KR100300132B1 - Contact force control device between semiconductor device and tester socket - Google Patents
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Abstract
시험될 반도체 소자를 테스터의 소켓과 접촉시킬 때 접촉 속도를 빠르게 하여 검사 장치의 인덱스 타임을 줄이고 반도체 소자와 소켓에 가해지는 응력을 최소화시켜서 반도체 소자나 소켓의 손상을 방지하여 안정성과 신뢰성이 향상된 반도체 소자의 검사결과를 얻을 수 있는 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 AC 서보 모터 어셈블리는, AC 서보 모터, 모터 풀리 및 브라켓을 구비한다. AC 서보 모터 어셈블리는 미리 입력된 제어값을 기초로하여 작동하고, 시험될 반도체 소자를 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시키기에 적합한 회전 운동 에너지를 생성한다. 본 발명의 프레스 유니트 어셈블리는 벨트에 의해서 AC 서보 모터 어셈블리에 연결되고, AC 서보 모터 어셈블리로부터 생성된 회전 운동에너지를 전달받아서 반도체 소자를 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시킨다. 프레스 유니트 어셈블리는, 회전 운동 에너지를 직선 운동 에너지로 변환시키기 위한 스크루 어셈블리 및 스크루 어셈블리로부터 직선 운동 에너지를 전달받아 상하운동하는 구동 어셈블리를 구비한다.When the semiconductor device to be tested is brought into contact with the tester's socket, the contact speed is increased to reduce the index time of the inspection apparatus and the stress applied to the semiconductor device and the socket is minimized to prevent damage to the semiconductor device or the socket, thereby improving stability and reliability. An apparatus for controlling contact force between a semiconductor device and a tester socket capable of obtaining device inspection results is disclosed. The AC servo motor assembly according to the present invention includes an AC servo motor, a motor pulley and a bracket. The AC servo motor assembly operates based on a pre-input control value and generates rotational kinetic energy suitable for quick and smooth contact of the semiconductor element to be tested with the tester socket. The press unit assembly of the present invention is connected to the AC servo motor assembly by a belt, and receives the rotational kinetic energy generated from the AC servo motor assembly to quickly and smoothly contact the semiconductor element with the tester socket. The press unit assembly includes a screw assembly for converting rotational kinetic energy into linear kinetic energy and a drive assembly that receives the linear kinetic energy from the screw assembly and moves up and down.
Description
본 발명은 생산이 완료된 반도체 소자의 성능을 검사하기 위한 검사장치의 테스트부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 검사 장치에 있어서 시험될 반도체 소자를 테스터의 소켓과 접촉시킬 때 모터의 구동력을 적절하게 제어함과 동시에, 반도체 소자를 접촉 위치까지 고속으로 진행시킨 후 AC 서보 모터를 이용해서 반도체 소자의 형태나 반도체 소자 리드의 수에 대응하여 테스터의 소켓과 반도체 소자간의 접촉 압력을 최적의 상태로 제어함으로써, 반도체 소자나 테스터의 소켓에 가해지는 불필요한 응력을 제거하여 부드러운 접촉을 유지시키기 위한 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test unit of an inspection apparatus for inspecting the performance of a semiconductor device that has been produced. More particularly, the present invention relates to a test unit of an inspection apparatus for measuring the driving force of a motor when the semiconductor element to be tested is brought into contact with a socket of a tester. Properly controlled, the semiconductor element is moved to the contact position at high speed, and then the contact pressure between the socket of the tester and the semiconductor element is optimally adjusted according to the shape of the semiconductor element or the number of semiconductor element leads using an AC servo motor. The present invention relates to a contact force control device between a semiconductor element and a tester socket for removing unnecessary stress applied to the socket of the semiconductor element or the tester to maintain a smooth contact.
최근의 전자 산업 분야에서는, 집적회로, 반도체 칩과 같은 전자장치들의 생산량 및 기능은 급속도로 증가시키는 반면에, 그 크기 및 단위 제조비용을 감소시키려는 노력이 다양하게 이루어지고 있다. 이러한 방법의 하나로, 제조가 완료된 전자장치들의 특성과 성능을 검사하기 위한 검사 공정에 있어서 다수의 전자장치들을 동시에 시험함으로써 전자장치들의 시험 속도를 증가시키는 것을 들 수 있다.In the recent electronics industry, while the output and function of electronic devices such as integrated circuits and semiconductor chips are rapidly increasing, various efforts have been made to reduce their size and unit manufacturing cost. One such method is to increase the test speed of electronic devices by simultaneously testing a plurality of electronic devices in an inspection process for inspecting the characteristics and performance of manufactured electronic devices.
이를 위해서, 다수의 전자장치들에 대한 테스트 속도를 증가시킨 새로운 형태의 자동 검사장치가 개발된바 있다. 새로운 형태의 검사장치에서는 시험될 다수의 전자장치들이 다수의 테스트 콘택터를 구비한 테스트 헤드 판과 결합할 수 있도록 테스트 트레이 상에 위치된다. 이때, 각각의 전자 장치, 예를들어 하나의 반도체 소자는 작고 정교하게 제조되기 때문에 취급시의 파손 위험성을 방지하고 특성 시험을 위한 위치를 정확하게 유지하기 위하여 캐리어 모듈 내에 수용된다. 반도체 소자를 보유하는 캐리어 모듈은 테스트 트레이에서 종방향과 횡방향으로 정렬하여 배열되고, 테스트 트레이는 반도체 소자의 검사를 위해서 수평의 이송장치에 의하여 테스트 헤드 근처로 운반된다.To this end, a new type of automatic inspection device has been developed that increases the test speed of a plurality of electronic devices. In a new type of inspection device, a plurality of electronic devices to be tested are placed on a test tray so that they can be combined with a test head plate having a plurality of test contactors. At this time, each electronic device, for example one semiconductor element, is made small and delicately and is housed in a carrier module in order to prevent the risk of damage during handling and to maintain the position for the characteristic test correctly. Carrier modules holding semiconductor elements are arranged in a test tray in the longitudinal and transverse directions, and the test trays are conveyed near the test head by horizontal feeders for inspection of the semiconductor devices.
테스트 헤드 근처로 운반된 반도체 소자는 수직 방향으로 왕복 운동이 가능한 척 유니트를 갖춘 캐리어 장치에 의해서 테스트 트레이로부터 테스트 헤드 상에 배치된 검사대(performance board; PB) 상의 소켓 위로 이송된다. 반도체 소자는 소켓 상에서 성능 검사를 받고, 다시 캐리어에 의해서 소켓으로부터 수직 방향으로 들어 올려진후 수평의 이송장치에 의해서 원하는 위치로 이송된다.The semiconductor element carried near the test head is transferred from the test tray onto a socket on a performance board (PB) disposed on the test head by a carrier device having a chuck unit capable of reciprocating in the vertical direction. The semiconductor device is subjected to a performance test on the socket, again lifted from the socket by the carrier in the vertical direction, and then transferred to a desired position by a horizontal conveying device.
도 4a는 종래 기술에 따른 에어 척 유니트와 테스트 트레이간의 관계를 보여주는 도면이고, 도 4b는 종래 기술에 따른 에어 척 유니트와 테스터 소켓간의 관계를 보여주는 도면이다.Figure 4a is a view showing a relationship between the air chuck unit and the test tray according to the prior art, Figure 4b is a view showing a relationship between the air chuck unit and the tester socket according to the prior art.
도 4a 및 4b를 참조하면, 캐리어 장치(10)는 드라이브 헤드(12)를 구비한다. 드라이브 헤드(12) 상에는 2개의 에어척 유니트(14a,14b)가 장착된다. 에어척 유니트(14a,14b)는 각각 에어 실린더(16)를 구비한다. 에어 실린더(16)는 에어 실린더(16)로부터 하방향으로 연장된 로드(18) 및 로드(18)의 하단부에 부착된 흡착 패드(20)를 구비한다. 흡착 패드(20)는 고무와 같은 탄성 재료로 이루어지며, 디스크 형상을 갖는다. 에어 실린더(16)의 일측에는 각각 다수의 공기 유입구(22a,22b)와 공기 흡입구(24)가 형성된다. 공기 흡입구(24)는 공기 유입구(22a,22b) 사이에 형성되고, 흡착 패드(20)의 중앙부로부터 공기를 흡입하기 위한 에어 펌프(도시되지 않음)에 연결된다.4A and 4B, the carrier device 10 includes a drive head 12. Two air chuck units 14a and 14b are mounted on the drive head 12. The air chuck units 14a and 14b are each provided with an air cylinder 16. The air cylinder 16 has a rod 18 extending downward from the air cylinder 16 and a suction pad 20 attached to the lower end of the rod 18. The suction pad 20 is made of an elastic material such as rubber and has a disk shape. A plurality of air inlets 22a and 22b and air intakes 24 are formed at one side of the air cylinder 16, respectively. An air inlet 24 is formed between the air inlets 22a and 22b and is connected to an air pump (not shown) for sucking air from the center of the suction pad 20.
한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 캐리어 장치(10)는 테스트 트레이(26)에 대하여 수직방향으로 대향하여 위치할 수 있다. 테스트 트레이(26) 상에는 반도체 소자(50)를 보유하는 캐리어 모듈(28)이 일정 간격으로 정렬하여 배치된다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 캐리어 장치(10)는 테스트 헤드(30) 상에 배치된 검사대(PB)(32)에 대향하여 위치할 수 있다. 검사대(32) 위에는 다수의 소켓(34)이 일정 간격으로 나란하게 배열된다. 소켓(34) 내에는 검사될 반도체 소자(50)의 리드(52)와 접촉하는 소켓 단자(36)가 배치된다. 소켓 단자(36)는 단자 연결용 와이어(38)를 통해서 테스터(도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다.Meanwhile, as shown in FIG. 4A, the carrier device 10 may be positioned to face the test tray 26 in a vertical direction. On the test tray 26, the carrier modules 28 holding the semiconductor elements 50 are arranged at regular intervals. In addition, as shown in FIG. 4B, the carrier device 10 may be positioned opposite the inspection table (PB) 32 disposed on the test head 30. On the test table 32, a plurality of sockets 34 are arranged side by side at regular intervals. Within the socket 34 is a socket terminal 36 which is in contact with the lead 52 of the semiconductor element 50 to be inspected. The socket terminal 36 is electrically connected to a tester (not shown) via the terminal connection wire 38.
먼저, 전술한 바와같이 구성된 캐리어 장치(10)를 이용하여 반도체 소자(50)를 테스트 트레이(26)의 캐리어 모듈(28)로부터 들어 올리는 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.First, a process of lifting the semiconductor device 50 from the carrier module 28 of the test tray 26 using the carrier device 10 configured as described above will be briefly described.
도 4a에 도시된 바와 같이, 반도체 소자(50)를 보유하는 테스트 트레이(26)가 이송 장치(도시되지 않음)에 의해서 소정의 위치로 이송되면, 캐리어 장치(10)는 테스트 트레이(26) 위로 이동한다. 이때, 반도체 소자(50)의 성능 검사를 위해서 캐리어 장치(10)를 이용하여 테스트 트레이(26)의 캐리어 모듈(28)로부터 반도체 소자(50)를 들어 올리기 위해서는, 에어 실린더(16)의 일측에 형성된 공기 유입구(22a)를 통해서 에어 실린더(16) 내로 공기를 공급한다. 그러면, 로드(18)는 하방향으로 연장되고, 이에 의해 흡착 패드(20)는 반도체 소자(50) 쪽으로 접근하여 반도체 소자(50)의 표면상에 접하게 된다. 이때, 반도체 소자(50)는 흡착 패드(20) 상에 흡착된다.As shown in FIG. 4A, when the test tray 26 holding the semiconductor element 50 is transferred to a predetermined position by a transfer device (not shown), the carrier device 10 is placed above the test tray 26. Move. At this time, in order to lift the semiconductor device 50 from the carrier module 28 of the test tray 26 using the carrier device 10 to check the performance of the semiconductor device 50, one side of the air cylinder 16 is provided. Air is supplied into the air cylinder 16 through the formed air inlet 22a. The rod 18 then extends downward, whereby the adsorption pad 20 approaches the semiconductor element 50 and abuts on the surface of the semiconductor element 50. At this time, the semiconductor element 50 is adsorbed on the adsorption pad 20.
이러한 상태하에서, 공기 유입구(22b)를 통해서 가압된 공기를 에어 실린더(16) 내로 공급하면, 로드(18)가 상방향으로 움직이게 된다. 그 결과, 반도체 소자(50)는 테스트 트레이(26)의 캐리어 모듈(28)로부터 들어 올려진다. 이러한 상태하에서 에어척 유니트(14a,14b)는 드라이브 헤드(12)에 의해서 테스트 헤드(30)로 이동한후, 테스트 헤드(30) 상에 배치된 검사대(PB)(32)에 수직하게 대향하여 위치한다.Under this condition, when the pressurized air is supplied into the air cylinder 16 through the air inlet 22b, the rod 18 moves upward. As a result, the semiconductor element 50 is lifted from the carrier module 28 of the test tray 26. Under this condition, the air chuck units 14a and 14b are moved to the test head 30 by the drive head 12, and then positioned perpendicularly to the inspection table PB 32 disposed on the test head 30. do.
다음으로, 전술한 바와같은 캐리어 장치(10)를 이용하여 반도체 소자(50)를 검사대(PB)(32) 상의 소켓(34) 내에 로딩하는 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.Next, the process of loading the semiconductor device 50 into the socket 34 on the inspection table (PB) 32 using the carrier device 10 as described above will be briefly described.
먼저, 캐리어 장치(10)를 이용하여 반도체 소자(50)를 소켓(34) 내에 위치시키기 위해서는 에어 실린더(16)의 일측에 형성된 공기 유입구(22a)를 통해서 에어 실린더(16) 내로 공기를 공급한다. 그러면, 로드(18)는 하방향으로 연장된다. 이때, 반도체 소자(50)를 일시적으로 흡착하고 있는 흡착 패드(20)는 반도체 소자(50)의 리드(52)가 검사대(PB)(32) 상의 소켓(34)내에 설치된 소켓 단자(36)와 접촉할 때까지 소켓(34)쪽으로 점진적으로 접근하게 된다. 반도체 소자(50)의 리드(52)가 소켓 단자(36)와 접촉하게 되면, 에어 실린더(16)의 공기 흡입구(24)에 연결된 에어 펌프의 작동을 정지시킨다. 그러면, 반도체 소자(50)는 소켓(34) 내에 남겨지고 로드(18)는 상방향으로 이동하게 된다.First, in order to position the semiconductor device 50 in the socket 34 using the carrier device 10, air is supplied into the air cylinder 16 through an air inlet 22a formed at one side of the air cylinder 16. . The rod 18 then extends downward. At this time, the adsorption pad 20 which temporarily adsorbs the semiconductor element 50 includes a socket terminal 36 in which the lead 52 of the semiconductor element 50 is provided in the socket 34 on the inspection table (PB) 32. Progressive access is made toward the socket 34 until contact is made. When the lead 52 of the semiconductor element 50 comes into contact with the socket terminal 36, the operation of the air pump connected to the air inlet 24 of the air cylinder 16 is stopped. Then, the semiconductor element 50 is left in the socket 34 and the rod 18 moves upward.
테스트 헤드(30) 상에 배치된 검사대(PB)(32)에서 반도체 소자(50)의 성능 검사가 완료되면, 반도체 소자(50)는 테스트 트레이(26)의 캐리어 모듈(28)로부터 반도체 소자(50)를 들어 올리는 방식과 동일한 방식으로 소켓(34)으로부터 들어 올려지고 이송장치에 의해서 테스트 트레이(26) 상의 초기 위치 또는 다른 테스트 트레이 상으로 이송된다.When the performance test of the semiconductor device 50 is completed on the inspection table (PB) 32 disposed on the test head 30, the semiconductor device 50 is transferred from the carrier module 28 of the test tray 26 to the semiconductor device ( 50 is lifted from the socket 34 in the same manner as the lifting method, and is transported by the conveying device onto an initial position on the test tray 26 or on another test tray.
그런데, 전술한 바와 같이 구성된 캐리어 장치(10)를 이용하여 반도체 소자(50)를 검사대(PB)(32) 상의 소켓(34) 내에 로딩하는 경우에는, 에어 실린더로 이루어진 에어척 유니트(14a,14b)를 이용하기 때문에 고정된 압력으로 반도체 소자(50)를 소켓(34)에 접촉시키게 된다. 따라서, 타입이 다른 반도체 소자에는 적절하게 대응할 수 없는 결점이 있다. 또한, 반도체 소자(50)와 소켓(34)이 평행 상태가 아닌 경우에는, 반도체 소자(50)의 일정 부위에만 접촉 압력이 전달되므로, 반도체 소자(50)에 응력이 가해져서 반도체 소자(50)나 소켓(34)이 변형을 일으키게 되는 문제점이 있다. 그 결과, 원하는 결과치와는 판이하게 다른 잘못된 결과를 산출할 수 있다.By the way, when loading the semiconductor element 50 into the socket 34 on the test stand PB 32 using the carrier apparatus 10 comprised as mentioned above, air chuck units 14a and 14b which consist of air cylinders. In this case, the semiconductor element 50 is brought into contact with the socket 34 at a fixed pressure. Therefore, there is a drawback that the semiconductor devices of different types cannot be properly responded to. In addition, when the semiconductor element 50 and the socket 34 are not in a parallel state, since the contact pressure is transmitted only to a predetermined portion of the semiconductor element 50, a stress is applied to the semiconductor element 50 so that the semiconductor element 50 is provided. There is a problem that the socket 34 causes deformation. As a result, wrong results can be produced that are different from the desired results.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 소자의 특성과 성능을 검사하기 위한 검사 장치에 있어서, 시험될 반도체 소자를 테스터의 소켓과 접촉시킬 때 접촉 속도를 빠르게 하여 검사 장치의 인덱스 타임을 줄이고 반도체 소자와 소켓에 가해지는 응력을 최소화시켜서 반도체 소자나 소켓의 손상을 방지하여 안정성과 신뢰성이 향상된 반도체 소자 검사결과를 얻을 수 있는 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치를 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a test apparatus for inspecting the characteristics and performance of a semiconductor device, the contact of when the semiconductor device to be tested is brought into contact with the socket of the tester. Faster speed reduces the indexing time of the inspection device and minimizes the stress on the semiconductor device and the socket, thereby preventing damage to the semiconductor device or the socket, thereby increasing the stability and reliability of the semiconductor device. It is to provide a contact force control device.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치의 사시도,1 is a perspective view of a contact force control device between a semiconductor device and a tester socket according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 접촉력 제어장치의 분해 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the contact force control device shown in Figure 1,
도 3은 도 1에 도시된 접촉력 제어장치가 테스터 소켓에 수직하게 대향하여 위치된 상태를 나타낸 도면,3 is a view showing a state in which the contact force control device shown in FIG. 1 is positioned to face perpendicular to the tester socket;
도 4a는 종래 기술에 따른 에어 척 유니트와 테스트 트레이간의 관계를 보여주는 도면, 그리고4A is a view showing a relationship between an air chuck unit and a test tray according to the prior art; and
도 4b는 종래 기술에 따른 에어 척 유니트와 테스터 소켓간의 관계를 보여주는 도면이다.Figure 4b is a view showing the relationship between the air chuck unit and the tester socket according to the prior art.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 캐리어 장치 12 : 드라이브 헤드10 carrier device 12 drive head
14a,14b : 에어척 유니트 30,250 : 테스트 헤드14a, 14b: Air chuck unit 30,250: Test head
32,152 : 검사대 34,154 : 소켓32,152: Inspection table 34,154: Socket
50 : 반도체 소자 100 : 접촉력 제어장치50 semiconductor device 100 contact force control device
102 : AC 서보 모터 106 : 모터 풀리102: AC servo motor 106: motor pulley
108 : 벨트 110 : AC 서보 모터 어셈블리108: belt 110: AC servo motor assembly
200 : 프레스 유니트 어셈블리 210 : 스크루 어셈블리200: press unit assembly 210: screw assembly
211 : 풀리 212 : 볼 스크루211: pulley 212: ball screw
214 : 지지 브라켓 216 : 볼 스크루 너트214: support bracket 216: ball screw nut
220 : 구동 어셈블리 222 : 수평판220: drive assembly 222: horizontal plate
224 : 수직축 226 : 축 가이드 하우징224: vertical axis 226: shaft guide housing
228 : 조인 블록 230 : 가압판228: join block 230: pressure plate
232 : 트레이 푸셔 234 : 접촉위치 보정장치232: tray pusher 234: contact position correction device
236 : 스토퍼 240 : 테스트 트레이236: stopper 240: test tray
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
AC 서보 모터, 상기 AC 서보 모터에 접속되어 회전하는 제 1 동력 전달수단 및 상기 AC 서보 모터와 상기 제 1 동력 전달수단을 고정시키기 위한 고정 브라켓을 구비하며, 미리 입력된 제어값을 기초로하여 작동하고, 시험될 반도체 소자를 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시키기에 적합한 회전 운동 에너지를 생성하기 위한 AC 서보 모터 어셈블리;An AC servo motor, a first power transmission means connected to the AC servo motor and rotating, and a fixing bracket for fixing the AC servo motor and the first power transmission means, and operating based on a pre-input control value. And an AC servo motor assembly for generating rotational kinetic energy suitable for quickly and smoothly contacting the semiconductor device to be tested to the tester socket;
상기 AC 서보 모터 어셈블리로부터 생성된 상기 회전 운동에너지를 전달받아서 상기 반도체 소자를 상기 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시키기 위한 프레스 유니트 어셈블리; 및A press unit assembly configured to receive the rotational kinetic energy generated from the AC servo motor assembly to quickly and smoothly contact the semiconductor device with the tester socket; And
상기 AC 서보 모터 어셈블리의 상기 제 1 동력 전달수단과 상기 프레스 유니트 어셈블리 사이에 배치되며, 상기 AC 서보 모터 어셈블리로부터 생성된 상기 회전 운동에너지를 상기 프레스 유니트 어셈블리로 전달하기 위한 제 2 동력 전달수단을 포함하는 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치를 제공한다.A second power transmission means disposed between the first power transmission means of the AC servo motor assembly and the press unit assembly, the second power transmission means for transferring the rotational kinetic energy generated from the AC servo motor assembly to the press unit assembly. It provides a contact force control device between the semiconductor device and the tester socket.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면, AC 서보 모터 어셈블리를 통해서 반도체 소자를 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시키기에 적합한 회전 운동 에너지를 생성하고, 상기 회전 운동 에너지에 따라서 작동하는 프레스 유니트 어셈블리를 이용해서 반도체 소자를 테스터 소켓에 최적의 상태로 접촉시킨다.As described above, according to the present invention, by using a press unit assembly which generates rotational kinetic energy suitable for quickly and smoothly contacting a semiconductor element to a tester socket through an AC servo motor assembly, and operates according to the rotational kinetic energy. The semiconductor device is optimally brought into contact with the tester socket.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 접촉력 제어장치의 분해 사시도이다.1 is a perspective view of a contact force control device between a semiconductor device and a tester socket according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the contact force control device shown in FIG.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치(100)는 주로 AC 서보 모터 어셈블리(110)와 프레스 유니트 어셈블리(200)를 포함한다.1 and 2, the contact force control device 100 between the semiconductor device and the tester socket according to the present invention mainly includes an AC servo motor assembly 110 and a press unit assembly 200.
먼저, AC 서보 모터 어셈블리(110)는 반도체 소자와 테스터 소켓간의 부드러운 접촉을 위한 소정의 압력을 생성하고 이들 사이의 접촉을 정밀하게 제어하는 기능을 수행한다. 이를 위해서, AC 서보 모터 어셈블리(110)는 AC 서보 모터(102)를 포함한다. AC 서보 모터(102)는 모터 브라켓(104)에 의해서 고정되며, AC 서보 모터(102)의 상부에는 모터 풀리(106)가 접속되어 회전한다. AC 서보 모터(102)는 모터 풀리(106)에 연결되는 벨트(108)를 통해서 프레스 유니트 어셈블리(200)에 연결된다. AC 서보 모터(102)는 미리 입력된 제어값을 기초로하여 벨트(108)를 통해서 프레스 유니트 어셈블리(200)의 작동을 제어한다.First, the AC servo motor assembly 110 generates a predetermined pressure for smooth contact between the semiconductor element and the tester socket and precisely controls the contact therebetween. To this end, the AC servo motor assembly 110 includes an AC servo motor 102. The AC servo motor 102 is fixed by the motor bracket 104, and the motor pulley 106 is connected to the upper portion of the AC servo motor 102 to rotate. The AC servo motor 102 is connected to the press unit assembly 200 through a belt 108 that is connected to the motor pulley 106. The AC servo motor 102 controls the operation of the press unit assembly 200 through the belt 108 on the basis of the previously input control value.
다음으로, 프레스 유니트 어셈블리(200)는 주로 스크루 어셈블리(210)와 구동 어셈블리(220)를 포함한다. 스크루 어셈블리(210)는 AC 서보 모터(102)로부터 회전 운동에너지를 전달받아서 이를 직선 운동에너지로 변환시켜서 구동 어셈블리(220)를 상하로 운동시킨다. 이를 위해서, 스크루 어셈블리(210)는 풀리(211), 볼 스크루(212), 풀리(211)와 볼 스크루(212)를 지지하기 위한 지지 브라켓(214) 및 볼 스크루 너트(216)를 구비한다.Next, the press unit assembly 200 mainly includes a screw assembly 210 and a drive assembly 220. The screw assembly 210 receives the rotational kinetic energy from the AC servo motor 102 and converts the rotational kinetic energy into linear kinetic energy to move the driving assembly 220 up and down. To this end, the screw assembly 210 has a pulley 211, a ball screw 212, a support bracket 214 and a ball screw nut 216 for supporting the pulley 211 and the ball screw 212.
스크루 어셈블리(210)의 풀리(211)에는 벨트(108)가 연결된다. 따라서, 벨트(108)는 AC 서보 모터(102)의 모터 풀리(106)와 스크루 어셈블리(210)의 풀리(211) 사이에서 연장되며, AC 서보 모터 어셈블리(110)에서 생성된 회전 운동 에너지를 스크루 어셈블리(210)로 전달한다. 볼 스크루(212)는 벨트(108)와 풀리(211)를 통해서 AC 서보 모터 어셈블리(110)로부터 제공되는 회전 운동 에너지를 전달 받는다. 볼 스크루(212)는 전달된 회전 운동 에너지에 의해서 풀리(211)와 함께 회전하면서 볼 스크루 너트(216)를 움직인다. 볼 스크루 너트(216)는 구동 어셈블리(220)의 수평판(222)에 고정되며, 볼 스크루(212)를 수용하여 볼 스크루(212)의 상하운동을 안내한다. 즉, 볼 스크루 너트(216)는 볼 스크루(212)가 볼 스크루 너트(216) 내에서 회전과 동시에 상승 또는 하강하는 경우에, 구동 어셈블리(220)를 상하로 움직이게 된다.The belt 108 is connected to the pulley 211 of the screw assembly 210. Accordingly, the belt 108 extends between the motor pulley 106 of the AC servo motor 102 and the pulley 211 of the screw assembly 210 and screws the rotational kinetic energy generated by the AC servo motor assembly 110. Transfer to assembly 210. The ball screw 212 receives the rotational kinetic energy provided from the AC servo motor assembly 110 through the belt 108 and the pulley 211. The ball screw 212 moves the ball screw nut 216 while rotating with the pulley 211 by the transmitted rotational kinetic energy. The ball screw nut 216 is fixed to the horizontal plate 222 of the drive assembly 220 and receives the ball screw 212 to guide the vertical movement of the ball screw 212. That is, the ball screw nut 216 moves the drive assembly 220 up and down when the ball screw 212 is raised or lowered simultaneously with the rotation in the ball screw nut 216.
구동 어셈블리(220)는 수평판(222), 수직축(224), 축 가이드 하우징(226), 조인 블록(228), 가압판(230), 트레이 푸셔(232) 및 반도체 소자의 접촉위치 보정장치(234)를 포함한다.The drive assembly 220 includes a horizontal plate 222, a vertical shaft 224, a shaft guide housing 226, a join block 228, a pressure plate 230, a tray pusher 232, and a contact position correcting device 234 of a semiconductor device. ).
수평판(222)은 스크루 어셈블리(210)의 볼 스크루 너트(214)와 연결되어 이를 고정시킨다. 수평판(222)은 볼 스크루 너트(214) 내에서의 볼 스크루(212)의 운동에 따라서 수직축(224)을 하방향으로 밀거나 들어 올려준다. 수직축(224)은 수평판(222)과 조인 블록(228) 사이에서 연장되며, 지지대 역할을 수행한다. 축 가이드 하우징(226)은 수직축(224)을 내장하며, 수직축(224)의 상하 운동을 단속한다. 조인 블록(228)은 수직축(224)들 사이에서 수평으로 연장되며, 수직축(224)들을 지지하고, 수직축(224)과 가압판(230)을 서로 연결시켜주는 기능을 수행한다. 가압판(230)은 조인 블록(228) 및 반도체 소자의 접촉위치 보정장치(234)와 연결되며, 접촉위치 보정장치(234)의 스토퍼(236)에 승하강 압력을 전달한다.The horizontal plate 222 is connected to and fixed to the ball screw nut 214 of the screw assembly 210. The horizontal plate 222 pushes or lifts the vertical axis 224 downward according to the movement of the ball screw 212 in the ball screw nut 214. The vertical axis 224 extends between the horizontal plate 222 and the join block 228 and serves as a support. The shaft guide housing 226 has a vertical shaft 224 therein, and interrupts vertical movement of the vertical shaft 224. The join block 228 extends horizontally between the vertical shafts 224, supports the vertical shafts 224, and connects the vertical shafts 224 and the pressure plate 230 to each other. The pressure plate 230 is connected to the join block 228 and the contact position correcting device 234 of the semiconductor element, and transmits a lifting pressure to the stopper 236 of the contact position correcting device 234.
도 3은 도 1에 도시된 접촉력 제어장치가 테스터 소켓에 수직하게 대향하여 위치된 상태를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a state in which the contact force control device shown in FIG. 1 is positioned to face perpendicular to the tester socket.
도 3을 참조하면, 가압판(230)의 양측 끝단에는 트레이 푸셔(232)가 장착되어 하방향으로 일정길이만큼 연장된다. 트레이 푸셔(232)는 반도체 소자의 특성 및 성능 검사를 위해서 이송장치(도시되지 않음)에 의하여 트레이 푸셔(232) 밑으로 반도체 소자(도시되지 않음)를 보유한 트레이(240)가 위치한 상태하에서 프레스 유니트 어셈블리(200)가 작동하는 경우에, 수직으로 하강하여 트레이(240)의 상면을 누른다.Referring to FIG. 3, tray pushers 232 are mounted at both ends of the pressure plate 230 and extend downward by a predetermined length. The tray pusher 232 is a press unit with a tray 240 holding a semiconductor element (not shown) under the tray pusher 232 by a transfer device (not shown) to check the characteristics and performance of the semiconductor element. When the assembly 200 is operating, it is lowered vertically to press the upper surface of the tray 240.
전술한 바와 같이 구성된 반도체 소자와 테스터 소켓간의 접촉력 제어장치(100)의 작동 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.The operation process of the contact force control device 100 between the semiconductor device configured as described above and the tester socket will be described briefly as follows.
먼저, 생산이 완료된 반도체 소자의 특성 및 성능 검사를 위해서 반도체 소자(도시되지 않음)를 보유하는 테스트 트레이(240)가 이송 장치(도시되지 않음)에 의해서 테스트 헤드(250)의 검사대(PB)(252) 상에 위치된 소켓(254)에 수직하게 대향하는 소정의 위치로 이송되면, AC 서보 모터 어셈블리(110)의 AC 서보 모터(102)는 미리 입력된 제어값을 기초로하여 반도체 소자와 소켓(254)간의 접촉을 위한 회전 운동에너지를 생성한다.First, a test tray 240 holding a semiconductor device (not shown) is used to inspect the characteristics and performance of the finished semiconductor device by means of a transfer device (not shown). When transferred to a predetermined position perpendicular to the socket 254 located on the 252, the AC servo motor 102 of the AC servo motor assembly 110 is based on the pre-input control value and the semiconductor element and the socket. Generate rotational kinetic energy for contact between 254.
이렇게 생성된 회전 운동에너지는 모터 풀리(106)에 연결되는 벨트(108)를 통해서 프레스 유니트 어셈블리(200)의 스크루 어셈블리(210)로 전달된다. 이때, AC 서보 모터(102)는 모터 풀리(106)를 시계방향으로 회전시키고, 이에따라 벨트(108)를 통해서 모터 풀리(106)에 연결된 스크루 어셈블리(210)의 풀리(211)도 시계방향으로 회전하게 된다. 그러면, 지지 브라켓(214)에 의해서 지지되고 있는 볼 스크루(212)는 벨트(108)와 풀리(211)를 통해서 AC 서보 모터 어셈블리(110)로부터 제공되는 회전 운동 에너지를 전달 받는다. 이에 의해, 볼 스크루(212)는 풀리(211)와 함께 시계방향으로 회전하면서 볼 스크루 너트(214)를 움직인다. 이때, AC 서보 모터 어셈블리(110)로부터 제공되는 회전 운동 에너지는 직선 운동 에너지로 변환된다.The generated rotational kinetic energy is transmitted to the screw assembly 210 of the press unit assembly 200 through the belt 108 connected to the motor pulley 106. At this time, the AC servo motor 102 rotates the motor pulley 106 clockwise, and accordingly, the pulley 211 of the screw assembly 210 connected to the motor pulley 106 through the belt 108 also rotates clockwise. Done. Then, the ball screw 212 supported by the support bracket 214 receives the rotational kinetic energy provided from the AC servo motor assembly 110 through the belt 108 and the pulley 211. Thereby, the ball screw 212 moves the ball screw nut 214 while rotating clockwise with the pulley 211. At this time, the rotational kinetic energy provided from the AC servo motor assembly 110 is converted into linear kinetic energy.
다음으로, 구동 어셈블리(220)의 수평판(222)에 고정된 볼 스크루 너트(214)는 수평판(222)을 하방향으로 밀게된다. 그러면, 수평판(222)과 조인 블록(228) 사이에서 연장된 수직축(224)이 하강하게 된다. 수직축(224)이 하강하면, 조인 블록(228)에 의해서 수직축(224)에 연결된 가압판(230)이 또한 하강하고, 가압판(230)의 양측 끝단에 장착된 트레이 푸셔(232)는 테스트 트레이(240)를 하방향으로 누른다. 이와 동시에, 가압판(230)에 장착된 접촉위치 보정장치(234)는 가압판(230)이 하강함에 따라서 푸셔(268)를 통해서 테스트 트레이(240)에 적재된 캐리어 모듈(도시되지 않음)의 상부면을 눌러준다.Next, the ball screw nut 214 fixed to the horizontal plate 222 of the drive assembly 220 pushes the horizontal plate 222 downward. Then, the vertical axis 224 extending between the horizontal plate 222 and the join block 228 is lowered. When the vertical axis 224 is lowered, the pressure plate 230 connected to the vertical axis 224 by the join block 228 is also lowered, the tray pusher 232 mounted at both ends of the pressure plate 230 is the test tray 240 Press) downward. At the same time, the contact position correction device 234 mounted on the pressure plate 230 is the upper surface of the carrier module (not shown) loaded on the test tray 240 through the pusher 268 as the pressure plate 230 is lowered Press.
그 결과, 테스트 트레이(240)의 캐리어 모듈에 수용된 반도체 소자는 테스트 헤드(250)의 소켓(254) 상에 위치하여 검사를 받게 된다. 테스트 헤드(250) 상에 배치된 검사대(PB)(252)에서 반도체 소자의 성능 검사가 완료되면, 접촉력 제어장치(100)의 프레스 유니트 어셈블리(200)는 검사대(PB)(252)로부터 상방향으로 승강하게 되고, 반도체 소자를 보유하는 테스트 트레이(240)는 이송장치에 의해서 검사대(PB)(252)로부터 제거된다. 즉, AC 서보 모터 어셈블리(110)의 AC 서보 모터(102)는 모터 풀리(106)를 반시계방향으로 회전시키고, 이에따라 스크루 어셈블리(210)의 풀리(211)도 반시계방향으로 회전하게 된다.As a result, the semiconductor device accommodated in the carrier module of the test tray 240 is positioned on the socket 254 of the test head 250 to be inspected. When the performance test of the semiconductor device is completed in the test table (PB) 252 disposed on the test head 250, the press unit assembly 200 of the contact force control device 100 moves upward from the test table (PB) 252. The test tray 240 holding the semiconductor element is removed from the inspection table (PB) 252 by the transfer device. That is, the AC servo motor 102 of the AC servo motor assembly 110 rotates the motor pulley 106 counterclockwise, so that the pulley 211 of the screw assembly 210 also rotates counterclockwise.
그러면, 지지 브라켓(214)에 의해서 지지되고 있는 볼 스크루(212)는 벨트(108)와 풀리(211)를 통해서 AC 서보 모터 어셈블리(110)로부터 제공되는 회전 운동 에너지를 전달 받는다. 이에 의해, 볼 스크루(212)는 풀리(211)와 함께 반시계방향으로 회전하면서 볼 스크루 너트(214) 내에서 상방향으로 움직인다. 이때, AC 서보 모터 어셈블리(110)로부터 제공되는 회전 운동 에너지는 직선 운동 에너지로 변환된다.Then, the ball screw 212 supported by the support bracket 214 receives the rotational kinetic energy provided from the AC servo motor assembly 110 through the belt 108 and the pulley 211. Thereby, the ball screw 212 moves upward in the ball screw nut 214 while rotating counterclockwise with the pulley 211. At this time, the rotational kinetic energy provided from the AC servo motor assembly 110 is converted into linear kinetic energy.
따라서, 수평판(222)과 조인 블록(228) 사이에서 연장된 수직축(224)이 상승하게 된다. 수직축(224)이 상승하면, 조인 블록(228)에 의해서 수직축(224)에 연결된 가압판(230)이 또한 상승한다. 그러면, 가압판(230)의 양측 끝단에 장착된 트레이 푸셔(232)는 테스트 트레이(240)로 멀어지도록 상승하게 된다.Thus, the vertical axis 224 extending between the horizontal plate 222 and the join block 228 is raised. When the vertical axis 224 rises, the pressure plate 230 connected to the vertical axis 224 by the join block 228 also rises. Then, the tray pushers 232 mounted at both ends of the pressure plate 230 are raised to move away from the test tray 240.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 미리 입력된 제어값을 기초로하여 작동하면서 반도체 소자를 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시키기에 적합한 회전 운동 에너지를 생성하는 AC 서보 모터 어셈블리(110) 및 AC 서보 모터 어셈블리(110)로부터 생성된 회전 운동에너지를 전달받아서 반도체 소자를 테스터 소켓에 빠르고 부드럽게 접촉시키기 위한 프레스 유니트 어셈블리(200)를 구비함으로써, 제조가 완료된 반도체 소자의 특성과 성능 검사를 위해서 반도체 소자를 테스터의 소켓과 접촉시킬 때 반도체 소자를 접촉 위치까지 고속으로 진행시켜서 반도체 소자 검사장비의 인덱스 타임을 줄일 수 있다.As mentioned above, according to the present invention, the AC servo motor assembly 110 and the AC generate a rotational kinetic energy suitable for quick and smooth contact of the semiconductor element with the tester socket while operating based on a pre-input control value. The press unit assembly 200 for receiving the rotational kinetic energy generated from the servo motor assembly 110 to quickly and smoothly contact the semiconductor element with the tester socket, thereby inspecting the semiconductor element for the characteristics and performance of the manufactured semiconductor element. When the contact with the socket of the tester to advance the semiconductor device to the contact position at high speed can reduce the index time of the semiconductor device inspection equipment.
또한, 반도체 소자와 테스터 소켓의 접촉시에 AC 서보 모터의 구동력을 적절하게 제어할 수 있으므로, μBGA 등과 같이 타입이 다른 반도체 소자에도 응용이 가능하며, 반도체 소자의 리드 수에 따라서 접촉 압력을 분배하여 반도체 소자 전체에 균등한 접촉 압력을 부여함으로써, 반도체 소자에 전달되는 응력을 최소한으로 줄여서 반도체 소자나 소켓의 손상 및 변형을 막고, 안정성과 신뢰성 이 높은 검사를 수행할 수 있게 된다.In addition, since the driving force of the AC servo motor can be properly controlled when the semiconductor element is in contact with the tester socket, it can be applied to other types of semiconductor elements such as μBGA, and the contact pressure is distributed according to the number of leads of the semiconductor element. By applying an equal contact pressure to the entire semiconductor device, it is possible to minimize the stress transmitted to the semiconductor device to prevent damage and deformation of the semiconductor device or the socket, and to perform a highly reliable and reliable inspection.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
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