KR100682543B1 - 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈에 관한 것으로, 반도체 소자의 외부 단자가 반도체 소자의 일면의 가장자리 전영역에 걸쳐 형성되더라도 반도체 소자를 안정적으로 고정할 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 테스트 트레이에 고정되는 캐리어 본체와; 상기 캐리어 본체의 일면에 고정되고 반도체 소자가 놓여져 지지되는 안착부를 포함하며; 상기 캐리어 본체의 안착부에는 반도체 소자의 외부단자가 외부로 노출되도록 개구부가 개방되게 형성되고, 상기 개구부의 내주부를 따라 반도체 소자의 외부단자 중 최외곽 가장자리의 외부단자들이 대응하여 삽입되는 원호형태의 가이드홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈을 제공한다.

반도체 소자, 핸들러, 캐리어, 캐리어 모듈, BGA, 가이드홈

Description

반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈{Carrier Module for Semiconductor Test Handler}

도 1은 종래의 캐리어 모듈의 구조를 나타낸 분해 사시도

도 2는 도 1의 캐리어 모듈의 요부 단면도

도 3은 본 발명에 따른 캐리어 모듈이 적용되는 테스트 트레이의 구조를 나타낸 정면도

도 4는 본 발명에 따른 캐리어 모듈의 일 실시예의 구조를 나타낸 요부 단면도

도 5는 도 4의 캐리어 모듈의 작동을 나타낸 요부 단면도

도 6은 도 4의 캐리어 모듈의 캐리어 본체의 사시도

도 7은 도 6의 캐리어 본체의 저면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 테스트 트레이 110 : 프레임

120 : 캐리어 본체 122 : 캐비티

123 : 안착부 124 : 개구부

125 : 가이드홈 126 : 가이드면

130 : 랫치 140 : 고정블록

150 : 작동버튼 152 : 압축스프링

D : 반도체 소자 B : 솔더볼

S : 테스트 소켓 P : 접속단자

본 발명은 반도체 소자를 테스트하는 핸들러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자를 반송하는 테스트 트레이에 설치되어 반도체 소자를 홀딩하는 캐리어 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈 아이씨(Module IC)들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하된다.

핸들러는 상기와 같은 반도체 소자 및 모듈램 등을 자동으로 테스트하는데 사용되고 있는 장치이다. 이러한 핸들러에서는 작업자가 테스트할 반도체 소자를 수납한 트레이들을 핸들러의 로딩스택커에 적재하고, 로딩스택커의 반도체 소자들을 내열성을 가진 별도의 테스트 트레이로 옮겨 재장착한 후, 이 반도체 소자들이 장착된 테스트 트레이를 테스트 사이트(test site)로 보내어 테스트를 수행한다. 상기 테스트 사이트에서는 반도체 소자들의 리드 또는 솔더볼 부분을 테스트 소켓의 컨넥터에 전기적으로 접속시켜 소정의 전기적 테스트를 하게 된다. 그런 다음, 핸들러는 테스트가 완료된 테스트 트레이의 반도체 소자들을 분리하여 언로딩스택 커의 고객 트레이에 테스트 결과에 따라 분류 장착하는 과정으로 테스트를 수행한다.

상기와 같은 핸들러에서 반도체 소자를 반송하는 테스트 트레이는 반도체 소자를 테스트 소켓의 피치와 동일한 피치로 정렬하여 고정하기 위한 복수개의 캐리어 모듈을 구비한다.

대한민국 공개특허공보 2004-27936호(2004년 4월 1일 공개)에는 볼그리드어레이(BGA) 타입 등의 반도체 소자를 테스트하기 위한 '인서트(insert) 및 이를 구비한 전자부품 핸들링장치'가 개시되어 있다.

상기 인서트(이하 '종래의 캐리어 모듈'이라 함)는 첨부된 도면의 도 1과 도 2에 도시된 것과 같이, 테스트 트레이에 고정되는 인서트 본체(1)와, 이 인서트 본체(1)에 개방되게 형성된 캐비티(1a)의 하부에 결합되며 중앙에 개구부(2a)가 형성된 박판형의 안착부(2)와, 캐비티(1a)의 양측에서 안착부(2)에 안착된 BGA 반도체 소자(D)를 고정하는 한 쌍의 랫치(미도시) 및, 상기 인서트 본체(1)에 스프링(4)에 의해 탄력적으로 지지되도록 설치되어 상기 랫치를 작동시키는 레버 플레이트(3)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 캐리어 모듈은 인서트 본체(1)의 캐비티(1a)를 통해 안착부(2) 상에 반도체 소자(D)가 안착되어 지지되고, 랫치(미도시)에 의해 움직이지 않게 일시적으로 고정된다.

상기 안착부(2)에 반도체 소자(D)가 안착될 때, 반도체 소자(D)의 외부단자, 즉 솔더볼(B)은 안착부(2)의 개구부(2a)를 통해 안착부(2)의 저면으로 노출되고, 반도체 소자(D)의 외부단자면의 각 가장자리는 개구부(2a)의 외측에 놓여져 지지된다.

따라서, 도 2에 도시된 것처럼 종래의 캐리어 모듈이 테스트 소켓(S)과 정렬되었을 때 캐리어 모듈의 상측에서 프레스유닛(미도시)이 반도체 소자(D)를 가압하게 되면, 반도체 소자(D)의 솔더볼(B)이 테스트 소켓(S)의 접속단자(P)와 접촉되면서 전기적 접속이 이루어지게 되고, 테스트가 진행된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 캐리어 모듈은 다음과 같은 문제가 있다.

최근 들어 반도체 소자들은 고밀도, 고집적화되는 추세에 있으며, 이에 따라 반도체 소자의 외부단자, 즉 솔더볼의 수가 증가하여 외부단자가 반도체 소자의 일면의 가장자리까지 전영역에 걸쳐 형성되고 있다.

하지만, 상술한 것과 같은 종래의 캐리어 모듈은 안착부(2)에 반도체 소자의 가장자리가 놓여져 지지되는 구조이므로, 반도체 소자(D)의 가장자리까지 외부단자가 형성되어 있을 경우, 종래의 캐리어 모듈의 구조로는 안착부 상에서 반도체 소자의 지지 면적을 충분히 확보할 수 없고, 따라서 반도체 소자를 안정적으로 지지할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 반도체 소자의 외부 단자가 반도체 소자의 일면의 가장자리 외곽에 걸쳐 형성되더라도 반도체 소자를 안정적으로 지지할 수 있는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 테스트 트레이에 고정되는 캐리어 본체와; 상기 캐리어 본체의 일면에 고정되고 반도체 소자가 놓여져 지지되는 안착부를 포함하며; 상기 캐리어 본체의 안착부에는 반도체 소자의 외부단자가 외부로 노출되도록 개구부가 개방되게 형성되고, 상기 개구부의 내주부를 따라 반도체 소자의 외부단자 중 최외곽 가장자리의 외부단자들이 대응하여 삽입되는 원호형태의 가이드홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈을 제공한다.

본 발명에 다른 한 형태에 따르면, 테스트 트레이에 고정되는 캐리어 본체와; 상기 캐리어 본체의 일면에 설치되며 반도체 소자가 놓여져 지지되는 안착부와; 일단부가 상기 캐리어 본체의 안착부에 안착된 반도체 소자를 고정하는 제 1위치와, 반도체 소자의 고정 상태를 해제하는 제 2위치로 이동가능하도록 상기 테스트 트레이에 대향되게 설치되는 복수개의 랫치와; 상기 캐리어 본체와는 개별체로 되어, 외력에 의해 상기 랫치를 제 1위치와 제 2위치로 이동시키도록 상기 테스트 트레이에 설치되는 랫치 작동부재를 포함하며; 상기 캐리어 본체의 안착부에는 반도체 소자의 외부단자가 외부로 노출되도록 개구부가 개방되게 형성되고, 상기 개구부의 내주부를 따라 반도체 소자의 외부단자 중 최외곽 가장자리의 외부단자들이 대응하여 삽입되는 원호형태의 가이드홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈이 제공된다.

이하 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 캐리어 모듈은 테스트 트레이(100)의 프레임(110)에 일정 간격으로 배열된 복수개의 캐리어 본체(120)와, 상기 각 캐리어 본체(120)의 양측부 외측에 상호 대향되게 설치되어 캐리어 본체(120)에 안착되는 반도체 소자를 고정 및 해제하는 한 쌍의 랫치(130)와, 상기 프레임(110)에 고정되게 설치되어 상기 각 랫치(130)를 작동시키는 랫치 작동부재로 구성된다.

여기서, 상기 랫치 작동부재는 상기 캐리어 본체(120)와 개별체로 구성되며, 상기 랫치(130)는 상기 랫치 작동부재에 선회 가능하게 설치되어, 상기 랫치 작동부재의 작동버튼(150)과 연동하여 회동하면서 캐리어 본체(120)의 반도체 소자를 고정 및 해제하도록 되어 있다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 랫치 작동부재는 상기 테스트 트레이의 프레임(110)에 고정되게 결합되는 고정블록(140)과, 상기 고정블록(140)에 상하로 직선 운동 가능하게 설치된 작동버튼(150)과, 상기 랫치(130)를 작동버튼(150)의 하측에 회동가능하게 연결하는 힌지핀(131)으로 구성된다.

여기서, 상기 작동버튼(150)은 상기 고정블록(140)에 상측으로 개방되게 형성된 수용홈(143) 내측에 상하로 이동가능하게 설치되며, 양측부가 압축스프링(152)에 의해 상측으로 탄발 지지되도록 되어 있다.

또한, 상기 랫치(130)에는 장공형의 가이드홀(132)이 약간 경사지게 형성되고, 상기 고정블록(140)에는 상기 가이드홀(132)에 삽입되어 랫치(130)의 회동을 안내하는 가이드핀(145)이 결합된다.

상기 고정블록(140)은 상기 프레임(110)에 나사 결합된다. 즉, 상기 고정블록(140)의 중앙에 체결홀(142)이 형성되고, 상기 프레임(110)에는 상기 체결홀(142)과 대응하는 위치에 나사 체결홀(112)이 형성되어, 상기 고정블록(140)의 체결홀(142)과 상기 프레임(110)의 나사 체결홀(112)을 통해 나사(미도시)가 체결됨으로써 고정블록(140)이 프레임(110)에 고정된다.

그리고, 도 6과 7에 도시된 것과 같이, 상기 캐리어 본체(120)는 상부면 중앙에 캐비티(122)가 개방되게 형성된 직육방체 형태로 형성된다. 그리고, 상기 캐리어 본체(120)는 상호 대각선 방향으로 위치한 2개의 모서리부분에 위치결정홀(129)이 형성되고, 그 반대편의 모서리부분에는 프레임(110)에 형성된 고정홀(미도시)에 삽입되어 고정되는 연결샤프트(128)가 형성된 구조로 이루어진다.

상기 캐비티(122)의 하부에는 반도체 소자(D)가 안착되는 안착부(123)가 형성된다. 상기 안착부(123)의 중앙부에는 반도체 소자(D)의 외부단자, 즉 솔더볼이 외부로 노출되도록 개구부(124)가 형성되어 있다. 또한, 상기 안착부(123)의 개구부(124)의 내주부에는 반도체 소자(D)의 외부단자 중 각 가장자리에 위치하는 솔더볼(B)이 대응하여 수용되도록 솔더볼(B) 형태와 상응하는 원호형태의 가이드홈(125)이 연속적으로 형성된다. 이 실시예에서 상기 가이드홈(125)은 대략 반원형으로 이루어진다.

또한, 이 실시예에서 상기 안착부(123)는 그 두께가 반도체 소자(D)의 솔더볼(B)의 높이보다 크게 형성된다. 하지만, 상기 안착부(123)의 두께는 적용되는 핸들러의 테스트소켓에 구비되는 접속단자의 형태와 크기에 따라 반도체 소자(D)의 솔더볼(B)의 높이보다 작게, 즉 솔더볼(B)이 개구부(124)의 하부면 외측으로 노출되도록 설계될 수도 있을 것이다.

본 실시예의 캐리어 모듈과 같이 안착부(123)의 두께가 솔더볼(B)의 높이보다 클 경우, 솔더볼(B)과 접속되는 테스트소켓(S)의 접속단자(P)가 안착부(123)의 하부면 가장자리에 걸리지 않고 솔더볼과 원활하게 접속할 수 있도록 상기 개구부(124)의 가이드홈(125)의 하부에 외측에서 내측으로 상향 경사지게 가이드면(126)이 형성됨이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 캐리어 모듈의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작동버튼(150)에 외력이 가해지지 않은 상태에서는 압축스프링(152)의 탄성력에 의해 작동버튼(150)이 상측으로 편향력을 받는다. 따라서, 랫치(130)의 끝단부는 캐리어 본체(120)의 내측으로 회동되어 안착홈(122) 내에 안착된 반도체 소자(D)를 가압하는 상태로 되므로, 반도체 소자(D)는 캐리어 본체(120) 내측에 고정된다.

이 상태에서 도 6에 도시된 것과 같이, 테스트 트레이(100)의 외측에서 작동버튼(50)을 가압하는 외력이 작용하면, 작동버튼(150)이 하강하게 되고, 랫치(130)가 힌지핀(131)을 중심으로 회동하게 된다.

이 때, 상기 랫치(130)의 가이드홀(132)에 가이드핀(145)이 삽입되어 있으므로, 랫치(130)는 가이드홀(132)이 가이드핀(145)의 안내를 받아 자연스럽게 선회하면서 벌어지게 된다.

상기 랫치(130)가 완전히 회전하면, 캐리어 본체(120)의 캐비티(122)를 통해 반도체 소자가 자유롭게 출입할 수 있게 된다. 이 상태에서 외부의 픽커로봇(미도시)이 반도체 소자를 흡착하여 상기 캐리어 본체(120)의 안착부(123)에 반도체 소자(D)를 안착시킨다.

이 때, 반도체 소자(D)의 각 가장자리에 위치한 솔더볼(B)은 안착부(123)의 개구부(124)의 가이드홈(125)을 통해 삽입된다. 따라서, 반도체 소자(D)가 안착되었을 때 반도체 소자(D)는 안착부(123)의 가장자리 영역을 비롯하여 가이드홈(125) 사이사이의 영역에 의해서 지지되므로 안정되게 지지될 수 있다.

반도체 소자(D)가 안착부(123) 상에 안착된 후, 상기 작동버튼(150)을 누르던 외력이 제거되면, 작동버튼(150)은 압축스프링(152)의 탄성력에 의해 상승하게 되고, 랫치(130)는 전술한 것과는 반대로 회동하여 도 4에 도시된 것과 같이 그 끝단부가 캐리어 본체(120)의 반도체 소자(D)를 가압하여 고정하게 된다.

상기 캐리어 모듈로부터 반도체 소자를 분리하고자 할 경우에는, 전술한 것과 같이 작동버튼(150)을 가압하여 랫치(130)를 외측으로 선회시키고, 픽커로봇(미도시)이 안착부(123) 상의 반도체 소자(D)를 진공 흡착하여 분리하면 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 캐리어 모듈의 안착부(123)가 캐리어 본체(120)에 일체로 구성되어 있으나, 이와 다르게 안착부(123)가 캐리어 본체(120)와 개별체로 제작되어 나사 등의 체결수단에 의해 캐리어 본체(120)에 분리 가능하게 결합될 수도 있을 것이다.

또한, 전술한 실시예의 캐리어 모듈은 랫치(130)와 이 랫치를 작동시키는 랫 치 작동부재가 캐리어 본체(120)와는 개별체로 되어 테스트 트레이(100)의 프레임(110)에 장착되지만, 이와 다르게 랫치(130)와 랫치 작동부재가 종래의 캐리어 모듈과 마찬가지로 캐리어 본체에 일체로 통합되어 구성될 수도 있을 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 캐리어 모듈의 안착부에 반도체 소자가 안착될 때 각 가이드홈의 사이의 영역에 반도체 소자의 각 솔더볼의 사이의 영역이 지지되므로 외부단자, 즉 솔더볼이 반도체 소자의 일면의 가장자리 외곽까지 형성되더라도 반도체 소자가 안정적으로 지지될 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 테스트 트레이에 고정되는 캐리어 본체와;

   상기 캐리어 본체의 일면에 고정되고 반도체 소자가 놓여져 지지되는 안착부를 포함하며;

   상기 캐리어 본체의 안착부에는 반도체 소자의 외부단자가 외부로 노출되도록 개구부가 개방되게 형성되고,

   반도체 소자의 최외곽 가장자리의 외부단자들에 대응하여 상기 개구부의 내주부를 따라 원호형태로 연속적으로 가이드홈이 형성되어, 반도체 소자가 상기 안착부에 안착되는 경우에 상기 가이드홈 사이의 영역에 의해 반도체 소자가 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 안착부는 캐리어 본체에 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가이드홈의 하부에 외측에서 내측으로 상향 경사지게 형성된 가이드면을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.
4. 제 1항에 있어서, 상기 안착부의 개구부의 두께는 상기 반도체 소자의 외부단자의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모 듈.
5. 테스트 트레이에 고정되는 캐리어 본체와;

   상기 캐리어 본체의 일면에 설치되며 반도체 소자가 놓여져 지지되는 안착부와;

   일단부가 상기 캐리어 본체의 안착부에 안착된 반도체 소자를 고정하는 제 1위치와, 반도체 소자의 고정 상태를 해제하는 제 2위치로 이동가능하도록 상기 테스트 트레이에 대향되게 설치되는 복수개의 랫치와;

   상기 캐리어 본체와는 개별체로 되어, 외력에 의해 상기 랫치를 제 1위치와 제 2위치로 이동시키도록 상기 테스트 트레이에 설치되는 랫치 작동부재를 포함하며;

   상기 캐리어 본체의 안착부에는 반도체 소자의 외부단자가 외부로 노출되도록 개구부가 개방되게 형성되고, 상기 개구부의 내주부를 따라 반도체 소자의 외부단자 중 최외곽 가장자리의 외부단자들이 대응하여 삽입되는 원호형태의 가이드홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러용 캐리어 모듈.

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