TWI398654B - Semiconductor automation testing machine with temperature control system - Google Patents

Description

具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台

本發明係關於一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台，尤其是一種結合於半導體自動化測試機台之測試臂上，並能夠針對測試臂下壓迫緊待測元件所產生之熱能進行冷卻循環之溫度控制系統。

一般用於檢測之測試頭係裝設於一機械手臂上，以下壓迫緊方式將待測元件迫壓至電性或層級式測試設備之測試區中，但由於習知測試頭的散熱機制對於高效能的待測積體電路元件有其不足，因此當進行電性測試或層級式測試時，由於測試頭的散熱能力不足，將會於多次測試後，能夠產生的散熱效益將會降低，並會導致待測積體電路元件所產生的熱量不易進行散熱，進而造成待測積體電路元件的損毀。

為了解決上述的問題，遂有業界額外準備一冷卻機台連接至測試頭上，以降低測試頭上所累積的熱能，但額外所添加的冷卻機台除了設備較龐大之外，其所花費的成本也會因冷卻機台的添購而增加，另外，由於冷卻機台必須連接多條線至測試頭上，才能夠較有效的將所產生的熱能導出進行熱交換，但如此無法避免的是線路的複雜，而線路越複雜容易造成操作上及維修上的困擾，因此如此額外添加冷卻機台的方式來進行散熱，將會導致許多非必要性的問題發生。

因此，若是能於具有測試頭之測試臂上結合一冷卻循環系統，以使測試臂下壓迫緊待測元件所產生之熱能可直接由冷卻循環系統進行熱交換並散逸其產生之熱能，如此應為一最佳解決方案。

本發明在於測試臂上結合一冷卻循環系統，以形成一溫度控制系統，因此能夠將測試臂下壓迫緊待測元件所產生之熱能，直接由冷卻循環系統進行熱交換並散逸所產生之熱能。

可達成上述發明目的之一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台，該溫度控制系統係用於半導體自動化測試機台上，而該溫度控制系統係由一閉迴路冷卻循環系統及至少一測試臂所組成，該測試臂前端設有一測試頭，而該閉迴路冷卻循環系統係包含有一個包括一輸出端及一個輸入端之管道、一冷卻裝置、一組風扇及一用以驅動工作流體之驅動源，其中該管道係配置於該冷卻裝置處、且內部具有工作流體，其中該輸出端以及該輸入端可透過管路分別接至該測試頭；而該閉迴路冷卻循環系統則能夠循環交換該測試頭於測試過程所接觸迫緊之待測電子元件所產生之熱能，並以該等風扇帶動氣流對該冷卻裝置進行熱交換以散逸熱能。

更具體的說，所述該輸出端及該輸入端之管道之管路間設置有至少一組散熱鰭片。

更具體的說，所述管道內之工作流體係在測試頭、管道之輸出端、輸入端以及冷卻裝置之間流動。

更具體的說，所述風扇係設置在相對於該冷卻裝置之平行方向。

更具體的說，所述測試頭係能夠組接一測試治具，使該測試頭能夠應用於多種型態的待測電子元件。

另外，本發明之半導體自動化測試機台，係包含一用以提供擺放具有複數待測電子元件之載盤的進料區、一用以提供擺放具有複數完測待測電子元件之載盤的出料區、一組用以搬移待測電子元件於進料區之載盤、出料區之載盤及測試區間之X-Y軸拾取臂、複數個輸送裝置及至少一測試臂，其中各輸送裝置係設有一個供待測電子元件插置之測試座，並在半導體自動化測試機台內部來回運行，另外該測試臂及閉迴路冷卻循環系統如前文所述，該閉迴路冷卻循環系統係設置於該測試臂上；因此，當該拾取臂搬移待測電子元件由進料區之載盤至測試區時，由具有測試座之輸送裝置承接，並由輸送裝置將待測電子元件移動至Z軸測試臂之測試區域時，該Z軸測試臂則下降使測試頭迫緊該待測元件，以進行測試，而測試待測電子元件所產生之熱量，則能夠由該閉迴路冷卻循環系統進行冷卻循環；該完測電子元件由輸送裝置送離該測試區域，由該拾取臂搬移完測電子元件並分類於出料區之載盤上。

有關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱圖一A及圖一B，為本發明一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台之溫度控制系統結構圖及溫度控制系統前視圖，該溫度控制系統係由一閉迴路冷卻循環系統及至少一測試臂所組成，如圖中所示，該閉迴路冷卻循環系統32係設於該測試臂31上，而該閉迴路冷卻循環系統32如圖二B所示，係包含有一個包括一輸出端之管道321及一個輸入端之管道322、一冷卻裝置323、一組設置在相對於該冷卻裝置323之平行方向的風扇324及一用以驅動工作流體之驅動源326，該冷卻裝置323還設有一組散熱鰭片3230，並與冷卻裝置323內的管道(圖未示)散熱接觸；由圖一B及圖二B中可知，具有輸出端321，以及輸入端322之管道將配置於該冷卻裝置323及驅動源326間、且內部具有工作流體，而該輸出端之管道321以及該輸入端之管道322之端處分別接至該測試臂31前端之測試頭311處，譬如：透過管體銜接，使測試頭311呈現具有可帶走熱能的功效，故流經測試頭311內部之工作流體由輸入端之管道322進入該冷卻裝置323中進行散熱工作，並再由該冷卻裝置323將已散熱之工作流體流入該驅動源326(例如馬達、水泵等)，由輸出端之管道321再進入該測試頭311中，週而復始的由測試頭311對欲測試之物件進行散熱、熱交換。然而，對熟知該項技藝之人士而言，將工作流體之流向以相反方向於上述說明方式為之，亦能達成相同效果。

工作流體由輸入端之管道322進入冷卻裝置323內的管道時，因測試過程所產生的熱能已由工作流體吸收，該閉迴路冷卻循環系統32則循環交換測試頭311於測試過程所接觸迫緊之待測電子元件所產生之熱能，而熱能會由一設置於輸出端之管道321及該輸入端之管道322之管路間的散熱鰭片3230交換並發散，並由該等風扇324帶動氣流以對以散逸熱能。

另外，由於溫度控制系統係用於將測試臂31下壓迫緊待測元件所產生之熱能，能夠由閉迴路冷卻循環系統32進行熱交換，因此如圖二A及圖二B所示，當閉迴路冷卻循環系統32將輸出端之管道321、輸入端之管道322、冷卻裝置323、風扇324及驅動源326安裝於殼體325內後，該閉迴路冷卻循環系統32與測試機構33上的測試臂31相連接，該測試臂31於Z軸方向上下移動，因此該閉迴路冷卻循環系統32能夠於測試臂31下降使測試頭311迫緊該待測電子元件之測試過程中，進行循環交換測試臂31之測試頭311於測試過程所接觸迫緊之待測電子元件所產生之熱能。

而本發明主要係用於半導體自動化測試機台，為明確表達該半導體測試機台搭配溫度控制系統之創新設計，於後段說明提供從進料、測試到出料的測試運作示意圖。

由圖三A及圖三B中可知，先由該X-Y軸拾取臂5搬移待測電子元件61由進料區1之載盤11至輸送裝置2上，並由該輸送裝置2之測試座21承接後，如圖三C所示，該輸送裝置2將待測電子元件61移動至具有下降測試機構之測試區3後，於該測試區3中進行測試，如圖三D所示，該Z軸測試臂31則會下降使測試頭311迫緊該待測電子元件61，以進行測試，而測試待測電子元件61所產生之熱量，則能夠由該閉迴路冷卻循環系統32進行冷卻循環。

而測試完成後，如圖三E至圖三F所示，該Z軸測試臂31則會上升，以使該完測電子元件62能夠由輸送裝置2之測試座21送離該測試區3；最後，如圖三G至圖三H所示，該X-Y軸拾取臂5將完測電子元件62由該輸送裝置2之測試座21上搬移至出料區4後，則能夠將完測電子元件62分類於至出料區4之載盤41上。

本發明所提供之一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.　本發明於具有測試頭之測試臂上結合一冷卻循環系統，以使測試臂下壓迫緊待測元件所產生之熱能，能夠直接由冷卻循環系統進行熱交換並散逸其產生之熱能。

2.　本發明除了不需添加昂貴的冷卻機台來進行散熱之外，更能夠克服習用冷卻機台之線路複雜所造成操作及維修上的困擾。

3.　本發明透過結合閉迴路冷卻循環系統於測試臂上，使閉迴路冷卻循環系統可以隨著測試臂Z軸方向作動而同動，改善習知技術外接式冷卻系統的管路連接至測試臂上，避免因習知測試臂Z軸方向作動時拉扯管路，造成鬆脫、易脫落之情況發生。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧進料區

11‧‧‧載盤

2‧‧‧輸送裝置

21‧‧‧測試座

3‧‧‧測試區

31‧‧‧測試臂

311‧‧‧測試頭

32‧‧‧閉迴路冷卻循環系統

321‧‧‧輸出端之管道

322‧‧‧輸入端之管道

323‧‧‧冷卻裝置

32230‧‧‧散熱鰭片

324‧‧‧風扇

325‧‧‧殼體

326‧‧‧驅動源

33‧‧‧測試機構

4‧‧‧出料區

41‧‧‧載盤

5‧‧‧拾取臂

61‧‧‧待測電子元件

62‧‧‧完測電子元件

圖一A為本發明一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台之溫度控制系統結構圖；

圖一B為本發明一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台之溫度控制系統前視圖；

圖二A為本發明一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台之部份組合結構圖；

圖二B為本發明一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台之部份分解結構圖；以及

圖三A至圖三H為本發明一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台之測試運作示意圖。

31‧‧‧測試臂

311‧‧‧測試頭

32‧‧‧閉迴路冷卻循環系統

325‧‧‧殼體

Claims (7)

1. 一種溫度控制系統，係用於半導體自動化測試機台上，而該溫度控制系統係由一閉迴路冷卻循環系統及至少一測試臂所組成，該測試臂前端設有一測試頭，其特徵在於：該閉迴路冷卻循環系統係設置於該測試臂上，而該閉迴路冷卻循環系統係包含有；一冷卻裝置；一組風扇；一個包括一輸出端及一個輸入端之管道，該管道係配置於該冷卻裝置處、且內部具有工作流體，其中該輸出端以及該輸入端可供分別接至該測試頭；以及一用以驅動工作流體之驅動源；其中，該閉迴路冷卻循環系統以該驅動源驅動工作流體，使經測試頭內部之工作流體由輸入端之管道進入該冷卻裝置，再由該冷卻裝置將工作流體流入輸出端之管道再進入該測試頭中，以循環交換該測試頭於測試過程所接觸迫緊之待測電子元件所產生之熱能，並以該組風扇對該冷卻裝置進行散逸熱能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制系統，其中於該輸出端及該輸入端之管道之管路間配置有至少一組散熱鰭片，用以對該管道進行熱交換。
3. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制系統，其中該管道內之工作流體係在測試頭、管道之輸出端、輸入端以及冷卻裝置之間流動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制系統，其中該組風扇係設置在 相對於該冷卻裝置之平行方向。
5. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制系統，其中該測試頭係能夠組接一測試治具，使該測試頭能夠應用於多種型態的待測電子元件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之溫度控制系統，其中該輸出端與該冷卻裝置之管道間連接有一驅動源。
7. 一種具有溫度控制系統之半導體自動化測試機台，其包含：一進料區，係用以提供擺放具有複數待測電子元件之載盤；一出料區，係用以提供擺放具有複數完測待測電子元件之載盤；一組X-Y軸拾取臂，係用以搬移待測電子元件於進料區之載盤、出料區之載盤及測試區間；複數個輸送裝置，各輸送裝置係設有一個供待測電子元件插置之測試座，並在半導體自動化測試機台內部來回運行；至少一測試臂，該測試臂上設有一閉迴路冷卻循環系統，該測試臂前端設有一測試頭，該閉迴路冷卻循環系統係設置於該測試臂上，該閉迴路冷卻循環系統係包含有，一包括一輸出端及一輸入端之管道，該管道係配置於該冷卻裝置處、且內部具有工作流體，其中該輸出端以及該輸入端可供分別接至該測試頭、一冷卻裝置、一組風扇，及一用以驅動工作流體之驅動源，該閉迴路冷卻循環系統使經測試頭內部之工作流體由輸入端之管道進入該冷卻裝置，再由該冷卻裝置將工作流體流入輸出端之管道再進入該測試頭中，用以循環交換該測試頭於測試過程所接觸迫緊之待測電子元件所產生之熱能，並以該組風扇帶動氣流對該冷卻裝置進行熱交換以散逸熱能。