200914855 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種測試裝置，尤指一種適用於半導體 封裝元件之測試裝置。 5 【先前技術】 Ο 10
15 CJ 半導體封裳元件需經由一測試設備以測試、驗證封裝 產品的功能，並針對測試後的元件_，依其良窥給予不 同等級評價。 ，考圖1 ’其繪示習知之半導體封裝元件測試裝置。此 種習知之測試裳置係於—平台上設有多個（圖中為四組）同 時運运已測元件與待測元件之梭台i、一三維機械手臂2、 及對應於梭台1之多組測試單元5。三維機械手臂2具有吸取 頭4用以吸放半導體元件。|一測試單元5具有—壓持器6。 每一梭台1滑行移動於—初始位置與對應之壓持器6之間， 且杬口 1上包括有二置放槽3，其一用以放置待測元件，另 一用以放置已測元件’此處分別稱其為待測物置放槽及已 測物置放槽。 上述測5式裝置之運作方式係為，首先梭台丨停止於一初 始位置，三維機械手臂2之吸取頭4移動至對應於供料盤7上 待測π件8之位置，並降下適當距離以吸取待測元件8。吸 取頭4接著再移動至對應於梭台i之待測物置放槽上方之位 置，降下並將待測元件8放置於待測物置放槽。 載有待測兀件8之梭台1接著再移動至使已測物置放槽 20 200914855 對應於測試單元5之壓持器6之位置，此時壓持器6會將吸附 於其上之已測το件（圖未示）放入已測物置放槽。然後梭台i 再偏移使待測物置放槽對準於壓持器6，㈣持器6吸取待 測元件8。之後梭台丨再移動回上述之初始位置，等待三維 5機械手臂2將已測元件取走並放入一集龍9、並再次將新 的待測元件置入待測物置放槽，三維機械手臂2對四組梭台 1重複上述之動作。 上述習知之測試機台應用在測試時間較短的封裝元件 時’會因僅有-組機械手臂同時負責自供料盤上吸取待測 U)元件並移放至四組梭台上、以及自四組梭台上吸取已測元 件並移放至集料[£，造成已回到初始位置之梭台需長時等 待機械手臂將已測元件取走、及放入新的待測元件，浪費 相當多的等待時間，致使製程效率不佳。 15
【發明内容】 本發明包括冑至少二測試單元、至少二轉運梭台、一 供:4單7L、一集料單元、一二維機械手臂、及一三維機械 I上述每測3式單元係依序橫向排歹I】言免置且包括有一 測試埠。 上述轉運梭台分別對應至測試單元，每—轉運梭台可 選擇式地趨近或遠離其所對應之測試單元，每—轉運梭台 上包含有-待測物置放槽、及一已測物置放槽。每一轉運 =台能直線移行於-遠離其對應之測試單元之第一位置、 一趨近其對應之測試單元且已測物置放槽對應至測試埠之 20 200914855 第…置Α趨近其對應之測試單元且待測物置放槽對 應至測s式埠之第三位置之間。 供料單兀包括有一供料盤、及一載入裝置。供料盤上 容裝有複數個待測半導體封裝元件， 料盤並將之移動至—供料位置。 i疋耗供 集料單元包括有至少二集料盤，分別容裝有不同等級 之已測半導體封裝元件。 料寻歟 〇 15 ϋ 卷二St:械手臂包括有一橫向滑執、及-入料取放 器檢向π軌係平行於上述之測試軍元 係滑設於橫向滑軌上，*古治π 八付取敌盗 ^ , Slit v W直線化移於供料單元之供料位 ^與轉運梭台分別位於其第一位置時之待測物置 間’亡料取放器並可升降以取放待測半導體封裝元件。 二維機械手臂包括有另-橫向滑軌、-懸臂、及一出 料取放器。懸臂是滑設於另-橫向滑軌上，出料取放器是 滑設於懸臂上，並滑稃於鑪厶、 《付取放器是 之已測物…：分別位於其第-位置時 且可升降以取放已測半導體封裝元件。出钭取放器 台等==置’：行測試製程時縮短了轉運梭 測試時間短的半導體封裝使?f率提升。尤其可適用於 秒的產品。 裝70件場合，例如測試時間短於 半導體封裝元件測試裝置之入料取放器、及出料取放 器至少其-可為真空吸頭式取放器，更可進行=: 以轉換半導體封裝元件之極性轉向，增加對不同;品=適 20 200914855 應性。 上述集料單元之集料盤可依預先定義之分類順序而橫 向排列。上述載入裝置可包括有一步進驅動器、及一移栽 板，步進驅動器連結於移載板，以步進方式移動移載板。 步進驅動器例如是—馬達、及一皮帶之組合。 半導體封裝元件測試裝置之配置可為：當轉運梭台分 別位於其第—位置時，每—轉運梭台之待測物置放槽位於 已測物置放槽及其對應之測試單元之間。 半導體封裝元件測試裝置可更包含有一堆疊升降機 構、一組分離夾爪、一空盤移送板、及一移送夾爪。上述 分離夾爪位於堆疊升降機構之上且為可伸縮，移載板及空 盤移送板則可移_人堆疊升降機構之内部區域，移送炎 爪橫向滑設在-工作平台上，且可移行於空盤移送板虚集 料單元之間。 / 15 【實施方式】
參考圖2至圖4,其分別搶示本發明—較佳實施例之半 導體封裝元件測試裝置之立體圖、俯視圖、及省略二機械 手臂之立體圖。於本實施例令，半導體封裝元件測試裝置 係使用於封㈣半導體元件之測試製程，測試裝置包括一 ，作平台90、六組測試單元5G、六組轉運梭台4()、一供料 =το 60集料單凡70、二維機械手臂別、及三維機械手 #3〇。本發明所述橫向方向為圖2中所示標號χ之座標袖方 向、直向方向為標號Υ之座標轴方向、高度方向為標號Ζ之 20 200914855 座標轴方向。 六測試單元5 0設於工作平台9 〇上且橫向直線地排列設 置，每-測試單元5G包括有—測試埠51及—賴吸放器 52。六轉運梭台40恰分別對應至六測試單元5〇，每一轉運 5梭台40可選擇式地趨近或遠離其所對應之測試單元50〇每 一轉運梭台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與測試埠51大致位於同一條高度方向抽 線上，因此僅執行高度方向升降之測試吸放器52恰可將所 ίο吸附之半導體元件置放於測試埠51 ”戈者自測試蜂51將已 測之半導體元件取走。 上述每一轉運梭台40能在工作平台9〇上直線移行於一 第一位置、一第二位置、以及一第三位置之間。第—位置 係指轉運梭台40遠離其對應之測試單元5〇之一特定位置； 15第一位置係指轉運梭台40趨近其對應之測試單元5〇、且轉 運梭台40之已測物置放槽42恰對應至測試埠5丨之一特定位 置；第三位置係指轉運梭台40趨近其對應之測試單元5〇、 且待測物置放槽41恰對應至測試埠51之一特定位置。另由 圖中可看出，當一轉運梭台40於第一位置時，待測物置放 20槽41較已測物置放槽42靠近對應之測試單元5〇，也就a 於其間之位置。 疋 上述轉運梭台是由馬達帶動皮帶於線性滑軌上作位置 控制。而為了在相同移動距離有最小的機構尺寸，梭台上 有二滑轨與二時規皮帶輪，可使馬達帶動一時規皮帶=時 200914855 便可以使梭台移動兩倍距離。 供料單元60位於工作平台9〇上且鄰近於二維機械 20。供料單元6G包括有複數個堆疊之供料盤81、及一載入 5 裝置61 °每—供料盤81上皆容裝有複數個待測半導體封裝 元件82,載人裝置61承載供料盤81並可將之移動至 於本實施例中，載入裝置61為包括有由一馬達及一皮 〇 冑組成之馬達皮帶組合64所構成之步進驅動諸、及一移 載板63 ’其中移載板63上承載供料盤81，步進驅動器^連 H)結於移載板63,以步進方式移動移載板财其上之供料盤 8卜配合二維機械手f2Q以及上述供料單元騎發揮之步 進驅動’可達到逐列取走供料盤81上待測半導體封裝元件 82。當^，此處亦可以馬達驅動螺桿之方式達到步進控 之目的。 15 純單元7〇包括有六組集料盤7卜用以容裝不同等級 之已測半導體封裝元件82卜集料單元7〇之集料盤71依預先 冑義之分類順序而橫向排列設置，且鄰近於上述之三 械手臂30。 一 二維機械手臂20包括有一橫向滑軌21、及一入料取放 20 H22’其t横向㈣21係平行於上述之職單元5〇設置， 而入料取放器22則滑設於橫向滑軌21上，並直線滑移於供 料位置PS、與轉運梭台4〇分別位於其第一位置時之上述待 測物置放槽41之間。入料取放器22並可升降以取放待測半 導體封裝元件82。 200914855 5 f) 10 15 Ο 20 二維機械手臂30包括有另一橫向滑軌3丨、一懸臂32、 及一出料取放器33。另一橫向滑軌31係平行於二維機械手 臂20之橫向滑軌21設置，懸臂32滑設於另—橫向滑軌η 上。出料取放器33則是滑設於懸臂32上，並滑移於轉運梭 σ 40刀別位於其第一位置時之已測物置放槽、與集料單 凡70之集料盤71之間。出料取放器33且可升降以取放已測 半導體封裝元件821。 上述之機械手臂皆以馬達帶動滾珠螺桿方式進行移 動。上述之入料取放器22、及出料取放器33皆使用真空吸 附原理之真空吸頭式取放器。在取放器吸取半導體封裝元 件後’其更能以Ζ軸進行90度旋轉。 配合圖3參考圖5至圖8，其中第5圖顯示轉運梭台4〇位 於第一位置；第6圖顯示轉運梭台4〇位於第二位置；第7圖 顯示轉運梭台40位於第三位置；第8圖顯示轉運梭台如回到 第一位置。以下以一例說明本發明測試裝置之運作。需特 =注意的是，為更容易清楚瞭解，僅針對其中一組轉運梭 。4〇之運作進行說明，其餘轉運梭台4〇之運作原理皆同前 者。 複數個供料盤81預先堆疊於供料單元60之移載板63 上，供料盤81放置有複數個待測半導體封裝元件82。欲進 行二維機械手臂2〇之取料時，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之入料取放器22滑移至供料位置 11 200914855 ps，並下降而吸取供料盤81上之待測半導體封裝元件82。 入料取放器2 2再攜帶著待測半導體封裝元件8 2滑移至靜止 於第一位置之轉運梭台4〇，且入料取放器22對準於轉運梭 台40之待測物置放槽41。於是入料取放器22直接下降並將 5待測半導體封裝力件82放置於待測物置放槽41，轉運梭台 40準備往第二位置移動（如箭頭所示），此時僅轉運梭台 之待測物置放槽41容置有半導體封裝元件，狀態如圖5所 示0 Π 〇轉運梭台40接收到待測半導體封裝元件82後便朝測試 10單元50直向移動至第二位置而停止，轉運梭台4〇之已測物 置放槽42恰對準於測試單元敎測試蜂51(見於圖4)之位 置。於疋測試單元50之測試吸放器52便下降先將已測半導 體封裝兀件821放入已測物置放槽42，轉運梭台4〇並準備反 向移動至第二位置（如箭頭所示），此時轉運梭台仙之二槽皆 15容置有半導體封裝元件，其狀態如圖6所示。 當轉運梭台40移動至第三位置，待測物置放槽“恰對 〇 應於測料51(見於㈣，測試單元5G之測試吸放器52便下 降將待測物置放槽4 i上之待測半導體封裝元件8 2吸出以進 行測試，且轉運梭台40準備移動回第一位置（如箭頭所示）， 此時僅轉運梭台4〇之已測物置放槽42容置有半導體封裝元 .件，狀態如圖7所示。 t轉運梭台伽到第—位置，二維機械手臂職重新 進行自供料區PS取料、將料置於待測物置放槽41之動作， 而三維機械手臂30亦可同時動作將已測物置放槽42之已測 12 200914855 半導體封裝元件821取出、並放置於對應之集料盤71。此時 轉運梭台40之狀態同於圖5，僅待測物置放槽41容置有半導 體封裝元件，且轉運梭台4〇準備往第二位置移動，狀態如 5 圖8所示。圖8亦顯示出，當取完單一列之待測半導體:裝 疋件82後，供料盤81受驅動而位移之情形，其中虛線表^
位移前狀態，藉此使供料盤81進入二维機械手臂如可I 之範圍。 W 〇 .上述當一轉運梭台40已载運待測半導體封裝元件82至 f試蟫51時，二維機械手臂2G此時便可針對其他已回到第 10 7位置之轉運梭台40進行供料動作，而三維機械手臂3〇亦 同理運作，如此交錯運行，達到節省時間之目的。 15 另外，在上述之當轉運梭台4G已移至第二位置、且測 早二50正在置放已測半導體封裝元件Μ〗時，可藉由另外 1員2架設之一 CCD感測器（圖未示）針對待測物置放槽41上 =半導體封裝元件Μ進行料㈣L㈣導體封 之定位正確’當判定無誤時轉運梭台4G才移至第三 置接續如同上述之運作流程。 為更清楚瞭解本發明中供料單元之特點，以下將參考 20 9伟啥圖16以…輕例更詳細說明供料動作與集料動作。圖 保输不圖2之部分分解圖，立中 出料之詳細元件。 -中更—用以供料、 之外本=之測試裝置除了如上述之供料單元、集料單元 盤銘、括有—堆疊升降機構91、四分離夾爪92、一空 2、及一移送夾爪73。四分離爽爪92位於堆疊升 13 200914855 降機構91之上’可進行伸縮移動以接觸或離開供料盤8 i， 且對應供料盤81而設置於四角落。堆疊升降機構91是以汽 缸與導桿組成之一般升降機構，當然亦可以馬達來控制。 移載板6 3及空盤移送板7 2之配置係滿足可移動進入堆 5 疊升降機構91之内部區域I。空盤移送板72係可移行於一空 盤暫存區T與堆疊升降機構91之内部區域I之間，其係以氣 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台90上，並可移 行於空盤移送板72與集料單元70之間。 10 參考圖丨〇至圖1 6 ’其分別繪示元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元件 之供料盤81堆放至堆疊升降機構91(如圖1〇所示）上方區 域，且由分離夾爪92所支撐。 接著移載板63移動到對應堆疊升降機構91内部區域 15 而堆叠升降機構91上升使多個供料盤81被頂升，（如圖11 所示）。然後分離夾爪92縮回’且堆疊升降機構91回降以使 最下之供料盤81 a與其上之供料盤之中間位置約略對準於 分離夾爪92 ’進而再將分離夾爪92伸出以承載住除了最下 之供料盤81a以外之其它供料盤（如圖12所示），此時最下之 20供料盤81a是由堆疊升降機構91所支持。此處需注意的是， 為使分離炎爪92方便執行分離動作，供料盤81設計成當相 互堆疊時形成有分離凹陷93，以本實施例而言，有四分離 凹陷93以對應四分離夾爪92。 之後，分離出的供料盤81a隨堆疊升降機構91更行下降 14 200914855 ' 直至碰觸而承載於移載板63上（如圖13所示），再藉由移載板 63移動到供料位置ps(繪於圖9)，以供機械手臂取放其上之 待測半導體封裝元件。 而當供料盤81 a上的所有待測半導體封裝元件被取空 5之後，移载板63便連同供料盤81a再次移回至堆疊升降機構 91内部區域〗，且藉由堆疊升降機構91之上升以將空的供料 盤8la頂升並支撐（如圖14所示），移載板幻則移離堆疊升降 機構91内部區域I。 然後，空盤移送板72移動到堆疊升降機構91内部區域 10同時堆疊升降機構91下降以使空的供料盤81a接觸而承置 於空盤移送板72上（如圖15所示）。最後，空盤移送板72移回 到空盤暫存區T，等待移送夹爪73將空盤移送板72上空的供 料盤81a取走並放到集料單元7〇(如圖16所示^ 因此本發明藉由各元件間特殊之相對位置設計，達到 15節省製程時間之功效，尤其可應用在習知技術難以適用之 短/則s式時間產品之測試，例如測試時間少於十五秒之產品。 j 上述风施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。 20 【圖式簡單說明】 圖1係習知之半導體封裝元件測試裝置。 圖2係本發明一較佳實施例之半導體封裝元件測試裝置之 立體圖。 15 200914855 圖3係圖2之俯視圖。 圖4係圖2中省略部分元件之立體圖。 圖5至圖8係'轉運梭台在不同操作階段之狀態示意圖。 圖9係繪示圖2之部分分解圖。 5圖1G至圖16隸示元件供料與出料流程示意圖。 【主要元件符號說明】 梭台1 置放槽3 測試單元5 供料盤7 集料S 9 二維機械手臂2 吸取頭4 壓持器6 待測元件8 二維機械手臂20 橫向滑轨21 入料取放器22 三維機械手臂30 另一橫向滑軌3 1 懸臂32 出料取放器33 轉運梭台40 待測物置放槽41 已測物置放槽42 測試單元50 測試埠51 測試吸放器52 供料單元6〇 載入裝置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 待測半導體封裝元件82 200914855
工作平台90 分離夾爪92 内部區域I
已測半導體封裝元件821 堆疊升降機構91 供料位置PS 空盤暫存區T Ο 17