裝置與半導體元件測試裝置係採分離式的設計，藉此半導體元件分類裝置產生低頻震動係被阻絕，無法傳遞至半導體元件測試裝置之承載台內。且分離式測試分類設備可方便清潔與換裝，當發生故障或異常時維修人員也可立即接續進行檢測作業，故測試分類設備採分離式的設計可減少機台因更換或維修而停機或待機的時間；又，為了確保分離式測試分類設備的半導體元件分類裝置與半導體元件測試裝置之間的對準不會偏移或錯動而影響測試性能，更提供了輔助定位模組以及浮動定位單元分別進行輔助定位以及精準定位，藉此可大幅提升半導體元件測試分類設備的作業便利性，以及提高半導體元件測試良率、降低測試成本之實用效益。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧半導體元件測試分類設備

10‧‧‧半導體元件分類裝置

11‧‧‧第一本體

110‧‧‧膠墊

111‧‧‧輔助定位模組

12‧‧‧吸取模組

121‧‧‧吸取頭

13‧‧‧入料模組

14‧‧‧檢視模組

15‧‧‧料盤

16‧‧‧傳輸模組

160‧‧‧載移軌道

161‧‧‧載移單元

17‧‧‧震動盤

20‧‧‧半導體元件測試裝置

21‧‧‧第二本體

22‧‧‧測試模組

23‧‧‧承載台

231‧‧‧複數測試座

232‧‧‧無線傳輸模組

24‧‧‧罩體

S2‧‧‧輔助定位模組之第一側邊

S1‧‧‧輔助定位模組之第二側邊

Claims (9)

1. 一種半導體元件測試分類設備，其包含：一半導體元件分類裝置，具有一立於地面之第一本體以及設於該第一本體上之一吸取模組、一入料模組、一檢視模組及一傳輸模組，而該傳輸模組具有彼此互相連接之一載移軌道、一載移單元及一取放單元；以及一半導體元件測試裝置，具有一立於地面之第二本體以及設於該第二本體上之一測試模組，該測試裝置上具有一承載台，該測試模組對準該傳輸模組；其中，該半導體元件分類裝置與該半導體元件測試裝置之間設有一對輔助定位模組並相隔一距離，該對輔助定位模組包含一第一側邊與一第二側邊，該第一側邊平行於該半導體元件分類裝置之該第一本體靠近該傳輸模組之該側，該第二側邊垂直於該第一側邊，相隔之該距離係等於該對輔助定位模組之第二側邊之寬度，藉該距離使該半導體元件分類裝置產生低頻震動係被阻絕，無法傳遞至該半導體元件測試裝置之該承載台內。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該第二本體藉由該對輔助定位模組對準於該第一本體。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該載移單元設有一浮動定位單元，該測試模組藉由該浮動定位單元與該載移單元相互對準。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該對輔助定位模組具有一呈L字型的剖面。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該檢視模組為一電荷耦合元件。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該半導體元件分類裝置更具有一料盤，其對應設置於該取放單元下方，供至少一半導體元件置放。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該半導體元件分類裝置更具有一捲帶式包裝機構，其對應設置於該吸取模組之該些吸取頭下方。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該半導體元件測試裝置更具有一罩體，其罩蓋住該測試模組。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之半導體元件測試分類設備，其中該第一本體與該第二本體之底部分別裝設有複數個具有吸收震動的膠墊。