TWI556345B - 半導體元件靠邊定位機構及其測試裝置 - Google Patents

Description

半導體元件靠邊定位機構及其測試裝置

本發明係關於一種半導體元件靠邊定位機構及其測試裝置，尤指一種適用於半導體元件之靠邊定位機構及其測試裝置。

關於半導體元件之定位機構，過去德國大廠MultiTest就曾利用過靠邊技術，將半導體元件定位推送至對應之角落處，如大陸專利公開號第CN102097351A號所公開之「將兩個成角度的分力施加在調準夾具的鄰接部上的彈性單元」之發明係在探討此一靠邊定位概念。

請參閱圖8，係為習知半導體元件靠邊定位機構之立體圖，圖中出示一種半導體元件之調準夾具910，主要包括有彈性單元固定件982、彈性單元941、第一鄰接部931、第二鄰接部951以及底板911。彈性單元941包括有第一彈簧元件942及第二彈簧元件944分別剛性連接彈性單元固定件982及第一鄰接部931。其中，第一鄰接部931之 剛性結構包括第一部分932及第二部分934，當其進入預加應力之位置時，由於第一鄰接部931遠離第二鄰接部951移動，因此可在接收範圍920內置放待測之半導體元件，使之藉由彈性單元941之恢復力夾扣該半導體元件，並推送至底板911之第二鄰接部951之第一部份952及第二部分954進行靠邊定位。

然而，在此設計下所採用之彈性單元具有不易加工之特點，且若長時間使用則易產生彈性疲乏之現象，故其耐用性及夾持力將隨著時間經過而遞減；此外，關於此發明夾扣方式的設計概念，並無法適用於晶粒(Die)的對位，因夾扣的力量可能造成晶粒破裂的現象產生。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決上述問題之半導體元件靠邊定位機構及其測試裝置，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種半導體元件靠邊定位機構，係以一具有真空吸附及正壓吹氣之陶瓷吸座，配合校正片之設置，有效將半導體元件定位在校正片之開槽對角處，藉此以簡單的機制提高半導體元件定位之效率及精準度。同時，本發明可整合進料、出料模組及取放單元，成為一種整合性之半導體元件靠邊定位測試裝置，具備有結構簡單、定位精準及適用範圍廣之技術特點，成為半導體元件檢測系統中不可或缺之定位裝置。

為達成上述目的，本發明之半導體元件靠邊定位機構包括有一基座、一吸附載座以及一校正片。基座包括一底座及二墊塊，底座上設置有一滑軌及一動力源。吸附載座包括一載盤及一固設於載盤之陶瓷吸座，陶瓷吸座連接至少一連接管，載盤滑設於該滑軌上。校正片具有至少一開槽，固設於二墊塊。

在定位過程中，吸附載座係能藉由動力源在滑軌上滑移至一特定處時，將一置放於陶瓷吸座上之半導體元件定位至開槽之一對角處。藉此，在不更換任何治具的情況下，所述半導體元件將被準確的定位，有助於使用者重複進行取放作業，增進整體半導體元件製作或檢測之效能。

上述動力源可為一與一空氣供應裝置連接之汽缸，其中本發明之滑軌係為一線性滑軌，藉以提供吸附載座在滑軌滑動時所需之動力，其不局限於使用汽缸之動力供應裝置。

上述校正片之開槽若不只一處時，可為陣列排列。藉此，在陶瓷吸座上可同時定位多顆半導體元件，有效節省後續半導體元件加工或檢測之時間及其設備數量，具備批次靠邊定位之特性。此外，該校正片也可依據不同半導體元件之尺寸或厚薄程度進行更換，用以達到較佳之定位精確度，故本發明所採用之校正片具有可更換性且並非單一尺寸。

本發明之連接管可連接一真空源、可提供負壓 吸附之效果，確實將半導體元件吸附於陶瓷吸座上；或連接一空氣供應裝置，可提供正壓懸浮之氣體供應，可解決晶背殘膠附著於陶瓷吸座之問題，使得吸取裝置得以順利吸取半導體元件。此外，當本發明之半導體元件靠邊定位機構倒置時，可直接作為檢測裝置之吸取定位頭，將此定位頭設置於取放裝置上，可同時兼具有吸附、取放及定位之功能。

再者，本發明之陶瓷吸座可為一方形結構，其側邊可與滑軌呈45度角；而校正片之開槽係呈方形，其側邊可與滑軌呈45度角。藉此，可善用陶瓷吸座及校正片之對角處進行定位作業，同時因45度角之設置方式，對角線上之兩對角處皆可作為定位點，不局限於單一特定對角處。

此外，本發明之半導體元件靠邊定位測試裝置，包括有一進料模組、一半導體元件靠邊定位機構、一出料模組以及二取放單元。本發明半導體元件靠邊定位機構，可視需要套用於各類進、出料模組，以增加適用性。

半導體元件靠邊定位機構包括有一基座、一吸附載座及一校正片，基座包括一底座及二墊塊，底座上設置有一滑軌及一動力源；吸附載座包括一載盤及一固設於該載盤之陶瓷吸座，陶瓷吸座連接一連接管，載盤滑設於滑軌上；校正片具有至少一開槽，固設於二墊塊；其中，吸附載座係能藉由動力源在滑軌上滑移至一特定處時，將一置放於陶瓷吸座上之半導體元件定位至開槽之一對角 處。

前述之二取放單元分別設置於進料模組與半導體元件靠邊定位機構之間、及半導體元件靠邊定位機構與出料模組之間。藉此，透過取放單元將半導體元件從進料模組載移到陶瓷吸座上，將半導體元件重新定位後，再次利用取放單元將半導體元件從陶瓷吸座載移至出料模組。

上述進料模組可為轉塔、拖盤、套管或捲帶；出料模組可為拖盤、套管或捲帶。其皆為傳統半導體元件檢測裝置在載移過程中所常用之裝載器皿、乘載裝置或半導體元件交換器。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

1‧‧‧半導體元件靠邊定位機構

11‧‧‧測試單元

2‧‧‧基座

21‧‧‧底座

22‧‧‧墊塊

23‧‧‧滑軌

24‧‧‧動力源

3‧‧‧吸附載座

31‧‧‧載盤

32‧‧‧陶瓷吸座

33‧‧‧連接管

34‧‧‧管口

4‧‧‧校正片

40‧‧‧校正片

41‧‧‧開槽

42‧‧‧開槽

5‧‧‧半導體元件靠邊定位測試裝置

6‧‧‧進料模組

7‧‧‧出料模組

8‧‧‧取放單元

910‧‧‧調準夾具

911‧‧‧底板

920‧‧‧接受範圍

931‧‧‧第一鄰接部

932‧‧‧第一部分

934‧‧‧第二部分

941‧‧‧彈性單元

942‧‧‧第一彈簧元件

944‧‧‧第二彈簧元件

951‧‧‧第二鄰接部

952‧‧‧第一部份

954‧‧‧第二部分

982‧‧‧固定件

圖1係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之立體圖。

圖2係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之分解圖。

圖3係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之初始狀態俯視圖。

圖4係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位 機構之第一方向定位俯視圖。

圖5係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之第二方向定位俯視圖。

圖6係本發明第二較佳實施例之校正片參考圖。

圖7係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位測試裝置之流程架構圖。

圖8係習知半導體元件靠邊定位機構之立體圖。

請參閱圖1，係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之立體圖。圖中出示一種半導體元件靠邊定位機構1，包括有：一基座2、一吸附載座3以及一校正片4。請同時參閱圖2，係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之分解圖。

如圖1、圖2所示，一基座2包括有一底座21及二墊塊22。基本上二墊塊22係用以架設出一容置空間，作為吸附載座3之滑動空間。底座21上設置有一滑軌23及一動力源24，在本實施例中，滑軌23係為線性滑軌，設置於動力源之兩旁，該動力源係為一與一空氣供應裝置(圖未示)連接之汽缸，藉以提供吸附載座3在滑軌23上滑動時所需之動力。

吸附載座3包括一載盤31及一固設於載盤31之陶瓷吸座32，陶瓷吸座32係為一方形結構且在側邊具有複數管口34，用以連接至一真空源或一空氣供應裝置(圖未 示)，在本實施例中，透過四條連接管33連接所述之真空源或空氣供應裝置，其中，所採用之陶瓷材料包含有無數個微米級孔徑，因此當負壓或正壓氣體進入陶瓷吸座32時，便可透過無數細小孔徑均勻地吸附或吹出微量氣體，使得置放於陶瓷吸座32上之半導體元件得以吸附或懸浮在陶瓷吸座32上。

接著，將一具有一開槽41之校正片4固設於二墊塊22上，使得校正片4與陶瓷吸座32之間無空隙存在。藉此，在陶瓷吸座32與校正片4之相對滑動中，校正片4緊貼陶瓷吸座32之上表面並頂推半導體元件使之產生滑動位移。此外，關於陶瓷吸座32及校正片4在底座21上之配置方式，係設定兩者之側邊與滑軌23呈45度角，可善用陶瓷吸座32及校正片4之對角處進行定位作業，同時因45度角之設置方式，對角線上之兩對角處皆可作為定位點，不局限於單一特定對角處。因此，整體觀之，當吸附載座3係藉由動力源24在滑軌23上滑移至一特定處時，可將一置放於陶瓷吸座32上之半導體元件定位至開槽41之一對角處，用以完成定位作業。

此外，當本發明之半導體元件靠邊定位機構1倒置時，可直接作為檢測裝置之吸取定位頭，將此定位頭設置於取放裝置上，可同時兼具有吸附、取放及定位之功能。

再者，在本發明之半導體元件靠邊定位機構中，可適用各類半導體元件測試設備，用以先行定位半導體元 件後，再續行各測試流程，以克服半導體元件不易定位之問題，提高測試之良率。

請參閱圖3至圖5，係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位機構之初始狀態俯視圖、第一方向定位俯視圖以及第二方向定位俯視圖。圖中顯示出本發明兩種定位方式：其一如圖4所示，由初始狀態沿第一方向滑動，並將半導體元件定位至開槽41之左上方對角處；其二如圖5所示，由初始狀態沿與第一方向相反之第二方向滑動，並將半導體元件定位至開槽41之右下方對角處。藉此，因45度角之設置方式，對角線上之兩對角處皆可作為定位點，不局限於單一特定對角處。

接著請參閱圖6，係本發明第二較佳實施例之校正片參考圖。圖中出示另一種具陣列排列開槽42之校正片40，在本實施例中，開槽42係為2*3之矩陣排列，可同時對六顆半導體元件進行定位對準作業，故透過此種設計，可有效執行批次量產之概念，一次對多顆半導體元件進行定位，增加後續加工或檢測之產能。

再者，關於所述之半導體元件靠邊定位機構1與進料及出料端之配合，請參閱圖7，係本發明第一較佳實施例之半導體元件靠邊定位測試裝置之流程架構圖。圖中包括了六大區塊：一進料模組6、二取放單元8、一測試單元11、一半導體元件靠邊定位機構1以及一出料模組7。

在本發明之半導體元件靠邊定位測試裝置5中，半導體元件由進料模組6輸入，其類型可為轉塔、拖盤、 套管或捲帶等方式。此時，設置於進料模組6與半導體元件靠邊定位機構1之間之取放單元8，將會把半導體元件以吸附之方式移動至半導體元件靠邊定位機構1之陶瓷吸座32上。如圖3至圖5所示，吸附載座3係能藉由動力源24在滑軌23上滑移至一特定處時，將置放於陶瓷吸座32上之半導體元件定位至開槽41之一對角處；接著，半導體元件完成定位後，可透過測試單元11檢測半導體元件；另，在半導體元件靠邊定位機構1與出料模組7之間具有另一組取放單元8，將半導體元件以吸附之方式移動至出料模組7，其類型可為拖盤、套管或捲帶等方式來承載半導體元件。

接續上述，當半導體元件完成對準定位後，因常前製程影響定位效果，例如，半導體元件為晶粒(Die)時，會因貼片及切割之前製程影響，故晶粒背部多會帶有貼片後之殘膠，導致半導體元件黏著在陶瓷吸座32上，無法順利吸取半導體元件。因此，透過本發明一與連接管33連接之空氣供應裝置給予正壓微量氣體供應，使得半導體元件懸浮在陶瓷吸座32表面上，亦可噴除陶瓷吸座32之微塵。藉此，在晶背及吸座表面間不再產生黏著力，半導體元件將變得易於吸取。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧半導體元件靠邊定位機構

2‧‧‧基座

21‧‧‧底座

22‧‧‧墊塊

23‧‧‧滑軌

24‧‧‧動力源

3‧‧‧吸附載座

31‧‧‧載盤

32‧‧‧陶瓷吸座

33‧‧‧連接管

4‧‧‧校正片

41‧‧‧開槽

Claims (14)

1. 一種半導體元件靠邊定位機構，包括有：一基座，包括一底座及二墊塊，該底座上設置有一滑軌及一動力源；一吸附載座，包括一載盤及一固設於該載盤之陶瓷吸座，該陶瓷吸座連接至少一連接管，該載盤滑設於該滑軌上；以及一校正片，具有至少一開槽，固設於該二墊塊；其中，該吸附載座係能藉由該動力源在該滑軌上滑移至一特定處時，將一置放於該陶瓷吸座上之半導體元件定位至該開槽之一對角處。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該動力源係為一與一空氣供應裝置連接之汽缸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該校正片之複數開槽係為陣列排列。
4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該連接管係連接一真空源或一空氣供應裝置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該陶瓷吸座係為一方形結構，其側邊係與該滑軌呈45度角。
6. 如申請專利範圍第5項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該校正片之該開槽係呈方形，其側邊係與該滑軌呈45度角。
7. 一種半導體元件靠邊定位測試裝置，包括有： 一進料模組；一半導體元件靠邊定位機構，係包括有一基座、一吸附載座及一校正片，該基座包括一底座及二墊塊，該底座上設置有一滑軌及一動力源；該吸附載座包括一載盤及一固設於該載盤之陶瓷吸座，該陶瓷吸座連接一連接管，該載盤滑設於該滑軌上；該校正片具有至少一開槽，固設於該二墊塊；其中，該吸附載座係能藉由該動力源在該滑軌上滑移至一特定處時，將一置放於該陶瓷吸座上之半導體元件定位至該開槽之一對角處；一測試單元，用以檢測半導體元件；一出料模組；以及二取放單元，分別設置於該進料模組與該半導體元件靠邊定位機構之間、及該半導體元件靠邊定位機構與該出料模組之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件靠邊定位測試裝置，其中，該進料模組係為轉塔、拖盤、套管或捲帶。
9. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件靠邊定位測試裝置，其中，該出料模組係為拖盤、套管、捲帶或半導體元件交換器。
10. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件靠邊定位測試裝置，其中，該動力源係為一與一空氣供應裝置連接之汽缸。
11. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該校正片之複數開槽係為陣列排列。
12. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該連接管係連接一真空源或一空氣供應裝置。
13. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該陶瓷吸座係為一方形結構，其側邊係與該滑軌呈45度角。
14. 如申請專利範圍第13項所述之半導體元件靠邊定位機構，其中，該校正片之該開槽係呈方形，其側邊係與該滑軌呈45度角。