(57)【要約】      （修正有）【課題】  半導体素子のテストトレイへの着脱を単純化させ、一回にテスト可能な半導体素子の数を増大させ、多様なピッチのテストソケットを有するテストボードを選択的に装着可能にして互換性を向上させた、半導体素子用のテストハンドラを提供する。【解決手段】  被テスト半導体素子のローディング部１０、アンローディング部２０、半導体素子を一時的に固定する複数のキャリアを備えたテストトレイＴ、テストトレイの移動ユニットを備える。また、移動ユニットは、キャリアに半導体素子を着脱させる交換部３０、複数のテストソケットが形成されたテストボードが装着され半導体素子のテストを行うテスト部７０、ローディング部・アンローディング部・交換部の間で半導体素子を搬送しテストトレイのキャリアに半導体素子を着脱する素子搬送ユニット、及び交換部とテスト部の間にテストトレイを搬送するトレイ搬送ユニットとを備える。【選択図】  図１
2006267080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テストする半導体素子が積載されるローディング部と、
テスト完了した半導体素子がテスト結果によって分類され、積載されるアンローディング部と、
前記半導体素子を一時的に固定する複数のキャリアを備えたテストトレイと、
前記テストトレイを作業位置から所定のピッチに水平移動させる移動ユニットを備え、前記移動ユニットが前記テストトレイを所定のピッチで移動させながら前記キャリアに半導体素子を装着する作業、及びキャリアから半導体素子を分離する作業が行われるようになった交換部と、
半導体素子が電気的に接続する複数のテストソケットが形成されたテストボードが装着され、前記交換部から搬送されたテストトレイの半導体素子を前記テストソケットに接続させ、テストを行うテスト部と、
前記ローディング部とアンローディング部、及び前記交換部の間に半導体素子を搬送し、前記テストトレイのキャリアに半導体素子を装着及び分離する素子搬送ユニットと、
前記交換部とテスト部の間にテストトレイを搬送するトレイ搬送ユニットとを備えることを特徴とする半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２】
前記交換部の作業位置の下側に前記トレイ搬送ユニットによるテストトレイの搬送作業が行われる待機位置が指定され、交換部に前記テストトレイを前記作業位置と待機位置に昇降させる昇降ユニットが設置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３】
前記昇降ユニットは、前記交換部の待機位置の一側に固定されるように設置される空圧シリンダと、前記空圧シリンダによって上下に昇降する昇降ブロックと、前記昇降ブロックに設置され、テストトレイの挿入孔に挿入され、テストトレイを固定及び解除するホルダとからなることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項４】
前記昇降ユニットは、前記昇降ブロックに回転自在に設置され、前記ホルダをテストトレイの下側、及びテストトレイの外側に回転させるロータリーシリンダをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項５】
前記交換部の待機位置の少なくとも一側に配置され、前記待機位置からテストトレイが側方向に搬送され待機するトレイバッファ部と、
前記待機位置とトレイバッファ部の間にテストトレイを搬送するトレイシフタとをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項６】
前記トレイバッファ部は、前記交換部の待機位置の両側に同一の高さで配置され、テストトレイが水平に搬送され待機する第１、２トレイバッファ部からなることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項７】
前記トレイシフタは、前記トレイバッファ部から交換部の待機位置へ延長して形成された少なくとも一つのロッドレスシリンダと、前記ロッドレスシリンダに結合され移動するホルダブロックと、前記ホルダブロックに空圧シリンダによって移動可能に設置され、テストトレイを固定及び解除するホルダピンとを備えることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項８】
前記ホルダブロックは、ロッドレスシリンダに設置される空圧シリンダによってテストトレイの下側又は上側に移動可能に設置されることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項９】
前記トレイ搬送ユニットは、前記交換部の作業位置の下側の待機位置と、テスト部の前方部との間に９０°に往復回転自在に設置され、前記交換部の待機位置と、テスト部の前方部にテストトレイを水平姿勢及び直立姿勢に転換させながら伝達するロテータとで構成されることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１０】
前記ロテータは、前記交換部の後方に回転自在に設置された回転軸と、前記回転軸に結合され、回転するフレームと、前記フレームの上部及び下部に上下に移動可能に設置され、テストトレイの上、下端の辺部をそれぞれ移動可能に支持する上部ガイドレール及び下部ガイドレールと、前記上部ガイドレールの両側部に位置して、テストトレイを固定及び解除する一対のホールディング部と、前記回転軸を回転させる回転手段と、前記上、下部のガイドレールを上下に移動させるレール移動手段とを備えることを特徴とする請求項９に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１１】
トレイ搬送ユニットは、
テストトレイを交換部の両側の第１トレイバッファ部と、第２トレイバッファ部に水平に搬送するトレイシフタと、
前記第１トレイバッファ部と、前記テスト部のテストトレイ投入位置の間に９０°で往復回転可能に設置され、第１トレイバッファ部の水平状態のテストトレイを直立状態に転換してテスト部へ伝達する第１ロテータと、
前記第２トレイバッファ部と、前記テスト部のテストトレイ引出位置の間に９０°で往復回転自在に設置され、テスト部の直立状態のテストトレイを水平状態に転換して、第２トレイバッファ部へ伝達する第２ロテータとを備えることを特徴とする請求項６に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１２】
前記素子搬送ユニットは、ローディング部とアンローディング部、及び交換部の上側に水平方向及び上下方向に移動可能に設置され、半導体素子を真空吸着して搬送する少なくとも一つのピッカからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１３】
前記ピッカは、前記ローディング部と交換部の間を移動するように設置され、ローディング部の半導体素子を交換部に搬送して、テストトレイに装着するローディングピッカと、前記アンローディング部と交換部の間を移動するように設置され、交換部のテストトレイから半導体素子を分離して、アンローディング部に搬送するアンローディングピッカとからなることを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１４】
前記ローディング部と交換部、及び前記アンローディング部と交換部の間に配置され、テストする半導体素子及びテスト完了した半導体素子が一時的に置かれて待機する少なくとも一つのバッファ部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１５】
前記素子搬送ユニットは、ローディング部及びアンローディング部と、前記バッファ部の間を移動し、半導体素子を搬送する少なくとも一つの第１ピッカと、前記バッファ部と交換部の間を移動し、半導体素子を搬送する少なくとも一つの第２ピッカとからなることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１６】
前記第１ピッカは、前記ローディング部と前記バッファ部の間を移動し、半導体素子を搬送する第１ローディングピッカと、前記アンローディング部と前記バッファ部の間を移動し、半導体素子を搬送する第１アンローディングピッカとからなることを特徴とする請求項１５に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１７】
前記第１ピッカは、ローディング部での半導体素子間のピッチと、バッファ部での半導体素子間のピットと相応するピッチを有するように吸着している半導体素子間のピッチが可変するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１８】
前記バッファ部は、交換部を中心に交換部の両側に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項１９】
素子搬送ユニットは、ローディング部及びアンローディング部と、前記バッファ部の間を個別的に移動し、半導体素子を搬送する第１ピッカ及び第２ピッカと、前記両側のバッファ部と交換部の間に個別的に１軸方向に移動するように設置され、半導体素子を搬送する第３ピッカ及び第４ピッカとからなることを特徴とする請求項１８に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２０】
前記第３ピッカ及び第４ピッカと並列に設置され、両側のバッファ部と交換部の間に半導体素子を搬送する第５ピッカ及び第６ピッカをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２１】
前記バッファ部を所定のピッチずつ移動させるバッファ移動ユニットをさらに備えてなることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２２】
前記テスト部は、
内部を所定の温度で加熱及び冷却させる温度環境生成ユニットを備えて、テストトレイの半導体素子を予熱及び予鈴する予熱チャンバと、
内部を所定の温度で加熱及び冷却させる温度環境生成ユニットを備え、その後方部に前記テストボードが着脱可能に装着され、所定の温度下で前記テストトレイの半導体素子をテストするテストチャンバと、
内部を所定の温度で加熱及び冷却させる温度環境生成ユニットを備えて、前記テストチャンバでテスト完了した半導体素子を常温状態に戻す除熱チャンバとからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２３】
前記テストチャンバの後方にテストボードが上下に複層で装着され、テストチャンバ内で２つのテストトレイの半導体素子が同時にテスト可能なようにしたことを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２４】
予熱チャンバと、除熱チャンバの後方に上下に昇降可能に設置され、テストトレイを上下に昇降させる昇降装置をさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２５】
前記移動ユニットは、前記交換部に前後方向に設置されるガイドレールと、このガイドレールに沿って移動する一対の可動ブロックと、前記各可動ブロックの前端部及び下端部に前後方向に移動可能に設置され、テストトレイの上下側の辺部を固定する固定部材と、前記固定部材を前後方向に移動させる複数の空圧シリンダ、及び前記可動ブロックをガイドレールに沿って水平移動させるリニア駆動装置とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２６】
前記テストボードのテストソケットが占める領域をテスト領域とする時、前記テストトレイは、前記テスト部に装着されるテストボードのテスト領域に対応する領域にのみキャリアが装着されるキャリア形成領域が形成され、前記テスト領域の外側領域と対応する領域にキャリアが装着されない所定の大きさのキャリア非形成領域が形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２７】
前記各テストボードのテストソケットが占める領域をテスト領域と定義する時、前記テストトレイは、前記各テストチャンバに装着されるテストボードのテスト領域に対応する領域にキャリアが装着されるキャリア形成領域が形成され、前記テスト領域の外側領域と対応する領域にキャリアが装着されない所定の大きさのキャリア非形成領域が形成されることを特徴とする請求項２３に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２８】
前記テストチャンバの上層に供給されるテストトレイと、前記テストチャンバの下層に供給されるテストトレイのキャリア非形成領域とが相互に異なる位置に形成されることを特徴とする請求項２７に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項２９】
前記テストチャンバの上層に供給されるテストトレイと、前記テストチャンバの下層に供給されるテストトレイは、キャリアが装着された領域と、キャリア非形成領域とが相互に反対位置に形成されることを特徴とする請求項２８に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３０】
前記テストトレイのうち、テストチャンバの上層に供給されるテストトレイのキャリア比形成領域（Ａ１）は上部に形成され、テストチャンバの下層に供給されるテストトレイのキャリア比形成領域（Ａ２）は下部に形成されることを特徴とする請求項２９に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３１】
テストする半導体素子が積載されるローディング部と、
テスト完了した半導体素子がテスト結果に従って分類され、積載されるアンローディング部と、
前記半導体素子を一時的に固定する複数個のキャリアを備えたテストトレイと、
前記テストトレイを下側に指定された待機位置と、上側に指定された作業位置に昇降させる昇降ユニットと、前記テストトレイを作業位置で所定のピッチで水平移動させる移動ユニットとで構成され、前記移動ユニットが作業位置で前記テストトレイを所定のピッチで移動させながら前記キャリアに半導体素子を装着かつ分離する作業が行われるようになった交換部と、
半導体素子が電気的に接続される複数個のテストソケットが形成されたテストボードが装着され、前記交換部から搬送されたテストトレイの半導体素子を前記テストソケットに接続させ、テストを行うテスト部と、
前記ローディング部と交換部、及び前記アンローディング部と交換部の間に配置され、テストする半導体素子、及びテスト完了した半導体素子が一時的に置かれて待機する複数個のバッファ部と、
前記ローディング部及びアンローディング部と、前記バッファ部の間で移動可能に設置され、半導体素子を搬送する少なくとも一つの第１ピッカと、
前記バッファ部と交換部の間で移動可能に設置され、半導体素子を搬送する少なくとも一つの第２ピッカと、
前記交換部の待機位置の両側に配置された第１、２トレイバッファ部と、
テストトレイを前記交換部の待機位置と、前記第１、２トレイバッファ部の間で水平に移動させるトレイシフタと、
前記交換部とテスト部の間にテストトレイを搬送するトレイ搬送ユニットとを備えることを特徴とする半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３２】
前記トレイ搬送ユニットは、
前記交換部の待機位置とテスト部の前方部の間に９０°で往復回転可能に設置され、前記交換部の待機位置とテスト部の前方部のそれぞれにテストトレイを水平姿勢及び直立姿勢に転換させながら伝達するロテータを備えることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３３】
前記トレイ搬送ユニットは、
前記第１トレイバッファ部と前記テスト部の予熱チャンバの間に９０°で往復回転可能に設置され、第１トレイバッファ部の水平状態のテストトレイを直立状態に転換して、テスト部へ伝達する第１ロテータと、
前記第２トレイバッファ部と、前記テスト部の除熱チャンバの間に９０°で往復回転可能に設置され、テスト部の直立状態のテストトレイを水平状態に転換して、第２トレイバッファ部へ伝達する第２ロテータとを備えることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３４】
前記第１ピッカは、複数個が個別的に移動しながら半導体素子を搬送するようになっていることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３５】
前記第２ピッカは、ローディング部と交換部の間に配置されるバッファ部から交換部に往復移動し、半導体素子を搬送する第１短縮ピッカと、前記アンローディング部と交換部の間に配置されるバッファ部から交換部に往復移動し、半導体素子を搬送する第２短縮ピッカとからなることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３６】
前記第１短縮ピッカと第２短縮ピッカは２つが一対をなし、それぞれが互いに独立的に水平移動するように構成されることを特徴とする請求項３５に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３７】
前記第１ピッカは、ローディング部での半導体素子間のピッチと、バッファ部での半導体素子間のピッチと相応するピッチを有するように、吸着している半導体素子間のピッチが可変するように構成されることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３８】
前記テスト部は、
内部を所定の温度で加熱及び冷却させる温度環境生成ユニットを備えて、テストトレイの半導体素子を予熱及び予冷させる予熱チャンバと、
内部を所定の温度で加熱及び冷却させる温度環境生成ユニットを備え、その後方部に前記テストボードが着脱可能に装着され、所定の温度下で前記テストトレイの半導体素子をテストするテストチャンバと、
内部を所定の温度で加熱及び冷却させる温度環境生成ユニットを備え、前記テストチャンバでテスト完了した半導体素子を常温状態に戻す除熱チャンバとからなることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項３９】
前記テストチャンバの後方にテストボードが上下に複層で装着され、テストチャンバ内で二つのテストトレイの半導体素子が同時にテスト可能なようにすることを特徴とする請求項３８に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項４０】
前記テストボードのテストソケットが占める領域をテスト領域とする時、前記テストトレイは、前記テスト部に装着されるテストボードのテスト領域に対応する領域にのみキャリアが装着されるキャリア形成領域が形成され、前記テスト領域の外側の領域と対応する領域にキャリアが装着されない所定の大きさのキャリア非形成領域が形成されることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項４１】
前記各テストボードのテストソケットが占める領域をテスト領域と定義する時、前記テストトレイは、前記各テストチャンバに装着されるテストボードのテスト領域に対応する領域にキャリアが装着されるキャリア形成領域が形成され、前記テスト領域の外側の領域と対応する領域にキャリアが装着されない所定の大きさのキャリア非形成領域が形成されることを特徴とする請求項３９に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項４２】
前記テストチャンバの上層に供給されるテストトレイと、前記テストチャンバの下層に供給されるテストトレイのキャリア非形成領域が相互に異なる位置に形成されることを特徴とする請求項４１に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項４３】
前記テストチャンバの上層に供給されるテストトレイと、前記テストチャンバの下層に供給されるテストトレイは、キャリアが装着された領域とキャリア非形成領域とが相互に反対位置に形成されることを特徴とする請求項４２に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【請求項４４】
前記テストトレイのうち、テストチャンバの上層に供給されるテストトレイのキャリア非形成領域（Ａ１）は上部に形成され、テストチャンバの下層に供給されるテストトレイのキャリア非形成領域（Ａ２）は下部に形成されることを特徴とする請求項４３に記載の半導体素子テスト用のハンドラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子をテストするハンドラに関し、特に半導体素子を外部のテスト装置に連結されたテストソケットに接続させ、テストを行い、テスト完了した半導体素子をテスト結果に従って分類して、積載することのできる半導体素子テスト用のハンドラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、メモリ或いは非メモリ半導体素子、及びこれらを適切に一つの基板上に回路的に構成したモジュールＩＣは、生産後に様々なテスト過程を経た後出荷される。ハンドラは、上記のような半導体素子及びモジュールＩＣなどを自動に外部のテスト装置に電気的に接続してテストするのに用いられている装置をいう。
【０００３】
このようなハンドラのうち大部分が常温状態での一般的な性能テストばかりでなく、密閉されたチャンバ内で電熱ヒータ、及び液化窒素噴射システムを介して高温及び低温の極限状態の環境を組成して、半導体素子及びモジュールＩＣなどがこのような極限温度の条件でも正常的な機能が行えるかをテストする高温テスト及び低温テストも行えるようになっている。
【０００４】
本出願人によって出願され登録された大韓民国登録特許公報１０−０３８４６２２号(２００３年５月２２日公告)には、ハンドラの全体的な大きさと構造的な複雑性を増大させずにチャンバを複数個で構成して、短時間内に多量の半導体素子を効率的にテストできるようにした半導体素子テスト用のハンドラが開示されている。
【０００５】
前記ハンドラは、チャンバ部が半導体素子を所定の温度で予熱及び予冷させる予熱チャンバと、テストを行うテストチャンバ、半導体素子を常温に取り戻す除熱チャンバが水平に配列されると共に、これらがそれぞれ上下に複層で構成されることで、従来のメモリハンドラより２倍多い数の半導体素子を一回にテストできるように構成されている。
【０００６】
即ち、既存のメモリハンドラは、テストチャンバに複数個のテストソケットを備えた一つのテストボードが装着され、テストを行うようになっているので、前記テストボードに一つのテストトレイが対応して接続される。
【０００７】
一方、前記本出願人によって開発された従来のハンドラは、テストチャンバに２つのテストボードが装着されるので、テストボードに一回に２つのテストトレイを接続させることができ、したがって、従来より２倍多い数の半導体素子をテストすることができる。
【０００８】
まず、ローディング部のユーザトレイに載置された半導体素子を、ピッカを用いて交換部に移送すると、この交換部では半導体素子をアライナに所定の間隔で整列した後、耐熱性の金属材質のテストトレイに装着する。次いで、前記テストトレイをテストチャンバに搬送して、電気的なテストを行う。この際、テストトレイは予熱チャンバで上下に分配された後、テストチャンバで上下二重にテストボードに接続されテストされる。
【０００９】
テストが完了したテストトレイは、除熱チャンバを経た後、再び交換部に移送され、交換部で半導体素子が分離された後、テスト結果に従ってアンローディング部のユーザトレイに分類され収納される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のような従来のハンドラは次のような問題を抱えている。
【００１１】
第一に、交換部で半導体素子をテストトレイに装着及び分離する過程が多少複雑に行われ、交換部で半導体素子をテストトレイに装着かつ分離するための構成もやはり多少複雑であるという短所がある。
【００１２】
即ち、ハンドラは、ユーザトライの半導体素子の間隔と、テストトレイの半導体素子の間隔とが異なるため、交換部でユーザトレイから搬送された半導体素子をアライナに装着して、テストトレイの素子装着間隔と同一の間隔で整列した後、アライナをテストトレイが位置した場所に水平に移動させ、テストトレイに装着したり、テストトレイから分離された半導体素子を収納した。
【００１３】
このように交換部で半導体素子をテストトレイに装着し、分離する作業が複雑になると、交換部での作業時間が多く必要とされ、このため一回にテスト可能な半導体素子の個数も制約を受ける。
【００１４】
第二に、通常、ハンドラは、ハンドラ専門の製作所で製作された後、半導体素子を生産する事業体で使用されるが、半導体素子の生産事業体では、一つのハンドラに複数のテストソケットを有するテストボード（このテストボードはテスト事業体で別途に製作され、テスト時ハンドラに装着及び分離される）を装着して使用することを望む。
【００１５】
例えば、半導体素子の生産事業体では、向後の生産性を考慮して、一つのテストボードに１２８個のテストソケットが形成されたもの（‘１２８ｐａｒａテストボード’と称する）を複数個装着することを予想して、ハンドラを構成するように要求するが、現在は６４個のテストソケットを有するテストボード（‘６４ｐａｒａテストボード’と称する）を複数個装着して使用することも要求する。したがって、一つのハンドラが６４ｐａｒａテストボードと１２８ｐａｒａテストボードとを共に適用できる互換性を有するように要求される。
【００１６】
また、テストする半導体素子の種類によってテストソケット間のピッチが変わる。これによってテストトレイのキャリア間のピッチもそれに相応して変わらなければならないので、一つのハンドラで多様なキャリアピッチを適用できなければならない。
【００１７】
しかし、従来のハンドラは、半導体素子を搬送する役割をするテストトレイの大きさと形態が共に定形化されており、テストボードが装着されるテストチャンバの部分、例えばテストトレイの移動を案内するガイドレールと、駆動装置などの位置変化が不可能なので、上述したように、６４ｐａｒａテストボードと１２８ｐａｒａテストボードに対する互換性を有せず、一つのキャリアピッチにのみ対応して、テストを行わざるを得ないという問題があった。
【００１８】
本発明は上記のような問題を解決するためのもので、交換部で行われる作業、つまり半導体素子をテストトレイに装着し、テストトレイから分離する作業を単純化させ、一回にテスト可能な半導体素子の数をさらに増大させることができるように改善した半導体素子テスト用のハンドラを提供することを目的とする。
【００１９】
本発明の他の目的は、一つのハンドラに多様なピッチのテストソケットを有するテストボードを選択的に装着してテストできるようにして、ハンドラの互換性を向上させた半導体素子用のテストハンドラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体素子テスト用のハンドラは、テストする半導体素子が積載されるローディング部と、テスト完了した半導体素子がテスト結果によって分類され、積載されるアンローディング部と、前記半導体素子を一時的に固定する複数のキャリアを備えたテストトレイと、前記テストトレイを作業位置から所定のピッチに水平移動させる移動ユニットを備え、前記移動ユニットが前記テストトレイを所定のピッチで移動させながら前記キャリアに半導体素子を装着する作業、及びキャリアから半導体素子を分離する作業が行われるようになった交換部と、半導体素子が電気的に接続する複数のテストソケットが形成されたテストボードが装着され、前記交換部から搬送されたテストトレイの半導体素子を前記テストソケットに接続させ、テストを行うテスト部と、
前記ローディング部とアンローディング部、及び前記交換部の間に半導体素子を搬送し、前記テストトレイのキャリアに半導体素子を装着及び分離する素子搬送ユニットと、前記交換部とテスト部の間にテストトレイを搬送するトレイ搬送ユニットとを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、本発明に係る半導体素子テスト用のハンドラは、テストする半導体素子が積載されるローディング部と、テスト完了した半導体素子がテスト結果に従って分類され、積載されるアンローディング部と、前記半導体素子を一時的に固定する複数個のキャリアを備えたテストトレイと、前記テストトレイを下側に指定された待機位置と、上側に指定された作業位置に昇降させる昇降ユニットと、前記テストトレイを作業位置で所定のピッチで水平移動させる移動ユニットとで構成され、前記移動ユニットが作業位置で前記テストトレイを所定のピッチで移動させながら前記キャリアに半導体素子を装着かつ分離する作業が行われるようになった交換部と、半導体素子が電気的に接続される複数個のテストソケットが形成されたテストボードが装着され、前記交換部から搬送されたテストトレイの半導体素子を前記テストソケットに接続させ、テストを行うテスト部と、前記ローディング部と交換部、及び前記アンローディング部と交換部の間に配置され、テストする半導体素子、及びテスト完了した半導体素子が一時的に置かれて待機する複数個のバッファ部と、前記ローディング部及びアンローディング部と、前記バッファ部の間で移動可能に設置され、半導体素子を搬送する少なくとも一つの第１ピッカと、前記バッファ部と交換部の間で移動可能に設置され、半導体素子を搬送する少なくとも一つの第２ピッカと、前記交換部の待機位置の両側に配置された第１、２トレイバッファ部と、テストトレイを前記交換部の待機位置と、前記第１、２トレイバッファ部の間で水平に移動させるトレイシフタと、前記交換部とテスト部の間にテストトレイを搬送するトレイ搬送ユニットとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上述したように、本発明の第１、第２の態様によれば、外部から移送された半導体素子を交換部で直ぐにテストトレイに装着及び分離するので、交換部での作業が単純化され、作業時間も短縮することができ、一回にテスト可能な半導体素子の数をさらに増大させることができる利点がある。
【００２３】
また、交換部の両側にテストトレイが一時的に逃避して待機できるトレイバッファ部を形成することで、テスト部と交換部の間にテストトレイを搬送する過程をより効率的に行える効果もある。
【００２４】
これと共に、本発明の第３実施例によれば、別途の構造的な変更を多く加えず、テストボードの形態と大きさに合わせてテストトレイだけそれに相応するものに交替して使用すれば済むので、一つのハンドラに複数のテストソケットを有するテストボードを装着してテストできる。したがって、ハンドラの互換性が向上し、ハンドラの購入費を節減することができる。
【００２５】
特に、テストボードのテストソケット間のピッチが変わり、キャリア間のピッチが可変し、これによってテスト領域が可変する場合にもハンドラの構造的な変更なしでテストトレイにのみそれに相応するように変形させ、テストを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る半導体素子テスト用のハンドラの好適な実施例について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１乃至図４は、本発明に係る半導体素子テスト用のハンドラの一実施例の構成を概略的に示すものである。ハンドラの前方部には、テストする半導体素子が複数個収納されているユーザトレイが積載されているローディング部１０が設置される。そして、このローディング部１０の一側部にはテスト完了した半導体素子がテスト結果に従って分類され、ユーザトレイに収納されるアンローディング部２０が設置される。
【００２８】
そして、ハンドラの中間部分の両側部には、複数のバッファ部４０、４５がバッファ移動ユニット（図示せず）によって前、後進可能に設置されている。前記バッファ部４０、４５には、前記ローディング部１０から移送されてきた半導体素子が一時的に載置され、待機する。前記バッファ部４０、４５の間には交換部３０が設置されている。前記交換部３０では、バッファ部４０、４５のテストする半導体素子を移送して、テストトレイＴに再装着する作業と、テストトレイのテスト完了した半導体素子を分離する作業が行われる。
【００２９】
前記テストトレイＴは、半導体素子を一時的に固定する複数個のキャリアＣがあるが、このキャリアＣは、テストトレイに上下に複数個の列（この実施例では４列）で配列されている。
【００３０】
この実施例で前記バッファ部４０、４５は、交換部３０の両側に２つずつ配置され、バッファ部４０、４５に載置される半導体素子間のピッチは、テストトレイＴの各キャリアＣに装着される半導体素子間のピッチと同一である。そして、前記各バッファ部４０、４５は、テストする半導体素子のみを収容するローディング側のバッファ部と、テスト完了した半導体素子のみを収容するアンローディング側のバッファ部とに区分して使用することができ、一つのバッファ部にテストする半導体素子と、テスト完了した半導体素子とを共に収容することもできる。
【００３１】
この実施例では、ローディング部と近い側のバッファ部をローディング側のバッファ部４０に指定し、その反対側のアンローディング部２０と近い側のバッファ部をアンローディング側のバッファ部４０に指定して使用したことを例示する。
【００３２】
また、ハンドラの前方部の上側には、ローディング部１０とアンローディング部２０、及びバッファ部４０、４５の間を水平に移動しながら半導体素子を移送する第１ローディング/アンローディングピッカ５１と、第２ローディング/アンローディングピッカ５２がそれぞれ設置される。ハンドラの前方部の上側には左右方向（以下、Ｘ軸方向）に第１Ｘ軸フレーム５３が設置され、この第１Ｘ軸フレーム５３には、可動フレーム５４、５５が第１Ｘ軸フレーム５３に沿って独立に移動するように設置される。前記第１、２ローディング/アンローディングピッカ５１、５２は、前記可動フレーム５４、５５にＹ軸方向に沿って水平移動可能に設置される。
【００３３】
図示してはいないが、前記可動フレーム５４、５５及び第１、２ローディング/アンローディングピッカ５１、５２を水平移動させるための駆動ユニットとしてはリニアモータが適用されることが好ましいが、その以外にもボールスクリュー及びサボモータ、又はプーリとベルト、及びサボモータからなる公知のリニア駆動システムを適用することもできる。
【００３４】
また、前記第１、２ローディング/アンローディングピッカ５１、５２は、一回に複数個の半導体素子を真空吸着して移送できるように構成されることが好ましく、この際、第１、２ローディング/アンローディングピッカ５１、５２は、ユーザトレイでの半導体素子間のピッチと、前記バッファ部４０、４５での半導体素子間のピッチで半導体素子間のピッチ変化が可能なように構成されることが好ましい。
【００３５】
前記交換部５０及びバッファ部４０の上側には、両側のバッファ部４０、４５と交換部３０の間に半導体素子を移送する複数個の短縮ピッカ６１、６２がＸ軸方向に水平移動するように設置される。この実施例で前記短縮ピッカ６１、６２は、左右にそれぞれ２つずつ総４つが第２、３Ｘ軸フレーム６３、６４に沿って独立的に移動するように構成される。また、図面上左側の短縮ピッカをローディング側の短縮ピッカ６１に、図面上右側の短縮ピッカをアンローディング側の短縮ピッカ６２に指定して使用する。
【００３６】
前記各短縮ピッカ６１、６２は、リニアモータ（図示せず）、又はボールスクリューとサボモータ（図示せず）のような公知のリニア駆動システムによって前記第２、３Ｘ軸フレーム６３、６４に沿って移動するように構成される。
【００３７】
そして、ハンドラの後方部には、多数個に分割された密閉チャンバを備えたテスト部７０が設置される。前記テスト部７０は、前記チャンバの内部を高温又は低温の環境に組成した後、半導体素子が装着されたテスト用のトレイＴを順次に移送し、半導体素子を所定の温度条件下でテストする。この実施例で前記テスト部70は、上下に２層で構成され、同時に２つのテストトレイＴがテスト可能なようになっている。
【００３８】
以下、前記テスト部７０の構成についてより具体的に説明する。
前記テスト部７０は、主に予熱チャンバ７１と、テストチャンバ７２と、除熱チャンバ７３とで構成されている。
【００３９】
前記予熱チャンバ７１は、前記交換部５０から移送されてきたテストアレイを前方から後方に一ステップずつ段階的に移送させ、半導体素子を所定の温度で加熱又は冷却させる。前記テストチャンバ７２は、前記予熱チャンバ７１を介して移動されたテストトレイの半導体素子を外部のテスト装備（図示せず）と結合されたテストソケット（図示せず）に装着して、電気的な性能テストを行う。前記除熱チャンバ７３は、テストチャンバ７２を介して移送されたテストトレイを後方から前方に一ステップずつ段階的に移送させながらテスト完了した半導体素子を、初期の常温状態に戻す役割を果す。
【００４０】
前記テストチャンバ７２には複数個のテストソケット（図示せず）を備えたテストボード７４が上下に２層で構成されている。
そして、前記予熱チャンバ７１と除熱チャンバ７３の後端部には、各チャンバの最後方に移動したテストトレイを上下に昇降させながら分配する昇降装置（図示せず）が設置される。
【００４１】
また、前記テスト部７０の前方には、交換部３０から伝達されたテストトレイ、及び除熱チャンバ７３のテストトレイＴをそれぞれ側方の予熱チャンバ７１及び交換部３０に移送する前方側の移送ユニット７６が設置される。そして、テスト部７０の後方には、予熱チャンバ７１及びテストチャンバ７２のテストトレイＴをそれぞれテストチャンバ７２及び除熱チャンバ７３に移送する後方側の移送ユニット７７が設置される。
【００４２】
前記後方側の移送ユニット７７は、前記予熱チャンバ７１とテストチャンバ７２、及び除熱チャンバ７３の後方部がそれぞれ上下に複層で構成されるため、上下に２つが独立的に駆動するように構成されることが好ましい。
【００４３】
そして、前記前方側の移送ユニット７６と、後方側の移送ユニット７７は、各テストトレイＴの一側部を固定するホルダ７６１、７６２と、前記ホルダを移動させるリニア駆動装置（図示せず）とで構成されている。前記リニア駆動装置は、公知のボールスクリュー及びサボモータ、又はリニアモータなどで構成される。
【００４４】
前記テストチャンバ７２には、テストトレイＴがテストボード７４に整列されたときテストトレイＴをテストボード７４で加圧し、接続させるコンタクトユニット７５が前後進移動可能に設置される。
【００４５】
そして、前記テスト部７０ではテストトレイＴが直立状態で移動し、交換部３０ではテストトレイＴに半導体素子を装着及び分離する作業がテストトレイＴの水平状態で行われる。したがって、前記テスト部７０の前端部と交換部３０の間には、テストトレイＴを水平状態から直立状態に、直立状態から水平状態に転換させながら搬送するロテータ８０が９０度に往復回転可能に設置される。
【００４６】
一方、前記交換部３０では二つの位置からテストトレイを搬送する作業が別途に行われる。即ち、上側の作業位置ＷＰでは、テストトレイＴが水平に置かれた状態で所定のピッチで水平移動しながら半導体素子の装着及び分離が行われる。そして、作業位置ＷＰのすぐ下側の待機位置（ＳＰ：Ｓｔａｎｄ−ｂｙ  Ｐｌａｃｅ）では、前記ロテータ８０を介したテスト部７０と交換部３０の間のテストトレイＴ搬送作業が行われる。
【００４７】
前記交換部３０には前記待機位置ＳＰと作業位置ＷＰとの間でテストトレイＴを昇降させる昇降ユニット３６が設置される。
【００４８】
また、前記交換部３０の作業位置ＷＰには、テストトレイＴを一定のピッチで水平移動させる移動ユニット３５が構成される。そして、前記交換部３０の待機位置ＳＰの両側にテストトレイＴが一時的に待機する第１トレイバッファ部９１と、第２トレイバッファ部９２が配置される。前記第１トレイバッファ部９１と第２トレイバッファ部９２にはテストトレイＴの上、下端のエッジをスライディング移動可能に支持する一対のガイド部材（図示せず）が配置される。
【００４９】
また、前記交換部３０の下側には、前記待機位置ＳＰと第１、２トレイバッファ部９１、９２の間で水平に往復移動しながらテストトレイＴを搬送するトレイシフタ９５が設置される。
【００５０】
以下、上述したハンドラの主要構成部の構成についてより詳細に説明する。
【００５１】
まず、図５乃至図７を参照して、前記ロテータ８０の構成の一実施例を詳細に説明する。前記ロテータ８０は、両端が空圧シリンダ（図示せず）に連結され回転する回転軸８１と、前記回転軸８１に結合して回転するフレーム８２と、前記フレーム８２の上部及び下部に設置され、テストトレイＴの上、下端のエッジをそれぞれ移動可能に支持する‘Ｕ’字状の上部ガイドレール８３及び下部ガイドレール８４と、前記上部ガイドレール８３の両側部に位置して、テストトレイＴを固定及び解除する一対のホールディング部８８とからなる。
【００５２】
前記上、下部ガイドレール８３、８４は、フレーム８２の上、下部の両側に上下方向に設けられたリニア移動ガイド８５に結合され、第１空圧シリンダ８６の作動によって上、下部に移動しながらテストトレイＴを固定及び解除できるようになっている。
【００５３】
また、前記フレーム８２の両側面部には、前記フレーム８２が水平状態になると同時に前記上、下部のガイドレール８３、８４が移動して、テストトレイＴの支持状態が解除された時、前記フレーム８２に対してテストトレイＴを支持し、上下に一定の距離移動させる複数個の第２空圧シリンダ８７が設置される。
【００５４】
前記ホールディング部８８は、図７に示したように、前記上部ガイドレール８３に固定されるシリンダブロック８８１と、前記シリンダブロック８８１に固定される空圧シリンダ８８２と、前記空圧シリンダ８８２のピストンロード８８４の先端にヒンジピン８８５によって連結されると共に、その中間部分が前記上部ガイドレール８３に回転可能に連結されるホルダバー８８６と、前記ホルダバー８８６の先端に自由に回転するように設置されるローラ８８８とからなる。
【００５５】
したがって、前記空圧シリンダ８８２が作動し、ピストンロード８８４が外側に延長されると、前記ホルダバー８８６が上部ガイドレール８３の内側方向に回転して、ローラ８８８がテストトレイＴの両側部を固定し、これと逆にピストンロード８８４が内側に収縮すると、ホルダバー８８６が上部ガイドレール８３の外側方向に回転して、ローラ８８８がテストトレイＴの両側の外部に開き、テストトレイＴが上、下部のガイドレール８３、８４に沿って側方に移動可能な状態となる。
【００５６】
次に、図８を参照して前記昇降ユニット３６の一実施例について説明する。
【００５７】
前記昇降ユニット３６は、交換部３０の待機位置ＳＰの下側に固定されるように設置される空圧シリンダ３６１と、前記空圧シリンダ３６１によって上下に昇降する昇降ブロック３６２と、前記昇降ブロック３６２の移動を案内するガイドシャフト３６３と、前記昇降ブロック３６２に設置され、テストトレイＴのエッジに形成された挿入孔（図示せず）に挿入されてテストトレイＴを固定及び解除するホルダ３６５とからなる。前記昇降ユニット３６は、待機位置の両側に複数個が相互に対向して配置されることが好ましい。
【００５８】
ここで、前記ホルダ３６５は、前記昇降ブロック３６２に装着されるロータリーシリンダ３６４の作動によって９０°に往復回転するように構成されている。前記ホルダ３６５を９０°に往復回転させる理由は、前記ホルダ３６５がテストトレイＴを固定していない状態では前記ロテータ８０（図５参照）の回転を妨害しないようにするためである。
【００５９】
即ち、前記ホルダ３６５がテストトレイＴを固定するために、テストトレイＴの直ぐ下側に続けて存在すると、前記ロテータ８０が下側に回転できなくなるため、ロテータ８０の回転時にはホルダ３６５がロテータの回転軌跡の外側に回避する。
【００６０】
上記のように構成された昇降ユニット３６は次のように作動する。昇降対象のテストトレイＴが待機位置ＳＰに位置した時、前記ホルダ３６５は、ロータリーシリンダ３６４によって９０°に回転して、テストトレイＴの挿入孔（図示せず）の直ぐ下側に位置する。この状態で前記空圧シリンダ３６１が作動して、昇降ブロック３６２がガイドシャフト３６３に沿って上昇しながらホルダ３６５がテストトレイＴの挿入孔に挿入され、テストトレイＴを作業位置ＷＰに上昇させる。
【００６１】
勿論、作業位置ＷＰのテストトレイＴを下降させるときには、昇降ユニット３６が上述した過程を逆に行う。
【００６２】
以下、図９及び図１０を参照にして前記移動ユニット３５の構成の一実施例について説明する。
【００６３】
図９に示したように、前記移動ユニット３５は、前記交換部３０に前後方向に設置されるガイドレール３５５（図８ｂ参照）に沿って移動する一対の可動ブロック３５１と、前記各可動ブロック３５１の前端部及び下端部に前後方向に移動可能に設置され、テストトレイＴの上下側のエッジを固定する固定部材 ３５３と、前記可動ブロック３５１に設置され、固定部材３５２、３５３を移動させる複数の空圧シリンダ３５４と、及び前記可動ブロック３５１をガイドレール３５５に沿って水平移動させるリニア駆動装置とで構成されている。
【００６４】
図１０に示したように、前記リニア駆動装置は、前記可動ブロック３５１の前端部及び後端部の一側に回転可能に設置された一対の駆動プーリ３５７ａ及び従動プーリ３５７ｂと、前記駆動プーリ及び従動プーリにかけて回転するベルト３５８と、前記駆動プーリ３５８を所望の方向に所望の量だけ回転させるサボモータ３５６とで構成することができる。
符号３５９は前記ベルト（図示せず）と可動ブロック３５１とを連結する連結片である。
【００６５】
勿論、前記リニア駆動装置は、ボールスクリュー及びサボモータ、又はリニアモータのような多様な公知のリニア駆動システムを適用して構成されることもできる。
【００６６】
上記のように構成された移動ユニット３５は次のように作動する。
【００６７】
前記昇降ユニット３６（図８参照）によってテストトレイＴが作業位置ＷＰに上昇すると、空圧シリンダ３５４の作動によって固定部材３５２、３５３が内側方向に移動して、テストトレイＴの上、下端のエッジを固定する。
【００６８】
次いで、前記リニア駆動装置のサボモータ３５６が作動して、ベルト３５８が回転し、これによって可動ブロック３５１がガイドレール３５５に沿って移動しながらテストトレイＴを所望の距離だけ移動させる。
【００６９】
図１１は、交換部３０（図３参照）の待機位置ＳＰと、第１、２トレイバッファ部９１、９２（図３参照）の間でテストトレイＴを搬送するトレイシフタ９５の構成の一実施例を示す。
【００７０】
前記トレイシフタ９５は、その進行方向に沿って設置されたロッドレスシリンダ９５１と、前記ロッドレスシリンダ９５１に固定され移動するブロック移動用空圧シリンダ９５４と、前記ブロック移動用空圧シリンダ９５４によって側方に移動するように設置されたホルダブロック９５５と、前記ホルダブロック９５５に設置されるホルダ移動用空圧シリンダ９５６によって上下に昇降し、テストトレイＴの挿入孔（図示せず）に挿入されるホルダピン９５８とで構成されている。
【００７１】
このように構成されたトレイシフタ９５は、前記交換部３０の待機位置ＳＰ（図３参照）に位置したテストトレイＴを第１トレイバッファ部９１又は第２トレイバッファ部９２に移動させる場合、前記ブロック移動用空圧シリンダ９５４が外側に延長され、ホルダブロック９５５がテストトレイＴの下側に移動した後、ホルダ移動用空圧シリンダ９５６が作動して、ホルダピン９５８が上昇してテストトレイＴを固定させ、次いで、ロッドレスシリンダ９５１が動作してテストトレイＴを移動させられるようになる。
【００７２】
上記のように構成された本発明のハンドラ作動の一実施例について説明する。
【００７３】
テストする半導体素子が収納されたユーザトレイをローディング部１０に積載させ、ハンドラを稼動させると、第１ローディング/アンローディングピッカ５１がローディング部１０の半導体素子を真空吸着して、ローディング側のバッファ部４０に搬送する。
この際、前記第１ローディング/アンローディングピッカ５１は、半導体素子を搬送する途中、各半導体素子間のピッチをバッファ部の半導体素子間のピッチに変化させる。
【００７４】
一方、前記交換部３０の作業位置ＷＰでは、移動ユニット３５の作動によってテストトレイＴが前進して、テストトレイＴの４列のキャリアＣのうち、後方側の２列、又は偶数列（２、４番目の列）がローディング側の短縮ピッカ６１、及びアンローディング側の短縮ピッカ６２の移動経路上に整列される。
【００７５】
次いで、ローディング側の短縮ピッカ６１が第２、３Ｘ軸フレーム６３、６４に沿って独立に移動しながら前記ローディング側のバッファ部４０上の半導体素子を真空吸着して、テストトレイＴのキャリア（図示せず）に装着させる。
【００７６】
前記テストトレイＴの後方側の２列、又は偶数列（２、４番目の列）のキャリアにテストする半導体素子が全て満たされると、再び移動ユニット３５が後進して、前方側の２列、又は奇数列（１、３番目の列）のキャリアが前記ローディング側の短縮ピッカ６１及びアンローディング側の短縮ピッカ６２の移動経路上に整列される。そして、上述したものと同様に、ローディング側の短縮ピッカ６１がローディング側のバッファ部４０の半導体素子を真空吸着して、テストトレイＴのキャリアに半導体素子を装着する。
【００７７】
交換部３０のテストトレイＴに半導体素子が全て装着されると、昇降ユニット３６のホルダ３６５（図８参照）が上昇して、テストトレイＴを固定すると同時に、移動ユニット３５の固定部材３５２、３５３（図９参照）が外側に開き、テストトレイＴが移動ユニット３５の外側に移動可能な状態となる。
【００７８】
次いで、昇降ユニット３６の空圧シリンダ３６１（図８参照）が作動して、ホルダ３６５及びテストトレイＴが待機位置ＳＰに下降し、ロテータ８０の上、下部ガイドレール８３、８４（図５参照）が第１空圧シリンダ８６の作動によって内側に移動して、テストトレイＴの上、下端のエッジを支持し、これと同時にロテータ８０のホールディング部８８が作動して、ホールディング部８８のホルダバー８８６（図７参照）、及びローラ８８８がテストトレイＴの両側のエッジを固定させる。
【００７９】
交換部３０の待機位置ＳＰでロテータ８０にテストトレイＴが固定されると、ロテータ８０が９０度回転して、テスト部７０の前方部に搬送される。
【００８０】
次いで、前記ホールディング部８８が逆に作動して、ホルダバー８８６（図７参照）、及びローラ８８８によるテストトレイＴの固定状態が解除され、テスト部７０の前方側の移送ユニット７６が作動して、テストトレイＴを予熱チャンバ７１にスライディングさせる。
【００８１】
予熱チャンバ７１のテストトレイＴは、予熱チャンバ７１の内部の搬送ユニット（図示せず）によって１ステップずつ後方に移動しながら所定の温度で加熱又は冷却され、最後方の位置でテストトレイの識別番号、つまりＩＤナンバーが奇数番（又は偶数番）に当たるものは昇降装置（図示せず）によって上側に移動した後、後方側の移送ユニット７７によってテストチャンバ７２に搬送され、偶数番（又は奇数番）に当たるものは直ぐに後方側の移送ユニット７７によってテストチャンバ７２へ搬送される。
【００８２】
テストチャンバ７２でテストトレイＴがテストボード７４の前方に整列されると、コンタクトユニット７５がテストトレイＴのキャリア（図示せず）をテストボード７４の側に押して、半導体素子をテストボード７４のテストソケット（図示せず）に接続させ、電気的な性能テストを行う。
【００８３】
テストが完了すると、再び後方側の移送ユニット７７がテストトレイＴを除熱チャンバ７３に搬送させ、除熱チャンバ７３では別途の搬送ユニット（図示せず）がテストトレイＴを１ステップずつ前進させ、テストトレイＴの半導体素子を常温状態に戻す。
【００８４】
勿論、高温又は低温テストを行わない場合には、予熱チャンバ７１で半導体素子を加熱又は冷却させる必要がなく、除熱チャンバ７３で半導体素子を逆に冷却又は加熱させ、常温状態に戻す必要もない。
【００８５】
除熱チャンバ７３の最後方に移動したテストトレイＴは、前方側の移送ユニット７６によってテスト部７０の中間部に搬送される。テストトレイは、上、下端のエッジが再びロテータ８０の上、下部のガイドレール８３、８４（図５参照）に挿入され、ホールディング部８８によって固定される。
【００８６】
その後、再びロテータ８０が９０度に回転して、テストトレイＴが交換部３０の待機位置ＳＰに水平状態で搬送される。
【００８７】
そして、ロテータ８０の第１空圧シリンダ８６（図５参照）の作動によって上、下部のガイドレール８３、８４が上、下側に開き、テストトレイＴが自由な状態になると共に、第２空圧シリンダ８７が作動して、テストトレイＴがロテータ８０からやや上昇した状態で支持される。
【００８８】
次いで、昇降ユニット３６のホルダ（図８参照）がロータリーシリンダ３６４によって回転し、空圧シリンダ３６１によってテストトレイＴが作業位置ＷＰに上昇する。
【００８９】
テストトレイＴが作業位置ＷＰに上昇すると、開いていた移動ユニット３５の固定部材３５２、３５３（図９参照）が内側に縮み、テストトレイＴの上、下端部を固定させ、前記昇降ユニット３６のホルダ３６５は再び下降して、元の位置へ復帰する。
【００９０】
そして、前記移動ユニット３５の作動によってテストトレイＴが所定のピッチで移動して、テストトレイＴの後方側の２列（又は偶数列）のキャリアＣが短縮ピッカ６１、６２の移動経路上に整列する。
【００９１】
その後、２つのアンローディング側の短縮ピッカ６２が第２、３Ｘ軸フレーム６３、６４に沿って移動しながらテストトレイＴでテスト完了した半導体素子を真空吸着して、アンローディング側のバッファ部４５に搬送すると同時に、反対側で２つのローディング側の短縮ピッカ６１がローディング側のバッファ部４０の新たな半導体素子を真空吸着して、テストトレイＴの空いているキャリアＣに装着する。
【００９２】
このようにアンローディング側の短縮ピッカ６２によってアンローディング側のバッファ部４５にテスト完了した半導体素子が置かれると、第２ローディング/アンローディングピッカ５２がアンローディング側のバッファ部４５の半導体素子をアンローディング部２０の各ユーザトレイにテスト結果別に分類して再収納させる。
【００９３】
その後、前記交換部３０からテストトレイＴに新たな半導体素子が全て装着されると、上述したように、テストトレイＴをテスト部７０に搬送してテストを行い、再び交換部３０でテスト完了した半導体素子をアンローディングさせる過程を連続的に繰り返して行い、テストをする。
【００９４】
一方、上述したように、交換部３０とテスト部７０の間にテストトレイＴを搬送させるとき、一つのテストトレイＴをテスト部７０に搬送して、予熱チャンバ７１に送った後、次のテストトレイＴをテスト部７０に搬送して、予熱チャンバ７１に送った後、次のテストトレイＴを除熱チャンバ７３から受けて、交換部３０の作業位置ＷＰに搬送すると、テストトレイＴを搬送する間には作業位置ＷＰでは何の作業も行なわれなくなるので、作業効率が低下する。
【００９５】
したがって、本発明は、交換部３０とテスト部７０の間にテストトレイＴをやり取りするとき、交換部３０の待機位置ＳＰの両側に配置された第１、２トレイバッファ部９１、９２にテストトレイＴを一時的に待機させることで、作業の効率性をさらに増大させるようにしている。
【００９６】
これを図１２乃至図１９を参照にして詳細に説明する。理解を助けるために、テストトレイＴを搬送するためのロテータ８０と、昇降ユニット３６と、トレイシフタ９５、及び移動ユニット３５（図１乃至図３参照）などの図示は省略し、テストトレイＴの位置のみで動作を説明する。また、図面で交換部３０の作業位置ＷＰに当たる高さはＷＬに表示し、交換部３０の待機位置ＳＰと第１、２トレイバッファ部９１、９２に当たる高さはＳＬに表示した。
【００９７】
また、テスト部７０から交換部３０に供給される作業対象のテストトレイは符号ＷＴ１とＷＴ２に表示し、交換部３０で作業が完了して、テスト部７０に供給されるテストトレイは符号ＤＴに表示した。
【００９８】
まず、図１２に示したように、ハンドラの稼動初期にロテータ８０（図２参照）の回転によってテスト部７０に直立状態で位置した空いたテストトレイＷＴ１が交換部３０の待機位置ＳＰに水平に搬送される。次いで、図１３に示したように、テストトレイＷＴ１は昇降ユニット（図２参照）の作動によって作業位置ＷＰに上昇する。
【００９９】
そして、図１４に示したように、また他の新たなテストトレイＷＴ２がロテータ８０によってテスト部７０から交換部３０の待機位置ＳＰに搬送される。この際、前記作業位置ＷＰではテストトレイＷＴ１が移動ユニット３５（図２参照）の作動によって一定のピッチで前進又は後進しながらキャリアＣに半導体素子を装着する作業が行われる。
【０１００】
前記作業位置ＷＰでテストトレイＷＴ１に新たな半導体素子を装着する作業が行われる間、図１５に示したように、待機位置ＳＰのテストトレイＷＴ２は、トレイシフタ９５（図３参照）によって第１トレイバッファ部９１にスライディング移動して待機する。
【０１０１】
前記作業位置ＷＰでテストトレイＷＴ１に新たな半導体素子を装着する作業が終了すると、図１６に示したように、作業位置ＷＰで作業終了したテストトレイＤＴは昇降ユニット３６（図２参照）の作動によって再び待機位置ＳＰに下降する。
【０１０２】
そして、図１７に示したように、待機位置ＳＰのテストトレイＤＴは第２バッファ部４０、４５に移動し、第１トレイバッファ部９１のテストトレイＷＴ２が待機位置ＳＰに移動する。その後、図１８に示したように、待機位置ＳＰのテストトレイＷＴ２は作業位置ＷＰに上昇して、テスト完了した半導体素子は分離され、新たにテストする半導体素子が装着される作業が始まり、第２トレイバッファ部９２に移動され、待機していたテストトレイＤＴが待機位置ＳＰに移動する。
【０１０３】
前記作業位置ＷＰでテストトレイＴに半導体素子を分離及び/又は装着する作業が行われる途中、図１９に示したように、待機位置のテストトレイＴは、ロテータ８０（図２参照）によってテスト部７０（図２参照）に搬送された後、直ぐにテスト部の予熱チャンバ７１（図１参照）に搬送され、次いで再び図１２に示したように、テスト部の除熱チャンバ７３（図１参照）から搬送されたテストトレイＴがロテータ８０によって交換部３０の待機位置ＳＰに搬送される。その後、図１４乃至図１９に示した過程を連続的に繰り返して、交換部３０とテスト部７０の間にテストトレイＴの搬送が行われる。
【０１０４】
このような交換部３０とテスト部７０、及び第１、２トレイバッファ部９１、９２でのテストトレイＴの搬送過程は、作業者の選択によって多様に変更可能である。
【０１０５】
一方、図２０と図２１は、本発明に係るハンドラの他の実施例の構成を示す図面で、この実施例のハンドラは、基本的な構成において図１に示したハンドラの構成と類似である。
【０１０６】
但し、この実施例のハンドラは、待機位置ＳＰとテスト部７０の間にロテータが存在せず、第１トレイバッファ部９１と予熱チャンバ７１、及び第２トレイバッファ部９２と除熱チャンバ７３の間に第１、２ロテータ１８０、２８０がそれぞれ設置される。
また、前記待機位置ＳＰと第１、２トレイバッファ部９１、９２の間にテストトレイＴを搬送するトレイシフタ１９５は、第１、２ロテータ１８０、２８０の回転を妨害しないように、第１、２ロテータ１８０、２８０の上側に設置されることが好ましい。
【０１０７】
したがって、交換部３０の待機位置ＳＰでテストされる半導体素子が装着された新たなテストトレイＴを第１トレイバッファ部９１に搬送すると、第１ロテータ１８０が回転して、予熱チャンバ７１にテストトレイＴを供給する。
【０１０８】
そして、除熱チャンバ７３からテスト完了した半導体素子を装着したテストトレイＴが供給されると、第２ロテータ２８０が回転して、テスト完了したテストトレイＴを第２トレイバッファ部９２に供給した後、再び第２トレイバッファ部９２のテストトレイを交換部３０の待機位置ＳＰに供給する。
【０１０９】
このようにロテータ１８０、２８０を二重に構成すると、構造は多少複雑となるが、上述した第１実施例でのように、テストトレイＴをロテータの外側に逃避させる過程を何回も行わず、直ぐに予熱チャンバ７１にテストトレイを供給し、除熱チャンバ７３でテストトレイを供給されることができるので、動作が単純化される利点が得られる。
【０１１０】
図２２乃至図２３は本発明に係るハンドラの他の実施例を示す。この実施例は、テスト部７０のテストチャンバ７２に設計面積より小さい大きさのテストボード７４も装着して、テストを行えるようにすることで、互換性を向上させるようにした例を示す。この実施例のハンドラの基本的な構成は、上述した第１実施例のハンドラと同一である。
【０１１１】
上述した実施例のハンドラにおいて、テストチャンバ７２の後方にテストボード７４が装着される領域（以下、‘テストボード領域’）Ｓ１は、この領域と同一の大きさを有し、一回に接続可能なテストソケット７４２が最大個数及び最大ピッチで形成されているテストボード７４が装着されることを予想して設計される。
【０１１２】
例えば、前記テストボード領域Ｓ１は、最大１２８個のテストソケット７４２を有するテストボード７４Ｕ、７４Ｌ（１２８ｐａｒａテストボード）が装着されることを予想して設計される。勿論、上述した実施例のハンドラは、テストチャンバ７２にテストボード７４Ｕ、７４Ｌが上下複層で装着されるので、全体のテストソケットの数は２５６個となる。
【０１１３】
また、前記テストチャンバ７２に設置されるコンタクトユニット７５と、テストトレイＴの移動を案内するガイドレール７８と駆動装置、及びテストトレイＴの大きさも前記テストボード領域Ｓ１に合わせて設計される。
【０１１４】
したがって、前記テストボード領域に最大個数のテストソケット７４２を有するテストボード７４が装着される場合には、別途の構造的な変更なく、そのままテストボード７４をテスト領域に装着してテストを行い、テストトレイの全領域にキャリアを装着して使用する。
【０１１５】
しかし、テストソケット７４２の数が小さいテストボード７４を装着する場合、例えば既存に使用していたテスター(ＴＥＳＴＥＲ)のテストボードと同様に、一つのテストボードに６４個のテストソケット７４２が装着されたもの（６４ｐａｒａテストボード）を使用したり、同一の数でもテストソケット間のピッチがより小さいものを使用する場合には、図２２に示したように、テストボード７４のテストソケット７４２が占める領域は、Ｓ２(以下、‘縮小されたテスト領域’）に縮小される。
【０１１６】
したがって、上記のような６４ｐａｒａテストボードを使用する場合、図２３に示したように、作業者は前記テストボード領域Ｓ１と、前記縮小されたテスト領域Ｓ２との間の空間を断熱材７７で満たして、テストチャンバ７２の内部空気が外部に漏洩することを防止する。
【０１１７】
これと共に、図２４に示したように、前記縮小されたテスト領域Ｓ２と相応する領域にのみキャリアＣが装着された２種類のテストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）を用いてテストを行う。
【０１１８】
前記各テストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）は、左右側の幅Ｗは１２８ｐａｒａテストボードに適用されるテストトレイより小さいが、上端部から下端部までの長さＨは１２８ｐａｒａテストボード用のテストトレイと同一である。これはテスト部７０でテストトレイＴの移動を案内するガイドレール７８（図２２参照）の位置を変化させず、前記テストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）をガイドレール７８にそって移動させ得るようにするためでる。
【０１１９】
また、前記テストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）は前記縮小されたテスト領域Ｓ２に相応する領域にのみキャリアＣが装着されており、残りの領域にはキャリアが装着されないキャリア非形成領域Ａ１、Ａ２が形成される。
【０１２０】
この実施例で前記テストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）のうち、上側のテストボード７４Ｕ（図４参照）に供給されるテストトレイ（Ｔｎ１）は、上部にキャリア非形成領域(Ａ１）が存在し、下側のテストボード７４Ｌ（図４参照）に供給されるテストトレイ（Ｔｎ２）は下部にキャリア非形成領域Ａ２が存在する。
【０１２１】
即ち、前記テストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）は、上側のテストボード７４Ｕに供給されるものと、下側のテストボード７４Ｌに供給されるもののキャリア非形成領域Ａ１、Ａ２が相互反対の位置に形成される。
【０１２２】
このように１２８ｐａｒａテストボードを基準に設計されたハンドラで６４ｐａｒａテストボードを適用してテストを行う場合、上側のテストボード７４Ｕに供給されるテストトレイ（Ｔｎ１）と、下側のテストボード７４Ｌに供給されるテストトレイＴｎ２は互いに異なる形態を有するため、予熱チャンバ７１から分離され供給されなければならない。
【０１２３】
したがって、図２２に示したように、ハンドラの制御部は、前記予熱チャンバ７１の最後方に移動したテストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）の種類をセンサなどを用いて予め判読し、判読されたテストトレイ(Ｔｎ１、Ｔｎ２）の形態別に上、下側のテストボード(７４Ｕ、７４Ｌ）に分離して供給する。
【０１２４】
また、上述したように、前記テストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）は、上、下側のテストボード７４Ｕ、７４Ｌに供給されるものが互に異なる形態を有するので、交換部３０（図１参照）で移動ユニット３５（図１参照）がテストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）を移動させ、半導体素子を装着及び分離する時、制御部は前記移動ユニットに載置されたテストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）の形態によってテストトレイ（Ｔｎ１、Ｔｎ２）の移動ピッチを制御して、テストトレイが短縮ピッカ６１、６２の下側に正確に整列できるようにする。
【０１２５】
一方、この実施例では、上側と下側のテストボード７４Ｕ、７４Ｌに互いに異なる形態のテストトレイが供給されるが、これと異なってテストチャンバ７２の上、下側の縮小されたテスト領域Ｓ２が前記それぞれのテストボード領域Ｓ１内で同一の部分に形成される場合、同一の形態のテストトレイが供給される。
【０１２６】
また、上述した実施例ではテストチャンバ７２にテストボードが上下層に装着されるものと例示されているが、これと異なり、ただ一つのテストボードのみ装着される場合にもテストトレイをテスト領域に相応するように構成して、ハンドラの互換性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明に係る半導体素子テスト用のハンドラの一実施例の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１のハンドラの概略的な側面図である。
【図３】図１のハンドラの概略的な正面図である。
【図４】図１のハンドラの概略的な背面図である。
【図５】図１のハンドラのロテータの構造を示す斜視図である。
【図６】図５のロテータの概略的な側面図である。
【図７】図５のロテータのホールディング部の構成を示す斜視図である。
【図８】図１のハンドラの昇降ユニットの斜視図である。
【図９】図１のハンドラの移動ユニットの斜視図、及び概略的な側面図である。
【図１０】図１のハンドラの移動ユニットの斜視図、及び概略的な側面図である。
【図１１】図１のハンドラのトレイシフタの構成を示す斜視図である。
【図１２】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１３】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１４】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１５】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１６】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１７】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１８】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図１９】図１のハンドラの交換部とテスト部の間で行われるテストトレイ搬送過程の一例を順次に説明する図面である。
【図２０】本発明に係る半導体素子テスト用のハンドラの他の実施例の構成を概略的に示す平面図である。
【図２１】図２０のハンドラの概略的な正面図である。
【図２２】本発明に係る半導体素子テスト用のハンドラのまた他の実施例の構成を概略的に示す平面図である。
【図２３】図２２のハンドラのテストチャンバで半導体素子がテストボードのテストソケットに接続される状態を示す概略的な縦断面図である。
【図２４】図２２のハンドラに適用されるテストトレイの正面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  ローディング部
２０  アンローディング部
３０  交換部
３５  移動ユニット
３６  昇降ユニット
４０、４５  バッファ部
５１、５２  第１、２ローディング/アンローディングピッカ
６１、６２  短縮ピッカ
７０  テスト部
７１  予熱チャンバ
７２  テストチャンバ
７３  除熱チャンバ
７４  テストボード
７５  コンタクトユニット
８０  ロテータ
９１、９２  第１、２トレイバッファ部
９５  トレイシフタ
Ｔ  テストトレイ
Ｃ  キャリア
ＷＰ  作業位置
ＳＰ  待機位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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