KR200197285Y1

KR200197285Y1 - 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치

Info

Publication number: KR200197285Y1
Application number: KR2020000010675U
Authority: KR
Inventors: 김남형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-15
Publication date: 2000-09-15

Abstract

BGA, CSP 및 TSOP형 반도체 디바이스를 픽커를 이용하여 테스트 소켓에 직접 접속시켜 테스트할 수 있는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치를 개시한다. 개시된 본 고안은, 테스트 하고자 하는 복수의 반도체 디바이스가 적재되는 보트, 이 보트에 있는 일정수량의 디바이스를 픽킹하여 테스트 헤드의 해당하는 테스트 소켓에 접속시키는 컨택트 픽커 조립체, 컨택트 픽커 조립체를 상하 이동시키기 위한 승강수단 및 컨택트 픽커 조립체가 보트에 있는 디바이스를 픽킹하여 테스트 소켓에 접속시킬 수 있도록 하기 위하여 보트를 이동시키는 수단을 포함한다. 보트는, 복수의 반도체 디바이스를 적재하여 테스트 헤드 상부의 테스트위치로 이동시킨다. 이 보트에는 복수의 디바이스 수납홈과 이 수납홈의 사이에 위치하는 복수의 관통공이 형성된다. 이 보트의 관통공을 통하여 컨택트 픽커 조립체가 테스트 소켓까지 하강하면서 디바이스를 테스트 소켓에 직접 접속시켜 테스트가 이루어지도록 한다. 한편, 보트는 보트이동수단에 의해 초기위치에서 일정거리만큼 이동된 위치, 즉 컨택트 픽커 조립체가 보트의 관통공을 경유하여 하강할 수 있는 위치로 피치단위로 이동된다.

Description

테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치{Apparatus for testing semi-conductor device of test handler}

본 고안은 집적회로(IC)나 반도체 칩 등과 같은 전자부품의 기능 검사에 사용되는 테스트 핸들러에 관한 것으로, 특히 BGA나 CSP형 반도체 디바이스들을 자동으로 테스트 할 수 있는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조과정에서 소정의 조립공정을 거쳐 제조된 디바이스는, 최종적으로 소정의 기능을 발휘하는지 여부를 체크하는 테스트 공정을 거치게 된다. 테스트 핸들러는, 상기와 같은 반도체 디바이스의 테스트 공정에 사용되며, 일정수량의 디바이스를 반송하여 테스트 헤드에 접속시킴으로써 테스트가 이루어지도록 하고, 이 테스트 결과에 따라 디바이스들을 등급별로 분류하여 적재한다. 이러한 테스트 핸들러는 반도체 디바이스의 형상 및 종류에 따라 적절한 형태의 것이 개발되어 사용되고 있다.

종래 일반적으로 사용되는 테스트 핸들러는, 패키지의 외측으로 전극(리드 또는 핀 이라고도 칭함)들이 돌출된 형상의 디바이스를 테스트 하기에 적합하도록 구성되어 있다. 여기서, 반도체 디바이스들은 테스트 트레이에 형성된 디바이스 수납홈에 삽입되는데, 각각의 수납홈에는 '인서트'라고 불리우는 지지기구가 설치되어 디바이스를 지지하도록 되어 있다. 복수의 디바이스가 수납된 테스트 트레이는 테스트 핸들러의 주회로를 따라 이동하는데, 테스트 트레이가 테스트 챔버에 위치하게 되면, 이 테스트 챔버에 구비된 테스트 헤드가 상승하는 것에 의해 테스트 트레이에 수납된 각각의 디바이스가 테스트 헤드의 소켓에 전기적으로 접속되어 테스트가 이루어진다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 테스트 핸들러는, 테스트 트레이에 수납된 각각의 디바이스들이 테스트 트레이에 구비된 별도의 리드를 통하여 테스트 헤드의 소켓과 전기적으로 접속되는 간접 접속 구조로 되어 있기 때문에, 테스트의 신뢰성에서 문제가 제기되고 있다. 더욱이 종래에는 테스트 트레이에 디바이스를 지지하기 위한 지지기구라든가 소켓과의 접속을 위한 리드가 추가되는 등 테스트 트레이의 구조가 복잡하여, 테스트 트레이의 제작에 어려움이 있을 뿐만 아니라 제작비용이 높아진다고 하는 문제도 있다.

한편, 최근에는 반도체의 고집적화에 따라 복수의 전극이 패키지의 하면에 에어리어 어레이 형태로 배열된 BGA(Ball Grid Array)나 CSP(Chip Size Package)형 반도체 디바이스가 개발되어 양산되고 있는데, 이와 같은 BGA나 CSP형 반도체 디바이스는 전극들이 디바이스의 하면에 배열되기 때문에, 종래의 일반적인 테스트 핸들러로는 테스트를 진행할 수 없다. 따라서, BGA나 CSP형의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트할 수 있는 장비의 개발이 요구되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 테스트 트레이에 있는 각각의 반도체 디바이스들을 픽킹하여 테스트 헤드의 소켓에 직접 접속시킴으로써 전기적인 특성을 개선시킴과 동시에 테스트 트레이의 구조를 단순화시킬 수 있는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, BGA나 CSP형의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트 할 수 있는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2a 및 2b는 도 1에 나타낸 디바이스 테스팅장치의 구조를 상세하게 보인 정면도 및 측면도,

도 3a 및 3b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 보트의 구조를 보인 평면도 및 단면도,

도 4a 및 4b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 테스트 헤드에 구비되는 소켓의 구조를 보인 평면도 및 단면도,

도 5a 및 5b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 컨택트 가이드 플레이트의 구조를 보인 평면도 및 단면도,

도 6a 및 6b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 6a는 픽커에 의해 디바이스가 흡착된 상태를 보인 정면도, 6b는 픽커에 의해 디바이스가 테스트 소켓에 접속된 상태를 보인 정면도,

도 7은 본 고안에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅방법을 설명하기 위한 플로우 챠트, 그리고,

도 8은 본 고안의 변형예로써, TSOP형 반도체 디바이스를 테스트할 수 있도록 개선한 테스트 소켓에 디바이스가 접속된 상태를 보인 요부 발췌 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10;테스트 헤드 11;테스트 소켓

12;접속핀 20;보트

22;디바이스 수납홈 23;관통공

25;파지홈 30;컨택트 픽커 조립체

31;픽커 33;진공패드

34;승강플레이트 36;컨택트 가이드 핀

38;완충수단 40;픽커조립체 승강수단

41;모터 42;피니언

43;랙바 44;안내수단

50;보트이동수단 51;파지부재

52;선회부 52a;선회봉

52b;선회블록 52c;공압실린더

53;구동부 53a;모터

53b;볼스크류 53c;볼너트

53d;연결부재 60;컨택트 가이드 플레이트

62;소켓 노출공 63;컨택트 가이드핀 홀

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치는, 테스트 하고자 하는 복수의 반도체 디바이스가 적재되는 보트, 이 보트에 있는 일정수량의 디바이스를 픽킹하여 테스트 헤드의 해당하는 테스트 소켓에 접속시키는 컨택트 픽커 조립체, 컨택트 픽커 조립체를 상하 이동시키기 위한 승강수단 및 컨택트 픽커 조립체가 보트에 있는 디바이스를 픽킹하여 테스트 소켓에 접속시킬 수 있도록 하기 위하여 보트를 이동시키는 수단을 포함한다.

보트는, 복수의 반도체 디바이스를 적재하여 테스트 헤드 상부의 테스트위치로 이동시킨다. 이 보트에는 복수의 디바이스 수납홈과 이 수납홈의 사이에 위치하는 복수의 관통공이 형성된다. 이 보트의 관통공을 통하여 컨택트 픽커 조립체가 테스트 소켓까지 하강하면서 디바이스를 테스트 소켓에 직접 접속시켜 테스트가 이루어지도록 한다. 한편, 보트는 보트이동수단에 의해 초기위치에서 일정거리만큼 이동된 위치, 즉 컨택트 픽커 조립체가 보트의 관통공을 경유하여 하강할 수 있는 위치로 피치단위로 이동된다.

컨택트 픽커 조립체는, 테스트 헤드의 상부에 상하 이동 가능하게 설치되며, 단부에 디바이스를 흡착할 수 있는 진공패드가 각각 구비된 4개의 픽커부재가 정사각형으로 배열되어 이루어지는 복수의 픽커와, 복수의 픽커가 보트에 있는 일정수량의 디바이스를 동시에 흡착하여 테스트 소켓에 접속시키도록 복수의 픽커를 지지하는 승강플레이트와, 승강플레이트와 픽커와의 사이에 각각 구성되어 픽커에 의한 디바이스의 소켓 접속시 발생되는 충격을 흡수/완화시키는 완충수단을 포함하여 구성된다.

컨택트 픽커 조립체 승강수단은, 컨택트 픽커 조립체의 상부에 설치되는 프레임의 상부 일측에 설치된 구동원으로써의 모터와, 모터축에 결합된 피니언과, 컨택트 픽커 조립체의 상부 중앙으로부터 상기 프레임을 관통하여 입설되며, 길이방향을 따라 상기 피니언과 치합되는 랙이 형성되어 모터가 구동함에 따라 상하 이동하는 랙바와, 컨택트 픽커 조립체의 승강운동을 안내하는 수단을 포함하여 구성된다.

보트이동수단은, 컨택트 픽커 조립체가 디바이스를 픽킹한 상태에서 보트의 관통공을 경유하여 테스트 소켓까지 하강할 수 있도록 보트를 초기위치에서 디바이스 수납홈 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시킴으로써, 컨택트 픽커 조립체의 진공패드와 보트의 관통공과 테스트 헤드의 소켓이 일직선상에 위치되도록 한다. 여기서, 보트의 초기위치에서는 컨택트 픽커 조립체의 진공패드와 보트의 디바이스 수납홈이 일직선상에 위치하여 픽커가 디바이스를 흡착할 수 있다. 이러한 보트이동수단은, 상기 보트의 일측면에 형성된 파지홈에 선택적으로 삽입되는 것에 의해 보트를 파지하도록 보트에 인접하여 회전 가능하게 설치된 파지부재와, 상기 파지부재가 상기 파지홈에 삽입되도록 파지부재를 일정각도로 회전시키는 선회부와, 상기 선회부에 의해 보트를 파지한 상태의 상기 파지부재를 직선 이동시키기 위한 구동부를 포함한다.

여기서, 상기 선회부는, 상기 파지부재를 회전 가능하게 지지하는 선회봉과, 상기 선회봉의 단부에 결합된 선회블록과, 상기 선회블록을 선회시키기 위한 공압실린더를 구비한다. 그리고, 상기 구동부는, 구동원인 모터와, 상기 모터축에 결합된 볼스크류와, 상기 볼스크류에 결합되어 이 볼스크류가 회전함에 따라 직선 이동하는 볼너트와, 상기 볼너트와 상기 선회부를 연결하는 연결부재를 구비한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 의하면, 테스트 헤드의 상부에는 픽커에 의한 디바이스의 소켓 접속을 안내하는 복수의 소켓 노출공이 마련된 컨택트 가이드 플레이트가 설치될 수 있다. 그리고, 각각의 픽커에는 복수쌍의 컨택트 가이드핀이 설치되며, 컨택트 가이드 플레이트에는 픽커의 컨택트 가이드핀이 삽입되는 복수의 컨택트 가이드핀 홀이 형성되어, 테스트 소켓에 대한 디바이스 접속 위치를 안내하도록 구성될 수 있다.

또한, 테스트 소켓은, BGA 또는 CSP형의 반도체 디바이스를 테스트할 수 있는 접속핀 배열구조, 즉, 소켓의 하면에 복수의 접속핀이 에어리어 어레이 형태로 배열된 접속핀 배열구조를 가지도록 구성된다. 이에 의해 기존의 일반적인 테스트 핸들러로는 테스트가 불가능하였던 BGA나 CSP형의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트할 수 있게 된다.

또한, 테스트 소켓은, TSOP형의 반도체 디바이스를 테스트할 수 있는 접속핀 배열 구조를 가지도록 구성될 수 있는데, 이 때에는 상기 컨택트 픽커 조립체의 하단부에 상기 테스트 소켓에 대한 디바이스의 접속시 이 디바이스의 전극들을 상기 접속핀에 대하여 눌러주는 부도체의 누름부재가 각각 구비됨이 바람직하다.

상기와 같은 본 고안의 목적 및 특징은 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로서 보다 명백해질 것이다.

첨부한 도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 2a 및 2b는 도 1에 나타낸 디바이스 테스팅장치의 구조를 상세하게 보인 정면도 및 측면도, 도 3a 및 3b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 보트의 구조를 보인 평면도 및 단면도, 도 4a 및 4b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 테스트 헤드에 구비되는 소켓의 구조를 보인 평면도 및 단면도, 그리고, 도 5a 및 5b는 본 고안에 의한 디바이스 테스팅장치의 컨택트 가이드 플레이트의 구조를 보인 평면도 및 단면도이다.

도면에서 참조부호 10은 테스트 헤드, 20은 보트, 30은 컨택트 픽커 조립체, 40은 컨택트 픽커 조립체 승강수단, 50은 보트이동수단, 그리고, 참조부호 60은 컨택트 가이드 플레이트이다.

테스트 헤드(10)는 테스터(도시되지 않음)와 연결되며, 테스트 핸들러의 테스트 챔버(도시되지 않음)에 위치된다. 이 테스트 헤드(10)에는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같은 복수의 테스트 소켓(11)이 배열된다. 이 테스트 소켓(11)에 테스트 하고자 하는 반도체 디바이스가 삽입되어 전기적으로 접속된 상태에서 테스트가 이루어진다. 이를 위하여 테스트 소켓(11)에는 복수의 접속핀(12)이 구비되는데, 이 접속핀(12)들은 BGA나 CSP형 반도체 디바이스의 테스트가 가능하도록 소켓의 하면 전체에 걸쳐 에어리어 어레이 형태로 배열되어 구비된다.

상기 보트(20)는 테스트 하고자 하는 복수의 디바이스를 적재하여 상기 테스트 헤드(10) 상부의 테스트위치로 이동시키는 역할을 한다. 이러한 보트(20)는 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 대략 사각판 형상의 보트몸체(21)에 디바이스가 수납되는 복수의 수납홈(22)이 형성되고, 이 수납홈(22)들 사이 사이에는 소정크기의 관통공(23)이 형성되어 구성된다. 도시예에서는 32개의 디바이스 수납홈(22)이 4행 8열로 배치되고, 상기 각각의 디바이스 수납홈(22)의 각 열 사이에 18개의 관통공(23)이 형성된 보트(20)의 예를 나타내고 있으나, 이러한 디바이스 수납홈(22) 및 관통공(23)의 수는 더 증가될 수 있다.

상기 컨택트 픽커 조립체(30)는 상기 테스트 헤드(10)의 상부에 상하 이동 가능하게 설치되는데, 테스트 헤드(10) 상부의 테스트위치로 이동된 보트(20)의 디바이스 수납홈(22)에 있는 일정수량의 디바이스를 픽킹하여 상승한 후, 디바이스를 픽킹한 상태로 보트(20)의 관통공(23)을 통하여 테스트 소켓(11)까지 하강하면서 디바이스를 테스트 소켓(11)에 삽입하여 디바이스가 테스트 소켓(11)에 전기적으로 접속되도록 함으로써 테스트가 진행될 수 있게 한다. 이러한 컨택트 픽커 조립체(30)는 도 1, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 픽커(31), 승강플레이트(34) 및 완충수단(38)을 구비한다.

상기 픽커(31)는 각각 4개의 픽커부재(32)가 대략 정사각형으로 배열되어 이루어지며, 각 픽커부재(32)의 단부에는 디바이스를 진공 흡착하는 진공패드(33)가 각각 구비된다. 그리고, 상기 각 픽커부재(32)의 내부에는 진공홀(32a)이 그 하부의 진공패드(33)에 이르도록 형성되며, 상기 진공홀(32a)에는 진공호스(35)가 연결된다. 이러한 픽커(31)는 보트(20)에 있는 16개의 디바이스를 동시에 픽킹할 수 있도록 4연 1조의 구조로 구성되는 것이 바람직하나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 임의의 수 및 배열로 구성될 수 있다. 한편, 상기와 같은 각각의 픽커(31)에는 도 1에서 좌우로 마주보도록 배치된 픽커부재(32)의 대략 중앙부에 한 쌍의 컨택트 가이드핀(36)이 설치된다. 이에 대해서는 후술된다.

상기 승강플레이트(34)는 복수의 픽커(31)가 동시에 움직이면서 디바이스를 픽킹하고 또 픽킹된 디바이스를 테스트 소켓(11)에 접속시킬 수 있도록 복수의 픽커(31)를 지지한다.

상기 완충수단(38)은 상기 복수의 픽커(31)와 상기 승강플레이트(34)와의 사이에 각각 구성되는데, 상기 픽커(31)가 상기 승강플레이트(34)에 대하여 일정간극 범위내에서 유동이 가능하도록 픽커(31)를 승강플레이트(34)에 탄력적으로 연결한다. 이러한 완충수단(38)은 상기 각 픽커(31)의 상부에 결합된 제 1 완충플레이트(38a)와, 상기 제 1 완충플레이트(38a)와 대응하는 위치의 상기 승강플레이트(34)에 각각 결합된 제 2 완충플레이트(38b)와, 상기 제 1 완충플레이트(38a)가 상기 제 2 완충플레이트(38b)에 대하여 일정범위내에서 유동이 가능하도록 연결하는 복수의 연결바(38c)와, 상기 복수의 연결바(38c)에 각각 개재되어 상기 제 1 완충플레이트(38a)를 상기 제 2 완충플레이트(38b)에 대하여 하측으로 탄력지지하는 복수의 압축코일스프링(38d)를 구비한다. 이에 의해 상기 픽커(31)는 테스트 소켓(11)과의 접촉시 탄력적으로 유동하면서 디바이스를 안전하게 테스트 소켓(11)에 접속시킬 수 있게 된다.

상기 컨택트 픽커 조립체 승강수단(40)은 상기한 컨택트 픽커 조립체(30)를 상하 이동시킴으로써, 그의 픽커(31)가 보트에 있는 디바이스를 픽킹함과 아울러 픽킹된 디바이스를 테스트 소켓(11)에 삽입, 접속시킬 수 있게 하여 준다. 이러한 승강수단(40)은, 도 1, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 구동원인 모터(41)와, 피니언(42)과, 랙바(43)와, 안내수단(44)을 구비한다.

상기 모터(41)는 상기 컨택트 픽커 조립체(30)의 상부에 설치되는 프레임(45)의 상부 일측에 고정, 설치되며, AC 서보 모터가 사용된다.

상기 피니언(42)은 상기 모터(41)의 축에 결합된다. 그리고, 상기 랙바(43)는 컨택트 픽커 조립체(30)의 상부, 보다 구체적으로는 승강플레이트(34)의 상부 중앙으로부터 상기 프레임(45)을 관통하여 입설되며, 길이방향을 따라 상기 피니언(42)과 치합되는 랙(43a)이 형성되어, 상기 모터(41)가 구동함에 따라 상하 이동한다.

상기 안내수단(44)은 컨택트 픽커 조립체(30)의 승강운동을 안내하는 바, 상기 승강플레이트(34)의 상부 양측으로부터 상기 프레임(45)을 관통하여 입설된 한 쌍의 가이드 샤프트(44a)와, 상기 가이드 사펴트(44a)를 이동 가능하게 지지하도록 상기 프레임(45)에 고정된 한 쌍의 가이드 부시(44b)로 구성된다.

상기 보트이동수단(50)은 상기 컨택트 픽커 조립체(30)가 디바이스를 픽킹한 상태에서 상기 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 테스트 소켓(11)까지 하강할 수 있도록 상기 보트(20)를 초기위치에서 디바이스 수납홈(22) 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시키는 역할을 한다. 이에 의해 컨택트 픽커 조립체(30)는 보트(20)가 초기위치에 있는 상태에서 하강하여 디바이스를 픽킹할 수 있고, 또 보트(20)가 피치단위로 이동된 상태에서 이의 관통공(23)을 경유하여 하강하면서 디바이스를 테스트 소켓(11)에 접속시킬 수 있다. 이러한 보트이동수단(50)은 파지부재(51), 선회부(52) 및 구동부(53)를 구비한다.

상기 파지부재(51)는 상기 보트(20)의 일측면에 형성된 파지홈(25)에 선택적으로 삽입되는 것에 의해 보트(20)를 파지하도록 보트(20)에 인접하여 회전 가능하게 설치된다. 여기서, 상기 파지홈(25)은 보트(20)의 전,후단에 2개씩 각각 형성될 수 있고, 파지부재(51)에 또한 상기 파지홈(25)과 대응하도록 형성될 수 있다.

상기 선회부(52)는 상기 파지부재(51)를 지지하며, 이 파지부재(51)가 상기 파지홈(25)에 삽입되도록 파지부재(51)를 일정각도로 회전시킨다. 이러한 선회부(52)는 상기 파지부재(51)를 회전 가능하게 지지하는 선회봉(52a)과, 상기 선회봉(52a)의 단부에 결합된 선회블록(52b)과, 상기 선회블록(52b)의 선회봉(52a) 연결부 반대쪽에 연결되어 선회블록(52b)을 선회시키는 공압실린더(52c)로 구성된다. 상기 공압실린더(52c)가 작동하게 되면, 상기 선회블록(52b)이 선회하게 되고, 이에 따라 이 선회블록(52b)에 단부가 연결된 선회봉(52a)이 선회하게 되어, 파지부재(51)가 보트(20)의 파지홈(25)에 삽입되게 된다.

상기 구동부(53)는 상기 선회부(52)에 의해 보트(20)를 파지한 상태의 상기 파지부재(51)를 직선 이동시킨다. 이러한 구동부(53)는 구동원인 모터(53a)와, 상기 모터축에 결합된 볼스크류(53b)와, 이 볼스크류(53b)에 결합되어 볼스크류(53b)가 회전함에 따라 직선 이동하는 볼너트(53c)와, 상기 볼너트(53c)와 상기 선회부의 선회봉(52a)을 연결하는 연결부재(53d)로 구성된다. 상기 선회봉(52a)은 상기 연결부재(53d)를 관통하여 회전이 가능한 상태로 선회블록(52b)에 연결되며, 상기 선회블록(52b)은 연결부재(53d)의 이면에 지지된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 모터(53a)가 구동하게 되면, 이에 연결된 볼스크류(53b)를 따라 볼너트(53c)가 직선 운동하게 되고, 따라서 이 볼너트(53c)와 연결부재(53d)에 의해 연결된 선회봉(52a)이 볼너트(53c)의 진행방향으로 이동함으로써 보트(20)가 이동되게 된다.

한편, 상기 컨택트 가이드 플레이트(60)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 테스트 헤드(10)의 상부에 설치되는 바, 이는 상기 픽커(31)에 의한 디바이스의 소켓 접속을 안내하는 역할을 한다. 이러한 컨택트 가이드 플레이트(60)는 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 사각판 형상의 몸체(61)의 내부에 테스트 헤드(10)에 구비된 복수의 테스트 소켓(11)의 배열과 같은 배열로 형성되는 다수의 소켓 노출공(62)을 구비한다. 픽커(31)는 상기 소켓 노출공(62)을 경유하여 디바이스를 테스트 소켓(11)에 삽입 접속시킨다. 또한, 상기 컨택트 가이드 플레이트(60)에는 복수의 컨택트 가이드핀 홀(63)이 상기 소켓 노출공(62)의 사이에 배치되도록 형성된다. 이 컨택트 가이드핀 홀(63)은 픽커(31)의 하강시 이에 구비된 컨택트 가이드핀(36)을 수용함으로써 테스트 소켓(11)에 대한 디바이스 접속을 안내하는 역할을 한다. 이에 의해 디바이스는 소켓(11)에 정확히 삽입되어 소켓(11)과 전기적으로 접속될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치의 작용을 도 6a 및 6b와 도 7를 참조하여 설명한다.

첨부한 도 6a는 픽커에 의해 디바이스가 흡착된 상태를 보인 정면도 이고, 6b는 픽커에 의해 디바이스가 테스트 소켓에 접속된 상태를 보인 정면도이다. 그리고, 도 7은 본 고안에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 도시되지 않은 디바이스 로딩수단에 의해 테스트 하고자 하는 복수의 디바이스가 보트(20)의 디바이스 수납홈(22)에 이재되어 적재된다(S100). 디바이스가 적재된 상기 보트(20)는 소정의 경로를 거쳐서 핸들러의 테스트 챔버(도시되지 않음)로 이동되는데, 이 테스트 챔버에 위치된 테스트 헤드(10) 상부의 테스트위치로 이동되어 정지된다(S110).

보트(20)가 테스트 헤드(10)의 상부로 이동되어 정지되면, 그 상부에 배치된 복수의 픽커(31)가 하강하면서 보트(20)에 있는 일정수량의 디바이스를 진공 흡착하여 픽킹한다(S120). 여기서, 디바이스를 픽킹한 픽커(31)는 다시 초기위치로 상승한다.

디바이스를 픽킹한 상기 픽커(31)가 상승하면, 보트이동수단(50)이 작동하여 보트(20)를 초기위치에서 디바이스 수납홈(22) 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시킴으로써, 보트(20)의 관통공(23)이 픽커(31)의 승강 경로상에 위치되게 한다(S130).

이 후, 상기 픽커(31)가 상기 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 테스트 소켓(11)까지 하강하면서 픽킹된 디바이스를 상기 소켓(11)에 삽입하여 전기적으로 접속시킨다(S140). 이 때, 완충수단(38)에 의해 상기 픽커(31)가 탄력적으로 유동하면서 소켓(11)과 접촉되므로, 복수개의 디바이스들은 해당하는 소켓(11)의 접속핀(12)과 균일하게 접속된 상태를 유지할 수 있게 된다. 이와 같은 상태로 소정의 테스트가 진행된다(S150),

테스트가 완료되면, 픽커(31)는 디바이스를 픽킹한 상태로 상기 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 초기위치로 상승하게 되며, 픽커(31)가 초기위치로 상승한 뒤, 보트(20)는 초기위치로 복귀하게 된다(S160).

보트(20)가 초기위치로 복귀하게 되면, 픽커(31)는 다시 하강하여 디바이스를 보트(20)의 수납홈(22)에 적재한 후(S170). 다시 초기위치로 상승한다(S180).

상기와 같은 과정을 보트(20)에 적재된 전체 디바이스의 테스트가 완료될 까지 반복하여 진행한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치는, 복수의 디바이스 수납홈(22) 및 이 수납홈(22) 사이에 관통공(23)이 형성된 보트(20)를 이용하여, 먼저, 상기 보트(20)에 있는 일정수량의 디바이스를 픽커(31)를 이용하여 진공 흡착방법으로 픽킹한 후, 상기 보트(20)를 그의 관통공(23)과 테스트 헤드(10)의 소켓(11)이 일치하도록 피치단위로 이동시키고, 이어서, 상기 픽커(31)를 보트(20)의 관통공(23)을 통하여 소켓(11)까지 하강시킴으로써 픽커(31)에 픽킹된 디바이스를 소켓(11)에 직접 접속시킨다.

한편, 이상에서는 다수의 전극들이 패키지의 하면에 에어리어 어레이 형태로 배열된 BGA나 CSP형 반도체 디바이스를 테스트 하기 위한 장치에 대하여 설명하였으나, 본 고안은 상기한 BGA나 CSP형 반도체 디바이스 뿐만 아니라 다수의 전극들이 패키지의 양측으로 돌출된 TSOP형 반도체 디바이스의 테스트에도 이용할 수 있다.

상기와 같은 TSOP형 반도체 디바이스를 테스트하기 위하여 부분적으로 개선된 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치의 주요부가 도 8에 도시되어 있는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 변형예에서는 테스트 소켓(11')의 접속핀(12')들이 디바이스(70)의 전극들과 같은 배열을 하도록 소켓(11')의 양측에 배열되어 있다. 그리고, 픽커의 단부에 결합된 진공패드(33')에는 이 진공패드(33')에 의한 디바이스(70)의 소켓 접속시 디바이스(70)의 전극들을 눌러주는 부도체의 누름부재(33'a)가 구비되어 있다.

그외, 디바이스 테스팅장치를 구성하는 다른 구성 및 작용은 앞서 설명한 본 고안의 일 실시예와 같으므로, 여기서는 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

이와 같이, 본 고안은 BGA나 CSP형 반도체 디바이스를 테스트 소켓에 직접 접속시켜 자동으로 테스트 할 수 있을 뿐만 아니라 부분적인 간단한 개선을 통하여 TSOP형의 반도체 디바이스도 테스트 소켓에 직접 접속시켜 자동으로 테스트를 진행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안에 의하면, 테스트 하고자 하는 디바이스와 테스트 소켓이 직접 접속되기 때문에, 전기적인 특성의 개선으로 인한 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 보트에 종래와 같은 별도의 인서트라든가 디바이스와 소켓과의 접속을 위한 리드 등을 설치할 필요가 없기 때문에, 보트의 구조를 간단하게 할 수 있고, 따라서 보트의 제작이 용이할 뿐만 아니라 제작비용을 절감시킬 수 있다.

또한, BGA 및 CSP형의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트 할 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조 변경을 통하여 TSOP형의 반도체 디바이스도 자동으로 테스트할 수 있다.

한편, 이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위내에 있게된다.

Claims

피검사체인 반도체 디바이스가 삽입되어 전기적으로 접속되는 복수의 테스트 소켓이 마련된 테스트 헤드;

복수의 반도체 디바이스를 적재하여 상기 테스트 헤드 상부의 테스트 위치로 이동시키는 부재로써, 디바이스가 수납되는 복수의 수납홈과, 이들 수납홈의 사이에 형성된 복수의 관통공을 가지는 보트;

상기 테스트 헤드의 상부에 상하 이동 가능하게 설치되며, 상기 보트상의 디바이스를 픽킹하여 상기 테스트 헤드의 소켓에 직접 접속시키는 컨택트 픽커 조립체;

상기 컨택트 픽커 조립체를 상하 이동시키기 위한 승강수단; 및

상기 컨택트 픽커 조립체가 디바이스를 픽킹한 상태에서 상기 보트의 관통공을 경유하여 테스트 소켓까지 하강할 수 있도록 상기 보트를 초기위치에서 디바이스 수납홈 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시키는 보트이동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 1 항에 있어서, 상기 컨택트 픽커 조립체는,

단부에 디바이스를 흡착할 수 있는 진공패드가 각각 구비된 4개의 픽커부재가 정사각형으로 배열되어 이루어지는 복수의 픽커;

상기 복수의 픽커가 보트상의 일정수량의 디바이스를 동시에 흡착하여 테스트 소켓에 접속시키도록 복수의 픽커를 지지하는 승강플레이트; 및

상기 승강플레이트와 상기 픽커와의 사이에 각각 구성되어 상기 픽커에 의한 디바이스의 소켓 접속시 발생되는 충격을 흡수/완화시키는 완충수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 2 항에 있어서, 상기 완충수단은,

상기 각 픽커의 상부에 결합된 제 1 완충플레이트;

상기 제 1 완충플레이트와 대응하는 위치의 상기 승강플레이트에 각각 결합된 제 2 완충플레이트;

상기 제 2 완충플레이트에 대하여 상기 제 1 완충플레이트가 소정의 간극 범위내에서 유동할 수 있도록 상기 제 1 완충플레이트와 상기 제 2 완충플레이트를 연결하는 복수의 연결바; 및

상기 복수의 연결바에 각각 개재되어 상기 제 1 완충플레이트를 상기 제 2 완충플레이트에 대하여 탄력 지지하는 복수의 압축코일스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 2 항에 있어서, 상기 테스트 헤드의 상부에는 상기 픽커에 의한 디바이스의 소켓 접속을 안내하는 복수의 소켓 노출공이 마련된 컨택트 가이드 플레이트가 설치되며, 상기 각각의 픽커에는 복수쌍의 컨택트 가이드핀이 설치되고, 상기 컨택트 가이드 플레이트에는 상기 컨택트 가이드핀이 삽입되는 복수의 컨택트 가이드핀 홀이 형성되어, 테스트 소켓에 대한 디바이스 접속 위치를 안내하도록 된 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 1 항에 있어서, 상기 컨택트 픽커 조립체 승강수단은,

상기 컨택트 픽커 조립체의 상부에 설치되는 프레임의 상부 일측에 고정된 구동원으로써의 모터;

상기 모터축에 결합된 피니언;

상기 컨택트 픽커 조립체의 상부 중앙으로부터 상기 프레임을 관통하여 입설되며, 길이방향을 따라 상기 피니언과 치합되는 랙이 형성되어 상기 모터가 구동함에 따라 상하 이동하는 랙바; 및

상기 컨택트 픽커 조립체의 승강운동을 안내하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 5 항에 있어서, 상기 안내수단은, 상기 컨택트 픽커 조립체의 상부 양측으로부터 상기 프레임을 관통하여 입설된 한 쌍의 가이드 샤프트와, 상기 가이드 샤프트를 이동 가능하게 지지하도록 상기 프레임에 고정된 한 쌍의 가이드 부시로 구성됨을 특징으로 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 1 항에 있어서, 상기 보트이동수단은,

상기 보트의 일측면에 형성된 파지홈에 선택적으로 삽입되는 것에 의해 보트를 파지하도록 보트에 인접하여 회전 가능하게 설치된 파지부재;

상기 파지부재가 상기 파지홈에 삽입되도록 파지부재를 일정각도로 회전시키는 선회부; 및

상기 선회부에 의해 보트를 파지한 상태의 상기 파지부재를 직선 이동시키기 위한 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 7 항에 있어서, 상기 선회부는,

상기 파지부재를 회전 가능하게 지지하는 선회봉;

상기 선회봉의 단부에 결합된 선회블록; 및

상기 선회블록을 선회시키기 위한 공압실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 7 항에 있어서, 상기 구동부는,

구동원인 모터;

상기 모터축에 결합된 볼스크류;

상기 볼스크류에 결합되어 이 볼스크류가 회전함에 따라 직선 이동하는 볼너트; 및

상기 볼너트와 상기 선회부를 연결하는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 1 항에 있어서, 상기 테스트 소켓은, BGA 또는 CSP형의 반도체 디바이스를 테스트할 수 있는 접속핀 배열 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.
제 1 항에 있어서, 상기 테스트 소켓은, TSOP형의 반도체 디바이스를 테스트할 수 있는 접속핀 배열 구조를 가지며, 이 때, 상기 컨택트 픽커 조립체의 하단부에는 상기 테스트 소켓에 대한 디바이스의 접속시 이 디바이스의 전극들을 상기 접속핀에 대하여 눌러주는 부도체의 누름부재가 각각 구비됨을 특징으로 하는 테스트 핸들러의 디바이스 테스팅장치.