專利名稱：操作機以及使用該操作機測試半導體芯片的工藝的制作方法
技術領域：
本申請公開了一種測試操作機，用于運送裝有封裝后的半導體芯片的測 試托盤，使得電氣測試能夠在該已封裝芯片上執行，本申請還公開了一種使 用該操作機測試半導體芯片的工藝。
背景技術：
這種操作機將已封裝芯片從用戶托盤運送到測試托盤，并將裝有已封裝芯片 的測試托盤供應給測試器。測試器包含具有多個插座的測試板。使測試托盤 中的已封裝芯片與插座接觸，以對已封裝芯片執行電氣測試。根據測試結果， 已封裝芯片被分級，然后，操作機根據分級將分級后的芯片從測試托盤運送 到適當的用戶托盤。
圖1是傳統操作機構造的俯視圖。圖2是測試托盤T在操作機中行進路 徑的視圖。圖2中的附圖標記表示在操作機內測試托盤T所處的位置。
如圖1、 2所示，操作機IO包括腔室系統11、裝載堆疊器12、卸載堆疊 器13、拾取器系統14、緩沖單元15以及交換站16。腔室系統11包括第一 腔室111、第二腔室112和第三腔室113。在第一腔室111內，測試托盤T 中的已封裝芯片被加熱或者冷卻到根據用戶的質量要求確定的測試溫度。在 將已封裝芯片加熱或者冷卻到測試溫度后，測試托盤從第一腔室111被傳送 進第二腔室112。
在第二腔室112內，測試托盤T中的已封裝芯片被引導接觸測試板A的 插座。之后，在已封裝芯片上執行電氣測試。這被稱為"測試工藝，，。測試 板A結合于第二腔室112。
已封裝芯片被測試之后，測試托盤從第二腔室112被傳送進第三腔室 113。在第三腔室113內，測試托盤T中的已封裝芯片被冷卻或者加熱到室 溫。之后，測試托盤T從第二腔室113被傳送到交換站16。
多個用戶托盤每一個都裝有準備進行電氣測試的已封裝芯片，這些用戶
托盤停留在裝載堆疊器12處。每一個都裝有測試后的已封裝芯片的多個用戶 托盤可以停留在卸載堆疊器13處。
拾取器系統14包括第一拾取器141、第二拾取器142、第三拾取器143 和第四拾取器144。第一拾取器141、第二拾取器142、第三拾取器143和第 四拾取器144中的每一個都拾取多個已封裝芯片并在用戶托盤之間、緩沖器 和測試托盤之間傳送這些芯片。第一拾取器141和第二拾取器142將要進行 電氣測試的已封裝芯片從裝載堆疊器12處的用戶托盤傳送到位于交換站16 處的測試托盤T。這被稱為"裝載工藝，，。更具體地說，第一拾取器141從 裝載堆疊器12處的用戶托盤拾取要進行電氣測試的已封裝芯片，并將它們放 置在緩沖器單元15上。第一拾取器141沿著X軸和Y軸的方向運動。第一 拾取器141還上升和下降。
第二拾取器142從緩沖器單元15拾取要進行電氣測試的已封裝芯片，并 將它們放進交換站16處的測試托盤T中。第二拾取器142沿著X軸方向運 動，而且也上升和下降。
第三拾取器143和第四拾取器144將測試后的已封裝芯片從交換站16 處的測試托盤T傳送到卸載堆疊器13處的用戶托盤。這被稱為"卸載工藝"。 更具體地說，第三拾取器143從交換站16處的測試托盤T拾取測試后的已 封裝芯片并將它們放在緩沖器單元15上。第三拾取器143沿著X軸方向運 動，而起也上升和下降。第四拾取器144從緩沖器單元15拾取測試后的已封 裝芯片并將它們放進卸載堆疊器13處的用戶托盤中。第四拾取器144沿著X 軸和Y軸的方向運動。第四拾取器144也上升和下降。
拾取器系統14可以包括多個第一拾取器141、多個第二拾取器142、多 個第三拾取器143和多個第四拾取器144。
臨時放置已封裝芯片的緩沖器單元15沿著Y軸方向運動。緩沖器單元 15可以包括第一緩沖器151和第二緩沖器152。進一步，第一、第二緩沖器 中的每一個都包括能夠沿著Y軸方向獨立運動的單獨元件。
第一緩沖器151設置在交換站16—側的附近。要進行電氣測試的已封裝 芯片放置在第一緩沖器151上。第二緩沖器152設置在交換站16另一側的附 近。測試后的已封裝芯片可以放置在第二緩沖器152上。
當裝有已經測試完的芯片的測試托盤T到達交換站16時，測試后的已
封裝芯片被從測試托盤T拾取，然后，要進行電氣測試的已封裝芯片被放進 空的測試托盤T中。第三拾取器143從測試托盤T拾取測試后的已封裝芯片 并將它們放在第二緩沖器152上，接著，第二拾取器142從第一緩沖器151 拾取要進行電氣測試的已封裝芯片并將它們放進測試托盤T中。
在交換站16處，用要進行電氣測試的新的已封裝芯片替換測試后的已封 裝芯片之后，測試托盤T從交換站16被傳送到腔室系統11 。在用腔室系統 11內的測試器測試已封裝芯片之后，測試托盤T從腔室系統11被傳送到交 換站16。
交換站16可以進一步包括轉動單元161。轉動單元161將裝有要進行電 氣測試的已封裝芯片的測試托盤從水平位置轉動到豎直或者直立位置。測試 托盤T在其于腔室系統11內傳送的過程中保持在直立位置。
轉動單元161可以將裝有測試后的已封裝芯片的直立位置的測試托盤從 豎直位置轉動到水平位置。在測試后的已封裝芯片被從測試托盤T拾取并接 著將要進行電氣測試的新的已封裝芯片放進測試托盤T中的時候，測試托盤 T保持在水平位置。
傳統操作機10具有幾個缺點。為了效率的緣故，在要進行電氣測試的已 封裝芯片被放進空的測試托盤T中的同時，測試后的已封裝芯片被從測試托 盤T拾取。因為裝載和卸載操作同時進行，所以，在裝載和卸載工藝的過程 中各種拾取器可能會相互干擾。這不僅造成難以有效地控制卸載和裝載工藝， 而且對減少從測試托盤T卸載測試后的已封裝芯片以及將要進行電氣測試的 已封裝芯片裝載到測試托盤T中所需的時間也產生了限制。
發明內容
根據本發明的一個方面，本發明提供了一種測試操作機，包括裝載單 元，所述裝載單元包括裝載拾取器，所述裝載拾取器將已封裝芯片放進位 于裝載位置處的測試托盤中，以及裝載用上升/下降單元，所述裝載用上升/ 下降單元將測試托盤從所述裝載位置傳送到位于所述裝載位置下面的分離位 置；卸載單元，所述卸載單元包括卸載拾取器，所述卸載拾取器將已封裝 芯片從位于卸載位置處的測試托盤取走，以及卸載用上升/下降單元，所述卸 載用上升/下降單元將測試托盤從位于所述卸載位置下面的到達位置傳送到 所述卸載位置；腔室系統，在所述腔室系統中，所述已封裝芯片被引導與測
試板接觸；以及通路站，所述通路站連接所述裝載單元和所述腔室系統，并 且連接所述腔室系統和所述卸載單元。
根據本發明的另 一方面，本發明還提供了 一種測試已封裝半導體芯片的 方法，包括將要進行電氣測試的已封裝芯片放進位于裝載位置的測試托盤 中；將裝有所述已封裝芯片的所述測試托盤從所述裝載位置向下運動到所述 裝載位置下面的分離位置；將裝有所述已封裝芯片的所述測試托盤從所述分 離位置傳送到通路站；將裝有所述要進行電氣測試的已封裝芯片的所述測試 托盤從所述通路站傳送到腔室系統；測試所述測試托盤中的所述已封裝芯片；
將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試托盤從所述腔室系統傳送到通路 站；將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試托盤從所述通路站傳送到位 于卸載位置下面的到達位置，并將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試 托盤從所述到達位置向上運動所述卸載位置；從所述卸載位置處的所述測試 托盤取走所述測試后的已封裝芯片；以及將所述測試托盤從所述卸載位置傳 送到所述裝載位置。
附圖被用來提供對本發明的進一步理解并被包含在本說明書中，構成本 說明書的一部分。附示本發明的實施例并與描述部分一起用來解釋本發 明的原理。
在圖中
圖l是傳統操作機構造的俯視圖2是測試托盤T在操作機中行進路徑的視圖3是操作機第一實施例構造的俯視圖4是圖示測試托盤T在裝載單元、卸載單元和通路站之間行進路徑的 透視示意圖5是裝載單元、卸載單元和通路站的前^L圖； 圖6是裝載用上升/下降單元的透視圖7是沿著圖6中箭頭"B"的方向觀察的裝載用上升/下降單元的側視 圖，該示了裝載用導引構件如何操作；
圖8是圖示當裝載用上升/下降構件在圖6的裝載用上升/下降單元中上 升時的裝載用上升/下降構件的透一見圖9是圖示安裝在裝載用上升/下降構件上的裝載用推動單元的透視圖； 圖10是卸載用上升/下降單元的透視圖ll是沿著圖IO中箭頭"C"的方向觀察的卸載用上升/下降單元的側 視圖，該示了卸載用導引構件如何操作；
圖12是圖示當卸載用上升/下降構件在圖10的卸載用上升/下降單元中 上升時的卸載用上升/下降構件的透視圖；以及
圖13是圖示安裝在卸載用上升/下降構件上的卸載用推動單元的透^L具體實施例方式
現在將詳細地討論優選實施方式，這些優選實施方式的例子圖示在附圖中。
如圖3~9所示，操作機1的第一實施例包括裝載單元2、卸載單元3、 通路位置4、腔室系統5和傳送單元。
裝載單元2執行將要進行電氣測試的已封裝芯片裝載進測試托盤中的工 藝。裝載單元2包括裝載堆疊器21、裝載拾取器22、裝載用上升/下降單元 23、裝載用導引構件24和裝載止動器25。
在裝載堆疊器21處，多個用戶托盤被堆疊，每個用戶托盤都裝有要進行 電氣測試的已封裝芯片。裝載拾取器22從裝載堆疊器21處的最上面的用戶 托盤拾取要進行電氣測試的已封裝芯片。裝載單元2可以包括多個裝載堆疊 器21。
裝載堆疊器22沿著X軸和Y軸的方向運動。裝栽拾取器22還上升和下 降。裝載拾取器22—次拾取多個已封裝芯片。操作機l可以包括多個裝載拾 取器22 (未示出)。
裝載拾取器22從裝載堆疊器21拾取要進行電氣測試的已封裝芯片并將 它們放進位于裝載位置2a的測試托盤T中。 一旦測試托盤T被裝滿，裝載 用上升/下降單元23然后將測試托盤T從裝載位置2a移動到位于裝載位置 2a下方的分離位置2b。裝有要進行電氣測試的已封裝芯片的測試托盤T從裝 置位置2a下降到分離位置2b。之后，測試托盤T被傳送到通路站4。分離位 置2b位于同通路站4 一樣高度處。
如圖3到圖7所示，裝載用上升/下降單元23包括裝載用上升/下降構件
231、第一裝載支承件232和第二裝載支承件233。裝載用上升/下降構件231
從裝栽位置2a下降到分離位置2b,以及從分離位置2b上升到裝載位置2a。 裝載用上升/下降構件231能夠通過一個或者多個氣動缸、液壓缸231a或者 其他的移動機構得以上升和下降。
第一裝載支承件232結合到裝載用上升/下降構件231并支承測試托盤T 的一側。第一裝載支承件232只支承測試托盤T下側的一部分，該部分靠近 測試托盤T的第一邊Tl。測試托盤T的第一邊Tl是當水平置放的測試托盤 T位于裝栽單元2處時距卸載單元3距離最短的橫邊。結果，當測試托盤T 被從卸載單元3傳送到裝載位置2a并從分離位置2b傳送到通路站4時，測 試托盤T不會與第一裝載支承件232碰撞。這使得不必移動第一裝載支承件 232，由此減少了測試托盤T等待的時間。
第二裝栽支承件233也結合到裝載用上升/下降構件231。第二裝載支承 件233也支承測試托盤T。第二裝載支承件233只支承測試托盤T下側的一 部分，這部分靠近測試托盤T的第二邊T2。第二邊T2與第一邊T1相對。
第二裝載支承件233可以進一步包括至少一個被引導接觸測試托盤T的 第二邊T2的裝載用支承構件233a。當測試托盤T被從卸載單元3傳送到裝 載位置2a時，裝載用支承構件233a起的作用是作為止動器。
當測試托盤T被從卸載單元3傳送到裝載位置2a時，裝載用導引構件 24導引裝載位置2a處的測試托盤T的運動。測試托盤T的第三邊T3和第四 邊T4被插進裝載用導引構件24中。第三邊T3和第四邊T4彼此相對。
裝載用導引構件24可以包括一個或者多個第一裝載用導引構件241和一 個或者多個第二裝載用導引構件242。兩個第一裝載用導引構件241可以設 置成一個被引導接觸測試托盤T的第三邊T3和測試托盤T上側、靠近測試 托盤T的第三邊T3的那部分，而另 一個被引導接觸測試托盤T的第四邊T4 和測試托盤T上側、靠近測試托盤T的第四邊T4的那部分。第一裝載用導 引構件241固定設置到置放于裝載位置2a的裝載框架G。
兩個第二裝載用導引構件242支承測試托盤T的靠近測試托盤T第三邊 T3和測試托盤T第四邊T4的下側。第二裝載用導引構件242位于第 一裝載 用導引構件241的下面。
第二裝載用導引構件242可動地安裝到裝載框架G。第二裝載用導引構 件242沿著與測試托盤T被從卸載單元3傳送到裝載位置2a的方向垂直的方 向(圖7中箭頭Z所示)移動。第二裝載用導引構件242可以通過氣動缸或
者液壓缸242a或者其他移動機構移動。
當測試托盤T位于裝載位置2a時，第二裝載用導引構件242相向移動到 它們支承測試托盤T下側的位置。結果，測試托盤T能夠被從卸載單元3傳 送到裝載位置2a，無需將第一裝載支承件232和第二裝載支承件233置放在 上面的位置以支承裝載位置2a處的測試托盤T。這意味著在第二測試托盤在 裝載用上升/下降單元23的作用下下降到分離位置的時候，測試托盤T可以 被從卸載單元3傳送到裝載位置2a。這使得可以減少測試托盤T必須等待的 時間。
第二裝載用導引構件242相背移動以使得裝有要進行電氣測試的已封裝 芯片的測試托盤T從裝載位置2a下降到分離位置2b。結果，測試托盤T可 以從裝載位置2a下降到分離位置2b，不會與第二裝載用導引構件242碰撞。
裝載止動器25可以包括一個或者多個裝載用突起構件251,當測試托盤 T被移動到裝載位置2a時，裝載用突起構件251被引導接觸測試托盤T的第 二邊T2。當測試托盤T被從卸載單元3傳送到裝載位置2a時，裝載止動器 25起的作用是作為止動器。于是，止動器25使得測試托盤T能夠被精確定 位在裝載位置2a,而第一、第二裝載支承件232、 233無需置放在裝載位置 2a處。裝載止動器25可以可拆卸地結合到被定位于裝載位置2a的裝載框架 G。這樣做使得操作人員能夠當在裝載工藝過程中發生故障時將裝載止動器 25從裝載框架G拆卸下來，以方便地取走測試托盤T。
如圖3到圖9所示，裝載單元2可以進一步包括裝載用推動單元26。測 試托盤T可以包括多個載運器模塊，在每個載運器模塊中放進一個已封裝芯 片。每個載運器模塊包括將已封裝芯片牢固地保持就位的鎖閂。裝載用推動 單元26使鎖閂打開載運器模塊。這樣做使得裝載拾取器22能夠將已封裝芯 片放進載運器模塊中。裝載用推動單元26包括裝載用推動構件261和裝載用 機械執行器262 (圖7中所示)。
裝載用推動構件261結合到裝載用上升/下降構件231。當裝載用上升/ 下降構件231上升而被置放于裝載位置2a時，裝載用推動構件261打開測試 托盤T的載運器模塊。裝載用推動構件261可以包括多個推動銷2611，每個 推力銷2611推動載運器模塊之一的鎖閂。
當裝載用推動構件261上升時，推動銷2611推載運器模塊的鎖閂。結果， 載運器模塊能夠被打開。裝載拾取器22接著能夠將已封裝芯片放進載運器模
塊。裝載用推動構件261相對于測試托盤T上升，以打開測試托盤T的載運 器模塊上的鎖閂。相反，當裝載用推動構件261下降時，鎖閂被釋放，因此， 載運器模塊被關閉而將已封裝芯片牢固地保持就位。
裝載用推動單元26可以包括多個裝載用推動構件261 。在這種情形下， 裝載用推動構件261可以彼此獨立地上升和下降。通過按照這種方式構造裝 載用推動單元26,裝載用推動單元26能夠推動具體數量的銷，以打開具體 數量載運器模塊上的鎖閂。
裝載拾取器22同時拾取的已封裝芯片的數量少于測試托盤T中載運器 模塊的總數。因此，裝載拾取器22必須反復地從裝載堆疊器21拾取已封裝 芯片并將它們放進裝載位置2a處的測試托盤T中，直到所有的載運器模塊都 裝填了已封裝芯片。在這個工藝過程中，如果裝載用推動單元26推動銷以打 開測試托盤T中所有載運器模塊上的鎖閂，那么，所有載運器模塊將在裝載 工藝過程中保持打開，這意味著測試托盤T和裝載的芯片可能會容易受到損 壞。為了防止這種情形，裝載用推動單元26可以包括多個獨立可動的裝載用 推動構件261，用以選擇性地打開即將從裝載拾取器22接收芯片的那些載運 器模塊。
裝載用推動單元26可以包括第一裝載用推動構件261a、第二裝載用推 動構件261b、第三裝載用推動構件261c和第四裝載用推動構件261d。相應 的，測試托盤T可以分成4個區。當然，在其他實施例中，可以設置不同數 量的區和相應的裝載用推動構件。因此，裝載用推動單元26可以選擇性地打 開只屬于測試托盤T一個區的載運器模塊。同時打開的區的數量取決于裝載 拾取器22 —次拾取多少已封裝芯片。
第二裝載用推動構件261b位于第一裝載用推動構件216a附近。第三裝 載用推動構件261c位于第二裝載用推動構件261b附近。第四裝載用推動構 件261d位于第三裝載用推動構件261c附近。
裝載用機械執行器262安裝在裝載用上升/下降構件231上，以使得裝載 用推動構件261能夠上升和下降。裝載用機械執行器可以包括一個或者多個 氣動缸、液壓缸或者一些其他類型的移動裝置。裝載用推動單元26可以包括 多個裝載用機械執行器262。裝載用機械執行器262使得裝載用推動構件261 能夠上升和下降。裝載用推動單元26可以包括第一裝載用機械執行器262a、 第二裝載用機械執行器262b、第三裝載用機械執行器262c和第四裝載用機 械執行器262d。第一裝載用推動構件261a、第二裝載用推動構件261b、第 三裝載用推動構件261c和第四裝載用推動構件261d分別通過第一裝載用機 械執行器262a、第二裝載用機械執行器262b、第三裝載用機械執行器262c 和第四裝載用機械執行器262d而得以能夠上升和下降。
卸載單元3執行卸載工藝。如圖3到圖5和圖IO所示，卸載單元3包括 卸載堆疊器31、卸載拾取器32、卸載緩沖器33、卸載用上升/下降單元34、 卸載用導引構件35和卸載止動器36。
每一個都裝有測試后的已封裝芯片的多個用戶托盤停留在卸載堆疊器 31處。卸載拾取器32將測試后的已封裝芯片裝進位于卸載堆疊器31上的用 戶托盤中。卸載單元3可以包括多個卸載堆疊器31。
卸載拾取器32沿著X軸和Y軸的方向運動。卸載拾取器32還上升和下 降。卸載拾取器32—次拾取多個已封裝芯片。卸載拾取器32可以包括第一 卸載拾取器321和第二卸載拾取器322。
第一卸載拾取器321從測試托盤T拾取測試后的已封裝芯片并將它們放 在卸載緩沖器33上。當第一卸載拾取器321從測試托盤T拾取測試后的已 封裝芯片時，測試托盤T被置放于卸載位置3a。卸載拾取器32可以包括多 個第一卸載拾取器321。
第二卸載拾取器322從卸載緩沖器33拾取測試后的已封裝芯片并將它們 放進卸載堆疊器31處的用戶托盤中。第二卸載拾取器322根據測試結果對測 試后的已封裝芯片進行分級并將分過級的測試后的已封裝芯片放進相應的用 戶托盤中。卸載拾取器32可以包括多個第二卸載拾取器322。
卸載緩沖器33被設置在裝載位置2a和卸載位置3a之間。卸載緩沖器 33沿著Y軸方向運動。測試后的已封裝芯片臨時放在卸載緩沖器33上。卸 載單元3可以包括多個卸載緩沖器33，每個卸載緩沖器33都是能夠沿著Y 軸方向獨立運動的。
在測試托盤T^皮從卸載位置3a傳送到裝載位置2a之前，卸載緩沖器33 向著卸載堆疊器31運動。結果，測試托盤T能夠^C從卸載位置3a傳送到裝 載位置2a，不會與卸載緩沖器33碰撞。
卸載用上升/下降單元34使得測試托盤T能夠從位于卸載位置3a下面的 到達位置3b上升到卸載位置3a。裝有測試后的已封裝芯片的托盤T被從通 路站4傳送到到達位置3b,然后從到達位置3b上升到卸載位置3a。到達位
置3b位于與通路站4和分離位置2b相同的高度處。 一旦所有測試后的已封 裝芯片從卸載位置3a處的測試托盤T拾取，測試托盤T被從卸載位置3a傳 送到裝載位置2a。卸栽位置3a位于與裝載位置2a相同的高度處。
如圖5和圖10-13所示，卸栽用上升/下降單元34可以包括卸載用上升 /下降構件341、第一卸載支承件342和第二卸載支承件343。卸載用上升/下 降構件341從到達位置3b上升到卸載位置3a,以及從卸載位置3a下降到達 到位置3b。卸載用上升/下降構件341能夠通過一個或者多個氣動缸、液壓缸 341a或者一些其他類型的移動機構得以上升和下降。
第 一卸載支承件342結合到卸載用上升/下降構件341以支承測試托盤T。 第一卸載支承件342只支承測試托盤T下側的靠近測試托盤T第二邊T2的 那部分。第一邊T1和第二邊T2，以及下面的第三邊T3和第四邊T4，與上 面描述的那些邊相同。結果，當測試托盤T被從通if各站4傳送到到達位置3b 以及從卸載位置3a傳送到裝載位置2a時，測試托盤T不會與第一卸載支承 件342碰撞。這使得不必移動第一卸載支承件342，由此減少了測試托盤T 等待的時間。
第二卸載支承件343結合到卸載用上升/下降構件341以支承測試托盤T。 第二卸載支承件343只支承測試托盤T下側的靠近測試托盤T第一邊Tl的 那部分。第二卸載支承件343可以進一步包括一個或者多個被引導接觸測試 托盤T的第一邊Tl的卸載用支承構件343a。當測試托盤T被從通路站4傳 送到到達位置3b時，卸載用支承構件343a起的作用是作為止動器。當測試 托盤T被從卸載位置3a傳送到裝載位置2a時，卸載用導引構件35導引卸載 位置3a處的測試托盤T的運動。第三邊T3和第四邊T4 一皮插進卸載用導引 構件35中。卸載用導引構件35可以包括一個或者多個第一卸載用導引構件 351和一個或者多個第二卸載用導引構件352。第一卸載用導引構件351可以 被設置，使得一個被引導接觸測試托盤T的第三邊T3和測試托盤T上側、 靠近測試托盤T的第三邊T3的那部分，而另一個#:引導接觸測試托盤T的 第四邊T4和測試托盤T上側、靠近測試托盤T的第四邊T4的那部分。第一 卸載用導引構件351固定設置到位于卸載位置3a的卸載框架H。
第二卸載用導引構件352支承測試托盤T下側的靠近測試托盤T第三邊 T3的那部分和測試托盤T下側的靠近測試托盤T第四邊T4的那部分。第二 卸載用導引構件352位于第一卸載用導引構件351的下面。
第二卸載用導引構件352可動地安裝到卸載框架H。第二卸載用導引構 件352沿著與測試托盤T被從卸載位置3a傳送到裝載位置2a的方向垂直的 方向(圖11中箭頭Z所示)移動。第二卸載用導引構件352可以通過氣動 缸或者液壓缸352a或者其他合適的移動裝置移動。
當測試托盤T位于卸載位置3a時，第二卸載用導引構件352移動以支承 測試托盤T下側。即，第二卸載用導引構件352相向移動而移動到測試托盤 T的下面。結果，測試托盤T能夠在卸載位置受到支承，而且測試托盤能夠 被從卸栽位置3a傳送到裝載位置2a，無需將第一卸載支承件342和第二卸 載支承件343置放在卸載位置3a。也就是，在卸載用上升/下降構件341位于 到達位置3b的時候，測試托盤T能夠在卸載位置受到支承，并且然后被從 卸載位置3a傳送到裝載位置2a。這也意味著，在另外的測試托盤T被從通 路站4傳送到到達位置3b的時候，測試托盤能夠被從卸載位置3a傳送到裝 載位置2a。這使得可以減少測試托盤T必須等待的時間。
在裝有測試后的已封裝芯片的測試托盤T從到達位置3b上升到卸載位 置3a之前，第二卸載用導引構件352相背移動。結果，測試托盤T可以從到 達位置3b上升到卸載位置3a,而不會與第二卸載用導引構件352碰撞。
卸載止動器36可以包括至少一個卸載用突起構件361，卸載用突起構件 361被引導接觸停留在卸載位置3a處的測試托盤T的第一邊Tl。卸載止動 器36可拆卸地結合到置放于卸載位置3a的卸載框架H。這樣做使得操作人 員能夠在卸載工藝過程中發生故障時將卸載止動器36從卸載框架H拆下來 而方^f更地取走測試托盤T。
如圖3、 4和圖10 13所示，卸載單元3可以進一步包括卸載用推動單 元37。卸載用推動單元37可以包括卸載用推動構件371和卸載用機械凈丸行 器372。
卸載用推動構件371結合到卸載用上升/下降構件341。卸載用推動構件 371打開測試托盤T的載運器模塊的鎖閂，使得測試后的芯片能夠由卸載拾 取器從載運器模塊取走。卸載用推動構件371可以包括多個推動銷3711,每 個推動銷3711推動測試托盤T的載運器模塊之一的鎖閂。
當卸載用推動構件371相對測試托盤上升時，推動銷2611推動鎖閂以打 開載運器模塊。結果，載運器模塊被打開，因而卸載拾取器32能夠接著從載 運器模塊拾取已封裝芯片。當卸載用推動構件371下降時，載運器模塊被關
閉。
卸載用推動單元37可以包括多個卸載用推動構件371。多個卸載用推動 構件371彼此獨立地上升和下降。也就是， 一個或者多個卸載用推動構件能 夠上升以選擇性打開載運器模塊中所希望的那些。
卸載用推動單元37可以包括第一卸載用推動構件371a、第二卸載用推 動構件371b、第三卸載用推動構件371c和第四卸載用推動構件371d，每個 卸載用推動構件都是能夠獨立運動的。相應的，測試托盤T可以分成4個區。 當然，在其他實施例中，可以設置不同數量的區。于是，卸載用推動單元37 可以選擇性打開只屬于測試托盤T 一個區的載運器模塊。在任何給定時刻被 打開的區的數量取決于卸載拾取器32 —次拾取多少已封裝芯片。
第二卸栽用推動構件371b位于第一卸載用推動構件371a附近。第三卸 載用推動構件371c位于第二卸載用推動構件371b附近。第四卸載用推動構 件371d位于第三卸載用推動構件371c附近。
如果卸載拾取器321包括多個卸載拾取器321，那么，所述的多個卸載 拾取器可以同時從測試托盤的多個不同的區拾取測試后的芯片。然而，有意 義的是，卸載拾取器可以從彼此不相鄰的測試托盤T的區拾取芯片，使得多 個卸載拾取器321不相互干擾。
卸載用機械執行器372安裝在卸載用上升/下降構件341上，以使得卸載 用推動構件371能夠上升和下降。卸載用機械執行器372可以包括一個或者 多個氣動缸或者液壓缸或者一些其他類型的移動結構。
卸載用推動單元37可以包括多個卸載用機械執行器372。卸載用機械執 行器372使得卸載用推動構件371能夠上升和下降。卸載用推動單元37可以 包括第一卸載用機械執行器372a、第二卸載用機械執行器372b、第三卸載用 機械執行器372c和第四卸載用機械執行器372d。第一卸栽用推動構件371a、 第二卸載用推動構件371b、第三卸載用推動構件371c和第四卸載用推動構 件371d分別通過第一卸載用機械執行器372a、第二卸載用機械執行器372b、 第三卸載用機械飛行器372c和第四卸載用機械執行器372d得以能夠上升和 下降。
在如上所述的操作機中，裝載工藝和卸載工藝彼此獨立地在置放于不同 位置的兩個不同測試托盤T上同時執行。這樣防止裝載拾取器22和卸載拾 取器32相互碰撞。結果，裝載和卸載工藝被簡化了，而且可以減少用來裝載
要進行電氣測試的已封裝芯片和卸載測試后的已封裝芯片的時間。
如圖3到圖5所示，通路站4被設置在分離位置2b和到達位置3b之間。 通路站4位于與分離位置2b和到達位置3b相同的高度。通路站4結合到裝 載單元2和腔室系統5。測試托盤T經過通路站4從裝載單元2傳送到腔室 系統5。通路站4結合到腔室系統5和卸載單元3。測試托盤T經過通路站4 從腔室系統5傳送到卸載單元3。
在操作機中存在通路站4允許多個測試托盤T分別停留在裝載單元2、 通路站4和卸載單元3，由此減少了測試托盤T等4寺的時間。通路站4位于 裝載位置2a和卸載位置3a下方，由此有助于最小化操作機的長度L (圖3 所示)。
通路站4可以進一步包括轉動單元41。轉動單元41將裝有要進行電氣 測試的已封裝芯片的測試托盤T從水平位置轉動到直立位置。直立置放的測 試托盤T在腔室系統5內被傳送。轉動單元41還將裝有測試后的已封裝芯 片的測試托盤T從直立位置轉動到水平位置。因此，裝載單元2和卸載單元 3分別在水平置放的測試托盤上執行裝載和卸載工藝。
因為能夠使用一個轉動單元41將水平置放的測試托盤轉動成直立位置 而且還能夠將直立置^L的測試托盤轉動成水平位置，所以，這與具有兩個分 開的轉動單元的測試操作機相比簡化了測試操作機。與配備有兩個轉動單元 的操作機相比，這也有助于減少測試托盤T在操作機中轉動所需的空間。
腔室系統5可以包括第一腔室51、第二腔室52和第三腔室53。在第一 腔室51內，裝在測試托盤T中的、要進行電氣測試的已封裝芯片被加熱或 者冷卻到測試溫度，該測試溫度是取決于用戶質量要求的預定溫度。當發生 加熱或者冷卻發生時，測試托盤T在第一腔室51內^^向前移動具體距離。
在已封裝芯片被加熱或者冷卻到測試溫度之后，測試托盤T被從第一腔 室51傳送進第二腔室52。在第二腔室52內，裝在測試托盤T中的、要進行 電氣測試的已封裝芯片被引導接觸測試板A的插座，以接受電氣測試。這被 稱作"測試工藝"。測試板A結合到第二腔室52。
在已封裝芯片都由測試器測試后，測試托盤T被從第二腔室52傳送進 第三腔室53。在第三腔室53內，裝在測試托盤T中的測試后的已封裝芯片 被冷卻或者加熱到室溫。在加熱或者冷卻發生時，測試托盤T在第三腔室53 內被向前移動具體距離。在將已封裝芯片被冷卻或者加熱到室溫后，測試托
盤T被從第三腔室53傳送到通路站4。
如圖3所示，第一、第二、第三腔室51、 52、 53可以按照這個順序沿著 水平方向(X軸方向)按行排列。按這種排列，多個第二腔室52可以按列設 置。換言之， 一個第二腔室52可以位于另一個第二腔室52的上方。
第一、第二、第三腔室51、 52、 53也可以按照這個順序沿著豎直方向(Y 軸方向)按列排列，第二腔室52在中間。
如圖3到圖5所示，傳送單元6傳送測試托盤T。傳送單元包括移動構 件，移動構件結合于連接在驅動帶輪和從動帶輪之間的皮帶。電機驅動驅動 帶輪。移動構件通過推或者拉測試托盤T來傳送測試托盤T。傳送單元6可 以包括第一、第二、第三、第四、第五傳送單元61、 62、 63、 64、 65。
第一傳送單元61將裝有要進行電氣測試的已封裝芯片的測試托盤T從 分離位置2b傳送到通路站4。
第二傳送單元62將裝有測試后的已封裝芯片的測試托盤T從通路站4 傳送到到達站3b。
第三傳送單元63將在卸載工藝之后變空的測試托盤T從卸載位置3a傳 送到裝載位置2a。
第四傳送單元64將裝有要進行電氣測試的已封裝芯片的測試托盤T從 通路站4傳送到第一腔室51。第四傳送單元64還將裝有測試后的已封裝芯 片的測試托盤T從第三腔室53傳送到通路站4。第四傳送單元64可以同時 傳送裝有要進行電氣測試的已封裝芯片的測試托盤T和裝有測試后的已封裝 芯片的測試托盤T。
第五傳送單元65將裝有要進行電氣測試的已封裝芯片的測試托盤T從 第一腔室51傳送到第二腔室52，而且還將裝有測試后的已封裝芯片的測試 托盤T從第二腔室52傳送到第三腔室53。第五傳送單元63可以同時傳送裝 有要進行電氣測試的已封裝芯片的測試托盤T和裝有測試后的已封裝芯片的 測試托盤T。
參照圖3到圖13,下面描述用于測試半導體芯片的工藝。
首先，準備待測試的已封裝芯片。每一個都裝有已封裝芯片的用戶托盤
被堆疊在裝載堆疊器21中。
接下來， 一個或者多個裝載用推動構件上升，以打開裝載位置處的測試
托盤T上的相應載運器模塊。之后，裝載拾取器22從裝載堆疊器21處的用
戶托盤拾取要進行電氣測試的已封裝芯片并將它們放進打開的載運器模塊。 已封裝芯片被放進了打開的栽運器模塊中之后，裝載用推動構件下降以關閉 相應的載運器模塊，由此牢固地將已封裝芯片保持就位。
接下來，支承靠近測試托盤T第三邊T3的測試托盤T下側一部分以及 支承靠近測試托盤T第四邊T4的測試托盤T下側一部分的兩個第二裝載用 導引構件，彼此相背運動。之后，裝載用上升/下降構件231下降，以使得測 試托盤T能夠從裝載位置2a下降到分離位置2b。
接下來，第一傳送單元61將測試托盤T從分離位置2b傳送到通路站4。 然后，轉動單元41轉動水平置放的測試托盤T,使其處于直立位置。
盤T從通路站4傳送到第一腔室51。與此同時，第四傳送單元64將裝有測 試后的已封裝芯片的測試托盤T從第三腔室53傳送到通路站4。
接下來，當芯片被加熱或者冷卻到測試溫度時第一腔室中的測試托盤將 沿著該腔室緩慢移動。在裝在測試托盤T中的已封裝芯片在第一腔室51內 被加熱或者冷卻到測試溫度之后，第五傳送單元65將測試托盤T從第一腔 室51傳送進第二腔室52中。
然后，裝在測試托盤T中的已封裝芯片在第二腔室52中被測試。接著， 第五傳送單元65將測試托盤T從第二腔室52傳送進第三腔室53中。
然后，在裝在測試托盤T中的已封裝芯片被冷卻或者加熱到室溫時，測 試托盤沿著第三腔室緩慢移動。接著，第四傳送單元64將裝有測試后的已封 裝芯片的測試托盤T從第三腔室53傳送到通路站4。
接下來，轉送單元41轉動直立置放的測試托盤T而使其處于水平位置。 之后，第二傳送單元62將測試托盤T從通路站4傳送到到達位置3b。
接下來，在卸載位置3a處支承測試托盤T下側靠近測試托盤第三邊T3 的那部分以及支承測試托盤下側靠近測試托盤第四邊T4的那部分的兩個第 二卸載用導引構件，彼此相背運動。之后，卸載用上升/下降構件341上升， 以使得測試托盤T能夠從到達位置3b上升到卸載位置3a。
接下來， 一個或者多個卸載用推動構件371上升，以打開相應的載運器 模塊。例如，第一和第三卸載用推動構件371a和371c可以一起上升，或者 第二和第四卸載用推動構件371b和371c可以一起上升。之后，卸載拾取器 32從打開的載運器模塊拾取測試后的已封裝芯片并根據測試結果將它們放
進相應的用戶托盤。在卸載拾取器32拾取測試后的已封裝芯片后，卸載用推 動構件371下降以關閉相應的載運器模塊。
接下來，在卸載位置3a處支承測試托盤T下側靠近測試托盤T第三邊 T3的那部分以及支承測試托盤T下側靠近測試托盤T第四邊T4的那部分的 兩個第二卸載用導引構件342，彼此相向運動。之后，當測試托盤T變空時， 卸載用上升/下降構件341從卸載位置3a下降到到達位置3b,并將測試托盤 T從卸載位置3a傳送到裝載位置2a。
由于本發明可以在不脫離其精神或者基本特征的情況下按多種形式實 施，所以，也應該明白，除非明確指出，上述實施例不受前述描述中任何細 節的限制，相反，應該在權利要求限定的精神和范圍內進行寬泛地解釋，因 此，落入權利要求界限內的所有變化和改進，或者這些邊界的等同物，都意 圖由權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種測試操作機，包括裝載單元，所述裝載單元包括裝載拾取器，所述裝載拾取器將已封裝芯片放進位于裝載位置處的測試托盤中，以及裝載用上升/下降單元，所述裝載用上升/下降單元將測試托盤從所述裝載位置傳送到位于所述裝載位置下面的分離位置；卸載單元，所述卸載單元包括卸載拾取器，所述卸載拾取器將已封裝芯片從位于卸載位置處的測試托盤取走，以及卸載用上升/下降單元，所述卸載用上升/下降單元將測試托盤從位于所述卸載位置下面的到達位置傳送到所述卸載位置；腔室系統，在所述腔室系統中，所述已封裝芯片被引導與測試板接觸；以及通路站，所述通路站連接所述裝載單元和所述腔室系統，并且連接所述腔室系統和所述卸載單元。
2. 如權利要求1所述的測試操作機，還包括輸送單元，所述輸送單元將 測試托盤從所述通路站傳送到所述到達位置，從所述卸載位置傳送到所述裝 載位置，以及從所述分離位置傳送到所述通^各站。
3. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述裝載單元進一步包括裝載用推動單元，所述裝載用推動單元 有選擇性地打開位于所述裝載位置處的測試托盤上的載運器模塊的鎖閂，使 已封裝芯片可以被所述裝載拾取器放進所述載運器模塊中；以及其中，所述卸載單元進一步包括卸載用推動單元，所述卸載用推動單元 有選擇性地打開位于所述卸載位置處的測試托盤上的載運器;f莫塊的鎖閂，使 已封裝芯片可以被所述卸載拾取器從所述載運器模塊取走。
4. 如權利要求3所述的測試操作機，其中，所述裝載用推動單元能夠有 選擇性地只打開測試托盤的全部數量載運器模塊的一部分。
5. 如權利要求3所述的測試操作機，其中，所述卸載用推動單元能夠有 選擇性地只打開測試托盤的全部數量載運器模塊的 一部分。
6. 如權利要求3所述的測試操作機，其中，所述裝載用推動單元包括多個結合到所述裝載用上升/下降單元的 裝載用推動構件，并且，所述多個裝栽用推動構件能夠彼此獨立地上升和下 降；以及其中，所述卸載用推動單元包括多個結合到所述卸載用上升/下降單元的 卸載用推動構件，并且，所述多個卸載用推動構件能夠^f皮此獨立地上升和下 降。
7. 如權利要求6所述的測試操作機，其中，所述裝載用推動構件中的至 少兩個能夠一起上升，并且，所述卸栽用推動構件中的至少兩個能夠一起上 升。
8. 如權利要求6所述的測試」操作機，其中，所述裝載用推動單元進一步包括使所述多個裝載用推動構件彼此 獨立地上升和下降的多個裝載用機械執行器，并且，所述卸載用推動單元進 一步包括使所述卸載用推動構件彼此獨立地上升和下降的多個卸載用機械執 行器。
9. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述裝載單元進一步包括當所述測試托盤被從所述卸載位置傳送 到所述裝載位置時導引所述裝載位置處的測試托盤運動的裝載用導引構件； 以及其中，所述卸載單元進一步包括當所述測試托盤被從所述卸載位置傳送 到所述裝載位置時導引所述卸載位置處的測試托盤運動的卸載用導引構件。
10. 如權利要求9所述的測試操作機，其中，所述裝載用導引構件包括在測試托盤被從所述卸載位置傳送到所 述裝載位置時所述測試托盤的兩個邊插進其中的兩個第二裝載用導引構件和 兩個第一裝載用導引構件；其中，所述兩個第一裝載用導引構件被牢固地安裝在位于所述裝載位置 的裝載框架上；以及其中，所述兩個第二裝載用導引構件位于所述兩個第一裝載用導引構件 下面，并且，所述兩個第二裝載用導引構件可動地安裝在所述裝載框架上， 使所述兩個第二裝載用導引構件能夠彼此相向和相背地運動。
11. 如權利要求IO所述的測試操作機， 其中，所述卸載用導引構件包括在測試托盤被從所述卸載位置傳送到所 述裝載位置時所述測試托盤的兩個邊插進其中的兩個第二卸載用導引構件和兩個第一卸載用導引構件；其中，所述兩個第一卸載用導引構件被牢固地安裝在位于所述卸載位置 的卸載框架上；以及其中，所述兩個第二卸載用導引構件位于所述第一卸載用導引構件下面， 并且，所述兩個第二卸載用導引構件可動地安裝在所述卸載框架上，使所述 兩個第二卸載用導引構件能夠彼此相向和相背地運動。
12. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述裝載用上升/下降單元包括在所述裝載位置和所述分離位置之 間上升和下降的裝載用上升/下降構件以及結合到所述上升/下降構件并支承 測試托盤下側的第一裝載支承件和第二裝載支承件，并且，所述第二裝載支 承件進一步包括至少一個裝載用支承構件，所述至少一個裝載用支承構件在 測試托盤從所述卸載位置運動到所述裝載位置時被引導接觸該測試托盤的 邊，以將該測試托盤固定在所述裝載位置。
13. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述卸載用上升/下降單元包括在所述卸載位置和所述到達位置之 間上升和下降的卸載用上升/下降構件以及結合到所述上升/下降構件并支承 測試托盤下側的第一卸載支承件和第二卸載支承件，并且，所述第二卸載支 承件進一步包括至少一個卸載用支承構件，所述至少一個卸載用支承構件在 測試托盤從所述通路站運動到所述到達位置時被引導接觸該測試托盤的邊， 以將該測試托盤固定在所述到達位置。
14. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述裝載單元進一步包括 具有至少一個裝載用突起構件的裝載止動器，所述至少一個裝載用突起構件 在測試托盤被從所述卸載位置傳送到所述裝載位置時被引導接觸該測試托盤 的邊，以將該測試托盤固定在所述裝載位置，并且，所述裝載止動器可拆卸 地結合到位于所述裝載位置的裝載框架。
15. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述卸載單元進一步包括 具有至少一個卸載用突起構件的卸載止動器，所述至少一個卸載用突起構件 被引導接觸測試托盤的邊，以將該測試托盤固定在所述卸載位置，并且，所 述卸載止動器可拆卸地結合到位于所述卸載位置的卸載框架。
16. 如權利要求1所述的測試操作機，其中，所述通路站進一步包括在 水平位置和豎直位置之間轉動測試托盤的轉動單元。
17. —種測試已封裝半導體芯片的方法，包括 將要進行電氣測試的已封裝芯片放進位于裝載位置的測試托盤中； 將裝有所述已封裝芯片的所述測試托盤從所述裝載位置向下運動到所述裝載位置下面的分離位置；將裝有所述已封裝芯片的所述測試托盤從所述分離位置傳送到通路站； 將裝有所述要進行電氣測試的已封裝芯片的所述測試托盤從所述通路站傳送到腔室系統；測試所述測試托盤中的所述已封裝芯片；將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試托盤從所述腔室系統傳送到 所述通路站；將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試托盤從所述通路站傳送到位 于卸載位置下面的到達位置，將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試托盤從所述到達位置向上運 動到所述卸載位置；從所述卸載位置處的所述測試托盤取走所述測試后的已封裝芯片；以及將所述測試托盤從所述卸載位置傳送到所述裝載位置。
18. 如權利要求17所述的方法，進一步包括步驟在裝有所述要進行電 氣測試的已封裝芯片的所述托盤已被從所述分離位置運動到所述通路站之 后，將所述托盤從水平方位轉動到豎直方位。
19. 如權利要求18所述的方法，進一步包括步驟在裝有所述測試后的 已封裝芯片的所述托盤已被從所述腔室系統運動到所述通路站之后，將所述 托盤從豎直方位轉動到水平方位。
20. 如權利要求17所述的方法，其中，所述將已封裝芯片放進所述裝載 位置的測試托盤中的步驟包括將裝載用上升/下降構件運動到所述裝載位置 處的所述測試托盤的正下方位置；將安裝在所述裝載用上升/下降構件上的至少一個裝載用推動構件向上 運動，以使所述測試托盤的選定的多個載運器模塊的鎖閂打開； 將所述已封裝芯片放進所述打開的載運器模塊中；以及 將所述至少一個裝載用推動構件向下運動，以使所述選定的多個載運器 模塊的鎖閂關閉。
21. 如權利要求17所述的方法，其中，所述從所述卸載位置處的所述測 試托盤取走所述測試后的已封裝芯片的步驟包括將卸載用上升/下降構件向上運動到所述卸載位置處的所述測試托盤的 正下方^f立置；將結合到所述卸載用上升/下降構件的至少一個卸載用推動構件向上運 動，以使所述測試托盤上的選定的多個載運器模塊的鎖閂打開；將所述測試后的已封裝芯片從所述打開的載運器模塊取走；以及 將所述至少一個卸載用推動構件向下運動，以使所述選定的多個載運器 模塊的鎖閂關閉。
22. 如權利要求17所述的方法，其中，所述將所述測試托盤從所述裝載 位置運動到所述分離位置的步驟包括使支承所述測試托盤下側的兩個第二卸載用導引構件彼此相背地運動； 將所述測試托盤從所述裝載位置向下運動到所述分離位置；以及 使所述兩個第二卸載用導引構件彼此相向地運動。
23. 如權利要求17所述的方法，其中，所述將所述測試托盤從所述到達 位置運動到所述卸載位置的步驟包括使能夠支承所述卸載位置處的測試托盤下側的兩個第二卸載用導引構件 ^:此相背地運動；將裝有所述測試后的已封裝芯片的所述測試托盤從所述到達位置向上運 動到所述卸載位置；以及使所述兩個第二卸載用導引構件彼此相向地運動，使得所述兩個第二卸 載用導引構件支承所述測試托盤的下側。
全文摘要
一種測試操作機，包括裝載單元，該裝載單元包括裝載拾取器和裝載用上升/下降單元；卸載單元，該卸載單元包括卸載拾取器和卸載用上升/下降單元；以及腔室系統。通路站連接在裝載單元和腔室系統之間以及腔室系統和卸載單元之間。測試托盤能夠位于分開的裝載位置和卸載位置，使裝載操作和卸載操作能夠在分開的測試托盤上同時執行，由此減少了裝載、卸載操作所需的時間。
文檔編號G01R31/28GK101359031SQ200810135069
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者安正旭, 崔完凞, 樸海俊, 金炅泰 申請人:未來產業株式會社