KR100349942B1 - 램버스 핸들러 - Google Patents

Abstract

램버스타입의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트할 수 있는 테스트 핸들러가 개시된다. 개시된 본 발명은, 테스트할 또는 테스트된 반도체 디바이스가 담긴 유저트레이를 다수 적재하는 유저트레이 스택커와, 공급위치의 유저트레이에서 디바이스를 픽업하여 로딩위치에 있는 보트에 안착시키는 디바이스 로딩부와, 디바이스 로딩부로 부터 인입된 보트상의 디바이스를 테스트조건에 따라 가열하거나 냉각시키는 예열챔버와, 예열된 디바이스를 테스트소켓에 접속시켜 테스트를 행하는 테스트챔버와, 테스트챔버에서 하단으로 인입된 보트를 순차적으로 상승시키며 테스트완료된 디바이스를 상온으로 회복시켜 상단으로 배출하는 회복챔버와, 회복챔버에서 배출된 보트에서 테스트완료된 디바이스를 픽업하여 테스트결과에 따라 복수의 이동버퍼의 일정영역에 적재하는 디바이스 분류부, 및 이동버퍼상의 디바이스를 등급별로 구분된 유저트레이에 담는 디바이스 언로딩부를 포함한다. 또한, 디바이스 로딩부와 디바이스 분류부에 사용되는 가변핸드, 테스트 챔버의 커택트 픽커 조립체 및 그 위치가이드수단이 개시된다.

Description

램버스 핸들러{Rambus handler}

본 발명은 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 핸들러, 즉 램버스 핸들러에 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.

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.

특히, 테스트 챔버에서 반도체 디바이스가 테스트 헤드의 소켓에 직접 접촉하기 때문에 디바이스를 정확하게 안내하면서도 측정을 위한 일정한 압력을 가하는 장치가 필요하다.

일반적으로, 테스트 핸들러의 경우, 반도체 디바이스를 공급하는 유저 트레이와 반도체 디바이스 테스트용 보트의 반도체 디바이스 수납부간의 간격이 상이하기 때문에 픽앤플래이스(Pick Place) 도중에 다수의 반도체 디바이스 상호간의 간격을 조정하는 것이 요구되며, 또한 테스트의 효율을 높이기 위하여 1회의 픽앤플래이스 동작에 다수의 반도체 디바이스를 흡착하는 것이 필요하다.

이를 위하여, 종래에는 유저 트레이와 보트의 반도체 디바이스 수납부의 간격 차이를 보정하기 위하여 프리사이저(pre-sizer)라는 피치조정장치를 별도로 사용하거나, 또는 핸드자체에 픽앤플래이스용 실린더의 간격을 조정할 수 있는 링크타입의 간격조정수단을 부가하였다. 또한, 테스트 효율을 올리기 위해 통상 8개의 픽앤플래이스용 실린더와 진공패드를 조합한 핸드를 사용하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법에 의하면, 프리사이저에 의한 경우는 반도체 디바이스의 픽앤플래이스 동작 효율이 좋지 않고, 링크타입의 간격조정수단에 의해 실린더 간격을 조정하는 경우에는 링크에 누적오차가 발생하여 정확한 픽앤플래이스 동작이 이루어지지 않는 문제가 있다.

또한, 반도체 디바이스의 테스트 시간이 반도체 디바이스를 픽앤플래이스하는 시간보다 짧은 경우는 고가의 테스트 장비가 노는 시간이 발생하게 되는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 램버스 타입의 반도체 디바이스 즉, BGA나 CSP 형의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트할 수 있는 테스트 핸들러, 즉 램버스 핸들러를 제공하는데 그 목적이 있다.

다른 목적으로는, 실린더간의 간격조정시 누적오차가 발생하지 않으며, 1회의 픽앤플래이스 동작에 의해 다수의 반도체 디바이스를 핸들링하여 픽앤플래이스 시간을 줄 일 수 있는 가변핸드가 구비된 램버스 핸들러를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은, 테스트 챔버에서 반도체 디바이스를 픽킹하여 테스트하는 경우 디바이스를 정확하고 안정적으로 픽킹하여, 테스트 소켓에 접속시킬 수 있는 장치를 구비한 램버스 핸들러를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 램버스 핸들러를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 유저트레이 스택커를 나타낸 사시도.

도 3은 도 1의 디바이스 분류부를 나타낸 사시도.

도 4는 도 1의 램버스 핸들러의 반도체 디바이스의 흐름을 나타낸 흐름도.

도 5는 1열 가변핸드를 나타낸 사시도.

도 6a 및 6b은 도 5에 나타낸 1열 가변핸드의 픽업실린더 간의 간격이 변화하는 상태를 도시한 도면으로 도 6a는 간격이 근접한 상태를 나타내고, 도 6b는 간격이 벌어진 상태를 나타낸 상태도.

도 7은 2열 가변핸드를 나타낸 사시도.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 9a 및 9b는 도 8에 나타낸 테스트 챔버의 구조를 상세하게 보인 정면도 및 측면도.

도 10a, 10b 및 10c는 본 발명에 의한 보트의 구조를 보인 평면도, 도 10a의 A-A선 단면도 및 도 10a의 B-B선 단면도.

도 11a 및 11b는 본 발명에 의한 테스트 챔버의 테스트 헤드에 구비되는 소켓의 구조를 보인 평면도 및 단면도.

도 12a 및 12b는 본 발명에 의한 테스트 챔버의 컨택트 가이드 플레이트의 구조를 보인 평면도 및 단면도.

도 13a, 13b 및 13c는 본 발명에 의한 진공패드의 형상을 보인 정면도, 저면도 및 측면도.

도 14a 및 14b는 본 발명의 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스 픽킹상태를 보인 X방향 및 Y방향 단면도.

도 15a 및 15b는 본 발명의 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스 접속상태를 보인 X방향 및 Y방향 단면도.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 컨택트 픽커 조립체의 진공패드와 테스트 소켓간의 접촉관계를 보인 요부 확대 단면도.

도 17a는 픽커에 의해 디바이스가 흡착된 상태를 보인 정면도, 도 17b는 픽커에 의해 디바이스가 테스트 소켓에 접속된 상태를 보인 정면도.

도 18은 본 발명에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버에서 행해지는 디바이스 테스트 방법을 보여주는 플로우챠트.

도 19는 본 발명의 변형예로써 TSOP형 반도체 디바이스를 테스트할 수 있도록 개선한 테스트 소켓에 디바이스가 접속된 상태를 보인 요부 발췌 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1;메인프레임 2;베이스판

10;유저트레이 20;보트

60;반도체 디바이스 70;TSOP형 반도체 디바이스

100;유저트레이 스택커 110;트레이랙

120;트레이고정판 130;트레이로봇

200;디바이스 로딩부 210;2열 가변핸드

220;로딩로봇 230;디바이스 버퍼

242;제 1 안내봉 244;제 2 안내봉

270;폭간격조정수단 248;서브프레임

280;제 1 간격조종수단 288;제 1 픽업실린더열

290;제 2 간격조종수단 298;제 2 픽업실린더열

300;예열챔버 400;테스트챔버

430;컨택트 픽커 조립체 433;진공패드

440;픽커조립체 승강수단 450;보트이동수단

460;컨택트 가이드플래이트 490;테스트 헤드

500;회복챔버 600;디바이스 분류부

610;보트 이동축 620;1축로봇

630;이동버퍼 640;1열 가변핸드

644;픽업블록 646;안내돌기

648;간격조정판 652;픽업실린더

660;승강안내수단 700;디바이스 언로딩부

710;언로딩로봇 720;고정핸드

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 램버스 핸들러는, 테스트할 반도체 디바이스가 담긴 유저트레이를 다수 적재하여 한개씩 공급위치에 위치결정하고, 테스트완료된 디바이스를 담을 빈 유저트레이를 납입위치에 위치결정하며, 테스트완료된 디바이스가 담긴 유저트레이를 층층이 적재하는 유저트레이 스택커; 상기 공급위치의 유저트레이에서 디바이스를 픽업하여 로딩위치에 있는 보트에 안착시키는 2열 가변핸드를 구비한 디바이스 로딩부; 상기 디바이스 로딩부로 부터 상단의 인입구로 인입된 보트를 순차적으로 하강시키며, 테스트조건에 따라 디바이스를 가열하거나 냉각시켜 하단의 배출구로 배출하는 예열챔버; 상기 예열챔버에서 예열된 디바이스를 테스트헤드의 소켓에 접속시켜 테스트를 행하는 테스트챔버; 상기 테스트챔버에서 하단으로 인입된 보트를 순차적으로 상승시키며 테스트완료된 디바이스를 상온으로 회복시켜 상단으로 배출하는 회복챔버; 상기 회복챔버에서 배출된 보트에서 테스트완료된 디바이스를 픽킹하여, 테스트결과에 따라 복수의 이동버퍼의 일정영역에 적재하는 복수의 1열 가변핸드를 구비하는 디바이스 분류부; 및 이동버퍼상의 디바이스를 등급별로 구분된 유저트레이에 담는 디바이스 언로딩부;를 포함한다.

디바이스 로딩부는, 2열 가변핸드를 부착하여 유저트레이 상과 로딩위치에 위치결정하는 2축의 로딩로봇, 및 여분의 디바이스를 임시 보관하는 디바이스버퍼를 포함한다.

디바이스 분류부는, 보트를 전후방향(Y방향)으로 이동시켜 디바이스 흡착위치에 정지시키는 보트 이동축; 보트 상의 디바이스를 복수의 1열 가변핸드로 픽킹하여, 테스트결과에 따라 이동버퍼의 일정영역에 안착시키는 2대의 1축 직교로봇; 및 보트의 디바이스를 적재하여 디바이스 언로딩부로 운반하는 2대의 이동버퍼;를 포함한다.

디바이스 언로딩부는, 복수의 픽업실린더로 구성된 픽업핸드가 부착된 2축의 언로딩로봇을 포함한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 본 발명에 따른 1열 가변핸드 및 2열 가변핸드를 제공함으로써 달성된다.

상기 1열 가변핸드는, 핸드프레임; 상기 핸드프레임에 고정된 안내봉; 상기 안내봉에 끼워져 미끄럼운동을 하는 복수의 픽업블록; 및 상기 핸드프레임에 대하여 승강되므로서, 상기 안내봉에 대하여 상기 복수의 픽업블록의 간격을 가변시키는 수단;을 포함한다.

상기 픽업블록 간격가변수단은, 상기 복수의 픽업블록 각각에 돌설된 안내돌기; 상기 안내돌기를 각각 수용하는 복수의 안내홈이 형성되며, 상기 안내돌기가 상기 안내홈의 일단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록간의 간격이 벌어지도록 상기 복수의 안내홈이 배치된 간격조정판; 상기 간격조정판을 승강시키는 구동수단을 포함한다. 여기서, 상기 안내돌기는 캠팔로우(Cam follower)로 이루어진다. 또한, 상기 픽업블록 간격가변수단은, 상기 핸드프레임에 설치되며, 상기 간격조정판의 승강을 안내하는 승강안내수단을 포함하고 있다. 이 승강안내수단은, 상기 핸드프레임에 고정된 리니어모션가이드(LM guide); 및 상기 간격조정판에 고정된 리니어모션블록(LM block);으로 이루어진다.

상기 픽업블록에는 디바이스를 픽앤플래이스 하기위한 픽업실린더가 부착되어 있다.

상기 2열 가변핸드는, 핸드프레임; 상기 핸드프레임에 고정된 제 1 안내봉; 상기 제 1 안내봉에 끼워져 미끄럼운동을 하는 복수의 픽업블록; 상기 핸드프레임에 대하여 승강됨으로서 상기 제 1 안내봉에 대하여 상기 복수의 픽업블록의 간격을 변화시키는 제 1 간격가변수단; 상기 핸드프레임에 설치된 폭간격조정수단; 상기 폭간격조정수단에 고정된 제 2 안내봉; 상기 제 2 안내봉에 끼워져 미끄럼운동을 하는 복수의 픽업블록; 및 상기 핸드프레임에 대하여 승강됨으로서 상기 제 2 안내봉에 대하여 상기 복수의 픽업블록의 간격을 변화시키는 제 2 간격가변수단을 포함하여 구성된다.

상기 제 1 및 제 2 간격가변수단은, 상기 복수의 픽업블록 각각에 돌설된 안내돌기; 상기 안내돌기를 각각 수용하는 복수의 안내홈이 형성되며, 상기 안내돌기가 상기 안내홈의 일단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록간의 간격이 벌어지도록 상기 복수의 안내홈이 배치된 제 1 간격조정판 및 제 2 간격조정판; 및 상기 제 1 및 제 2 간격조정판을 승강시키는 제 1 및 제 2 구동수단;을 포함하고 있다.

상기 제 1 간격가변수단은, 상기 핸드프레임에 설치되어, 상기 제 1 간격조정판의 승강을 안내하는 제 1 승강안내수단을 포함하고; 상기 제 2 간격가변수단은, 상기 폭간격조정수단에 설치되어, 상기 제 2 간격조정판의 승강을 안내하는 제 2 승강안내수단;을 포함하여 이루어 진다.

상기 폭간격조정수단은, 상기 핸드프레임에 고정된 공압실린더; 상기 공압실린더 로드의 단부에 결합된 폭간격조정 브라켓; 상기 폭간격조종 브라켓에 장착된 복수의 리니어모션블록; 및 상기 핸드프레임에 제 1 안내봉과 직각방향으로 장착되어 상기 리니어모션블록을 안내하는 복수의 리니어모션가이드;를 포함한다.

또한, 상기와 같은 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버는, 테스트 하고자 하는 복수의 반도체 디바이스가 적재되어 있는 보트; 이 보트에 있는 일정 수량의 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 수단;을 포함한다.

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

컨택트 픽커 조립체는, 상기 승강수단과 연결되는 승강플레이트; 이 승강플레이트에 완충수단의 개재하에 연결되며 진공홀을 갖는 4개의 픽커부재가 사각형으로 배열되어 이루어지는 복수의 픽커; 상기 픽커의 각 픽커부재에 유동 가능하게 연결되며 디바이스를 흡착하는 진공패드; 상기 각 픽커부재와 진공패드와의 사이에 개재되어 진공패드를 하측으로 탄력 지지하는 복수의 압축코일스프링;을 포함한다.

상기 완충수단은, 상기 각 픽커의 상부에 결합된 제 1 완충플레이트; 이 제 1 완충플레이트와 대응되는 위치의 상기 승강플레이트에 각각 결합된 제 2 완충플레이트; 상기 제 2 완충플레이트에 대하여 제 1 완충플레이트가 소정의 간극 범위내에서 유동할 수 있도록 상기 제 1 완충플레이트와 제 2 완충플레이트를 연결하는 복수의 연결바; 및 상기 복수의 연결바에 각각 개재되어 제 1 완충플레이트를 제 2 완충플레이트에 대하여 탄력 지지하는 복수의 압축코일스프링;을 포함한다.

컨택트 픽커 조립체 승강수단은, 컨택트 픽커 조립체의 상부에 설치되는 프레임의 상부 일측에 설치된 구동원으로써의 모터; 모터축에 결합된 피니언; 컨택트 픽커 조립체의 상부 중앙으로부터 상기 프레임을 관통하여 입설되며, 길이방향을 따라 상기 피니언과 치합되는 랙이 형성되어 모터가 구동함에 따라 상하 이동하는 랙바; 및 컨택트 픽커 조립체의 승강운동을 안내하는 수단;을 포함하여 구성된다.

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; 상기 선회부에 의해 보트를 파지한 상태의 상기 파지부재를 직선 이동시키기 위한 구동부;를 포함한다.

여기서, 상기 선회부는, 상기 파지부재를 회전 가능하게 지지하는 선회봉; 상기 선회봉의 단부에 결합된 선회블록; 상기 선회블록을 선회시키기 위한 공압실린더;를 구비한다. 그리고, 상기 구동부는, 구동원인 모터; 상기 모터축에 결합된 볼스크류; 상기 볼스크류에 결합되어 이 볼스크류가 회전함에 따라 직선 이동하는 볼너트; 상기 볼너트와 상기 선회부를 연결하는 연결부재;를 구비한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 램버스 핸들러의 테스트 챔버는, 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스의 픽킹시 보트의 디바이스 수납홈에서의 진공패드의 위치를 안내하여 주는 픽킹위치가이드수단; 디바이스의 소켓 접속을 위하여 하강하는 컨택트 픽커 조립체의 하강위치를 안내하여 주는 하강위치가이드수단; 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스의 소켓 접속시 소켓에서의 진공패드의 위치를 안내하여 주는 접속위치가이드수단;을 구비한다.

여기서, 픽킹위치가이드수단은, 진공패드의 좌우방향 양측 및 보트의 디바이스 수납홈의 양측벽에 서로 대응하도록 형성되어, 디바이스 수납홈에서의 진공패드의 X방향 위치를 가이드해 주는 제 1 및 제 2 경사안내부; 진공패드의 전후방향 양측 및 보트의 디바이스 수납홈의 양측에 서로 대응하도록 형성되어, 디바이스 수납홈에서의 진공패드의 Y방향 위치를 가이드해 주는 소정의 곡률반경을 가지는 제 1 및 제 2 하드스톱접촉부;로 구성된다.

그리고, 하강위치가이드수단은, 컨택트 픽커 조립체에 일체로 형성된 복수쌍의 컨택트 가이드 핀; 및 테스트 헤드의 상부에 설치되며 상기 컨택트 가이드 핀과 대응되는 위치에 이 컨택트 가이드 핀이 삽입되는 컨택트 가이드핀 홀이 형성된 컨택트 가이드 플레이트;로 구성된다.

또한, 접속위치가이드수단은, 진공패드의 제 1 경사안내부와 대응되는 위치의 소켓의 양측벽에 형성되어 진공패드의 X방향 위치를 가이드해 주는 제 3 경사안내부; 및 진공패드의 제 1 하드스톱접촉부와 대응되는 위치의 소켓의 양측에 형성되어 진공패드의 Y방향 위치를 가이드해 주는 제 3 하드스톱접촉부;로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 램버스 핸들러는, 도 1의 사시도에 나타낸 바와 같이, 유저트레이 스택커(100), 디바이스 로딩부(200), 예열챔버(300), 테스트챔버(400), 회복챔버(500), 디바이스 분류부(600) 및 디바이스 언로딩부(700)를 포함한다. 이하에서, 본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서 메인프레임(1) 상면의 전방에 설치된 트레이랙이 열을 이루는 방향을 X방향이라 정의하고 X방향과 직각을 이루며 메인프레임의 후방을 향하는 방향을 Y방향으로 정의하여 사용하며, 도 4에 나타낸 램버스 핸들러의 반도체 디바이스의 흐름을 나타낸 흐름도를 참조한다.

유저트레이 스택커(100)는 메인프레임(1) 상면의 전방에 설치되며, 도 2의 사시도에서 보여주는 바와 같이 유저트레이(10)가 적재되는 트레이랙(110), 트레이(10)를 한 개씩 고정하는 트레이 고정판(120), 트레이(10)를 로딩/언로딩시키는 트레이로봇(130)을 포함한다. 또한, 유저트레이 스택커(100)의 상측에는 베이스판(2)이 설치된다.

트레이랙(110)은 유저트레이(10)를 다수 쌓을 수 있도록 가이드바(111)가 형성된 판으로 실린더에 의해 Y방향으로 전후진이 가능하다. 다수의 트레이랙(110)이 일 열을 이루도록 메인프레임(1)의 상면 전방에 설치되며, 통상적으로 테스트할 반도체 디바이스가 담긴 유저트레이를 적재하는 트레이랙(110a)이 2개, 빈 유저트레이 적재용 랙(110b)이 1개, 테스트 결과에 따라 분류된 디바이스가 담긴 유저트레이를 적재하는 랙(110c)이 5개로 구성된다.

트레이고정판(120)은 트레이랙(110) 상측으로 베이스판(2) 아래에 설치되며실린더(121)에 의해 승강이 가능한 구조로 빈 유저트레이랙(110b)을 제외한 트레이랙에 일대일 대응되도록 설치된다. 이 트레이고정판(120)이 유저트레이(10)를 적재하여 상승하면 베이스판(2)에 유저트레이(10)가 노출되도록 형성된 구멍과 일치되어 디바이스 공급위치(P1) 및 디바이스 수납위치(P6)를 이룬다.

트레이로봇(130)은 X방향축(131)과 2개의 상하방향으로 움직이는 축(133)을 갖는 직교로봇으로 상하로 움직이는 축(133)에는 각각 트레이 파지용 그리퍼(135)가 취부되어 있어, 트레이고정판(120)과 트레이랙(110) 사이에서 유저트레이(10)의 로딩/언로딩을 한다. 이 로봇(130)은 전체 트레이랙을 커버할 수 있는 동작영역을 갖고 있다.

디바이스 로딩부(200)는 디바이스 공급위치(101)에 고정된 유저트레이(10)로 부터 디바이스를 흡착하여 디바이스 로딩위치(201)에 있는 보트(20)의 수납홈에 디바이스를 수납시키며, 2열 가변핸드(210)와 로딩로봇(220) 및 디바이스 버퍼(230)로 구성된다.

상기 2열 가변핸드(210)는 16개의 픽업실린더(211)가 8개 씩 2열로 배치되어 있는 것으로 각 실린더간(211)의 간격이 가깝고 먼 상태로 가변된다. 간격이 가까운 경우는 유저트레이(10)상의 디바이스를 픽킹할 때이고, 간격이 먼 경우는 보트(20)상에 디바이스를 놓을 때이다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

로딩로봇(220)은 상기 가변핸드(210)를 부착하여 X-Y방향으로 동작하는 2축의 직교좌표형 로봇으로 디바이스 공급위치(P1)의 유저트레이(10)와 디바이스 로딩위치(P2)의 보트(20)가 작업영역에 포함되도록 그 상부 공간에 설치된다.

디바이스버퍼(230)는 디바이스 공급위치(P1)와 디바이스 로딩위치(P2) 사이에 설치되며, 여분의 디바이스가 놓여 있어 2열 가변핸드(210)가 항상 16개의 디바이스를 흡착하여 운반할 수 있도록 하는 것으로 디바이스 수납홈이 다수 형성된 판이다.

예열챔버(300)는 메인프레임(1) 상면의 후방에 설치되며 보트(20)가 들어오는 인입구는 디바이스 로딩위치(P2)의 높이와 같고, 보트(20)가 나가는 배출구는 메인프레임(1) 상면의 높이로 인입구와 배출구의 높이에는 일정한 고도차가 있다. 예열챔버(300)로 인입된 보트(20) 상의 디바이스는 테스트 조건에 따라 배출구까지 다운되는 동안 가열되거나 냉각된다.

테스트챔버(400)는 예열챔버(300)에 연결되도록 예열챔버 배출구 옆에 메인프레임(1)에 설치되며 메인프레임 상면의 하부에 설치된 테스트 헤드의 복수의 테스트 소켓에 디바이스를 접속시켜 테스트를 수행한다. 디바이스를 진공흡착하는 컨택트 픽커 조립체를 이용하여 한번에 32개의 디바이스를 테스트할 수 있다. 테스트 챔버(400)에대한 상세한 설명은 후술한다.

회복챔버(500)는 테스트챔버(400)의 옆에 연결되어 설치되어 있고, 테스트챔버(400)에서 나온 보트(20)를 디바이스 로딩높이까지 상승시키며 디바이스를 상온으로 회복시킨다. 인입구는 예열챔버(300)의 배출구와 동일한 높이이고 배출구가 상기 디바이스 로딩높이에 형성되어 있다.

상기 예열챔버(300)의 배출구, 테스트챔버(400)의 보트(20)의 테스트위치 및 이동로 및 회복챔버(500)의 인입구는 동일 고도상에 위치하며, 볼스크류와 공압실린더로 이루어진 보트 이동수단에 의해 각 챔버간을 이동한다.

디바이스 분류부(600)는 도 3에 도시된 바와 같이, 보트 이동축(610), 2대의 1축로봇(620), 2대의 이동버퍼(630), 및 1열 가변핸드(640)로 이루어진다.

보트이동축(610)은 회복챔버(500)의 배출구로 배출된 보트(20)를 받아 위치결정시키는 것으로, 모터(611), 볼스크류(612) 및 LM가이드(613)로 구성된다.

1축로봇(620)은 보트이동축(610)과 이동버퍼(630) 상측에 설치되며, 보트(20)의 디바이스를 이동버퍼(630)로 픽앤플래이스한다. 이 로봇(620)에는 8개의 픽업실린더(652)로 이루어지며 각 실린더(652)간의 간격이 변화되는 1열 가변핸드(640)가 부착되어 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

이동버퍼(630)는 상기 보트 이동축(610)의 측방에 설치되며, 직선이동수단에 의해 전후로 이동하는 이동판(631)의 상면에 디바이스가 놓이는 수납부가 다수 형성된다. 이 이동버퍼(630)는 1축로봇(620)에 의해 적재된 테스트 완료된 디바이스를 모터, 볼스크류 및 LM가이드로 이루어진 직선이동수단에 의해 유저트레이 스택커(100) 쪽에 위치한 디바이스 언로딩위치(P5)로 운반한다.

또한, 디바이스 분류부(600)에는 보트(20)를 회복챔버(500)에서 공급받는 수단 및 디바이스가 전부 이동버퍼(630)로 픽앤플래이스되어 빈 보트(20)를 상기 디바이스 로딩부(200)의 디바이스 로딩위치(P1)로 이동시키는 수단이 포함된다. 상기 수단들은 통상적으로 공압실린더에 의해 구성된다.

디바이스 언로딩부(700)는, 이동버퍼(630)상의 디바이스를 테스트 결과에 따라, 등급별로 구분되어 디바이스 수납위치(P6)에 고정되어 있는 유저트레이(10)에,등급별로 분리하여 수납시키는 것으로, 픽업핸드(720)가 부착된 X-Y 방향으로 동작하는 2축의 직교좌표 로봇인 언로딩로봇(710)으로 구성된다.

언로딩로봇(710)은 2개의 이동버퍼(630)의 디바이스 언로딩위치(P5)와 각 등급별로 구분된 디바이스 수납위치(P6)에 놓인 유저트레이(10)를 커버할 수 있는 작업영역을 갖으며, 그 상부 공간에 설치된다.

픽업핸드(720)는 16개의 픽업실린더(211)로 구성되며, 이동버퍼(630)의 디바이스 수납부 간격과 유저트레이(10)의 디바이스 수납부 간격이 동일하기 때문에 픽업실린더간의 간격이 가변되지 않는다. 수납부의 간격이 변화하는 경우는 가변핸드를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에는 상기에서 설명하지는 않았으나 각각의 구성부분들을 제어하기 위한 제어기가 포함된다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 램버스 핸들러의 작용을 구체적으로 설명한다.

작업자는 디바이스가 담긴 유저트레이(10)를 공급트레이랙(110a)에 적재한다.이 때 트레이랙(110a)이 전진한 상태에서 다수의 유저트레이(10)를 적재하고, 적재가 끝난 뒤 트레이랙(110a)을 원위치시킨다. 또한, 디바이스가 없는 빈 유저트레이를 빈트레이랙(110b)에 최소한 디바이스 테스트 분류종류와 동일한 수량을 적재한다.

트레이(10)가 랙(110)에 적재되면 트레이로봇(130)이 공급트레이랙(110a)의 최상단 트레이 위치를 감지하여 그리퍼(135)로 최상단의 트레이를 파지한 뒤 옆의트레이랙 상으로 대피하면 트레이고정판(120)이 트레이로봇(130)의 그리퍼(135)가 이 트레이(10)를 로딩/언로딩할 수 있는 정도로 하강한다. 트레이고정판(120)이 하강하면 트레이로봇(130)이 파지한 트레이(10)를 트레이고정판(120)에 로딩한다. 트레이로봇(130)이 트레이(10)를 로딩하고 대피하면 트레이고정판(120)이 다시 상승하여 트레이(10)가 베이스판(2)에 형성된 구멍으로 노출되도록 하여 디바이스 공급위치(P1)를 이루게 된다.

만일 트레이고정판(120)에 트레이(10)가 있는 경우는, 트레이고정판(120)이 하강하면 트레이로봇(130)은 트레이(10)를 파지하지 않은 그리퍼(135)로 트레이고정판(120)상의 트레이(10)를 언로딩시킨 후 트레이(10)를 파지한 그리퍼(135)로 상기의 동작을 하게 된다. 트레이고정판(120)상의 트레이(10)를 파지한 로봇(130)은 트레이의 상태에 따라 빈트레이랙(110a)이나 테스트완료된 디바이스가 담긴 트레이가 분류된 랙(110c)에 적재한다.

유저트레이(10)가 공급위치(P1)에 오면 로딩로봇(220)이 2열 가변핸드(210)로 디바이스를 흡착하여 디바이스 로딩위치(P2)에 있는 보트(20)에 디바이스를 수납시킨다. 이 때 2열 가변핸드(210)는 픽업실린더(286,296)간의 간격이 좁혀진 상태로 유저트레이(10)에서 디바이스를 흡착하고, 디바이스 로딩위치(P2)로 이동하면서 픽업실린더(286,296)간의 간격을 벌려 보트(20)상에 디바이스를 안착시킨다.

만일 유저트레이(10)에서 흡착한 디바이스가 16개가 아닌 경우, 디바이스 버퍼(230)에 있는 디바이스의 수량과 비교하여 디바이스를 16개로 채우기에 빠른 방법을 선택하여 흡착한 디바이스를 디바이스 버퍼(230)에 내려 놓던가, 아니면버퍼(230)상에서 부족한 디바이스를 흡착하여 16개를 채우게 된다. 디바이스 버퍼(230)상에 디바이스가 없는 상태에서 가변핸드(210)가 디바이스를 16개 흡착하지 못하면 흡착한 디바이스를 전부 버퍼(230)상에 내려 놓게 된다.

로딩로봇(220)이 디바이스 로딩위치(P2)에 있는 보트(20)에 디바이스를 다 채우면 로딩로봇(220)은 가변핸드(210)의 하단에 있는 안내봉으로 이 보트(20)를 예열챔버(300)로 끌고 간다. 그 후에는 예열챔버(300)의 인입단 앞에 설치된 회전실린더가 보트(20)를 예열챔버(300) 안으로 완전히 밀어 넣는다.

예열챔버(300)에 보트(20)가 인입되면, 챔버(300)의 최하단에 있는 보트가 테스트챔버(400)로 반출된다. 즉, 예열챔버(300)의 인입구와 배출구 사이에는 높이차가 있고 그 사이에 일정 갯수의 보트(20)가 적재되어 있기 때문에, 보트(20)는 인입된 순서대로 순차적으로 하나씩 배출되게 된다. 따라서 인입된 보트(20)가 반출되기 까지는 일정한 시간이 소요되어 그 동안 필요한 테스트 온도조건으로 디바이스를 가열하거나 냉각시키게 된다.

예열챔버(300)의 배출구로 나온 보트(20)는 테스트챔버(400)의 테스트헤드 위에 위치하게 된다. 테스트챔버(400) 내의 컨택트 픽커 조립체가 한번에 32개의 디바이스를 픽킹하여 테스트헤드의 소켓에 접속시켜 테스트를 수행한다. 이 때 핸들러 제어기는 테스트 결과에 따라 보트(20) 상의 각각의 수납부에 어떤 등급의 디바이스가 안치되어 있는지를 기억하게 된다. 테스트가 완료되면 보트(20)는 회복챔버(500)로 인입된다. 테스트챔버(400)에서의 테스트과정에 대한 상세한 설명은 후술한다.

회복챔버(500)도 예열챔버(300)와 같이 인입구와 배출구의 높이차가 있어 인입된 보트(20)가 인입순서대로 순차적으로 배출되고 그 동안 디바이스의 온도가 상온으로 회복되게 된다. 단, 배출구의 높이가 인입구보다 높고, 배출방향이 테스트챔버(400)의 상측이라는 것이 예열챔버와의 차이이다.

회복챔버(500)에서 배출된 보트(20)는 디바이스 분류부(600)의 보트 이동축(610)에 적재된다. 보트이동축(610)은 볼스크류에 의해 보트(20)를 전후방향(Y방향)으로 이동시켜, 1축로봇(620)이 보트(20) 상의 디바이스를 흡착할 수 있는 위치(P3)에 정지시킨다.

1축로봇(620)은 부착된 1열 가변핸드(640)로 보트(20) 상의 디바이스를 8개 흡착하여 X방향으로 이동한 뒤, 테스트 등급에 따라 디바이스를 받을 수 있는 위치(P4)에 있는 이동버퍼(630)상의 디바이스 수납부에 안치시킨다. 이동버퍼(630)의 수납부(631)는 핸들러 제어기내에 테스트 등급별로 일정한 영역이 정해져 있기 때문에, 1축로봇(620)이 흡착한 디바이스는 제어기가 기억하고 있는 테스트결과에 따라 이동버퍼(630)상의 특정영역에 안치된다. 이 동작은 1축로봇(620)의 X방향운동과 이동버퍼(630)의 Y방향운동의 조합에 따라 이루어진다. 1축로봇(620)에 의해 전 디바이스가 반출되고 빈 보트(20)는 보트이동수단(610)에 의해 디바이스 로딩위치(P1)로 이동된다.

디바이스가 담긴 이동버퍼(630)는 볼스크류로 구성된 직선이동수단에 의해 디바이스 언로딩위치(P5)로 이동된다. 이동버퍼(630)는 2개가 배치되어 있어 한개가 디바이스 언로딩위치(P5)로 이동하여도 다른 한개는 디바이스 분류부(600)로부터 디바이스를 분류하여 공급받는 동작을 계속적으로 할 수 있어 테스트의 흐름이 끊기지 않게 된다.

이동버퍼(630)가 디바이스 언로딩위치(P5)에 오면 언로딩로봇(710)이 16개의 픽업실린더로 구성된 픽업핸드(720)로 이동버퍼(630) 상의 디바이스를 흡착하여 테스트 등급별로 구분되어 디바이스 수납위치(P6)에 놓인 유저트레이(10) 상에 안치시킨다. 즉, 이동버퍼(630)의 1등급영역에 있는 디바이스는 1등급 디바이스 수납위치의 유저트레이에, 이동버퍼의 2등급영역의 디바이스는 2등급 유저트레이에, 불량 디바이스는 블량 유저트레이에 안치시키는 것과 같이 이동버퍼의 각각의 등급에 대응하는 유저트레이(10)에 디바이스를 분류하여 안치하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 램버스 핸들러에서 반도체 디바이스의 흐름을 보여주는 흐름도이다. 공급위치(P1)에 있는 유저트레이(10)에 적재되어 있는 디바이스는 2열 가변핸드(210)로 16개씩 흡착되어 디바이스 로딩위치(P2)에 있는 보트(20)에 안치된다(화살표 A). 디바이스가 전부 안치되면 보트(20)가 디바이스를 안치한 채로 예열챔버(300), 테스트챔버(400), 회복챔버(500)를 지나 디바이스 분류부(600)로 이동한다(화살표 B). 보트(20)가 디바이스 분류부 (600)에 오면 2개의 1열 가변핸드(640)에 의해 디바이스가 등급별로 이동버퍼(630)의 일정영역에 안치된다(화살표 C). 빈 보트(20)는 디바이스 로딩위치(P2)로 이동된다. 이동버퍼(630)가 디바이스 언로딩위치(P5)로 이동되면 고정핸드(720)에 의해 이동버퍼(630)에 안치된 디바이스가 등급별로 분류된 유저트레이(10)에 적재된다(화살표 D).

화살표 E는 유저트레이(10)의 흐름을 보여주는 것으로, 테스트할 디바이스가 담긴 유저트레이(10)가 비게 되면, 테스트 완료된 디바이스를 담기위해 이동되는 것을 나타낸다.

이하, 본 발명에 의한 상기 1열 가변핸드(640) 및 2열 가변핸드(210)에 대해 상세히 설명한다.

도 5에서 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 1열 가변핸드(640)는 핸드프레임(641), 2개의 안내봉(642), 복수의 픽업블록(644), 복수의 픽업실린더(652), 픽업실린더 간격조정수단을 포함하고 있다.

안내봉(642)은 2개가 일정한 간격을 유지하며 핸드프레임(641)에 양단이 고정되어 있고, 복수의 픽업블록(644)은 상기 2개의 안내봉(642)에 미끄럼운동을 할 수 있도록 끼워져 있다.

픽업블록 간격조정수단은 상기 복수의 픽업블록(644) 각각에 돌설된 안내돌기(646), 간격조정판(648), 구동수단(650) 및 승강안내수단(660)을 포함하고 있다.

간격조정판(648)은 상기 안내돌기(646)를 각각 수용하는 복수의 안내홈(648a)이 형성되는데, 상기 복수의 안내홈(648a)은 안내돌기(646)가 안내홈(648a)의 일단에 위치하는 경우는 픽업블록(644)이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록(644)간의 간격이 벌어지도록 배치되어 있다.

구동수단(650)은 상기 간격조정판(648)을 승강시키는 것으로서, 2개의 공압실린더로 이루어지며 간격조정판(648)의 상단 양측에 공압실린더의 로드가 고정되고 몸체는 핸드프레임(641)에 고정되어 있다.

승강안내수단(660)은 상기 간격조정판(648)이 상기 구동수단(650)에 의해 상하로 승강될 때 그 승강운동을 안내하는 것으로서 리니어모션가이드(664)와 리니어모션블록(662)으로 이루어 진다. 이때, 리니어모션가이드(664)는 핸드프레임(641)의 양단에 설치되고, 리니어모션블록(662)은 간격조정판(648)의 양단에 설치되어 승강직선운동을 안내하게 된다.

또한, 각각의 픽업블록(644)의 측면에는 픽업용 실린더(652)가 장착되어 있어 반도체 디바이스(도시되지 않음)등을 여러개 흡착하여 운반할 수 있다.

상기 1열 가변핸드(640)의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

좁은 간격의 유저트레이(10)에 담겨 있는 디바이스를 간격이 넓은 보트(20)에 옮기는 경우와 같이 간격이 좁은 상태에서 넓은 상태로 변화하는 경우의 1열 가변핸드(641)의 동작을 본다.

상기 가변핸드(640)는 초기에 도 6a에 도시된 바와 같이 픽업블록(644)이 밀착되어 있다. 이때 구동수단(650)인 공압실린더의 로드가 상승하면 로드에 결합된 간격조정판(648)이 리니어모션가이드(664)를 따라 상향으로 움직인다. 따라서, 이 간격조정판(648)에 형성되어 있는 복수의 안내홈(648a)도 상승하기 때문에, 이 안내홈(648a)에 수용되어 있는 안내돌기(646)가 안내홈(648a)의 형상에 따라 움직이게 되어 안내돌기(646) 간의 간격이 벌어지게 된다.

상기 안내돌기(646)는 캠팔로우로 구성되며 복수의 픽업블록(644)에 각각 결합되어 있고, 또한 픽업블럭(644)은 안내봉(642)에 미끄럼운동을 할 수 있도록 결합되어 있기 때문에, 결국 간격조절판(648)이 상승하면 픽업블록(644)이안내봉(642)을 따라 미끄러지게 되어, 간격조절판(648)의 안내홈(648a) 하단부의 간격과 동일하게 픽업블록(644)간의 간격이 벌어지게 된다.

즉, 1열 가변핸드(640)는 도 6b에 도시된 바와 같은 상태가 되어 흡착한 반도체 디바이스를 간격을 넓힌 상태에서 놓을 수 있게 된다.

도 7는 본 발명의 또 다른 실시예인 2열 가변핸드를 나타낸 사시도이다.

본 실시예는 도 7에서 나타낸 바와 같이 복수의 픽업실린더가 2열로 설치되어 있어 픽업실린더열 간의 간격도 가변된다.

상기 2열 가변핸드(210)는 크게 핸드프레임(100), 제 1 및 제 2 안내봉(102)(104), 다수의 픽업블록, 제 1 및 제 2 간격가변수단 및 폭간격조정수단(130)으로 이루어진다.

제 1 안내봉(242)은 안내봉 2개가 일정한 간격을 유지하며 핸드프레임(241)에 양단이 고정되어 있고, 복수의 픽업블록(282)은 상기 2개의 안내봉(242)에 미끄럼운동을 할 수 있도록 끼워져 있다.

제 1 간격가변수단은 복수의 픽업블록(282) 각각에 돌설된 안내돌기(284), 제 1 간격조정판(280), 제 1 구동수단(246), 제 1 승강안내수단(250)을 포함한다.

제 1 간격조정판(280)은 상기 안내돌기(284)를 각각 수용하는 복수의 안내홈(280a)이 형성되는데, 상기 복수의 안내홈(280a)은 안내돌기(284)가 안내홈(280a)의 일단에 위치하는 경우는 픽업블록(282)이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록(282)간의 간격이 벌어지도록 배치되어 있다.

제 1 구동수단(246)은 상기 제 1 간격조정판(280)을 승강시키는 것으로서, 2개의 공압실린더로 이루어지며 제 1 간격조정판(280)의 상단 양측에 공압실린더의 로드가 고정되고 몸체는 핸드프레임(241)에 고정되어 있다.

제 1 승강안내수단(250)은 상기 제 1 간격조정판(280)이 상기 제 1 구동수단(246)에 의해 승강될 때 그 승강운동을 안내하는 것으로서 리니어모션가이드(254)와 리니어모션블록(252)으로 이루어 진다. 이때, 리니어모션가이드(254)는 핸드프레임(241)의 양단에 설치되고, 리니어모션블록(252)은 제 1 간격조정판(280)의 양단에 설치되어 직선운동을 안내하게 된다.

폭간격조정수단(270)은 2개의 공압실린더(272)와, 4개의 리니어모션 가이드 (276)와 리니어모션블록(274), 및 서브프레임(278)으로 이루어진다. 리니어모션가이드(276)는 핸드프레임(241)의 제 1 안내봉(242)이 설치된 면에 안내봉과 직각을 이루는 방향으로 상기 안내봉(242)의 상측과 하측에 각각 1개씩, 핸드프레임(241)의 양측에 설치된다. 상기 리니어모션가이드(276)에는 각각 리니어모션블록(274)이 연결되고, 상기 리니어모션블록(274)에는 서브프레임(278)이 결합되어 있다. 이 서브프레임(278)의 상단 양측에는 2개의 공압실린더(272)의 로드가 각각 연결되어 있고, 이 공압실린더(272)는 핸드프레임(241)에 고정되어 있다.

제 2 안내봉(244)은 안내봉 2개가 일정한 간격을 유지하며 상기 서브프레임(278)에 양단이 고정되어 있으며, 복수의 픽업블록(292)은 상기 2개의 제 2 안내봉(244)에 미끄럼운동을 할 수 있도록 끼워져 있다.

제 2 간격가변수단은, 복수의 픽업블록(292) 각각에 돌설된 안내돌기, 제 2 간격조정판(290), 제 2 구동수단(248), 제 2 승강안내수단(260)을 포함하고 있다.

제 2 간격조정판(290)은 상기 안내돌기를 각각 수용하는 복수의 안내홈이 형성되는데, 상기 복수의 안내홈은 안내돌기가 안내홈의 일단에 위치하는 경우는 픽업블록(292)이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록(292)간의 간격이 벌어지도록 배치되어 있다.

제 2 구동수단(248)은 상기 제 2 간격조정판(290)을 승강시키는 것으로서, 2개의 공압실린더로 이루어지며 제 2 간격조정판(290)의 상단 양측에 공압실린더의 로드가 고정되고 몸체는 서브프레임(278)에 고정되어 있다.

제 2 승강안내수단(260)은 제 2 간격조정판(290)이 제 2 구동수단(248)에 의해 승강될 때 그 승강운동을 안내하는 것으로서 리니어모션가이드와 리니어모션블록으로 이루어 진다. 이때, 리니어모션가이드는 서브프레임(278)의 양단에 설치되고, 리니어모션블록은 제 2 간격조정판(290)의 양단에 설치되어 직선운동을 안내하게 된다.

또한, 각각의 픽업블록의 측면에는 픽업실린더(286)(296)가 장착되어 있어 반도체 디바이스 등을 동시에 여러개 흡착하여 운반할 수 있다.

이하, 본 실시예에 의한 2열 가변핸드의 동작을 설명한다.

각 열을 이루는 픽업실린더간의 간격을 가변시키는 것은 앞에서 설명한 다른 실시예인 1열 가변핸드(640)의 동작과 동일하므로, 제 1 픽업실린더열(288)와 제 2 픽업실린더열(298) 간의 간격을 가변시키는 동작만을 설명한다.

핸드프레임(241)에 고정된 공압실린더(272)의 로드가 전진하면, 이 로드에 결합되어 있는 서브프레임(278)이 리니어모션가이드(276)를 따라 직선운동을 하여제 1 픽업실린더열(288)과 제 2 픽업실린더열(298)이 벌어지게 된다. 공압실린더(272)의 로드가 후퇴하는 경우는 상기와 반대로 제 1 및 제 2 픽업실린더열 간의 간격이 좁아지게 된다.

상기에서 복수의 픽업실린더는 핸들링하는 시스템의 상태에 따라 임의로 설정할 수 있지만 바람직하게는 1열에 8개 씩 총 16개의 실린더를 사용하는 것이다.

끝으로, 본 발명에 의한 램버스 핸들러의 테스트챔버에 구비된 테스트 장치 및 작용에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 9a 및 9b는 도 8에 나타낸 테스트 챔버의 구조를 상세하게 보인 정면도 및 측면도이다.

도 11a 및 11b는 본 발명에 의한 테스트 챔버의 테스트 헤드에 구비되는 소켓의 구조를 보인 평면도 및 단면도, 그리고, 도 12a 및 12b는 본 발명에 의한 테스트 챔버의 컨택트 가이드 플레이트의 구조를 보인 평면도 및 단면도이다.

도 13a, 13b 및 13c는 본 발명에 의한 진공패드의 형상을 보인 정면도, 저면도 및 측면도이고, 도 14a 및 14b는 본 발명의 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스 픽킹상태를 보인 X방향 및 Y방향 단면도이고, 도 15a 및 15b는 본 발명의 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스 접속상태를 보인 X방향 및 Y방향 단면도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 컨택트 픽커 조립체의 진공패드와 테스트 소켓간의 접촉관계를 보인 요부 확대 단면도이다.

도 17a는 픽커에 의해 디바이스가 흡착된 상태를 보인 정면도, 도 17b는 픽커에 의해 디바이스가 테스트 소켓에 접속된 상태를 보인 정면도이고, 도 18은 본 발명에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버에서 행해지는 디바이스 테스트 방법을 보여주는 플로우챠트이고, 도 19는 본 발명의 변형예로써 TSOP형 반도체 디바이스를 테스트할 수 있도록 개선한 테스트 소켓에 디바이스가 접속된 상태를 보인 요부 발췌 단면도이다.

테스트 헤드(490)는 테스터(도시되지 않음)와 연결되며, 램버스 핸들러의 테스트 챔버의 하부에 위치된다. 이 테스트 헤드(490)에는 도 9b에 도시된 바와 같이 복수의 테스트 소켓(491)이 배열된다. 이 테스트 소켓(491)에 테스트 하고자 하는 반도체 디바이스가 삽입되어 전기적으로 접속된 상태에서 테스트가 이루어진다. 이를 위하여 테스트 소켓(491)에는 복수의 접속핀(492)이 구비되는데, 이 접속핀(492)들은 BGA나 CSP형 반도체 디바이스의 테스트가 가능하도록 소켓의 하면 전체에 걸쳐 에어리어 어레이 형태로 배열되어 구비된다. 또한, 상기 소켓(491)의 좌우방향 양측벽에는 상기 컨택트 픽커 조립체(430)에 의한 디바이스의 소켓 접속시 그 위치를 가이드해 주기 위한 제 3 경사안내부(411a)가 각각 형성되며, 전후방향 양측에도 같은 목적의 제 3 하드스톱접촉부(411b)가 각각 형성된다. 이에 대해서는 후술된다.

상기 보트(20)는 테스트 하고자 하는 복수의 디바이스를 적재하여 상기 테스트 헤드(490) 상부의 테스트 초기위치로 이동시키는 역할을 한다. 이러한 보트(20)는 도 10a, 10b, 및 10c에 도시된 바와 같이, 대략 사각판 형상의 보트몸체(21)에 디바이스가 수납되는 복수의 수납홈(22)이 형성되고, 이 수납홈(22)들 사이 사이에는 소정 크기의 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. 또한, 상기 보트(20)의 수납홈(22)에는, 상기 컨택트 픽커 조립체(430)에 의한 디바이스의 픽킹시 그 위치를 가이드해 주기 위한 제 2 경사안내부(22a)가 수납홈(22)의 좌우방향 양측벽에 각각 형성되며, 또, 같은 목적의 제 2 하드스톱접촉부(22b)가 수납홈(22)의 전후방향 양측에 각각 형성된다. 이에 대해서도 후술된다.

상기 컨택트 픽커 조립체(430)는 상기 테스트 헤드(490)의 상부에 상하 이동 가능하게 설치되는데, 테스트 헤드(490) 상부의 테스트 초기위치로 이동된 보트(20)의 디바이스 수납홈(22)에 있는 일정 수량의 디바이스를 픽킹하여 상승한 후, 디바이스를 픽킹한 상태로 보트(20)의 관통공(23)을 통하여 테스트 소켓(491)까지 하강하면서 디바이스를 테스트 소켓(491)에 삽입하여 디바이스가 테스트 소켓(491)의 접속핀(492)에 전기적으로 접속되도록 함으로써 테스트가 진행될 수 있게 한다. 이러한 컨택트 픽커 조립체(430)는 도 8, 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 복수의 픽커(431), 승강플레이트(434) 및 완충수단(438)을 구비한다.

상기 픽커(431)는 4개의 픽커부재(432)가 사각형-통상 대략의 정사각형 형상으로 배열되어 이루어지며, 각 픽커부재(432)의 내부에는 진공홀(432a)이 상하로 관통 형성된다. 상기 픽커부재(432)의 상부에는 진공호스(437)가 연결되며, 픽커부재(432)의 하부에는 디바이스를 흡착하기 위한 진공패드(433)가 각각 연결된다. 여기서, 상기 진공패드(433)는 각 픽커부재(432)에 대하여 일정범위 내에서 독립적으로 유동할 수 있도록 픽커부재(432)에 연결되며, 이 픽커부재(432)와 진공패드(433)와의 사이에는 진공패드(433)를 픽커부재(432)에 대하여 하측으로 탄력지지하는 압축코일스프링(435)이 각각 개재된다. 이에 의해 컨택트 픽커 조립체(431)의 조립오차 등으로 인하여 임의의 진공패드(433)의 소켓 접속위치가 어긋나는 경우, 해당하는 진공패드(433)가 유동하면서 위치를 보정할 수 있고, 따라서 정확한 소켓 접속위치에 삽입될 수 있다. 이러한 픽커(431)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.

상기 진공패드(433)에는 도 13a, 13b 및 13c에서 보는 바와 같이, 좌우방향 양측에 상기한 디바이스 수납홈(22)의 제 2 경사안내부(22a) 또는 소켓(491)의 제 3 경사안내부(491a)와 대응되는 제 1 경사안내부(433a)가 각각 형성된다. 그리고, 진공패드(433)의 전후방향 양측에는 상기한 디바이스 수납홈(22)의 제 2 하드스톱접촉부(22b) 또는 소켓(491)의 제 3 하드스톱접촉부(491b)와 대응되는 제 1 하드스톱접촉부(433b)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 진공패드(433)의 제 1 경사안내부(433a)와 디바이스 수납홈(22)의 제 2 경사안내부(22a)는 도 14a에서 보는 바와 같이, 픽커(431)에 의한 디바이스(60)의 픽킹시, 디바이스 수납홈(22) 내에서의 진공패드(433)의 X방향 위치를 안내해 주는 역할을 하며, 진공패드(433)의 제 1 하드스톱접촉부(433b)와 디바이스 수납홈(22)의 제 2 하드스톱접촉부(22b)는 도 14b에서 보는 바와 같이,디바이스 수납홈(22) 내에서의 진공패드(433)의 Y방향 위치를 안내해 주는 역할을 한다. 이에 의해 진공패드(433)가 정확한 픽킹위치에서 디바이스(60)를 흡착할 수 있기 때문에, 픽킹 에러를 줄일 수 있다.

또한, 상기 제 1 경사안내부(433a)와 소켓(491)의 제 3 경사안내부(491a)는 도 15a에서 보는 바와 같이, 픽커(431)에 의한 디바이스(60)의 소켓 접속시, 소켓(491) 내에서의 진공패드(433)의 X방향 위치를 안내해 주는 역할을 하며, 진공패드(433)의 제 1 하드스톱접촉부(433b)와 소켓(491)의 제 3 하드스톱접촉부(491b)는 도 15b에서 보는 바와 같이, 소켓(491) 내에서의 진공패드(433)의 Y방향 위치를 안내해 주는 역할을 한다. 이에 의해 진공패드(433)가 정확한 소켓 접속위치에서 디바이스(60)를 소켓(491)에 안정적으로 삽입하여 접속시킬 수 있기 때문에, 접속불량을 방지할 수 있다.

한편, 상기 픽커(431)와 승강플레이트(434)와의 사이에는 픽커(431)에 가해지는 무리한 하중을 흡수하여 완충시키기 위한 완충수단(438)이 개재되며, 상기 픽커(431)의 하부측에는 이 픽커(431)의 정확한 하강 위치를 안내해 주는 한 쌍의 컨택트 가이드 핀(436)이 설치된다.

상기 승강플레이트(434)는 복수의 픽커(431)가 동시에 움직이면서 디바이스를 픽킹하고 또 픽킹된 디바이스를 테스트 소켓(491)에 접속시킬 수 있도록 복수의 픽커(431)를 지지한다.

상기 완충수단(438)은 상기 복수의 픽커(431)와 상기 승강플레이트(434)와의 사이에 각각 구성되는데, 상기 픽커(431)가 상기 승강플레이트(434)에 대하여 일정간극 범위내에서 유동이 가능하도록 픽커(431)를 승강플레이트(434)에 탄력적으로 연결한다. 이러한 완충수단(438)은 상기 각 픽커(431)의 상부에 결합된 제 1 완충플레이트(438a)와, 상기 제 1 완충플레이트(438a)와 대응하는 위치의 상기 승강플레이트(434)에 각각 결합된 제 2 완충플레이트(438b)와, 상기 제 1 완충플레이트(438a)가 상기 제 2 완충플레이트(438b)에 대하여 일정 범위내에서 유동이 가능하도록 연결하는 복수의 연결바(438c)와, 상기 복수의 연결바(438c)에 각각 개재되어 상기 제 1 완충플레이트(438a)를 상기 제 2 완충플레이트(438b)에 대하여 하측으로 탄력지지하는 복수의 압축코일스프링(438d)를 구비한다. 이에 의해 상기 픽커(431)는 테스트 소켓(491)과의 접촉시 탄력적으로 유동하면서 디바이스를 안전하게 테스트 소켓(491)에 접속시킬 수 있게 된다.

상기 컨택트 픽커 조립체 승강수단(440)은 상기한 컨택트 픽커 조립체(430)를 상하 이동시킴으로써, 그의 픽커(431)가 보트에 있는 디바이스를 픽킹하여 픽킹된 디바이스를 테스트 소켓(491)에 삽입, 접속시킬 수 있게 하여 준다. 이러한 승강수단(440)은, 도 8, 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 구동원인 모터(441)와, 피니언(442)과, 랙바(443)와, 안내수단(444)을 구비한다.

상기 모터(441)는 상기 컨택트 픽커 조립체(430)의 상부에 설치되는 프레임(445)의 상부 일측에 고정, 설치되며, AC 서보 모터가 사용된다.

상기 피니언(442)은 상기 모터(441)의 축에 결합된다. 그리고, 상기 랙바(443)는 컨택트 픽커 조립체(430)의 상부, 보다 구체적으로는 승강플레이트(434)의 상부 중앙으로부터 상기 프레임(445)을 관통하여 입설되며,길이방향을 따라 상기 피니언(442)과 치합되는 랙(443a)이 형성되어, 상기 모터(441)를 구동함에 따라 상하 이동한다.

상기 안내수단(444)은 컨택트 픽커 조립체(430)의 승강운동을 안내하는 바, 상기 승강플레이트(434)의 상부 양측에 고정되어 상기 프레임(445)을 관통하여 입설된 한 쌍의 가이드 샤프트(444a)와, 상기 가이드 샤프트(444a)를 이동 가능하게 지지하도록 상기 프레임(445)에 고정된 한 쌍의 가이드 부시(444b)로 구성된다.

상기 보트이동수단(450)은 상기 컨택트 픽커 조립체(430)가 디바이스를 픽킹한 상태에서 상기 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 테스트 소켓(491)까지 하강할 수 있도록 상기 보트(20)를 테스트 초기위치에서 디바이스 수납홈(22) 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시키는 역할을 한다. 이에 의해 컨택트 픽커 조립체(430)는 보트(20)가 테스트 초기위치에 있는 상태에서 하강하여 디바이스를 픽킹할 수 있고, 또 보트(20)가 피치단위로 이동된 상태에서 이의 관통공(23)을 경유하여 하강하면서 디바이스를 테스트 소켓(491)에 접속시킬 수 있다. 이러한 보트이동수단(450)은 파지부재(451), 선회부(452) 및 구동부(453)를 구비한다.

상기 파지부재(451)는 상기 보트(20)의 일측면에 형성된 파지홈(25)에 삽입되는 것에 의해 선택적으로 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(451)의 일단의 형상은 상기 파지홈(25)과 대응하도록 형성될 수 있다.

상기 선회부(452)는 상기 파지부재(451)를 지지하며, 이 파지부재(451)가 상기 파지홈(25)에 삽입되도록 파지부재(451)를 일정각도로 회전시킨다. 이러한 선회부(452)는 상기 파지부재(451)를 회전 가능하게 지지하는 선회봉(452a)과, 상기 선회봉(452a)의 단부에 결합된 선회블록(452b)과, 상기 선회블록(452b)의 선회봉(452a) 연결부 반대쪽에 연결되어 선회블록(452b)을 선회시키는 공압실린더(452c)로 구성된다. 상기 공압실린더(452c)가 작동하게 되면, 상기 선회블록(452b)이 선회하게 되고, 이에 따라 이 선회블록(452b)에 단부가 연결된 선회봉(452a)이 선회하게 되어, 파지부재(451)가 보트(20)의 파지홈(25)에 삽입되게 된다.

상기 구동부(453)는 상기 선회부(452)에 의해 보트(20)를 파지한 상태의 상기 파지부재(451)를 직선 이동시킨다. 이러한 구동부(453)는 구동원인 모터(453a)와, 상기 모터축에 결합된 볼스크류(453b)와, 이 볼스크류(453b)에 결합되어 볼스크류(453b)가 회전함에 따라 직선 이동하는 볼너트(453c)와, 상기 볼너트(453c)와 상기 선회부(452)의 선회봉(452a)을 연결하는 연결부재(453d)로 구성된다. 상기 선회봉(452a)은 상기 연결부재(453d)를 관통하여 회전이 가능한 상태로 선회블록(452b)에 연결되며, 상기 선회블록(452b)은 연결부재(453d)의 이면에 지지된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 모터(453a)가 구동하게 되면, 이에 연결된 볼스크류(453b)를 따라 볼너트(453c)가 직선 운동하게 되고, 따라서 이 볼너트(453c)와 연결부재(453d)에 의해 연결된 선회봉(452a)이 볼너트(453c)의 진행방향으로 이동함으로써 보트(20)가 이동되게 된다.

한편, 상기 컨택트 가이드 플레이트(460)는 도 9b에 도시된 바와 같이, 테스트 헤드(490)의 상부에 설치되는 바, 이는 상기 픽커(431)에 의한 디바이스의 소켓 접속을 안내하는 역할을 한다. 이러한 컨택트 가이드 플레이트(460)는 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이, 사각판 형상의 몸체(461)의 내부에 테스트 헤드(490)에 구비된 복수의 테스트 소켓(491)의 배열과 같은 배열로 형성되는 다수의 소켓 노출공(462)을 구비한다. 픽커(431)는 상기 소켓 노출공(462)을 경유하여 디바이스를 테스트 소켓(491)에 삽입 접속시킨다. 또한, 상기 컨택트 가이드 플레이트(460)에는 복수의 컨택트 가이드핀 홀(463)이 상기 소켓 노출공(462)의 사이에 배치되도록 형성된다. 이 컨택트 가이드핀 홀(463)은 픽커(431)의 하강시 이에 돌설된 컨택트 가이드핀(436)을 수용함으로써 테스트 소켓(491)에 대한 디바이스 접속을 안내하는 역할을 한다. 이에 의해 디바이스는 소켓(491)에 정확히 삽입되어 소켓(491)의 접촉부(492)와 전기적으로 접속될 수 있다.

이하, 상기 컨택트 픽커 조립체가 디바이스를 진공흡착하여 테스트를 수행하는 과정에서의 위치보정에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 컨택트 픽커 조립체는, 램버스 핸들러가 작동하기 시작하여 테스트 하고자 하는 복수의 디바이스가 적재된 보트(20)가 테스트 헤드(490) 상부의 테스트 초기위치로 이동되면, 컨택트 픽커 조립체 승강수단(440)에 의해 보트(20)위치까지 하강하여 이 보트(20)에 있는 일정수량의 디바이스를 진공흡착하여 상승한다.

이 후, 상기 보트(20)는 보트이동수단(450)에 의해 수납홈(22) 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동되어 위치되며, 이에 의해 보트(20)의 관통공(23)과 테스트 헤드(490)의 소켓(491)이 일직선상에 놓이게 된다.

컨택트 픽커 조립체는 상기와 같은 상태에서 컨택트 픽커 조립체 승강수단(440)에 의해 다시 하강하기 시작하는데, 상기 관통공(23)을 경유하여 소켓(491) 위치까지 하강하여, 픽킹된 디바이스를 해당하는 소켓(491)에 삽입, 접속시키게 된다. 이와 같은 픽커의 하강시 그 위치는 1차적으로 도 8에서 보는 바와 같이, 픽커(431)의 양측에 구비된 한 쌍의 컨택트 가이드 핀(436)이 테스트 헤드(490)의 상부에 설치된 컨택트 가이드 플레이트(460)의 컨택트 가이드핀 홀(461)에 삽입되는 것에 의해 안내된다. 이 때, 만약 픽커 조립체의 조립오차 등으로 인하여, 컨택트 가이드 핀(436)이 컨택트 가이드 플레이트(460)의 컨택트 가이드핀 홀(461)에 삽입됨에도 불구하고 일부의 진공패드(433)의 소켓 접속위치가 어긋날 경우, 종래에는 디바이스 접속불량이 야기되었으나, 본 발명에서는 도 16에서 보는 바와 같이, 해당하는 진공패드(433)가 임의의 방향으로 유동하면서 그 위치가 보정되어 정확한 접속 상태를 이룰 수 있다.

부연하면, 예를 들어 컨택트 픽커 조립체의 조립오차 등으로 인하여 임의의 진공패드(433)가 도 16에서 가상선으로 도시한 바와 같이, 소켓(491)에 불안전한 상태로 접속되는 경우, 진공패드(433)가 일정범위 내에서 임의의 위치로 유동이 가능하도록 픽커부재(32a)에 연결되어 있으므로, 진공패드(433)가 유동하면서 도면의 실선의 위치, 즉 정확한 접속위치로 보정되면서 소켓에 접속되게 된다. 따라서, 종래와 같은 디바이스의 접속불량을 방지할 수 있는 것이다.

상기와 같은 과정으로 디바이스를 소켓에 접속시킨 컨택트 픽커 조립체는, 소정의 테스트 시간이 경과하면, 다시 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 테스트초기위치로 상승하게 되며, 이후, 다시 하강하여 테스트 초기위치로 복귀된 보트(20)의 수납홈(22)에 테스트가 완료된 디바이스를 수납하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버에서의 디바이스 테스트 작용을 도 17a 및 17b와 도 18를 참조하여 설명한다.

첨부한 도 17a는 픽커에 의해 디바이스가 흡착된 상태를 보인 정면도 이고, 17b는 픽커에 의해 디바이스가 테스트 소켓에 접속된 상태를 보인 정면도이다. 그리고, 도 18은 본 발명에 의한 램버스 핸들러의 테스트 챔버에서의 디바이스 테스트 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 디바이스 로딩부(200)에서 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(400)로 이동되는데, 이 테스트 챔버(400)에 위치된 테스트 헤드(490) 상부의 테스트 초기위치로 이동되어 정지된다(S110).

보트(20)가 테스트 헤드(490)의 상부로 이동되어 정지되면, 그 상부에 배치된 복수의 픽커(431)가 하강하면서 보트(20)에 있는 일정수량의 디바이스를 진공 흡착하여 픽킹한다(S120). 여기서, 디바이스를 픽킹한 픽커(431)는 다시 테스트 초기위치로 상승한다.

디바이스를 픽킹한 상기 픽커(431)가 상승하면, 보트이동수단(450)이 작동하여 보트(20)를 테스트 초기위치에서 디바이스 수납홈(22) 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시킴으로써, 보트(20)의 관통공(23)이 픽커(431)의 승강 경로상에위치되게 한다(S130).

이 후, 상기 픽커(431)가 상기 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 테스트 소켓(491)까지 하강하면서 픽킹된 디바이스를 상기 소켓(491)에 삽입하여 전기적으로 접속시킨다(S140). 이 때, 완충수단(438)에 의해 상기 픽커(431)가 탄력적으로 유동하면서 소켓(491)과 접촉되므로, 복수개의 디바이스들은 해당하는 소켓(491)의 접속핀(492)과 균일하게 접속된 상태를 유지할 수 있게 된다. 이와 같은 상태로 소정의 테스트가 진행된다(S150),

테스트가 완료되면, 픽커(431)는 디바이스를 픽킹한 상태로 상기 보트(20)의 관통공(23)을 경유하여 테스트 초기위치로 상승하게 되며, 픽커(431)가 테스트 초기위치로 상승한 뒤, 보트(20)는 테스트 초기위치로 복귀하게 된다(S160).

보트(20)가 테스트 초기위치로 복귀하게 되면, 픽커(431)는 다시 하강하여 디바이스를 보트(20)의 수납홈(22)에 적재한 후(S170). 다시 테스트 초기위치로 상승한다(S180).

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

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 램버스 핸들러는, 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(431)를 이용하여 진공 흡착방법으로 픽킹한 후, 상기 보트(20)를 그의 관통공(23)과 테스트 헤드(490)의 소켓(491)이 일치하도록 피치단위로 이동시키고, 이어서, 상기 픽커(431)를 보트(20)의 관통공(23)을 통하여 소켓(491)까지 하강시킴으로써 픽커(431)에 픽킹된 디바이스를 소켓(491)에 직접 접속시킨다.

한편, 이상에서는 다수의 전극들이 패키지의 하면에 에어리어 어레이 형태로 배열된 BGA나 CSP형 반도체 디바이스를 테스트 하기 위한 장치 및 방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 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 램버스 핸들러의 테스트 챔버의 주요부가 도 19에 도시되어 있는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에서는 테스트 소켓(491')의 접속핀(492')들이 디바이스(70)의 전극들과 같은 배열을 하도록 소켓(491')의 양측에 배열되어 있다. 그리고, 픽커의 단부에 결합된 진공패드(433')에는 이 진공패드(433')에 의한 디바이스(70)의 소켓 접속시 디바이스(70)의 전극들을 눌러주는 부도체의 누름부재(433'a)가 구비되어 있다.

그외, 테스트 챔버를 구성하는 다른 구성 및 작용은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 같으므로, 여기서는 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

이와 같이, 본 발명은 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 같이, 본 발명에 의하면, 램버스 타입의 반도체 디바이스 즉, BGA나 CSP 형의 반도체 디바이스를 자동으로 테스트할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 반도체 디바이스의 픽앤플래이스 작업시 수납홈의 간격이 변경되는 경우에도 안내돌기의 역할을 하는 캠팔로우가 간격조정판의 각각의 안내홈에 의해 안내되어 각 실린더 간의 간격을 조정하기 때문에 종래와 같은 누적오차가 발생되지 않게 된다. 더욱이, 1회의 픽앤플래이스 동작으로 16개의 반도체 디바이스를 핸들링할 수 있기 때문에 픽앤플래이스 동작시간을 줄일 수 있으므로, 반도체 테스트장비의 효율향상도 이룰 수 있게 된다.

또한, 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 테스트 챔버에서 디바이스를 테스트하는 경우, 컨택트 픽커 조립체의 조립오차 등으로 인하여 진공패드의 소켓 접속위치가 어긋나는 경우에도 해당하는 진공패드가 유동하면서 정확한 소켓 접속위치를 유지한 상태로 소켓에 접속하게 되므로, 디바이스의 접속불량을 방지할 수 있어 테스트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (26)

1. 테스트할 반도체 디바이스가 담긴 유저트레이를 다수 적재하여 한개씩 공급위치에 위치결정하며, 테스트 완료된 디바이스를 담을 빈 유저트레이를 수납위치에 위치결정하고, 테스트 완료된 디바이스가 담긴 유저트레이를 층층이 적재하는 유저트레이 스택커;

   상기 공급위치의 유저트레이에서 디바이스를 픽업하여 로딩위치에 있는 보트에 안착시키는 2열 가변핸드를 구비한 디바이스 로딩부;

   상기 디바이스 로딩부로 부터 상단의 인입구로 인입된 보트를 순차적으로 하강시키며 테스트 조건에 따라 디바이스를 가열하거나 냉각시켜 하단의 배출구로 배출하는 예열챔버;

   상기 예열챔버에서 예열된 디바이스를 테스트 헤드의 소켓에 접속시켜 테스트를 행하는 테스트챔버;

   상기 테스트챔버에서 하단으로 인입된 보트를 순차적으로 상승시키며 테스트 완료된 디바이스를 상온으로 회복시켜 상단으로 배출하는 회복챔버;

   상기 회복챔버에서 배출된 보트에서 테스트 완료된 디바이스를 픽킹하여 테스트 결과에 따라 복수의 이동버퍼의 일정영역에 적재하는 복수의 1열 가변핸드를 구비하는 디바이스 분류부; 및

   상기 이동버퍼 상의 디바이스를 등급별로 구분된 유저트레이에 담는 디바이스 언로딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스 로딩부는,

   상기 2열 가변핸드를 부착하여 유저트레이 상과 로딩위치에 위치결정하는 2축의 로딩로봇; 및

   여분의 디바이스를 임시 보관하는 디바이스버퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 1열 가변핸드는,

   핸드프레임;

   상기 핸드프레임에 고정된 안내봉;

   상기 안내봉에 끼워져 미끄럼운동을 하는 복수의 픽업블록; 및

   상기 핸드프레임에 대하여 승강되므로서, 상기 안내봉에 대하여 상기 복수의 픽업블록의 간격을 가변시키는 픽업블록 간격가변수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 픽업블록 간격가변수단은,

   상기 복수의 픽업블록 각각에 돌설된 안내돌기;

   상기 안내돌기를 각각 수용하는 복수의 안내홈이 형성되며, 상기 안내돌기가 상기 안내홈의 일단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록간의 간격이 벌어지도록 상기 복수의 안내홈이 배치된간격조정판;

   상기 간격조정판을 승강시키는 구동수단; 및

   상기 핸드프레임에 설치되어, 상기 간격조정판의 승강을 안내하는 승강안내수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 승강안내수단은,

   상기 핸드프레임에 고정된 리니어모션가이드(LM guide); 및 상기 간격조정판에 고정된 리니어모션블록(LM block);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 픽업블록에는 디바이스의 픽앤플래이스를 하기위한 픽업실린더가 부착되는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 2열 가변핸드는,

   핸드프레임;

   상기 핸드프레임에 고정된 제 1 안내봉;

   상기 제 1 안내봉에 끼워져 미끄럼운동을 하는 복수의 픽업블록;

   상기 핸드프레임에 대하여 승강됨으로서 상기 제 1 안내봉에 대하여 상기 복수의 픽업블록의 간격을 변화시키는 제 1 간격가변수단;

   상기 핸드프레임에 설치된 폭간격조정수단;

   상기 폭간격조정수단에 고정된 제 2 안내봉;

   상기 제 2 안내봉에 끼워져 미끄럼운동을 하는 복수의 픽업블록; 및

   상기 핸드프레임에 대하여 승강됨으로서 상기 제 2 안내봉에 대하여 상기 복수의 픽업블록의 간격을 변화시키는 제 2 간격가변수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
8. 제 7 항에 있어서, 제 1 및 제 2 간격가변수단은,

   상기 복수의 픽업블록 각각에 돌설된 안내돌기;

   상기 안내돌기를 각각 수용하는 복수의 안내홈이 형성되며, 상기 안내돌기가 상기 안내홈의 일단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록이 서로 근접하고, 타단에 위치하는 경우는 상기 픽업블록간의 간격이 벌어지도록 상기 복수의 안내홈이 배치된 제 1 간격조정판 및 제 2 간격조정판; 및

   상기 제 1 및 제 2 간격조정판을 승강시키는 제 1 및 제 2 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 간격가변수단은,

   상기 핸드프레임에 설치되어, 상기 제 1 간격조정판의 승강을 안내하는 제 1 승강안내수단을 포함하고;

   상기 제 2 간격가변수단은,

   상기 폭간격조정수단에 설치되어, 상기 제 2 간격조정판의 승강을 안내하는 제 2 승강안내수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 폭간격조정수단은,

    상기 핸드프레임에 고정된 공압실린더;

    상기 공압실린더 로드의 단부에 결합된 폭간격조정 브라켓;

    상기 폭간격조종 브라켓에 장착된 복수의 리니어모션블록; 및

    상기 핸드프레임에 제 1 안내봉과 직각방향으로 장착되어 상기 리니어모션블록을 안내하는 복수의 리니어모션가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트챔버는,

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

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

    상기 테스트 헤드의 상부에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 보트상의 디바이스를 픽킹하여 상기 테스트 헤드의 소켓에 직접 접속시키며, 완충수단을 구비한 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 테스트 초기위치에서 디바이스 수납홈 피치의 1/2피치에 해당하는 거리만큼 이동시키는 보트이동수단;을포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
12. 제 11 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 램버스 핸들러.
13. 제 11 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 램버스 핸들러.
14. 제 11 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 램버스 핸들러.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 안내수단은,

    상기 컨택트 픽커 조립체의 상부 양측으로부터 상기 프레임을 관통하여 입설된 한 쌍의 가이드 샤프트; 및

    상기 가이드 샤프트를 이동 가능하게 지지하도록 상기 프레임에 고정된 한쌍의 가이드 부시;로 구성됨을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
16. 제 11 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 램버스 핸들러.
17. 제 16 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 램버스 핸들러.
18. 제 16 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 램버스 핸들러.
19. 제 11 항에 있어서, 상기 테스트 소켓은,

    BGA 또는 CSP형의 반도체 디바이스를 테스트할 수 있는 접속핀 배열 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
20. 제 11 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 램버스 핸들러.
21. 제 11 항에 있어서, 상기 테스트 챔버는,

    상기 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스의 픽킹시 상기 디바이스 수납홈에서의 상기 진공패드의 위치를 안내하여 주는 픽킹위치가이드수단;

    디바이스의 소켓 접속을 위하여 하강하는 상기 컨택트 픽커 조립체의 하강위치를 안내하여 주는 하강위치가이드수단; 및

    상기 컨택트 픽커 조립체에 의한 디바이스의 소켓 접속시 상기 소켓에서의상기 진공패드의 위치를 안내하여 주는 접속위치가이드수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 픽킹위치가이드수단은,

    상기 진공패드의 좌우방향 양측 및 상기 디바이스 수납홈의 양측벽에 서로 대응하도록 형성되어, 상기 디바이스 수납홈에서의 상기 진공패드의 X방향 위치를 가이드해 주는 제 1 및 제 2 경사안내부; 및

    상기 진공패드의 전후방향 양측 및 상기 디바이스 수납홈의 양측에 서로 대응하도록 형성되어, 상기 디바이스 수납홈에서의 상기 진공패드의 Y방향 위치를 가이드해 주는 소정의 곡률반경을 가지는 제 1 및 제 2 하드스톱접촉부;로 구성됨을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 하강위치가이드수단은,

    상기 컨택트 픽커 조립체에 일체로 형성된 복수쌍의 컨택트 가이드 핀; 및

    상기 테스트 헤드의 상부에 설치되며 상기 컨택트 가이드 핀과 대응되는 위치에 이 컨택트 가이드 핀이 삽입되는 컨택트 가이드핀 홀이 형성된 컨택트 가이드 플레이트;로 구성됨을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
24. 제 21 항에 있어서, 상기 접속위치가이드수단은,

    상기 진공패드의 제 1 경사안내부와 대응되는 위치의 상기 소켓의 양측벽에형성되어 진공패드의 X방향 위치를 가이드해 주는 제 3 경사안내부; 및

    상기 진공패드의 제 1 하드스톱접촉부와 대응되는 위치의 상기 소켓의 양측에 형성되어 진공패드의 Y방향 위치를 가이드해 주는 제 3 하드스톱접촉부;로 구성됨을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
25. 제 1 항에 있어서, 디바이스 분류부는,

    보트의 전후방향(Y방향)으로 이동시켜 디바이스 흡착위치에 정지시티는 보트이동축;

    보트 상의 디바이스를 복수의 상기 1열 가변핸드로 픽킹하여, 테스트결과에 따라 이동버퍼의 일정영역에 안착시키는 복수의 1축 로봇; 및 보트의 디바이스를 적재하여 디바이스 언로딩부로 운반하는 2대의 이동버퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.
26. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스 언로딩부는,

    복수의 픽업실린더로 구성된 픽업핸드가 부착된 2축의 언로딩로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 램버스 핸들러.