KR100802436B1 - 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치에 관한 것으로, 테스트 헤드가 테스트 사이트에 결합된 상태를 정확하게 감지하고, 테스트 헤드의 결합 위치에 따라 접속을 위한 콘택트 푸쉬유닛의 이동 거리를 정확하게 설정함으로써 반도체 소자가 테스트 소켓에 정확하고 균일한 힘으로 가압될 수 있도록 한 것이다.
이를 위한 본 발명의 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치는, 반도체 소자가 접속되는 테스트 소켓을 구비하며, 테스트 사이트의 일면에 착탈이 가능하게 결합되는 테스트 헤드와; 상기 테스트 사이트에 상기 테스트 헤드와 대향되도록 설치되어, 반도체 소자를 테스트 헤드의 테스트 소켓에 가압하여 접속시키는 콘택트 푸쉬유닛과; 상기 콘택트 푸쉬유닛을 원하는 임의의 거리만큼 이동시키는 푸쉬유닛 구동부와; 상기 푸쉬유닛 구동부의 작동을 제어하는 제어부와; 상기 콘택트 푸쉬유닛의 적어도 하나의 지점과 상기 테스트 헤드 간의 상대적 거리를 측정하는 거리측정유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
핸들러, 소자 접속장치, 콘택트 푸쉬유닛, 테스트 헤드, 프로브 센서

Description

반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치{apparatus for contacting devices to test sockets in semiconductor test handler}
도 1은 종래의 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치의 구조를 보여주는 요부 단면도
도 2는 도 1의 소자 접속장치에 의해 반도체 소자가 테스트 소켓에 접속되는 구조를 나타낸 요부 단면도
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치의 일 실시예의 구조를 나타내는 정면도
도 4는 도 3의 소자 접속장치의 구조를 나타내는 요부 단면도로, 테스트헤드가 테스트 사이트에 결합되기 직전 상태를 나타낸 도면
도 5는 도 3의 소자 접속장치의 구조를 나타내는 요부 단면도로, 테스트헤드가 테스트 사이트에 결합된 후의 상태를 나타낸 도면
도 6은 도 3의 소자 접속장치의 프로브 센서 및 푸쉬로드에 의해 테스트 헤드의 결합 상태 및 위치가 감지되는 것을 개략적으로 나타내는 도면
도 7 내지 도 10은 도 3의 소자 접속장치에 의해 반도체 소자가 테스트 헤드에 접속되는 구조를 상세히 나타낸 요부 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 헤드장착부 1a : 관통공
100 : 테스트 헤드 110 : 테스트 소켓
120 : 리드핀 130 : 소켓 가이드
200 : 콘택트 푸쉬유닛 210 : 가동부
220 : 캐리어 푸쉬부재 221 : 접촉부
222 : 가이드바아 223 : 압축코일스프링
230 : 소자 푸쉬부재 232 : 압축코일스프링
236 : 가이드블록 238 : 부싱
250 : 푸쉬부 300 : 캐리어 모듈
510 : 푸쉬로드 515 : 압축코일스프링
520 : 프로브 센서 S : 반도체 소자
B : 볼 T : 테스트 트레이
본 발명은 반도체 소자를 테스트하는데 사용하는 핸들러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자들을 테스트 헤드의 테스트 소켓에 소정의 가압력으로 가압하여 접속시키는 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치에 관한 것이다.
일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈 아이씨(Module IC)들은 생산 후 여러 가지 테스트 과정을 거친 후 출하되는데, 핸들러는 상기와 같은 반도체 소자 및 모듈 아이씨 등을 자동으로 외부의 테스트장치에 전기적으로 접속하여 테스트하고, 테스트 결과에 따라 분류하는데 사용되는 장비이다.
통상적으로 핸들러는 로딩부에 적재된 테스트 대상 반도체 소자들을 테스트 사이트로 반송한 다음, 콘택트 푸쉬유닛(contact push unit)을 이용하여 반도체 소자들을 테스트 헤드의 소켓에 소정의 압력으로 가압하여 전기적으로 접속시키고, 소정의 전기 신호를 인가하여 테스트를 수행하고, 테스트 사이트에서 테스트가 완료된 반도체 소자들을 언로딩부로 반송하여 테스트 결과에 따라 커스터머 트레이에 분류하여 수납하는 작업을 순차적으로 수행한다.
최근에는 반도체 소자의 고집적화가 가속되고 있는 추세로 인하여 반도체 소자를 테스트하는데 소요되는 시간이 점차적으로 증가하고 있다. 따라서, 반도체 소자를 테스트하는 효율을 향상시키기 위하여, 복수개의 반도체 소자들을 하나의 테스트 트레이에 장착하여 한번에 많은 수의 반도체 소자들을 테스트할 수 있도록 하는 핸들러가 사용되고 있다.
도 1과 도 2를 참조하여, 종래의 핸들러의 테스트 사이트에서 반도체 소자들이 테스트 소켓에 접속되는 구조를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 것과 같이, 테스트 트레이(T)는 핸들러에서 반도체 소자들을 고정한 상태로 반송하기 위한 구성요소로, 사각틀 형태의 금속 프레임에 반도체 소자를 고정 및 해제하는 복수개의 캐리어 모듈(30)들이 일정 간격으로 설치된 구성으로 이루어진다.
상기 캐리어 모듈(30)은 테스트 트레이(T)에 압축코일스프링(32)과 같은 탄성부재를 매개로 결합되어, 테스트 트레이(T)에 대해 탄력적으로 이동하도록 설치된다.
그리고, 테스트 사이트에는 외부의 테스트장비(일명 '테스터'라고 함)에 전기적으로 연결되어 테스트를 위한 전기적 신호를 인가하는 테스트 헤드(10)가 탈부착이 가능하게 설치된다. 상기 테스트 헤드(10)에는 반도체 소자들이 접속되는 복수개의 테스트 소켓(11)들이 소정의 간격으로 배열된다.
또한, 상기 테스트 헤드(10)와 대향되는 위치에 테스트 트레이(T)의 반도체 소자(S)들을 상기 테스트 소켓(11)에 소정의 압력으로 접속시켜 주는 콘택트 푸쉬유닛(20) 및 이 콘택트 푸쉬유닛(20)을 선형 이동시키는 푸쉬유닛 구동부(40)가 배치된다.
상기 푸쉬유닛 구동부(40)는 볼스크류(41)와, 이 볼스크류(41)를 따라 이동하며 상기 콘택트 푸쉬유닛(20)의 일측과 결합되는 이동블록(42)과, 상기 볼스크류(41)를 회동시키는 서보모터(43) 등으로 이루어진다.
또한, 상기 콘택트 푸쉬유닛(20)은 상기 이동블록(42)과 결합되는 가동부(20a)와, 상기 가동부(20a)에 돌출되게 형성되어 테스트 트레이(T)의 캐리어 모듈(30)에 장착된 각 반도체 소자(S)들과 접촉하게 되는 복수개의 접속부재(20b)로 구성된다.
도 2에 도시된 것과 같이, 상기 콘택트 푸쉬유닛(20)의 각 접속부재(20b)들은 반도체 소자(S)가 테스트 소켓(11)에 접속될 때 완충작용을 함과 더불어 소정의 가압력으로 반도체 소자(S)를 가압할 수 있도록 압축스프링(20c)에 의해 탄성적으로 지지되어 있다.
이하, 종래의 소자 접속장치에 의해 반도체 소자가 테스트 헤드의 테스트 소켓에 접속되는 과정에 대해 설명한다.
반도체 소자(S)들은 테스트 사이트로 이송되기 전에 테스트 트레이(T)의 캐리어 모듈(30)에 장착된다. 반도체 소자(S)가 장착된 테스트 트레이(T)는 반송장치에 의해 테스트 사이트 내로 이송되고, 테스트 사이트에 위치된 테스트 헤드(10)의 전방에서 정렬된다.
이어서, 서보모터(43)가 작동하여 볼스크류(41)가 설정된 양만큼 회전하고, 이 볼스크류(41)의 회전에 의해 이동블록(42)이 전방으로 이동하여 콘택트 푸쉬유닛(20)이 일정거리만큼 전진한다. 상기 콘택트 푸쉬유닛(20)이 전진하여 그의 접속부재(20b)가 테스트 트레이(T)의 캐리어 모듈(30)의 반도체 소자들과 접촉하면, 캐리어 모듈(30)이 테스트 헤드(10) 쪽으로 일정 거리 이동하여 반도체 소자(S)들이 테스트 소켓(11)에 접속된다.
이 때, 상기 접속부재(20b) 중간의 몸체부(20ba)는 캐리어 모듈(30)에 닿게 됨과 동시에 접속부재(20b) 끝단의 접촉부(20bb)는 반도체 소자(S)의 면에 닿으면서 반도체 소자(S)의 볼(B)들이 테스트 소켓(11)의 리드핀(12)에 소정의 힘으로 가압하게 된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 핸들러의 소자 접속장치는 다음과 같은 문제를 가지고 있다.
전술한 것처럼, 소자 접속장치의 콘택트 푸쉬유닛(20)이 테스트 트레이의 캐리어 모듈(30)을 가압하여 반도체 소자를 테스트 헤드(10)에 접속시킬 때, 콘택트 푸쉬유닛(20)은 푸쉬유닛 구동부(40)의 작동에 의해 주어진 거리만큼 이동하게 되어 있다.
따라서, 테스트 헤드(10)가 핸들러의 테스트 사이트(test site)에 결합될 때, 가공오차나 정렬오차 등 여러 가지 요인에 의해 테스트 헤드(10)가 테스트 사이트의 정위치에 정확하게 정렬되지 않거나, 테스트 헤드(10)의 면과 콘택트 푸쉬유닛(20)의 면 간에 소정의 기울기가 발생하게 되면, 콘택트 푸쉬유닛(20)이 캐리어 모듈(30) 및/또는 반도체 소자(S)를 가압할 때 반도체 소자(S)의 볼(B)이 테스트 소켓(11)의 리드핀(12)에 접촉되지 않거나, 균일한 힘으로 가압되지 않아 테스트 에러가 발생하는 문제를 초래하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 테스트 헤드가 테스트 사이트에 결합된 상태를 정확하게 감지하고, 테스트 헤드의 결합 위치에 따라 접속을 위한 콘택트 푸쉬유닛의 이동 거리를 정확하게 설정함으로써 반도체 소자가 테스트 소켓에 정확하고 균일한 힘으로 가압될 수 있도록 한 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 소자가 접속되는 테스트 소켓을 구비하며, 테스트 사이트의 일면에 착탈이 가능하게 결합되는 테스트 헤 드와; 상기 테스트 사이트에 상기 테스트 헤드와 대향되도록 설치되어, 반도체 소자를 테스트 헤드의 테스트 소켓에 가압하여 접속시키는 콘택트 푸쉬유닛과; 상기 콘택트 푸쉬유닛을 원하는 임의의 거리만큼 이동시키는 푸쉬유닛 구동부와; 상기 푸쉬유닛 구동부의 작동을 제어하는 제어부와; 상기 콘택트 푸쉬유닛의 적어도 하나의 지점과 상기 테스트 헤드 간의 상대적 거리를 측정하는 거리측정유닛을 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 소자 접속장치는, 핸들러의 테스트 사이트에 착탈 가능하게 결합되는 테스트 헤드(100)와, 상기 테스트 사이트의 내측에 테스트 헤드(100)와 대향되게 설치되어 테스트 트레이(T)의 캐리어 모듈(300)(도 7참조) 및 반도체 소자(S)(도 7참조)를 개별적으로 가압하는 콘택트 푸쉬유닛(200)과, 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)을 임의의 원하는 위치로 선형 이동시키는 푸쉬유닛 구동부(미도시)로 구성된다. 이해를 돕기 위해, 상기 테스트 헤드(100)가 장착되는 테스트 사이트의 일부분을 헤드장착부(1)라 명하여 설명한다.
상기 테스트 헤드(100)는 핸들러 외부의 테스터(TESTER)라고 하는 별도의 테스트장비와 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 주고 받는 일종의 인터페이스(interface)로서, 테스트 사이트의 내측을 향한 면에 반도체 소자(S)들이 접속되는 복수개의 테스트 소켓(110)들이 일정한 간격으로 배열된다.
상기 콘택트 푸쉬유닛(200)은 테스트 사이트의 내측에 테스트 헤드(100) 방 향으로 이동 가능하게 설치되는 가동부(210)와, 테스트 트레이(T)의 캐리어 모듈(300)에 장착된 반도체 소자(S)를 테스트 헤드(100)의 테스트 소켓(110)에 접속시키는 푸쉬부(250)로 구성된다. 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)의 세부 구성에 대해서는 아래에 도 7 내지 도 10을 참조하여 더 상세히 설명하기로 한다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 푸쉬유닛 구동부(미도시)는 공지의 선형 운동 장치, 예컨대 볼스크류와 서보모터, 리니어모터, 구동풀리와 종동풀리와 이들을 상호 연결시키는 동력전달벨트 및 서보모터 등으로 구성될 수 있다. 상기 푸쉬유닛 구동부는 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)의 가동부(210)를 임의의 원하는 거리만큼 이동시킴으로써 반도체 소자(S)를 테스트 소켓(110)에 접속시키고, 반도체 소자(S)와 테스트 소켓(110) 간의 가압력의 크기를 조절한다.
그리고, 상기 테스트 헤드(100)의 일측에는 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)과 상기 테스트 헤드(100) 사이의 상대적 거리를 측정할 수 있는 거리측정유닛이 구비될 수 있다. 상기 거리측정유닛의 구성은 여러가지로 채용될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
한편, 테스트 사이트의 헤드장착부(1)의 양측 가장자리에는 복수개의 관통공(1a)이 형성된다. 이 관통공(1a)에는 상기 테스트 헤드(100)의 가장자리부분과의 접촉 여부에 따라 테스트 사이트의 내,외측으로 이동하는 푸쉬로드(510)가 설치된다. 상기 푸쉬로드(510)는 관통공(1a) 내부에 설치되는 압축코일스프링(515)에 의해 탄성적으로 지지된다.
상기 푸쉬로드(510)는 테스트 헤드(100)가 접촉되지 않은 상태에서는 그 외측단부가 헤드장착부(1)의 외측으로 노출되고, 그 내측단부는 헤드장착부(1)의 내측면에 걸려 지지된다.
따라서, 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)의 결합되어 테스트 헤드(100)의 가장자리가 푸쉬로드(510)의 외측 단부에 접촉하게 되면, 푸쉬로드(510)가 헤드장 착부(1)의 내측으로 소정 거리만큼 이동하게 된다.
상기 푸쉬로드(510)는 복수개가 설치되는 것이 바람직한데, 이 실시예에 도시된 것과 같이 헤드장착부(1)의 일측 가장자리에 1개가 설치되고, 반대편 가장자리에 2개가 설치되어 삼각형 배치 구조를 이루는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)의 가동부(210)의 양측 가장자리에는 상기 푸쉬로드(510)들과 대응하는 위치에 프로브 센서(520)가 설치된다. 상기 프로브 센서(520)는 테스트 헤드(100) 쪽으로 연장되게 형성되어, 가동부(210)의 이동에 의해 그 선단부가 상기 푸쉬로드(510)에 접촉된다.
상기 프로브 센서(520)(probe sensor)는 상기 푸쉬유닛 구동부(미도시)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기 가동부(210)의 이동에 의해 프로브 센서(520)의 선단부가 푸쉬로드(510)에 접촉하게 되면, 상기 제어부로 전기적 신호가 인가되면서 제어부가 프로브 센서(520)와 푸쉬로드(510)의 접촉을 인식하게 된다.
한편, 도 7 내지 도 10를 참조하여 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)의 푸쉬부(250)의 구성에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 콘택트 푸쉬유닛(200)의 푸쉬부(250)는, 상기 가동부(210)에 슬라이딩하면서 상대이동 가능하게 설치된 캐리어 푸쉬부재(220)와, 상기 가동부(210) 및 캐리어 푸쉬부재(220)에 대해 슬라이딩하면서 상대이동 가능하게 설치된 소자 푸쉬부재(230)와, 상기 가동부(210)에 대해 상기 소자 푸쉬부재(230)를 탄성적으로 지지하는 압축코일스프링(232)을 포함하여 구성된다.
상기 캐리어 푸쉬부재(220)는 캐리어 모듈(300)과 접촉하는 접촉부(221)와, 일단이 상기 접촉부(221)에 고정되고 타단이 상기 가동부(210)를 관통하여 슬라이딩 가능하게 연결되는 복수개의 가이드바아(222)와, 상기 가동부(210)에 대해 접촉부(221)를 탄성적으로 지지하도록 가이드바아(222) 외측에 결합된 압축코일스프링(223)으로 이루어진다.
상기 접촉부(221)의 중앙부에는 상기 소자 푸쉬부재(230)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제 1부싱(234)이 장착된다.
그리고, 상기 가동부(210)에는 상기 가이드바아(222)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제 2부싱(224)이 설치된다.
상기 소자 푸쉬부재(230)는 가동부(210)에 대해 수직한 바아 형태로 이루어지며, 그 중간부에는 상기 압축코일스프링(232)의 일단이 지지되는 스프링 지지블록(233)이 반경방향 외측으로 돌출되게 형성된다.
또한, 상기 소자 푸쉬부재(230)는 가동부(210)에 대해 일정 각도 기울어짐이 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 이는 테스트헤드(100)가 테스트 사이트에 결합될 때 약간 기울어져 설치되는 경우, 소자 푸쉬부재(230)가 반도체 소자(S)를 가압하면서 자동으로 기울어지면서 반도체 소자(S)를 테스트 소켓(110)에 대해 균일한 힘으로 가압하도록 하기 위함이다.
이러한 소자 푸쉬부재(230)의 자동 정렬을 위한 자동정렬부재로서, 가동부(210)에 대략 구형상의 가이드블록(236)이 임의의 각도로 회동가능하게 설치되며, 상기 가이드블록(236)의 중앙부에는 상기 소자 푸쉬부재(230)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제 3부싱(238)이 설치된다.
한편, 상기 테스트 소켓(110)의 중앙부에는 반도체 소자(S)의 볼(B)과 전기적으로 접속하는 복수개의 리드핀(120)이 설치된다. 그리고, 테스트 소켓(110)의 외측에는 테스트 소켓(110)을 둘러싸는 소켓 가이드(130)가 배치된다. 상기 소켓 가이드(130)의 양측 모서리부에는 캐리어 모듈(300)의 가이드홈(330) 내측으로 삽입되는 한 쌍의 가이드핀(131)이 돌출되게 형성된다. 상기 리드핀(120)은 반도체 소자(S)의 볼(B)과 탄성적으로 접촉하며 전기적 신호를 전달할 수 있도록 포고핀(pogo pin)으로 구성됨이 바람직하다.
상기 캐리어 모듈(300)은 테스트 트레이(T)에 일정 정도 이동이 가능하도록 설치되며, 스프링(320)에 의해 탄성적 지지되어 있다. 상기 캐리어 모듈(300)의 중앙부에는 반도체 소자(S)가 안착되어 랫치(미도시)에 의해 해제 가능한 상태로 고정된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 소자 접속장치의 작동에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 콘택트 푸쉬유닛(200)의 푸쉬부(250)가 반도체 소자(S)를 테스트 소켓(110)에 정확한 힘으로 가압하기 위해서는 가동부(210)가 최초 위치로부터 정확한 거리만큼 이동해야 한다. 이를 위해서는 가동부(210)의 초기 위치에 대한 테스트 소켓(110)의 위치가 정확하게 검출되어야 한다.
따라서, 테스트 헤드(100)가 테스트 사이트의 헤드장착부(1)에 결합된 후, 가동부(210)가 테스트 헤드(100) 쪽으로 이동하여 테스트 헤드(100)의 결합 상태 및 테스트 소켓(110)의 위치를 검출하는 과정이 선행된다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 것과 같이, 테스트 헤드(100)가 테스트 사이트의 헤드장착부(1)에 결합되기 전에 푸쉬로드(510)는 압축코일스프링(515)의 작용에 의해 그 외측단부가 헤드장착부(1)의 외측에 노출된 상태로 된다.
이어서, 도 5에 도시된 것과 같이, 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)에 결합되면, 테스트 헤드(100)가 각 푸쉬로드(510)의 외측 단부와 접촉하면서 푸쉬로드(510)가 테스트 사이트 내측으로 소정 거리 이동한다. 이 때, 각 푸쉬로드(510)의 이동거리는 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)에 결합된 상태에 따라 달라진다.
즉, 테스트 헤드(100)의 가장자리 면이 헤드장착부(1)의 면에 대해 완전히 밀착되게 장착되면, 푸쉬로드(510)의 외측단부가 관통공(1a) 내로 완전히 인입되면서 푸쉬로드(510)가 최대로 이동한다. 반면에, 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)에 대해 약간 기울어져 테스트 헤드(100)의 가장자리가 헤드장착부(1)의 면에 대해 완전히 밀착되지 않으면, 푸쉬로드(510)의 외측단부가 관통공(1a) 내로 완전히 인입되지 않고, 푸쉬로드(510)는 테스트 헤드(100)에 의해 눌려진 거리만큼 이동하게 된다.
따라서, 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)에 결합된 상태에 따라 푸쉬로드(510)는 테스트 사이트의 내측으로 이동하게 되는 것이다.
이어서, 상기 제어부가 푸쉬유닛 구동부(미도시)의 서보모터 또는 다른 위치 제어가 가능한 모터에 전원을 인가하면, 가동부(210)가 최초 위치로부터 테스트 헤 드(100) 쪽으로 이동하게 된다.
그리고, 도 6에 도시된 것과 같이, 테스트 헤드(100)에 부착된 프로브 센서(520) 중 어느 하나가 3개의 푸쉬로드(510)들 중 가장 많이 이동한 푸쉬로드(510)와 먼저 접촉하게 된다. 이 때, 제어부(미도시)는 이 프로브 센서(520)에 의해 접촉된 푸쉬로드(510)의 위치 정보를 저장한다.
이어서, 가동부(210)가 계속 진행함에 따라, 나머지 프로브 센서(520)들이 차례로 푸쉬로드(510)와 접촉하고, 접촉 순간마다 각각의 위치 정보를 저장한다.
모든 프로브 센서(520)들과 푸쉬로드(510)들간의 접촉이 이루어지면, 가동부(210)는 다시 초기의 최초 위치로 복귀한다.
그리고, 제어부는 상기 위치 정보값들의 편차를 구하고, 구해진 편차의 최대값 및/또는 평균값을 제어부에 미리 설정된 값과 비교한다. 상기와 같이 구해진 편차의 값이 설정값의 범위를 벗어나게 되면, 제어부는 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)에 잘못 결합된 것으로 판정하여, 외부의 작업자에게 에러 메시지를 송출하고, 테스트 헤드(100)가 헤드장착부(1)에 재결합되도록 요구한다.
반면에, 구해진 편차의 값이 설정값 범위 내로 판정되면, 제어부는 상기 3개의 위치 정보값들을 이용하여 테스트 소켓(110)의 상대 위치를 산출하고, 테스트를 수행할 때의 가동부(210)의 이동 거리를 설정하게 된다.
상술한 것과 같은 과정을 통해 테스트 소켓(110)의 위치가 산출되고, 가동부(210)의 이동 거리가 결정되면, 테스트가 진행된다. 이러한 테스트 과정에 대해서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 7에 도시된 것과 같이, 테스트가 시작되면, 반도체 소자(S)들이 장착된 테스트 트레이(T)가 별도의 반송수단(미도시)에 의해 테스트 사이트 내로 이송되어 상기 테스트 헤드(100)의 상측에 정렬된다. 이 때, 테스트 트레이(T)의 각 캐리어 모듈(300)은 테스트 소켓(110)과 대응하여 정렬된다.
이어서, 도 8에 도시된 것과 같이, 공압실린더(미도시)의 작동에 의해 테스트 트레이(T)가 테스트 헤드(100) 쪽으로 이동하여 테스트 사이트의 벽면(400)에 장착된 하드스톱퍼(hard stoper)(410)에 접촉하게 된다.
그 다음, 도 9에 도시된 것과 같이, 푸쉬유닛 구동부가 동작하여 가동부(210)가 테스트헤드(100) 쪽으로 이동하게 되고, 캐리어 푸쉬부재(220)의 접촉부(221)가 캐리어 모듈(300)과 접촉하면서 캐리어 모듈(300)을 하측으로 밀게 된다. 이에 따라, 캐리어 모듈(300)의 하면이 소켓 가이드(130)의 상면에 닿으면서 지지된다.
이어서, 도 10에 도시된 것과 같이, 가동부(210)가 더 하측으로 진행하게 되면, 캐리어 푸쉬부재(220)는 소켓 가이드(130)에 의해 더 이상 진행하지 못하므로 가동부(210)가 캐리어 푸쉬부재(220)의 압축코일스프링(223)을 압축시키면서 하측으로 이동하게 된다. 이와 동시에, 소자 푸쉬부재(230)가 가동부(210)를 따라 하강하여 그 하단부가 반도체 소자(S)의 상면에 접촉하게 된다.
이 상태에서 가동부(210)가 약간 더 하강하게 되면 압축코일스프링(232)이 압축되면서 반도체 소자(S)에 소정의 탄성력을 가하게 되고, 이로써 반도체 소자(S)의 볼(B)이 테스트 소켓(110)의 리드핀(120)에 소정의 압력으로 접속된다.
이 때, 상기 가동부(210)가 최초 위치로부터 이동한 거리는 상기 프로브 센서(520)를 이용하여 테스트 소켓(110)의 상대 위치를 계측할 때 결정된 거리이다.
이 후, 테스터(tester)(미도시)로부터 테스트헤드(100)에 소정의 전기적 신호가 인가되면서 테스트가 이루어진다.
한편, 상기 푸쉬로드(510) 및 프로브 센서(520)는 테스트 헤드(100)의 결합 상태 및 콘택트 푸쉬유닛(200)과 테스트 소켓(110) 간의 상대 위치를 계측하는데 이용될 뿐만 아니라, 콘택트 푸쉬유닛(200)의 오버런(overrun)을 방지하는 리미트센서로서도 이용될 수 있다.
즉, 콘택트 푸쉬유닛(200)의 가동부(210)가 설정 거리이상으로 과도하게 이동하여 상기 프로브 센서(520)가 푸쉬로드(510)와 접촉하게 되면, 제어부는 콘택트 푸쉬유닛이 설정 거리 이상으로 이동한 것으로 판단하여 푸쉬유닛 구동부의 작동을 중지시키고, 외부로 에러 메시지를 송출하여 반도체 소자가 과도한 힘으로 가압되는 것을 방지하고, 장비를 보호하는 기능을 하게 된다.
한편, 전술한 소자 접속장치의 실시예에서는 접촉 방식에 의해 위치를 검출하는 프로브 센서(520)를 사용하여 콘택트 푸쉬유닛(200)으로부터 푸쉬로드(510)까지의 상대 거리를 계측하였다. 하지만, 이와 다르게, 레이전센서 등의 비접촉 방식 변위센서 등을 이용하여 콘택트 푸쉬유닛(200)으로부터 푸쉬로드(510)까지의 상대 거리를 검출할 수도 있을 것이다.
또한, 전술한 실시예에서는 3개의 푸쉬로드(510) 및 프로브 센서(520)를 삼각형 배치 구조로 설치함으로써 테스트 헤드(100)의 결합 상태, 즉 테스트 헤드 (100)가 헤드장착부(1)에 어느 방향으로, 그리고 어느 정도로 기울어진 상태로 장착되는지를 검출하고, 콘택트 푸쉬유닛(200)에 대한 테스트 소켓(110)의 상대 위치를 검출하였다. 하지만, 이와 다르게 4개 또는 그 이상의 푸쉬로드(510) 및 프로브 센서(520)를 사용하여 테스트 헤드의 결합 상태 및 상대 위치를 검출할 수도 있을 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 테스트 헤드가 테스트 사이트에 결합된 상태를 인지하고, 테스트 헤드의 결합 상태에 따라 테스트시 콘택트 푸쉬 유닛의 이동 거리를 정확하게 설정할 수 있으므로, 반도체 소자가 테스트 헤드의 테스트 소켓에 정확한 힘으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 테스트 신뢰성이 향상되고, 테스트 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 콘택트 푸쉬 유닛이 설정 거리 이상으로 과도하게 이동하게 되면, 프로브 센서가 푸쉬로드에 접촉되면서 제어부가 이를 인지할 수 있게 되므로, 콘택트 푸쉬 유닛의 과도한 이동, 즉 오버런(overrun) 현상을 방지하여 반도체 소자 및 각 구성부를 보호할 수 있다.

Claims (5)

  1. 반도체 소자가 접속되는 테스트 소켓을 구비하며, 테스트 사이트의 일면에 착탈이 가능하게 결합되는 테스트 헤드와;
    상기 테스트 사이트에 상기 테스트 헤드와 대향되도록 설치되어, 반도체 소자를 테스트 헤드의 테스트 소켓에 가압하여 접속시키는 콘택트 푸쉬유닛과;
    상기 콘택트 푸쉬유닛을 원하는 임의의 거리만큼 이동시키는 푸쉬유닛 구동부와;
    상기 푸쉬유닛 구동부의 작동을 제어하는 제어부와;
    상기 콘택트 푸쉬유닛과 상기 테스트 헤드 사이에 구비되어, 상기 테스트 헤드가 테스트 사이트에 결합된 상태를 감지하고 상기 콘택트 푸쉬유닛과 상기 테스트 헤드 사이의 상대적 거리를 측정하는 거리측정유닛을 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 거리측정유닛은, 상기 테스트 헤드가 결합되는 테스트 사이트의 일면에 내외측으로 이동가능하게 설치되어 테스트 헤드와의 접촉에 의해 테스트 사이트 내측으로 돌출되는 푸쉬로드와;
    상기 콘택트 푸쉬유닛에 돌출되게 형성되며 상기 제어부에 전기적으로 연결되어, 콘택트 푸쉬유닛의 이동에 의해 상기 푸쉬로드와 선택적으로 접촉하여 상기 제어부가 푸쉬로드와의 접촉을 감지하게 하는 프로브 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 거리측정유닛은, 상기 테스트 사이트의 일면에 대해 상기 푸쉬로드를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 거리측정유닛은 테스트 사이트의 일면의 적어도 3개의 지점에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 거리측정유닛은, 상기 테스트 헤드가 결합되는 테스트 사이트의 일면에 내외측으로 이동가능하게 설치되어 테스트 헤드와의 접촉에 의해 테스트 사이트 내측으로 돌출되는 푸쉬로드와;
    상기 콘택트 푸쉬유닛에 고정되게 설치되어, 상기 푸쉬로드의 내측단과의 거리를 비접촉 방식으로 측정하는 변위센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 핸들러의 소자 접속장치.
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