TWI732433B - 利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的方法及系統，此系統是在機台上分佈著預備區、檢查區、預溫區、測試運作區、回溫區、分檢區及乾燥室，其中預溫區、測試運作區、回溫區是位於乾燥室內，此方法由一金屬載盤承載著多個晶片依序經機台上之預備區、檢查區、預溫區、測試運作區、回溫區及分檢區，讓承載著多個晶片的金屬載盤以直接接觸的控溫方式，配合自動化機構的運作，讓晶片在不同角度的狀態下，完成晶片的三溫(高溫、室溫及低溫)及高壓的測試。

Description

利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統及方法

本發明為一種自動化測試分類的技術領域，尤其指一種利用金屬載盤以直接接觸的控溫方式，進行晶片自動化的三溫(高溫、室溫及低溫)、高壓及旋轉的測試。

胎壓偵測器，是偵測車輛行駛中的輪胎壓力，提供相關數據，再由車輛本身的安全系統隨時監控。車輛停止時輪胎隨著室外溫度可降至零度，甚至達-20~-40℃點低溫，車輛行駛中輪胎內壓力又可達高溫高壓狀態，因此對胎壓偵測器所使用的晶片，會模擬高溫、室溫及低溫(125℃~-40℃)的三溫環境及高壓狀態(絶對壓力130~900kpa)進行測試，過程中也必須對晶片進行旋轉，以符合實際需求。

習用此類晶片測試機是利用測試承座(TEST SOCKET DEVICE)固定著晶片，如果要進行大數量的測試，相對地也必須使用多個測試承座；造成整個機台體積大，造價高昂。另外機台必須模擬高壓、三溫的測試環境，就必須在一個可密封的腔室內進行，加上載台必須能旋轉角度，如此腔室的設計及內部結構就必須考慮密封效果、升溫、降溫、高壓以及旋轉等多項要求，若要自動化連續性進行測試作業，此將造成整個機台設備極為複雜且成本高。

為解決上述之問題，本發明的主要目的是提供一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統及方法，主要是利用一金屬載盤承載著多個晶片，之後經機台上多個不同的作業區，有效率地使金屬載盤預溫後再進行測試，之後回溫再分類收集晶片，在高壓、旋轉、以及三溫(高溫、室溫及低溫)的測試環境下，達到自動化測試分類的目的。

為達上述之目的，本發明為一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的方法，是由一金屬載盤承載著多個晶片於機台上進行測試作業，該機台上分佈著預備區、檢查區、預溫區、測試運作區、回溫區、分檢區及乾燥室，其中預溫區、測試運作區、回溫區是位於乾燥室內，其步驟包括：將放置於預備區之金屬載盤移載至檢查區；檢查區檢測金屬載盤上多個晶片位置是否正確並記錄，完成後送至預溫區；預溫區以直接接觸金屬載盤的方式進行升或降至預定溫度，完成後送至測試運作區；測試運作區能在設定溫度、壓力及金屬載盤放置角度的條件下進行測試，完成後送至回溫區；回溫區讓金屬載盤溫度回至室溫狀態，完成後送至分檢區；以及分檢區依測試運作區的檢測結果，進行剔除不良品、遞補良品並收集儲存。

再者，本發明為一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，包括一機台及設置其上的預備區、檢查區、溫控區、測試運作區、回溫區分檢區及一乾燥室，供一金屬載盤承載著多個晶片於機台上進行測試作業：預備區包括堆疊儲放區及入料移載機構，待測之金屬載盤放置於堆疊儲放區，之由入料移載機構負責將金屬載盤送至檢查區；檢查區包括光學檢查設備及入料往復檢構，光學檢查設備負責檢查晶片放置於金屬載盤上的位置是否正確，之 後由入料往復機構送至溫控區；溫控區包括溫控平台及移入機械臂，溫控平台供金屬載盤放置其上，由溫控平台直接與該金屬承盤接觸並進行升溫或降溫，使金屬承盤與其上多個晶片達到預定溫度，之後由移入機械臂將金屬承載送至測試運作區；測試運作區是將移載至此區的金屬載盤及其上多個晶片旋轉至不同角度狀態，並此角度下進行預定溫度及壓力的測試；回溫區包括回溫平台及移出機械臂，移出機械臂將完成測試的金屬載盤移至回溫平台上，回溫平台供放置的金屬載盤恢復至室溫狀態；乾燥室為提供溼度於可被控制的作業室，溫控區、測試運作區及回溫區設置於乾燥室內；分檢區包括出料往復機構、暫放區，至少一不良品堆疊區、至少一良品堆疊區及分類機械手臂，出料往復移載機構將金屬載盤由回溫平台送至暫放區，分類機構手臂依測試結果將晶片放置相對應的不良品堆疊區、或良品堆疊區。

在本發明的較佳實施例中，測試運作區是在溫度125℃~-40℃、絶對壓力130~900kpa及金屬載盤放置角度-90度~180度的條件下進行測試。

在本發明的較佳實施例中，溫控平台內部設有加熱器及冷卻液循環系統，能精確控制溫度於125℃~-40℃。

在本發明的較佳實施例中，回溫平台內部設有加熱器使溫度提升，乾燥室於回溫區所在處內另設有風扇。

在本發明的較佳實施例中，乾燥室能控制此區域內的溼度在1%~5%。

在本發明的較佳實施例中，乾燥室設有自動入料閘門及自動出料閘門，自動入料閘門可於入料往復機構作動時開啟，自動出料閘門則在出料往復機構作動時開啟。

綜合以上所述，本發明利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統及方法，具有下列幾項具體功效：

1.採自動化的運作模式，在晶片處於-90度~180度的特定角度中，完成在高壓及三溫(高溫、室溫及低溫)的測試。

2.採用金屬載盤承載晶片並以直接接觸升溫或降溫的模式，讓整體機台的造價成本有效降低。

3.測試及分類效率高，降低測試成本。

101~106:步驟

A:金屬載盤

A1:槽

2:機台

21:頂殼

22:視窗

3:預備區

31:堆疊儲放區

32:入料移載機構

4:檢查區

41:光學檢查設備

42:入料往復檢構

5:溫控區

51:溫控平台

52:移入機械臂

6:測試運作區

7:回溫區

71:回溫平台

72:移出機械臂

73:風扇

8:分檢區

81:出料往復機構

82:暫放區

83:不良品堆疊區

84:良品堆疊區

85:分類機械手臂

86:分類暫放區

87:良品補充區

9:乾燥室

91:自動入料閘門

92:自動出料閘門

圖1為本發明方法之流程立體圖；圖2為本發明系統的立體圖；圖3為本發明機台缷下頂殼後之立體圖；圖4為圖3中主要結構的俯視放大圖；圖5為圖3中缷下乾燥室後之立體圖；圖6為圖5中主要結構的俯視放大圖；圖7為圖6中缷下入料移載機構、移入機械臂、移出機械臂及分類機械手臂等構件後的俯視放大圖。

圖8為金屬載盤的立體放大圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

如圖1所示，為本發明方法之流程圖。本發明為一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的方法，是由一金屬載盤承載著多個晶片於機台上進行測試作業。機台上分佈著預備區、檢查區、預溫區、測試運作區、回溫區、分檢區及乾燥室，其中預溫區、測試運作區、回溫區是在乾燥室內，其步驟包括：

步驟101：將放置於預備區之金屬載盤移載至檢查區；

步驟102：檢查區檢查金屬載盤上多個晶片位置是否正確並記錄，完成後送至預溫區；此包括檢查晶片數目是否正確，晶片正反面是否放對。

步驟103：預溫區以直接接觸金屬載盤的方式進行升或降至預定溫度，完成後送至測試運作區；

步驟104：測試運作區能在設定之溫度、壓力及控制金屬載盤放置角度的條件下進行測試，完成後送至回溫區；其中測試運作區能在溫度125℃~-40℃、絶對壓力130~900kpa及金屬載盤放置角度-90度~180度的條件下進行測試。

步驟105：回溫區讓金屬載盤溫度回至室溫狀態，完成後送至分檢區；

步驟106：分檢區依測試運作區的測試結果，於金屬載板上進行晶片剔除不良品、遞補良品並收集儲存。

為了達到上述之方法，本發明提供了一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，如圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括機台2及設置其上的預備區3、檢查區4、溫控區5、測試運作區6、回溫區7、分檢區8及乾燥室9。如圖8所示，為本發明所使用的金屬載盤A，金屬載盤A具有多個槽A1以承載著多個晶片。本發明是利用金屬載盤A承載著晶片於機台2上依序移動，使晶片在不同角度狀態下，完成三溫(高溫、室溫、低溫)、高壓的測試。

如圖2所示，機台2頂部另設有頂殼21及可開啟的視窗22。頂殼21是防止灰塵進入。視窗22開啟後，欲測試之金屬載盤由此移入，或供測試完成後且承載著良品或不良品的金屬載盤移出。

預備區3包括堆疊儲放區31及入料移載機構32。堆疊儲放區31內設有堆疊升降機構，供待測之金屬載盤A放置於該堆疊儲放區31。入料移載機構32為三軸向(X-Y-Z軸)的移載夾持機構，由入料移載機構32負責將金屬載盤A由堆疊儲放區31送至檢查區4。

檢查區4包括光學檢查設備41及入料往復檢構42(如圖6所示)。由預備區3移載過來的金屬載盤A會先放置於光學檢查設備41下方。由光學檢查設備41的攝影鏡頭拍攝金屬載盤A上晶片的影像，經分析比對，檢查晶片放置於金屬載盤A上的數量及位置是否正確，並加以記錄儲存，後續檢測時瑕疵所在位置就不進行檢測。入料往復機構42為一種似龍門框架的往復移載機構，入料往復機構42負責將檢查後的金屬載盤A送至溫控區5。

溫控區5包括至少一溫控平台51及移入機械臂52(如圖5~圖7)。在本實施例中，是設有三個溫控平台51。在圖7中，其中一個溫控平台51位於入料往復機構42下方，並未標出。每個溫控平台51內部設有加熱器及冷卻液循環系統，能精確控制平台表面溫度於125℃~-40℃。溫控平台51供金屬載盤A放置其上，由溫控平台51直接與金屬承盤A接觸並進行升溫或降溫，使金屬承盤A與其上多個晶片達到預定溫度，即高溫、室溫及低溫等三溫狀態。移入機械臂52也是三軸向(X-Y-Z軸)的移載夾持機構，由移入機械臂52將不同位置之溫控平台51上的金屬載盤A抓取，之後再移動測試運作區。

測試運作區6為主要的電性測試作業工作區，此測試運作區6內機構已見於申請案號108146436之『多晶片多功能測試系統』，也可依測試需求選用不同型式的結構，故不再在詳加描述。測試運作區6能將移載至此區的金屬載 盤A及連同其上多個晶片旋轉至不同角度狀態，並此角度下進行預定溫度及壓力的測試。測試運作區的作業溫度125℃~-40℃、絶對壓力130~900kpa及金屬載盤A可被旋轉的角度為-90度~180度。

回溫區7包括至少回溫平台71及移出機械臂72。移出機械臂72是一種三軸向(X-Y-Z軸)的移載夾持機構，由移出機械臂72將測試完的金屬載盤A由測試作運作區6移出至回溫平台71上。在本實施例中，回溫平台71設有三個，回溫平台71內部設有加熱器，使放置其上的金屬載盤A由低溫升至室溫。另外回溫區7進一步包括一風扇73，風扇73固定於乾燥室9的罩殼內，且於回溫區7所在處，利用風扇73讓高溫晶片降至室溫。

分檢區8包括出料往復機構81、暫放區82，多個不良品堆疊區83、良品堆疊區84及分類機械手臂85。出料往復機構81為一種似龍門框架的往復移載機構，出料往復機構81負責將回溫平台71上的金屬載盤A移出至暫放區82，如圖5所示，暫放區82位於移動至此之出料往復機構81的下方位置。不良品堆疊區83、良品堆疊區84內設有堆疊升降機構，供金屬載盤A設置於此，在本實施例中具有多個不良品堆疊區83，用以供不同測試結果不同的不良品分類放置，便於使用者回收再處理。分類機械手臂85為三軸向(X-Y-Z軸)的移載夾持機構，但在本實施中還包括多個吸嘴。分類機械手臂85除了能將整個金屬載盤A由暫放區82移至良品堆疊區84，也能將金屬載盤A上的不良品晶片，由吸盤吸取移動相對應位置之不良品堆疊區83內金屬載盤內，藉此予以分類、收集。另外在本實施例中還包括分類暫放區86、良品補充區87(如圖6及圖7所示)。分類機械手臂85是將暫放區82的金屬載盤A先移至分類暫放區86，之後將不良品晶片移至不良品堆疊區83上的金屬載盤A上，再由良品補充區87上的金屬載盤A中取出良品回補，完成剔除不良品、遞補良品後，之後再將全部為良品的金屬載盤A移至良品堆疊區84收集。

乾燥室9提供溼度於可被控制的作業室，對照圖3、圖4及圖5所示，溫控區5、測試運作區6及回溫區7皆設置於乾燥室8內。在本實施例中，乾燥室8能控制此區域內的溼度在0%~5%。另外乾燥室9設有自動入料閘門91及自動出料閘門92。自動入料閘門91可於入料往復機構42作動時開啟，即入料往復機構42將金屬載盤A移入溫控區5或退回檢查區4時開啟。自動出料閘門92則在出料往復機構81作動時開啟，即入料往復機構81將金屬載盤於回溫區7、暫存區82之間移動時開啟。

綜合以上所述，本發明為一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的方法及系統，能以自動化的運作方式，由金屬載盤承載著晶片，在後續溫控、測試運作及回溫作中，以直接接觸金屬載盤的升、降溫方式，達到較佳及容易的控溫方式。另外乾燥室能維持前述溫控作業時的溼度，避免於低溫作業中晶片表面結霜，影響測試的正確性，藉此本發明能自動化進行晶片在不同設置角度中的高壓、三溫測試，符合專利申請之要件。

以上所述者僅為用以解釋本發明的較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的發明精神下所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護的範疇。

101~106:步驟

Claims (6)

1. 一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的方法，是由一金屬載盤承載著多個晶片於機台上進行測試作業，該機台上分佈著預備區、檢查區、預溫區、測試運作區、回溫區、分檢區及乾燥室，其中該預溫區、該測試運作區、該回溫區位於該乾燥室內，其步驟包括：將放置於該預備區之該金屬載盤移載至該檢查區；該檢查區檢測該金屬載盤上之該多個晶片位置是否正確並記錄，完成後送至該預溫區；該預溫區以直接接觸該金屬載盤的方式進行升或降至預定溫度，完成後送至該測試運作區；該測試運作區能在設定之溫度、壓力及該金屬載盤放置角度的條件下進行測試，完成後送至該回溫區；該回溫區讓該金屬載盤溫度回至室溫狀態，完成後送至該分檢區；該分檢區依該測試運作區的測試結果，進行剔除不良品、遞補良品並收集儲存。
2. 一種利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，包括一機台及設置其上的預備區、檢查區、溫控區、測試運作區、回溫區、分檢區及一乾燥室，供一金屬載盤承載著多個晶片於該機台上進行測試作業；該預備區，包括堆疊儲放區及入料移載機構，待測之該金屬載盤放置於該堆疊儲放區，之後由該入料移載機構負責將金屬載盤送至該檢查區；該檢查區包括光學檢查設備及入料往復檢構，該光學檢查設備負責檢查晶片放置於金屬載盤上的位置是否正確，之後由該入料往復機構送至該溫控區； 該溫控區，包括溫控平台及移入機械臂，該溫控平台供該金屬載盤放置其上，由該溫控平台直接與該金屬承盤接觸並進行升溫或降溫，使該金屬承盤與其上該多個晶片達到預定溫度，之後由該移入機械臂將該金屬載盤送至該測試運作區；該測試運作區，將移載至此區的該金屬載盤上的該多個晶片進行電性測試；該回溫區，包括回溫平台及移出機械臂，該移出機械臂將完成測試的該金屬載盤移至該回溫平台上，該回溫平台供放置的該金屬載盤恢復至室溫狀態；該乾燥室提供溼度於可被控制的作業室，該溫控區、該測試運作區及該回溫區位於該乾燥室內；該分檢區，包括出料往復機構、暫放區、至少一不良品堆疊區、至少一良品堆疊區及分類機械手臂，該出料往復機構將該金屬載盤由該回溫平台送至該暫放區，該分類機構手臂依測試結果將該晶片放置對應的該不良品堆疊區、該良品堆疊區。
3. 如請求項2所述之利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，該溫控平台內部設有加熱器及冷卻液循環系統，能精確控制溫度於125℃~-40℃。
4. 如請求項2所述之利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，該回溫平台內部設有加熱器使溫度提升，該乾燥室於該回溫區所在處內另設有風扇。
5. 如申請求項2所述之利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，該乾燥室能控制此區域內的溼度在0%~5%。
6. 如申請求項2所述之利用金屬載盤進行晶片自動化測試分類的系統，該乾燥室設有自動入料閘門及自動出料閘門，該自動入料閘門可於該入料往復機構作動時開啟，該自動出料閘門則在該出料往復機構作動時開啟。

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