專利名稱：半導體封裝組件測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種測試裝置，尤指一種適用于半導體封裝組件的測試 裝置。
背景技術：
半導體封裝組件需經由一測試設備以測試、驗證封裝產品的功能，并 針對測試后的組件篩選，依其質量給予不同等級評價。
參考圖1，其繪示公知的半導體封裝組件測試裝置。此種公知的測試 裝置是于一平臺上設有多個(圖中為四組)同時運送已測組件與待測組件
的梭臺1、 一三維機械手臂2、及對應于梭臺1的多組測試單元5。三維機 械手臂2具有吸取頭4用以吸放半導體組件。每一測試單元5具有一壓持 器6。每一梭臺l滑行移動于一初始位置與對應的壓持器6之間，且梭臺 l上包括有二置放槽3，其一用以放置待測組件，另一用以放置已測組件， 此處分別稱其為待測物置放槽及已測物置放槽。
上述測試裝置的運作方式是，首先梭臺l停止于一初始位置，三維機 械手臂2的吸取頭4移動至對應于供料盤7上待測組件8的位置，并降下適當距離以吸取待測組件8。吸取頭4接著再移動至對應于梭臺1的待測 物置放槽上方的位置，降下并將待測組件8放置于待測物置放槽。
載有待測組件8的梭臺1接著再移動至使已測物置放槽對應于測試單
元5的壓持器6的位置，此時壓持器6會將吸附于其上的已測組件(圖未 示)放入已測物置放槽。然后梭臺1再偏移使待測物置放槽對準于壓持器 6，讓壓持器6吸取待測組件8。之后梭臺l再移動回上述的初始位置，等 待三維機械手臂2將已測組件取走并放入一集料匣9、并再次將新的待測 組件置入待測物置放槽，三維機械手臂2對四組梭臺1重復上述的動作。 上述公知的測試機臺應用在測試時間較短的封裝組件時，會因僅有一 組機械手臂同時負責自供料盤上吸取待測組件并移放至四組梭臺上、以及 自四組梭臺上吸取已測組件并移放至集料匣，造成已回到初始位置的梭臺 需長時等待機械手臂將已測組件取走、及放入新的待測組件，浪費相當多 的等待時間，致使制造工藝效率不佳。
發明內容
本發明的目的是，公開一種半導體封裝組件測試裝置，在執行測試制 造工藝時縮短轉運梭臺等待機械手臂的時間，使制造工藝速率提升。 為達到上述目的，本發明的技術解決方案是
一種半導體封裝組件測試裝置，包括有至少二測試單元、至少二轉運 梭臺、 一供料單元、 一集料單元、一二維機械手臂、及一三維機械手臂。 上述每一測試單元是依序橫向排列設置且包括有一測試端口。
上述轉運梭臺分別對應至測試單元，每一轉運梭臺可選擇式地趨近或遠離其所對應的測試單元，每一轉運梭臺上包含有一待測物置放槽、及一 已測物置放槽。每一轉運梭臺能直線移行于一遠離其對應的測試單元的第 一位置、 一趨近其對應的測試單元且已測物置放槽對應至測試端口的第二 位置、及一趨近其對應的測試單元且待測物置放槽對應至測試端口的第三 位置之間。
供料單元包括有一供料盤、及一加載裝置。供料盤上容裝有多數個待 測半導體封裝組件，而加載裝置是承載供料盤并將的移動至一供料位置。
集料單元包括有至少二集料盤，分別容裝有不同等級的已測半導體封 裝組件。
上述二維機械手臂包括有一橫向滑軌、及一入料取放器。橫向滑軌是 平行于上述的測試單元設置，入料取放器是滑設于橫向滑軌上，并直線滑 移于供料單元的供料位置、與轉運梭臺分別位于其第一位置時的待測物置 放槽之間，入料取放器并可升降以取放待測半導體封裝組件。
三維機械手臂包括有另一橫向滑軌、 一懸臂、及一出料取放器。懸臂 是滑設于另一橫向滑軌上，出料取放器是滑設于懸臂上，并滑移于轉運梭 臺分別位于其第一位置時的已測物置放槽、與集料單元的集料盤之間，出 料取放器且可升降以取放已測半導體封裝組件。
半導體封裝組件測試裝置的入料取放器、及出料取放器至少其一可為 真空吸頭式取放器，更可進行90度旋轉，以轉換半導體封裝組件的極性
轉向，增加對不同產品的適應性。
上述集料單元的集料盤可依預先定義的分類順序而橫向排列。上述加
載裝置可包括有一步進驅動器、及一移載板，步進驅動器連結于移載板，以步進方式移動移載板。步進驅動器例如是一馬達、及一皮帶的組合。
半導體封裝組件測試裝置的配置可為當轉運梭臺分別位于其第一位 置時，每一轉運梭臺的待測物置放槽位于已測物置放槽及其對應的測試單 元之間。
半導體封裝組件測試裝置可更包含有一堆棧升降機構、 一組分離夾 爪、 一空盤移送板、及一移送夾爪。上述分離夾爪位于堆棧升降機構之上 且為可伸縮，移載板及空盤移送板則可移動進入堆棧升降機構的內部區 域，移送夾爪橫向滑設在一工作平臺上，且可移行于空盤移送板與集料單 元之間。
本發明的優點在于通過上述的結構配置，執行測試制造工藝時縮短 了轉運梭臺等待機械手臂的時間，使制造工藝速率提升。尤其可適用于測 試時間短的半導體封裝組件場合，例如測試時間短于15秒的產品。
圖1是公知的半導體封裝組件測試裝置；
圖2是本發明一較佳實施例的半導體封裝組件測試裝置的立體圖3是圖2的俯視圖4是圖2中省略部分組件的立體圖5至圖8是轉運梭臺在不同操作階段的狀態示意圖9是繪示圖2的部分分解圖10至圖16是繪示組件供料與出料流程示意圖。主要組件符號說明
梭臺l三維機械手臂2
置放槽3吸取頭4
測試單元5壓持器6
供料盤7待測組件8
集料匣9
二維機械手臂20橫向滑軌21
入料取放器22三維機械手臂30
另一橫向滑軌31懸臂32
出料取放器33轉運梭臺40
待測物置放槽41已測物置放槽42
測試單元50測試端口 51
測試吸放器52供料單元60
加載裝置61步進驅動器62
移載板63馬達皮帶組合64
集料單元70集料盤71
空盤移送板72移送夾爪73
供料盤81， 81a待測半導體封裝組件82
已測半導體封裝組件821工作平臺90
堆棧升降機構91分離夾爪92
供料位置PS內部區域I
空盤暫存區T
具體實施例方式
參考圖2至圖5,其分別繪示本發明一較佳實施例的半導體封裝組件 測試裝置的立體圖、俯視圖、及省略二機械手臂的立體圖。于本實施例中， 半導體封裝組件測試裝置是使用于封裝后半導體組件的測試制造工藝，測
試裝置包括一工作平臺90、六組測試單元50、六組轉運梭臺40、 一供料 單元60、 一集料單元70、 二維機械手臂20、及三維機械手臂30。本發明 所述橫向方向為圖2中所示標號X的坐標軸方向、直向方向為標號Y的坐 標軸方向、高度方向為標號Z的坐標軸方向。
六測試單元50設于工作平臺90上且橫向直線地排列設置，每一測試 單元50包括有一測試端口 51及一測試吸放器52。六轉運梭臺40恰分別 對應至六測試單元50，每一轉運梭臺40可選擇式地趨近或遠離其所對應 的測試單元50。每一轉運梭臺40上包含有一待測物置放槽41、及一已測 物置放槽42。
測試吸放器52與測試端口 51大致位于同一條高度方向軸在線，因此 僅執行高度方向升降的測試吸放器52恰可將所吸附的半導體組件置放于 測試端口 51、或者自測試端口 51將已測的半導體組件取走。
上述每一轉運梭臺40能在工作平臺90上直線移行于一第一位置、一 第二位置、以及一第三位置之間。第一位置是指轉運梭臺40遠離其對應 的測試單元50的一特定位置；第二位置是指轉運梭臺40趨近其對應的測 試單元50、且轉運梭臺40的已測物置放槽42恰對應至測試端口 51的一 特定位置；第三位置是指轉運梭臺40趨近其對應的測試單元50、且待測 物置放槽41恰對應至測試端口 51的一特定位置。另由圖中可看出，當一轉運梭臺40于第一位置時，待測物置放槽41較已測物置放槽42靠近對 應的測試單元50，也就是位于其間的位置。
上述轉運梭臺是由馬達帶動皮帶于線性滑軌上作位置控制。而為了在 相同移動距離有最小的機構尺寸，梭臺上有二滑軌與二時規皮帶輪，可使 馬達帶動一時規皮帶輪時便可以使梭臺移動兩倍距離。
供料單元60位于工作平臺90上且鄰近于二維機械手臂20。供料單元 60包括有多數個堆棧的供料盤81、及一加載裝置61。每一供料盤81上皆 容裝有多數個待測半導體封裝組件82，加載裝置61承載供料盤81并可將 的移動至一供料位置PS。
于本實施例中，加載裝置61為包括有由一馬達及一皮帶組成的馬達 皮帶組合64所構成的步進驅動器62、及一移載板63，其中移載板63上 承載供料盤81，步進驅動器62連結于移載板63，以步進方式移動移載板 63及其上的供料盤81。配合二維機械手臂20以及上述供料單元60所發 揮的步進驅動，可達到逐列取走供料盤81上待測半導體封裝組件82。當 然，此處亦可以馬達驅動螺桿的方式達到步進控制的目的。
集料單元70包括有六組集料盤71，用以容裝不同等級的已測半導體 封裝組件821。集料單元70的集料盤71依預先定義的分類順序而橫向排 列設置，且鄰近于上述的三維機械手臂30。
二維機械手臂20包括有一橫向滑軌21、及一入料取放器22，其中橫 向滑軌21是平行于上述的測試單元50設置，而入料取放器22則滑設于 橫向滑軌21上，并直線滑移于供料位置PS、與轉運梭臺40分別位于其第 一位置時的上述待測物置放槽41之間。入料取放器22并可升降以取放待測半導體封裝組件82。
三維機械手臂30包括有另一橫向滑軌31、 一懸臂32、及一出料取放 器33。另一橫向滑軌31是平行于二維機械手臂20的橫向滑軌21設置， 懸臂32滑設于另一橫向滑軌31上。出料取放器33則是滑設于懸臂32上， 并滑移于轉運梭臺40分別位于其第一位置時的己測物置放槽42、與集料 單元70的集料盤71之間。出料取放器33且可升降以取放己測半導體封 裝組件821。
上述的機械手臂皆以馬達帶動滾珠螺桿方式進行移動。上述的入料取 放器22、及出料取放器33皆使用真空吸附原理的真空吸頭式取放器。在 取放器吸取半導體封裝組件后，其更能以Z軸進行90度旋轉。
配合圖3參考圖5至圖8，其中圖5顯示轉運梭臺40位于第一位置； 圖6顯示轉運梭臺40位于第二位置；圖7顯示轉運梭臺40位于第三位置； 圖8顯示轉運梭臺40回到第一位置。以下以一例說明本發明測試裝置的 運作。需特別注意的是，為更容易清楚了解，僅針對其中一組轉運梭臺40 的運作進行說明，其余轉運梭臺40的運作原理皆相同。
多數個供料盤81預先堆棧于供料單元60的移載板63上，供料盤81 放置有多數個待測半導體封裝組件82。欲進行二維機械手臂20的取料時， 步進驅動器62以步進方式帶動移載板63，移載板63連帶與供料盤81步 進地移動至供料位置PS。
接著二維機械手臂20的入料取放器22滑移至供料位置PS，并下降而 吸取供料盤81上的待測半導體封裝組件82。入料取放器22再攜帶著待測 半導體封裝組件82滑移至靜止于第一位置的轉運梭臺40，且入料取放器22對準于轉運梭臺40的待測物置放槽41。于是入料取放器22直接下降 并將待測半導體封裝組件82放置于待測物置放槽41，轉運梭臺40準備往 第二位置移動(如箭頭所示)，此時僅轉運梭臺40的待測物置放槽41容置 有半導體封裝組件，狀態如圖5所示。
轉運梭臺40接收到待測半導體封裝組件82后便朝測試單元50直向 移動至第二位置而停止，轉運梭臺40的已測物置放槽42恰對準于測試單 元50的測試端口 51 (見于圖4)的位置。于是測試單元50的測試吸放器52 便下降先將已測半導體封裝組件821放入已測物置放槽42，轉運梭臺40 并準備反向移動至第三位置(如箭頭所示)，此時轉運梭臺40的二槽皆容 置有半導體封裝組件，其狀態如圖6所示。
當轉運梭臺40移動至第三位置，待測物置放槽41恰對應于測試端口 51(見于圖4)，測試單元50的測試吸放器52便下降將待測物置放槽41 上的待測半導體封裝組件82吸出以進行測試，且轉運梭臺40準備移動回 第一位置(如箭頭所示)，此時僅轉運梭臺40的已測物置放槽42容置有半 導體封裝組件，狀態如圖7所示。
當轉運梭臺40回到第一位置，二維機械手臂20便重新進行自供料區 PS取料、將料置于待測物置放槽41的動作，而三維機械手臂30亦可同時 動作將已測物置放槽42的已測半導體封裝組件821取出、并放置于對應 的集料盤71。此時轉運梭臺40的狀態同于圖5，僅待測物置放槽41容置 有半導體封裝組件，且轉運梭臺40準備往第二位置移動，狀態如圖8所 示。圖8亦顯示出，當取完單一列的待測半導體封裝組件82后，供料盤 81受驅動而位移的情形，其中虛線表示位移前狀態，通過此使供料盤81進入二維機械手臂20可取料的范圍。
上述當一轉運梭臺40已載運待測半導體封裝組件82至測試端口 51 時，二維機械手臂20此時便可針對其它已回到第一位置的轉運梭臺40進 行供料動作，而三維機械手臂30亦同理運作，如此交錯運行，達到節省 時間的目的。
另外，在上述的當轉運梭臺40己移至第二位置、且測試單元50正在 置放己測半導體封裝組件821時，可通過另外預先架設的一 CCD傳感器(圖 未示)針對待測物置放槽41上的待測半導體封裝組件82進行影像辨別， 以確保半導體封裝組件的定位正確，當判定無誤時轉運梭臺40才移至第 三位置繼續如同上述的運作流程。
為更清楚了解本發明中供料單元的特點，以下將參考圖9至圖16以 一流程例更詳細說明供料動作與集料動作。圖9是繪示圖2的部分分解圖， 其中更清楚顯示出用以供料、出料的詳細組件。
本發明的測試裝置除了如上述的供料單元、集料單元之外，更包括有 一堆棧升降機構91、四分離夾爪92、 一空盤移送板72、及一移送夾爪73。 四分離夾爪92位于堆棧升降機構91之上，可進行伸縮移動以接觸或離開 供料盤81，且對應供料盤81而設置于四角落。堆棧升降機構91是以汽缸 與導桿組成的一般升降機構，當然亦可以馬達來控制。
移載板63及空盤移送板72的配置是滿足可移動進入堆棧升降機構91 的內部區域I。空盤移送板72是可移行于一空盤暫存區T與堆棧升降機構 91的內部區域I之間，其是以氣缸與滑軌來達成線性滑移，亦可以馬達皮 帶組合來達到線性滑移。移送夾爪73是橫向滑設在工作平臺90上，并可移行于空盤移送板72與集料單元70之間。
參考圖10至圖16，其分別繪示組件供料與出料流程示意圖。首先， 工作人員將多個承載有待測半導體封裝組件的供料盤81堆放至堆棧升降 機構91(如圖IO所示)上方區域，且由分離夾爪92所支撐。
接著移載板63移動到對應堆棧升降機構91內部區域I，而堆棧升降 機構91上升使多個供料盤81被頂升，(如圖11所示)。然后分離夾爪92 縮回，且堆棧升降機構91回降以使最下的供料盤81a與其上的供料盤的 中間位置約略對準于分離夾爪92，進而再將分離夾爪92伸出以承載住除 了最下的供料盤81a以外的其它供料盤(如圖12所示)，此時最下的供料 盤81a是由堆棧升降機構91所支持。此處需注意的是，為使分離夾爪92 方便執行分離動作，供料盤81設計成當相互堆棧時形成有分離凹陷93， 以本實施例而言，有四分離凹陷93以對應四分離夾爪92。
之后，分離出的供料盤81a隨堆棧升降機構91更行下降直至碰觸而 承載于移載板63上(如圖13所示)，再通過移載板63移動到供料位置 PS(繪于圖9)，以供機械手臂取放其上的待測半導體封裝組件。
而當供料盤81a上的所有待測半導體封裝組件被取空之后，移載板63 便連同供料盤81a再次移回至堆棧升降機構91內部區域I，且通過堆棧升 降機構91的上升以將空的供料盤81a頂升并支撐(如圖14所示)，移載板 63則移離堆棧升降機構91內部區域I。
然后，空盤移送板72移動到堆棧升降機構91內部區域I，同時堆棧 升降機構91下降以使空的供料盤81a接觸而承置于空盤移送板72上(如 圖15所示)。最后，空盤移送板72移回到空盤暫存區T，等待移送73將空盤移送板72上空的供料盤81a取走并放到集料單元70 (如圖16所 示)。
因此本發明通過各組件間特殊的相對位置設計，達到節省制造工藝時 間的功效，尤其可應用在公知技術難以適用的短測試時間產品的測試，例 如測試時間少于十五秒的產品。
上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利范圍 自應以權利要求保護的范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
1、一種半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，包括至少二測試單元，依序橫向排列設置，每一測試單元包括有一測試端口；至少二轉運梭臺，分別對應至該至少二測試單元，每一轉運梭臺選擇式地趨近或遠離其所對應的測試單元，每一轉運梭臺上包含有一待測物置放槽、及一已測物置放槽，其中，每一轉運梭臺能直線移行于一遠離其對應的測試單元的第一位置、一趨近其對應的測試單元且該已測物置放槽對應至該測試端口的第二位置、及一趨近其對應的測試單元且該待測物置放槽對應至該測試端口的第三位置之間；一供料單元，包括有一供料盤、及一加載裝置，該供料盤上容裝有多數個待測半導體封裝組件，該加載裝置承載該供料盤并將之移動至一供料位置；一集料單元，包括有至少二集料盤，分別容裝有不同等級的已測半導體封裝組件；一二維機械手臂，包括有一橫向滑軌、及一入料取放器，其中，該橫向滑軌平行于該至少二測試單元設置，該入料取放器滑設于該橫向滑軌上，并直線滑移于該供料單元的該供料位置、與該至少二轉運梭臺分別位于其第一位置時的該待測物置放槽之間，該入料取放器并可升降以取放該待測半導體封裝組件；以及一三維機械手臂，包括有另一橫向滑軌、一懸臂、及一出料取放器，其中，該懸臂滑設于該另一橫向滑軌上，該出料取放器滑設于該懸臂上，并滑移于該至少二轉運梭臺分別位于其第一位置時的該已測物置放槽、與該集料單元的該至少二集料盤之間，該出料取放器且可升降以取放該已測半導體封裝組件。
2、 如權利要求1所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該 入料取放器為一真空吸頭式取放器。
3、 如權利要求1所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該 出料取放器為一真空吸頭式取放器。
4、 如權利要求1所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該 至少二集料盤是依預先定義的分類順序而橫向排列。
5、 如權利要求1所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該加載裝置包括有一步進驅動器、及一移載板，該步進驅動器連結于該移載 板，以步進方式移動該移載板。
6、 如權利要求5所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該 步進驅動器包括有一馬達、及一皮帶。
7、 如權利要求1所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該 至少二轉運梭臺分別位于其第一位置時，每一轉運梭臺的該待測物置放槽 位于該已測物置放槽及其對應的測試單元之間。
8、 如權利要求1所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，該 入料取放器可進行90度旋轉。
9、 如權利要求5所述的半導體封裝組件測試裝置，其特征在于，更 包含有一堆棧升降機構、 一組分離夾爪、 一空盤移送板、及一移送夾爪，該組分離夾爪位于該堆棧升降機構之上且可伸縮，該移載板及該空盤移送 板移動進入該堆棧升降機構的內部區域，該移送夾爪橫向滑設在一工作平 臺上且移行于該空盤移送板與該集料單元之間。
全文摘要
本發明半導體封裝組件測試裝置，包括彼此橫向排列的多數個測試單元、以及分別對應于上述測試單元的多數個轉運梭臺。每一轉運梭臺均可選擇式趨近或遠離其所對應的測試單元，其是直線移行于第一位置、第二位置、與第三位置之間。本發明先利用供料單元的加載裝置以承載供料盤將之逐列移動至供料位置；再利用二維機械手臂的入料取放器直線滑移于供料盤、與位于第一位置的轉運梭臺的待測物置放槽之間，以取放待測半導體封裝組件；最后利用三維機械手臂的出料取放器滑移于位于第一位置的轉運梭臺的已測物置放槽、與集料盤之間，以取放已測半導體封裝組件。
文檔編號G01R31/28GK101413978SQ20071016269
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月16日 優先權日2007年10月16日
發明者林源記, 謝志宏, 黃鈞鴻 申請人:京元電子股份有限公司