專利名稱：具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，尤其是一種藉由旋動式測試手臂攜行半導體元件運行替換于兩個測試座之間的測試系統(tǒng)。
背景技術：
一般完整的集成電路制造，主要包括初期的集成電路設計與晶圓制造，中期的晶圓電性測試，及后期的最終測試與產品出貨。于半導體元件日益微小化的同時，集成電路的制程在每一個制程階段都相當重要。其中，電性測試能夠針對各種半導體元件電性參數進行測試以確保產品能正常運作，實境測試則是于測試系統(tǒng)設備將根據產品不同的測試項目通過公板模擬實境而載入不同的測試程序或搭配不同的客制化測試儀器，確認半導體元件符合所要求規(guī)格。 目前半導體測試機臺于后段測試的設計上多有創(chuàng)新，譬如本申請人Chroma ATEInc.所販售的自動化系統(tǒng)功能測試機(ASFT)Model 3240、3260提供多組PCBlevel平行測試的大量生產機具，可配合多數不同的封裝類型包括傳統(tǒng)的QFP、TQFP、μ BGA、PGA及CSP封裝，通過設計多測試埤位、多輸送車機構等結構，增加測試的生產量(Throughput)。再者，同一個測試座若施以不同的測試訊號往往需要經過復雜的電路及程序設計，且每個待測物測試時間往往拉的比較長。在測試產業(yè)中時間就是金錢，每一個待測物的測試成本是以測試時間單位來計算，所以業(yè)界均盡全力的想要在節(jié)省測試時間、設計更好的測試流程下功夫，最直接的方式就是采用更精簡且生產量高的機臺。舉一例來說，請參考圖I所示為一習知機臺部分方塊示意圖，本例以兩組測試區(qū)(Sites)為例，每一組測試區(qū)均具備有輸送裝置、測試手臂、測試座以及測試板，如圖所示，第一測試區(qū)11具有輸送裝置111、第一測試手臂112、第一測試座113及第一測試板1131，而第二測試區(qū)12具有輸送裝置121、第二測試手臂122、第二測試座123及第二測試板1231。以第一組測試區(qū)為例，測試流程必須將待測元件由輸送裝置111搬運至第一測試座113后，由第一測試手臂112下壓迫緊待測元件后開始測試流程，測試時間依據測試程序繁復而定，各組測試區(qū)均相同，測試完畢再將完測待測元件由第一測試座113搬運至輸送裝置111上由后續(xù)機構進行等級分類。根據以上所述，若有四組測試區(qū)時，即需要四組測試手臂以及至少一組負責待測元件等級分類的搬運手臂，就算測試手臂可以負責搬移待測元件的任務而省下搬運手臂的成本，相對的就必須犧牲測試手臂單一功能性而增加因為攜行于三維空間移動的時間。而由上述內容可知，部分測試機臺于測試過程不斷的搬運及等待造成了許多時間浪費，若是能夠大幅地節(jié)省搬運所花費的時間并保留機臺的彈性，適時的根據待測元件測試條件而更動測試流程，將能夠提高測試半導體元件的產能達成率
發(fā)明內容
因此，本案發(fā)明人想到，若能夠于一個機臺在兩個測試座之間使用一組受時間差控制的旋動式測試手臂，讓半導體元件于第一測試座測試完成后，迅速直接被移轉至第二測試座上或直接攜行進行后續(xù)分類，而同一時間，原位于第二測試座或等待位置的半導體元件會一并由該旋動式測試手臂移轉至下一個預定位置，通過此交疊更替方式減少不同測試時因搬運所花費的時間，而與傳統(tǒng)的搬運手臂相互比較之下，更能夠提高產能達成率，應為一最佳解決方案。本發(fā)明的目的在于提供一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，其能夠減少不同測試時因搬運所花費的時間，提高產能達成率。 本發(fā)明提供的具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，通過電性耦接多個測試訊號至測試系統(tǒng)的一測試區(qū)，包含一具有多個承載座以承載半導體元件的輸送裝置；一第一測試座，位于該測試區(qū)內，該第一測試座與多個測試訊號的任一電性耦接；一第二測試座，位于該測試區(qū)內且相鄰于該第一測試座，該第二測試座與多個測試訊號的任一電性耦接；一第一測試手臂，用以攜行半導體元件運行于該輸送裝置、第一測試座、第二測試座之間；以及一第二測試手臂，用以攜行半導體元件運行于該輸送裝置、第一測試座、第二測試座之間。更具體地說，該第一測試座及第二測試座分別耦接于測試訊號獨立的儀器。更具體地說，該第一測試手臂及第二測試手臂交疊運行于該輸送裝置、第一測試座及第二測試座間，以替換待測或測試完畢的半導體元件于該承載座與該第一測試座或第二測試座的位置。更具體地說，該第一測試手臂及第二測試手臂通過一組Y-Z軸向位移機構，使該第一測試手臂及第二測試手臂于Y軸方向移動并攜行待測或測試完畢的半導體元件于該承載座與該第一測試座及第二測試座的位置之間。更具體地說，遠離該輸送裝置的兩端位置分別具有承載半導體元件的一進料區(qū)及一分料區(qū)。本發(fā)明的有益效果在于，該具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，于機臺上設置至少一個具有多個承載座的輸送裝置及多個測試座，各測試座耦接不同的電訊號產生儀器，搭配一組旋動式測試手臂，通過受同一驅動力的測試手臂攜行待測物分別置于多個測試座之一，賦予各測試座獨自對待測物的測試項目，通過交疊更替測試時間分配紓解取件、測試等待的時間，解決單一測試座測試時間等待過長的問題。本發(fā)明還解決了習用一測試手臂對應一測試座的拘限，讓測試手臂能對應不同的測試座，使待測物能夠接受不同的測試訊號，讓測試項目具有更多樣的選擇性。


圖I :為習用半導體元件測試示意圖；圖2 :為本發(fā)明具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)的實施架構圖；圖3 :為本發(fā)明具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)的旋動式測試手臂運作范圍示意圖。圖4 :為本發(fā)明具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)的第一實施例圖；以及
圖5:為本發(fā)明具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)的第二實施例圖。
具體實施例方式有關于本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。請參閱圖2、圖3，為本發(fā)明一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)的實施架構圖及旋動式測試手臂運作范圍示意圖，由圖中可知，本實施例應用于測試待測物需要施加不同的測試訊號，并以現有的儀器設備來產生測試訊號，通過電性耦接前述多個儀器設備至半導體元件測試系統(tǒng)的測試區(qū)21，該測試區(qū)21與輸送裝置23位于進料區(qū)26與分料區(qū)27之間，該測試區(qū)21內具有第一測試座211及第二測試座212。輸送裝置23則負責反復載送待測及完測的半導體元件于進料區(qū)26與分料區(qū)27之間。其中，第一測試座211具有第一測試位置，而第一測試位置與多個測試儀器的任一電性導接，于本實施例中，第一測試位置與第一測試儀器2111電性耦接，而第二測試座
212亦具有與多個測試儀器的任一電性導接的第二測試位置，本實施例中，第二測試位置與第二測試儀器2121電性耦接，其中第一測試位置及第二測試位置用于置放待測半導體元件25。該第一測試位置及第二測試位置可置放單一或多個的半導體元件。在本實施例圖式僅為示意，該第一測試手臂221及該第二測試手臂222的運行路線是覆蓋第一測試座211、第二測試座212以及輸送裝置23，以便攜行、放置待測半導體元件25。而該第一測試手臂221與該第二測試手臂222為一旋動式測試手臂22，因此當啟動該旋動式測試手臂22時，第一測試手臂221與第二測試手臂222則能夠輪替交疊移動，以抓取、吸取或放置半導體元件25。操作上旋動式測試手臂22運行有不同的操作交疊模式，譬如通過齒輪組讓兩組手臂輪替的運行、也可以通過獨立的動力帶動使各組手臂通過時間差運行，或采用馬達等方式，由于該硬件控制技術屬熟知該項技藝人士可知，故不一一贅述。由于第二測試座212與第一測試座211是相鄰設置,且第一測試座211亦與具有多個承載座231的輸送裝置23相鄰設置，因此當旋動式測試手臂22藉由Y-Z軸向位移機構24移動于輸送裝置23與第一測試座211或第二測試座212之間時，由于輸送裝置23及第一測試座211、第二測試座212相鄰，將能夠替換待測或測試完畢的半導體元件25于該承載座231與該第一測試座211及第二測試座212的位置之間。如圖3及圖4，根據較佳實施方式之一，依據半導體元件測試項目條件假設每一個待測物僅需經過一個測試儀器訊號時，第一測試座211及第二測試座212將可耦接二臺提供訊號相同的測試儀器2111、2121，或者耦接一對二輸出的測試儀器訊號。第一測試手臂221被規(guī)劃運行于該輸送裝置23、第一測試座211之間，而第二測試手臂222運行于該輸送裝置23、第二測試座212之間，因此當第一測試座211與第二測試座212所提供的測試訊號相同時，各測試手臂及測試座即倆倆配對。第一測試手臂221能夠藉由旋動式測試手臂22的旋動移動至承載座231上方，將承載座231上待測半導體元件25取起，返回將待測物置放在第一測試座211的第一測試位置上，并于測試完畢后再次移動第一測試手臂221，即將測試完畢的半導體元件25搬運至承載座231上；而根據已設定的時間差，第一測試手臂221、第二測試手臂222動作時間會交錯，該第二測試手臂222與第二測試座212運作流程與第一測試手臂221亦同。再請參考圖5，根據較佳實施方式之二，依據半導體元件測試項目條件假設每一個待測物需要經過二個不同測試儀器訊號時，第一測試座211及第二測試座212將會耦接不同訊號的測試儀器。為方便說明先后順序，于后段說明會將待測半導體元件25細分為第一待測半導體元件250及第二待測半導體元件251。所以，當第一測試座211與第二測試座212施以測試項目不同時，藉由旋動該旋動式測試手臂22使第一測試手臂221攜行承載座231上第一待測半導體元件250并置放于第一測試座211的第一測試位置上，此時第二測試手臂222將預備或已經移至承載座231上方并取起第二待測半導體元件251。第一待測半導體元件250將會停留在第一測試座211一段時間，通常是幾秒鐘的時間，視第一測試儀器2111測試程序而定，在第一測試座211位置測試完畢后，第一測試手臂221以極短的時間將第一待測半導體元件250攜行至第二測試座212的測試位置上，再次由第二測試儀器2121施以測試訊號，在此同時第二測試手臂·222同樣以極短的時間將第二待測半導體元件251由承載座231攜行至第一測試座211的測試位置上。在這個時間點，第一待測半導體元件250、第二待測半導體元件251分別位于第一測試座211、第二測試座212接受測試。在上述測試完成后，第一待測半導體元件250由第一測試手臂221自第二測試座212的測試位置攜行至承載座231放置，第二待測半導體元件251由第二測試手臂222自第一測試座211的測試位置在極短的時間內攜行至第二測試座212放置接受測試。而第一測試手臂221在放置完成第一待測半導體元件250后，另一承載座將移動至第一測試手臂221下方取件一個新的待測半導體元件25，再迅速的攜行移動至第一測試座211接受第一測試儀器2121測試儀器施以測試訊號，由第一測試手臂221、第二測試手臂222周而復始的旋動式進行測試。在本較佳實施設計中，以第二測試座212到承載座231的距離相對遠，所以移動時間較長，所以長時間的測試流程將會分配在第二測試儀器2121，讓第二測試座212到承載座231及測試手臂取件時間加上第一測試儀器測試2111的總時間接近第二測試儀器2121的測試時間。根據以上本發(fā)明的機構設計,通過以下試算公式Max. UPH = (3600/(B+C))*N，可以概略得知產能率；其中參數B為測試手臂的運行周期時間(Cycle Time)、參數C為機構時間(Index Time)、參數N為待測物數量(Device Number)。當待測物的輸入訊號測試時間小于或等于I. 9秒，B的參數即以I. 9代入運算、C為機構時間為O. 5秒、待測物N為4時，每小時(3600秒)可測試的數量即得UPH = ■ —°°— x4 = 6,000 (Max)
(1.9 + 0.5)由上述運算結果可知，本發(fā)明所能得的實際運作達成率較習知測試手臂來得更好，同樣的測試時間下，本發(fā)明能完成更多的待測物測試。本發(fā)明所提供的一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優(yōu)點本發(fā)明于機臺上設置至少一個具有多個承載座的輸送裝置及多個測試座，各測試座耦接不同的電訊號產生儀器，搭配一組旋動式測試手臂，通過不同的測試手臂攜行待測物分別置于多個測試座之一，賦予各測試座獨自對待測物的測試項目，通過交疊更替測試時間分配紓解取件、測試等待的時間，解決單一測試座測試時間等待過長的問題。本發(fā)明能夠解決習用一測試手臂對應一測試座的拘限，讓一測試手臂能對應不同的測試座，使待測物能夠接受不同的測試訊號，讓測試項目具有更多樣的選擇性。本發(fā)明所提出兩個測試座，當待測物所接受的測試訊號相同時，將能夠大幅度的提高測試速度。藉由以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內?！?br> 權利要求
1.一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，其特征在于，通過電性耦接多個測試訊號至測試系統(tǒng)的一測試區(qū)，包含 一具有多個承載座以承載半導體元件的輸送裝置； 一第一測試座，位于該測試區(qū)內，該第一測試座與多個測試訊號的任一個電性耦接；一第二測試座，位于該測試區(qū)內且相鄰于該第一測試座，該第二測試座與多個測試訊號的任一個電性耦接； 一第一測試手臂，用以攜行半導體元件運行于該輸送裝置、第一測試座、第二測試座之間；以及 一第二測試手臂，用以攜行半導體元件運行于該輸送裝置、第一測試座、第二測試座之間； 其中，該第一測試手臂及第二測試手臂交疊運行于該輸送裝置、第一測試座及第二測試座間，以替換待測或測試完畢的半導體元件于該承載座與該第一測試座或第二測試座的位置。
2.如權利要求I所述的一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，其特征在于，該第一測試座及第二測試座分別耦接于測試訊號獨立的儀器。
3.如權利要求I所述的一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，其特征在于，該第一測試手臂及第二測試手臂通過一組Y-Z軸向位移機構，使該第一測試手臂及第二測試手臂于Y軸方向移動并攜行待測或測試完畢的半導體元件于該承載座與該第一測試座及第二測試座的位置之間。
4.如權利要求I所述的一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，其特征在于，遠離該輸送裝置的兩端位置分別具有承載半導體元件的一進料區(qū)及一分料區(qū)。
全文摘要
一種具有旋動式測試手臂的半導體元件測試系統(tǒng)，通過電性耦接多個測試儀器至測試系統(tǒng)的一測試區(qū)，包含一具有多個承載座以承載待測物的輸送裝置、位于該測試區(qū)內的具有至少一個測試位置的第一測試座、具有至少一個測試位置的第二測試座、第一測試手臂及第二測試手臂，而該第一測試手臂及第二測試手臂，系能夠攜行待測物運行于該輸送裝置、第一測試座、第二測試座之間，因此于同一機臺上將能夠藉由旋動式測試手臂進行兩種不同的量測或兩個測試座僅用于量測一種功能時，由于具有兩個測試座能同時運作，因此能降低整體量測所花費的時間，提升測試速率。
文檔編號H01L21/66GK102945814SQ20121040273
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權日2012年10月22日
發(fā)明者陳建名, 蔡譯慶, 歐陽勤一 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司