KR100436213B1 - 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치 - Google Patents

반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치에 관한 것으로, 얼라이너와 하부 푸싱유닛이 별도로 구동되며 작동하도록 구성하여 반도체 소자를 정렬함으로써 테스트 트레이에 장착되는 시간을 단축시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 핸들러 본체에 서로 대향되게 나란히 설치된 제 1,2안내부재와, 상기 제 1,2안내부재의 하측에 제 1안내부재와 나란하도록 설치된 제 3,4안내부재와, 양단부가 상기 제 1,2안내부재와 결합되어 제 1,2안내부재를 따라 이동가능하도록 설치되며 복수개의 소자 안착홈이 일정간격으로 설치된 제 1얼라이너와, 양단부가 상기 제 3,4안내부재와 결합되고 제 1얼라이너보다 낮은 높이를 갖도록 되며 복수개의 소자 안착홈이 일정간격으로 설치된 제 2얼라이너와, 상기 제 1얼라이너를 제 1,2안내부재를 따라 구동시키기 위한 제 1구동수단과, 상기 제 2얼라이너를 제 1얼라이너와는 개별적으로 제 3,4안내부재를 따라 구동시키기 위한 제 2구동수단을 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치를 제공한다.

Description

반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치{Aligner for handler testing semiconductor device}
본 발명은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러에서 반도체 소자를 일정간격으로 정렬하여 수납하는 정렬장치에 관한 것으로, 특히 핸들러에서 테스트할 반도체 소자를 테스트 트레이에 재장착하기 전과 테스트된 반도체 소자를 테스트 트레이로부터 분리할 때 반도체 소자들을 소정 간격으로 정렬하여 주는 역할을 하는 핸들러용 소자 정렬장치에 관한 것이다.
일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 등의 반도체 소자(Device) 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈(Module)들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하되는데, 핸들러라 함은 상기와 같은 반도체 소자 및 모듈램 등을 자동으로 테스트하는데 사용되고 있는 장치를 일컫는다.
통상, 이러한 핸들러 중 많은 것들이 상온 상태에서의 일반적인 성능 테스트 뿐만 아니라, 밀폐된 챔버 내에 전열히터 및 액화질소 분사시스템을 통해 고온 및 저온의 극한 온도상태의 환경을 조성하여 상기 반도체 소자 및 모듈램 등이 이러한극한 온도 조건에서도 정상적인 기능을 수행할 수 있는가를 테스트하는 고온테스트 및 저온 테스트도 수행할 수 있도록 되어 있다.
첨부된 도면의 도 1은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러 구성의 일례를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 것과 같이 핸들러의 전방부에는 테스트할 반도체 소자들이 다수개 수납되어 있는 고객용 트레이들이 적재되는 로딩스택커(10)가 설치되고, 이 로딩스택커(10)의 일측부에는 테스트 완료된 반도체 소자들이 테스트결과에 따라 분류되어 고객용 트레이에 수납되는 언로딩스택커(20)가 설치된다.
그리고, 핸들러의 중간부분의 양측부에는 상기 로딩스택커(10)로부터 이송되어 온 반도체 소자들을 일시적으로 장착하는 버퍼부(40)가 전후진가능하게 설치되어 있으며, 이들 버퍼부(40) 사이에는 버퍼부(40)의 테스트할 반도체 소자를 이송하여 테스트 트레이(T)에 재장착하는 작업과 테스트 트레이의 테스트 완료된 반도체 소자를 버퍼부(40)에 장착하는 작업이 이루어지게 되는 교환부(50)가 설치되어 있다.
상기 로딩스택커(10) 및 언로딩스택커(20)가 배치된 핸들러 전방부와, 상기 교환부(50) 및 버퍼부(40)가 배치된 핸들러 중간부 사이에는 X-Y축으로 선형 운동하며 반도체 소자들을 픽업하여 이송하는 제 1픽커(31)(picker)와 제 2픽커(32)가 각각 설치되어, 상기 제 1픽커(31)는 로딩스택커(10) 및 언로딩스택커(20)와 버퍼부(40) 사이를 이동하며 반도체 소자를 픽업하여 이송하는 역할을 하고, 상기 제 2픽커(32)는 버퍼부(40)와 교환부(50) 사이를 이동하며 반도체 소자들을 픽업하여 이송하는 역할을 한다.
그리고, 핸들러의 후방부에는 예열챔버(71)와 테스트챔버(72) 및 디프로스팅챔버(73)의 다수개로 분할된 밀폐 챔버들 내에 고온 또는 저온의 환경을 조성한 뒤 반도체 소자가 장착된 테스트 트레이(T)들을 각 챔버 간에 순차적으로 이송하며 소정의 온도 조건하에서 반도체 소자의 성능을 테스트하는 테스트사이트(70)가 위치된다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 교환부(50)에는 테스트 트레이(T)의 소자 장착용 캐리어의 피치와 동일한 피치로 소자 안착홈이 형성된 2개의 얼라이너와, 상기 각 얼라이너의 소자 안착홈에 형성되는 통공을 통해 반도체 소자를 흡착하고 얼라이너를 여러 단계에 걸쳐 상승시키는 동작을 통하여 얼라이너 상의 반도체 소자를 수평상태로 놓인 테스트 트레이에 장착시켜 주는 하부 푸싱유닛 및, 테스트 트레이 상측에서 테스트 트레이의 반도체 소자들을 눌러줌으로써 테스트 트레이로부터 반도체 소자를 분리하여 얼라이너에 장착시켜주는 상부 푸싱유닛이 설치되어 있다.
그런데, 상기와 같은 종래의 핸들러에서는 각 얼라이너들이 하부 푸싱유닛과 일체로 결합되어 함께 전후진하며 기능을 수행하도록 구성되어 있기 때문에 반도체 소자를 얼라인한 후 테스트 트레이 쪽으로 이동하여 장착하는데 걸리는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 얼라이너와 하부 푸싱유닛이 별도로 구동되며 작동하도록 구성하여 반도체 소자를 정렬함으로써 테스트 트레이에 장착되는 시간을 단축시킬 수 있도록 한 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 핸들러 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 평면 구성도
도 2는 본 발명에 따른 얼라이너가 설치된 핸들러 교환부의 구성을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 소자 정렬장치의 사시도
도 4는 도 3의 소자 정렬장치의 평면도
도 5는 도 3의 소자 정렬장치의 정면도
도 6은 도 3의 소자 정렬장치 중 제 2얼라이너를 상승 작동시키기 위한 구성부의 일부를 나타낸 정면도
* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *
50 : 교환부 510 : 제 1얼라이너
511a, 511b : 제 1,2안내부재 512 : 제 1서보모터
513 : 풀리 514 : 제 1구동축
516a, 516b : 벨트 520 : 제 2얼라이너
521a, 521b : 제 3,4안내부재 522 : 제 2서보모터
523 : 풀리 524 : 제 2구동축
526a, 526b : 벨트 527a : 이동블럭
527b : 지지블럭 528 : 승강블럭
528a : 가이드축 529: 실린더
530 : 하부 푸싱유닛 540 : 상부 푸싱유닛
550 : 로테이터
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 핸들러 본체에 서로 대향되게 나란히 설치된 제 1,2안내부재와, 상기 제 1,2안내부재의 하측에 제 1안내부재와 나란하도록 설치된 제 3,4안내부재와, 양단부가 상기 제 1,2안내부재와 결합되어 제 1,2안내부재를 따라 이동가능하도록 설치되며 복수개의 소자 안착홈이 일정간격으로 설치된 제 1얼라이너와, 양단부가 상기 제 3,4안내부재와 결합되고 제 1얼라이너보다 낮은 높이를 갖도록 설치되며 복수개의 소자 안착홈이 일정간격으로 설치된 제 2얼라이너와, 상기 제 1얼라이너를 제 1,2안내부재를 따라 구동시키기 위한 제 1구동수단과, 상기 제 2얼라이너를 제 1얼라이너와는 개별적으로 제 3,4안내부재를 따라 구동시키기 위한 제 2구동수단을 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하며, 이하의 설명에서 핸들러의 구성요소중 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하며 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 소자 정렬장치가 설치되는 핸들러의 교환부(50)(도 1참조)를 보여주는 도면으로, 교환부(50)는 제 2픽커(32)에 의해 양측의 버퍼부(40)로부터 이송된 반도체 소자가 안착되며 정렬되는 제 1,2얼라이너(510, 520)와; 상기 제 1,2얼라이너 하부에 전후진 가능하게 설치되어, 테스트 트레이(T)에 반도체 소자를 로딩하기 위한 후방 위치에서 제 1,2얼라이너(510, 520)를 상승시켜 수평상태로 놓여진 테스트 트레이(T)의 각 소자 장착용 캐리어(미도시)에 반도체 소자를 로딩시키는 하부 푸싱유닛(530)과; 상기 테스트 트레이(T)의 상측에 승강운동 및 전후진 가능하게 설치되어 테스트 트레이(T)의 각 소자 장착용 캐리어(미도시)의 소자 고정래치(미도시)를 눌러줌으로써 테스트 트레이(T)에 반도체 소자를 로딩 및 언로딩할 수 있는 상태로 만들어 주는 상부 푸싱유닛(540) 및; 상기 교환부(50)의 최후방측에 90°로 선회가능하게 설치되어 교환부(50)에서 수평상태로 홀딩하고 있던 테스트 트레이(T)를 직립 자세로 전환시키며 교환부(50)와 테스트사이트(70) 간에 테스트 트레이를 전달하는 역할을 하는 로테이터(550)를 포함하여 구성된다.
도 3 내지 도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 소자 정렬장치의 구성을 상세히 나타낸 것으로, 도 3 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 핸들러의 본체에 전후 방향으로 엘엠가이드(LM Guide)와 같은 한 쌍의 제 1,2안내부재(511a, 511b)가 서로 나란하게 대향 설치되고, 이 제 1,2안내부재(511a, 511b)의 하측에 제 1,2안내부재(511a, 511b)와 나란하도록 제 3,4안내부재(521a, 521b)가 설치된다.
상기 제 1,2안내부재(511a, 511b)에는 반도체 소자들이 안착되어 정렬되는 제 1얼라이너(510)의 양단부가 결합되어 제 1,2안내부재(511a, 511b)를 따라 핸들러의 전후방향으로 이동하도록 되어 있다.
또한, 상기 제 3,4안내부재(521a, 521b) 각각에는 이동블럭(527a)이 제 3,4안내부재(521a, 521b)를 따라 이동가능하게 결합되고, 상기 이동블럭(527a)의 내측에는 지지블럭(527b)이 수평하게 고정되며, 상기 지지블럭(527b)에는 가이드축(528a)을 매개로 승강블럭(528)이 상하로 소정간격 이동가능하게 결합되며, 상기 승강블럭(528) 상단에는 제 2얼라이너(520)의 끝단부가 결합된다. 상기 승강블럭(528)은 이동블럭(527a)에 고정되는 실린더(529)의 작동에 의해 상하로 이동하게 된다. 참조부호 528b는 상기 지지블럭(527b)에 대해 가이드축(528a)을 탄성적으로 지지하여 주는 압축스프링이다.
따라서, 상기 제 2얼라이너(520)는 상기 이동블럭(527a)이 제 3,4안내부재(521a, 521b)를 따라 이동함에 따라 핸들러의 전후방향으로 수평하게 이동함과 더불어, 소정의 위치에서 상기 실린더(529)의 작동에 의해 소정의 높이만큼 승강 운동하게 된다.
한편, 상기 제 1얼라이너(510)와 제 2얼라이너(520)는 전후진 이동시 서로 간섭을 일으키지 않고 독립적으로 운동할 수 있도록 하기 위하여 제 1얼라이너(510)가 제 2얼라이너(520)보다 높도록 서로 다른 높이로 설치되어 있으며, 제 2얼라이너(520)는 반도체 소자를 주고 받는 교환부(50) 전단부와 후단부 위치에서 실린더(529)의 작동에 의해 상기 제 1얼라이너(510)와 동일한 높이가 되도록 상승하도록 되어 있다.
그리고, 제 1얼라이너(510)와 제 2얼라이너(520) 각각에는 반도체 소자들이 안착되는 복수개의 안착홈(510a, 520a)이 테스트 트레이(T)의 소자 장착용 캐리어(미도시)의 피치와 동일한 피치로 형성되어 있으며, 각 안착홈(510a, 520a)에는 하부 푸싱유닛(530)이 반도체 소자들을 홀딩할 수 있도록 통공(510b, 520b)이 형성되어 있다.
제 2안내부재(511b)가 설치된 핸들러 본체의 전방 부분에는 제 1서보모터(512)가 설치되고, 이 제 1서보모터(512)는 풀리(513)와 벨트(513a)를 매개로 연결되어 풀리(513)를 회동시키는데, 상기 풀리(513)는 제 1,2안내부재(511a, 511b)의 전단부를 가로지르며 회전가능하게 설치된 제 1구동축(514)과 결합되어 이를 회동시키게 된다. 즉, 제 1서보모터(512)가 동작하게 되면 그 구동력이 벨트(513a)를 통해 풀리(513)에 전달되어 제 1구동축(514)을 회전시키게 되는 것이다.
상기 제 1구동축(514)에는 2개의 구동풀리(514a, 514b)가 일체로 형성되며, 제 1,2안내부재(511a, 511b)의 후단부 일측에는 상기 각 구동풀리(514a, 514b)들과 벨트(516a, 516b)를 매개로 연결되어 회전하는 종동풀리(515a, 515b)가 각각 설치되며, 상기 벨트(516a, 516b)들은 제 1얼라이너(510)의 양단부와 각각 결합된다.
따라서, 상기 제 1구동축(514)의 회전에 의해 구동풀리(514a, 514b)가 회전하게 되면 벨트(516a, 516b)가 구동하면서 제 1얼라이너(510)를 전후진 이동시키게 된다.
한편, 상기 제 2얼라이너(520)를 전후진 구동시키기 위한 수단도 전술한 것과 동일하게 구성되는 바, 3안내부재(521a)의 일측에 제 2서보모터(522)가 설치되고, 이 제 2서보모터(522)는 풀리(523)와 벨트(523a)를 매개로 연결되어 풀리(523)를 회동시키는데, 상기 풀리(523)는 제 1구동축(514) 하측에 제 3,4안내부재(521a,521b)의 전단부를 가로지르며 회전가능하게 설치된 제 2구동축(524)과 결합되어 이를 회동시키게 된다.
또한, 상기 제 2구동축(524)에도 2개의 구동풀리(524a, 524b)가 일체로 형성되며, 제 3,4안내부재(521a, 521b)의 후단부 일측에 상기 구동풀리(524a, 524b)들과 벨트(526a, 526b)를 매개로 연결되어 회전하는 종동풀리(515a, 515b)가 각각 설치되며, 상기 벨트(526a, 526b)들은 제 2얼라이너(520)의 양단부와 각각 결합된다.
상기와 같이 구성된 반도체 소자 정렬장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다.
핸들러의 제 1픽커(31)(도 1참조)가 로딩스택커(10)로부터 테스트할 반도체 소자를 픽업하여 버퍼부(40)로 옮겨 놓으면, 제 2픽커(32)가 버퍼부(40) 상의 반도체 소자들을 픽업하여 제 1얼라이너(510)의 각 안착홈(511a)에 안착시킨다. 이 때, 제 1얼라이너(510)는 제 1,2안내부재(511a, 511b)의 최전방에 위치한다.
제 1얼라이너(510) 상의 모든 안착홈(511a)에 반도체 소자들이 안착되면, 제 1서보모터(512)가 작동하여 제 1구동축(514)이 회동하게 되고, 이에 따라 제 1얼라이너(510)는 제 1,2안내부재(511a, 511b)를 따라 후방으로 이동하여 로테이터(550)에 수평상태로 지지되어 있는 테스트 트레이(T) 바로 하부에 위치하게 된다. 이 때, 하부 푸싱유닛(530)은 제 1얼라이너(510) 바로 하부에 위치하게 된다.
이어서, 하부 푸싱유닛(530)이 상승 작동하며 그의 흡착노즐(531)이 제 1얼라이너(510)의 각 안착홈(511a)의 통공(511b)을 통해 반도체 소자들을 홀딩하여 테스트 트레이(T)의 각 소자 장착용 캐리어(미도시)에 장착시킨 후 다시 하강하는 동작을 수행한다.
한편, 상기와 같이 제 1얼라이너(510)가 반도체 소자들을 로딩하여 후방으로 이동할 때, 제 2얼라이너(520)는 이동블럭(528a)의 이동에 의해 제 3,4안내부재(521a, 521b) 최전방에 위치하게 된 다음, 실린더(529)의 작동에 의해 제 1얼라이너(510)와 동일한 높이로 상승하고, 이어서 전술한 제 1얼라이너(510)에서의 반도체 소자 로딩 작업과 마찬가지로 제 2픽커(32)의 작동으로 제 2얼라이너(520)의 각 안착홈(520a)들에 테스트할 반도체 소자를 로딩하게 된다.
그리고, 제 2얼라이너(520) 상의 모든 안착홈(520a)에 반도체 소자들이 안착되면 제 2얼라이너(520)는 다시 실린더(529)의 작동에 의해 하강 동작하여 원래의 위치로 복귀하게 되고, 이어서 제 2서보모터(522)가 작동하여 제 2얼라이너(520)가 테스트 트레이(T)가 위치한 후방으로 이동한 후 실린더(529)의 작동에 의해 상승한다. 이어, 하부 푸싱유닛(530)의 작동에 의해 제 2얼라이너(520) 상의 반도체 소자들이 테스트 트레이(T)에 장착된 다음, 제 2얼라이너(520)는 원래의 위치로 하강한다.
상기와 같은 동작을 통해 테스트 트레이(T)에 반도체 소자들이 모두 장착되면, 로테이터(550)가 회전하여 테스트 트레이(T)를 직립상태로 전환하며 후방의 테스트사이트(70)로 전달하게 되고, 이어 테스트사이트(70)에 마련된 별도의 트레이 이송장치(75)가 테스트 트레이(T)를 각 테스트사이트(70)의 각 챔버로 이송하며 소정의 테스트를 수행하게 된다.
한편, 테스트사이트(70)에서 로테이터(550) 상의 테스트할 테스트 트레이(T)가 빠져나가면 곧바로 디프로스팅챔버(73)로부터 테스트 완료된 테스트 트레이(T)가 로테이터(550)로 이송되어 홀딩되고, 로테이터(550)는 다시 역으로 회전하여 교환부(50)에 수평상태로 위치하게 된다.
이어서, 상부 퓨싱유닛(540)이 하강 작동하여, 테스트 트레이(T)의 소자 장착용 캐리어(미도시)로부터 테스트 완료된 반도체 소자들을 분리시켜 제 2얼라이너(520) 및 제 1얼라이너(510)에 차례로 언로딩시키고, 제 2얼라이너(520)와 제 1얼라이너(510)는 각각 제 2서보모터(522)와 제 1서보모터(512)의 작동에 의해 차례로 전방으로 이동하게 된다.
그리고, 제 2픽커(32)는 제 2얼라이너(520) 및 제 1얼라이너(510)의 테스트 완료된 반도체 소자들을 픽업하여 버퍼부(40)에 옮겨 장착시킨다.
이러한 테스트 과정에서 제 1,2얼라이너(510, 520)는 상기와 같은 과정을 반복적으로 수행하며 반도체 소자를 정렬하여 교환부(50)의 전단부와 후단부로 이송하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 소자가 놓여져 정렬되는 얼라이너가 개별적으로 구동되며 테스트 트레이에 반도체 소자를 로딩 및 언로딩할 수 있게 되므로 테스트 시간이 단축되고, 얼라이너의 구성 및 동작이 단순화될 수 있게 되어 테스트 효율이 향상된다.

Claims (4)

  1. 핸들러 본체에 서로 대향되게 나란히 설치되는 제 1,2안내부재와;
    반도체 소자가 안착되는 복수개의 소자 안착홈이 일정 간격으로 배열되고, 양단부가 상기 제 1,2안내부재와 각각 결합되어 제 1,2안내부재를 따라 개별적으로 전후진 이동하도록 된 제 1얼라이너와;
    상기 제 1,2안내부재의 하측에 제 1,2안내부재와 나란하도록 설치되는 제 3,4안내부재와;
    반도체 소자가 안착되는 복수개의 소자 안착홈이 일정 간격으로 배열되고, 양단부가 상기 제 3,4안내부재와 결합되어 제 3,4 안내부재를 따라 개별적으로 전후진 이동하도록 설치되며, 상기 제 1얼라이너보다 낮은 높이를 갖도록 되어 제 1얼라이너와 교차 이동이 가능하도록 된 제 2얼라이너와;
    상기 제 1얼라이너를 제 1,2안내부재를 따라 구동시키기 위한 제 1구동수단과;
    상기 제 2얼라이너를 제 1얼라이너와는 개별적으로 제 3,4안내부재를 따라 구동시키기 위한 제 2구동수단과;
    상기 제 1,2얼라이너 하부에 제 1,2얼라이너와는 개별적으로 전후진이동하도록 설치되며, 제 1,2얼라이너를 일정 높이로 승강시키는 하부 푸싱유닛을 포함하여 구성되며;
    상기 제 2얼라이너는 제 3,4안내부재의 전단부와 후단부 위치에서 제 1얼라이너와 동일한 높이가 되도록 상하로 승강가능하도록 된 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1구동수단은, 제 1,2안내부재 중 어느 하나의 일측에 설치되는 제 1구동모터와, 제 1,2안내부재의 일단부를 가로지르도록 설치되고 상기 제 1구동모터와 결합되어 회동하는 제 1구동축과, 상기 제 1구동축의 양단에 각각 설치된 구동풀리와, 상기 제 1,2안내부재의 타단부에 회전가능하게 설치된 종동풀리와, 상기 각 구동풀리와 종동풀리에 걸려 구동하며 상기 제 1얼라이너의 양단부에 각각 결합되는 제 1,2구동벨트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2구동수단은, 제 3,4안내부재 중 어느 하나의 일측에 설치되는 제 2구동모터와, 제 3,4안내부재의 일단부를 가로지르도록 설치되고 상기 제 2구동모터와 결합되어 회동하는 제 2구동축과, 상기 제 2구동축의 양단에 각각 설치된 구동풀리와, 상기 제 3,4안내부재의 타단부에 회전가능하게 설치된 종동풀리와, 상기 각 구동풀리와 종동풀리에 걸려 구동하며 상기 제 1얼라이너의 양단부에 각각 결합되는 제 3,4구동벨트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 소자 정렬장치.
  4. 삭제
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