專利名稱：用于電子器件的測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子器件具體如發(fā)光器件(LEDs)之類的半導(dǎo)體單元的測試
裝置
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的晶圓平臺被如此設(shè)計以便于其上裝配有晶圓的晶圓環(huán)在側(cè)向上被裝入在晶圓平臺上，以在固定于晶圓上的電子器件分離期間固定晶圓。晶圓平臺同樣也在晶圓環(huán)上延展有粘性膜，以便于由粘性膜所固定的晶圓被展開并且其半導(dǎo)體單元被分開。在這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，這意味著晶圓環(huán)必須通過將晶圓環(huán)從晶圓平臺處側(cè)向拽出而被移離。然后，在新的晶圓連續(xù)地從下一個槽處移離以插置到晶圓平臺以前，該晶圓環(huán)滑入至料盒槽以進(jìn)行卸載。因此，晶圓的裝載和卸載操作不能夠并行。而且，在傳統(tǒng)的用于拾取和放置電子器件如LEDs的拾取臂中，拾取臂或者旋轉(zhuǎn)，或者線性移動如上和下，以定位電子器件。對于需要在超過一個以上的軸線上移動的拾取臂而言，驅(qū)動機(jī)構(gòu)之一(如馬達(dá))通常被安裝在移動部件的上方。所以，移動部件的重量是大的，并且拾取臂的重量和在僅僅一個軸線上的移動限制了機(jī)器的性能。另外,位于測試平臺處的傳統(tǒng)的測試插座(test contactor)結(jié)構(gòu)具有某些不足。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個示例是具有封裝件支撐座以支撐封裝件的集成式插座。當(dāng)封裝件支撐座被定位到測試平臺時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)將器件連同封裝件支撐座和插座一起推至頂板以進(jìn)行測試。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是需要多個測試插座，每個插座具有不同的電氣特性以完成測試。所以，來自不同插座的測試結(jié)果可能變化。另一種傳統(tǒng)的測試插座結(jié)構(gòu)在測試平臺處具有帶開口的固定頂板。一轉(zhuǎn)盤平臺具有多個封裝件支撐座，該封裝件支撐座內(nèi)置在轉(zhuǎn)盤平臺中以固定電子器件。這種結(jié)構(gòu)允許旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤平臺和頂板之間僅僅存在細(xì)小的間隙。當(dāng)器件被定位到測試平臺時，插座將器件上推至頂板位置以進(jìn)行測試。當(dāng)測試完成之后，插座向下移動，轉(zhuǎn)盤平臺定位到下一個封裝件支撐座的位置。然而，這種結(jié)構(gòu)不允許帶鏡片(lenses)的單元進(jìn)行測試，因?yàn)轫敯搴娃D(zhuǎn)盤平臺之間的細(xì)小間隙可能導(dǎo)致刮傷和損壞鏡片。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種測試裝置，其至少避免了現(xiàn)有技術(shù)前述的一些不足。本發(fā)明一方面提供一種晶圓處理裝置，其包含有:第一夾持器和第二夾持器，其可移動地裝配于轉(zhuǎn)軸上，第一夾持器和第二夾持器中每一個被設(shè)置來固定其上裝配有晶圓的晶圓載體；以及夾持狹長部，其位于第一夾持器和第二夾持器中的每一個上，該夾持狹長部被用來夾持在晶圓載體上以固定晶圓載體；其中，第一夾持器和第二夾持器被用來在裝載位置和晶圓處理位置之間相互反方向地移動晶圓載體，以處理晶圓。本發(fā)明另一方面提供一種用于電子器件的拾取臂組件，該拾取臂組件包含有:第一拾取臂和第二拾取臂；旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，其設(shè)置在第一拾取臂和第二拾取臂的上方，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)被用來驅(qū)動第一拾取臂和第二拾取臂以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動；第一線性驅(qū)動器和第二線性驅(qū)動器，其設(shè)置在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的上方，以分別驅(qū)動第一拾取臂和第二拾取臂；第一連接機(jī)構(gòu)和第二連接機(jī)構(gòu)，該第一連接機(jī)構(gòu)被用來將第一拾取臂耦接至第一線性驅(qū)動器，該第二連接機(jī)構(gòu)被用來將第二拾取臂耦接至第二線性驅(qū)動器，第一連接機(jī)構(gòu)和第二連接機(jī)構(gòu)被用于引導(dǎo)第一拾取臂和第二拾取臂平行于旋轉(zhuǎn)軸線線性移動。本發(fā)明第三方面提供一種用于電子器件的自動測試系統(tǒng)，該自動測試系統(tǒng)包括:多個載體，其被配置來運(yùn)送待測試的電子器件；旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，其上安裝有多個載體，以將載體連同電子器件一起移動至測試位置；頂板，其位于測試位置處，測試工具裝配在該頂板上以測試電子器件；插座，其設(shè)置在測試位置；以及上推馬達(dá)，其被用來和插座相耦接，以將插座連同電子器件一起朝向頂板推動，而測試電子器件的特性。參閱后附的描述本發(fā)明實(shí)施例的附圖，隨后來詳細(xì)描述本發(fā)明是很方便的。附圖和相關(guān)的描述不能理解成是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的特點(diǎn)限定在權(quán)利要求書中。



圖1所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于將晶圓傳送至晶圓平臺和從晶圓平臺處傳送晶圓的晶圓交換臂組件的俯視立體示意 圖2所示為晶圓交換臂組件的仰視立體示意 圖3所示為晶圓交換臂組件的前視示意 圖4所示為晶圓交換臂組件的夾持狹長部(clamping finger)的側(cè)視放大示意 圖5A和圖5B所示為晶圓夾持子組件的平面示意圖，其表明了分別位于開啟和閉合位置的夾持狹長部；
圖6所不為晶圓平臺的立體不意圖，其表明了用于固定晶圓環(huán)和延展晶圓環(huán)的粘性月旲的裝置；
圖7所示為晶圓平臺的側(cè)視示意 圖8所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的雙拾取臂組件的立體示意 圖9所示為雙拾取臂組件的前視示意 圖10所示為雙拾取臂組件從圖9中的A方向所視的側(cè)視示意 圖11所示為雙拾取臂組件的前視剖面示意 圖12所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的包含有轉(zhuǎn)盤平臺的測試系統(tǒng)的立體示意
圖13所示為包含在轉(zhuǎn)盤平臺中的單元載體的放大平面示意 圖14所示為用于安裝半導(dǎo)體單元的測試工具的頂板的放大平面示意 圖15所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的插座的側(cè)視示意 圖16所示為插座的夾持組件(clamping assembly)的側(cè)視示意圖；以及 圖17所示為插座的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于在裝載位置和位于晶圓處理位置處的晶圓平臺26之間的晶圓交換臂組件的俯視立體示意圖。晶圓被裝配在晶圓載體16、18上。圖2所示為晶圓交換臂組件的仰視立體示意圖,而圖3所示為晶圓交換臂組件的前視示意圖。正時皮帶(timing belt) 44上通過夾具(clamps) 42、40固定有兩個夾持器(clampers) 12、14。通過正時皮帶輪(timing pulleys) 46、48,該夾持器與單獨(dú)的馬達(dá)24相耦接和被其驅(qū)動來移動，正時皮帶44被連接至該正時皮帶輪46、48上。夾持器12、14可沿著線性移動導(dǎo)軌20、22移動以引導(dǎo)它們的線性移動。每個夾持器12、14被裝配有高度驅(qū)動機(jī)構(gòu)，如雙作用氣動缸(double-acting pneumatic cylinder)28、30,以提升或降低夾持器12、14。所有上述設(shè)備均安裝在托架轉(zhuǎn)軸(carriage shaft) 19上。夾持器12、14被操作來在裝載位置和晶圓平臺26所處的晶圓處理位置之間相互反方向(reciprocally)地移動晶圓載體16、18。換句話說,在一個夾持器14正在傳送一個晶圓載體18到裝載位置的同時，另一個夾持器12可以傳送另一個晶圓載體16到晶圓平臺26上。 晶圓夾持設(shè)計的構(gòu)造更詳細(xì)地可以參見圖4、圖5A和圖5B。圖4所示為晶圓交換臂組件的夾持狹長部50的側(cè)視放大示意圖。圖5A和圖5B所示為晶圓夾持子組件的平面示意圖，其表明了分別位于開放和閉合位置的其夾持狹長部50、52、54、56。存在兩對夾持狹長部50、52和54、56。一 V型凹槽被內(nèi)置在每個夾持狹長部50、52、54、56的夾持區(qū)域，其中之一請參見圖4的特寫所示。當(dāng)夾持位置不精確時，這種結(jié)構(gòu)對于晶圓的自我定位而言是有用的。當(dāng)夾持狹長部夾持在晶圓載體16、18上時，V型凹槽的這種幾何結(jié)構(gòu)能夠引導(dǎo)晶圓至穩(wěn)定位置以被傳送。夾持狹長部50、52、54、56通過軸承62、64相對于每個夾持器12、14在樞軸上旋轉(zhuǎn)。這兩對夾持狹長部50、52、54、56的開口被以可延伸的氣動活塞70、72形式存在的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(deflection actuators)驅(qū)動,該偏轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)圍繞軸承62、64產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩(turning moments)。在使用平衡銷58、60固定晶圓載體16、18的同時,夾持狹長部閉合以夾持晶圓載體16、18是通過釋放來自氣動活塞70、72的壓力和使用彈簧回復(fù)機(jī)構(gòu)66、68以閉合夾持狹長部的方式而得以完成的。由氣動活塞70、72所驅(qū)動的帶有晶圓鎖具74的特定設(shè)計的晶圓平臺26被使用來固定晶圓。其同樣也裝配有延展聚酯薄膜的功能，在該聚酯薄膜上安裝有晶圓襯底。當(dāng)鎖具74被皮帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)80和推進(jìn)器(screw)82通過傳動裝置(gear) 78驅(qū)動時,該鎖具在延展方向84上移動(參見圖7)。以下是這些機(jī)構(gòu)在操作過程中的描述。當(dāng)需要晶圓進(jìn)行交換處理時，交換臂被觸發(fā)來完成這個處理。在開始處理時，假定夾持器12、14沒有固定晶圓。馬達(dá)24開始驅(qū)動旋轉(zhuǎn)正時皮帶44的正時皮帶輪48。當(dāng)兩個夾持器12、14固定在同一個同步皮帶上時，夾持器12、14同時地移動32、34至其目標(biāo)位置。一旦夾持器12、14位于其目標(biāo)位置，即分別位于晶圓平臺26上一個晶圓載體16的已處理晶圓和另一個晶圓載體18的未處理晶圓的上方，那么夾持狹長部50、52、54、56機(jī)構(gòu)處于開啟位置(圖5A)。
為了在固定有已處理晶圓的晶圓載體16上和固定有未處理晶圓的晶圓載體18上握緊，氣動缸(pneumatic cylinders)28、30被觸發(fā)以將夾持器12、14向下推動36、38。在此時，夾持狹長部50、52、54、56機(jī)構(gòu)被驅(qū)動至閉合位置(圖5B)以固定晶圓，如圖1所示。平衡銷58、60被使用來平衡晶圓，以防萬一夾持狹長部的位置沒有夾持在晶圓的重心位置。這可以避免引起可能導(dǎo)致晶圓跌落的傾斜力矩。圖6所不為晶圓平臺26的立體不意圖，其表明了用于固定晶圓環(huán)和延展晶圓環(huán)的粘性膜的裝置。圖7所示為晶圓平臺26的側(cè)視示意圖。當(dāng)未處理晶圓18到達(dá)晶圓平臺26的頂部時，晶圓鎖具74被開啟以允許固定有晶圓18的夾持器14向下移動。一旦通過雙作用氣動缸30將晶圓18向下移動36，鎖具74被閉合76以固定晶圓18，而夾具的夾持狹長部54、56開啟以釋放晶圓18。然后夾具向上移動36、38，而延展機(jī)構(gòu)84被觸發(fā)以展開晶圓18而從晶圓18處拾取半導(dǎo)體單元。本裝置還提供了一種雙拾取臂組件100。圖8所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的雙拾取臂組件100的立體示意圖。托架110被安裝在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120的下方。線性移動導(dǎo)軌112、114固定在托架110的相對兩端。第一和第二拾取臂102、104被安裝在線性移動導(dǎo)軌112、114上，該線性移動導(dǎo)軌112、114引導(dǎo)拾取臂102、104的垂直移動。帶有旋轉(zhuǎn)球軸(ball bearings) 128、130 的兩個獎型軸套(paddle-like bearing housings) 116、118被安裝到兩個拾取臂102、104上。圖9所示為雙拾取臂組件的前視示意圖。圖10所示為雙拾取臂組件從圖9中的A方向所視的側(cè)視示意圖。這兩個軸承128、130和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120的中心同軸，但是它們不在同一個高度水平上，如圖9所示。 圖11所示為雙拾取臂組件100的前視剖面示意圖。兩個連接機(jī)構(gòu)(linkages)，其可以是具有不同直徑的薄壁的圓柱體132、134的形式，穿過旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120的中心，固定在兩個軸承系統(tǒng)128、130的內(nèi)環(huán)上。由于它們的外徑不同，所以較小的圓柱體132插置并設(shè)置在較大的圓柱體134的內(nèi)部。這兩個圓柱體132、134的另外一端相應(yīng)地固定在安裝在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120頂部的線性馬達(dá)106、108上。薄壁的圓柱體132、134將每個拾取臂102、104耦接在各自的線性馬達(dá)106、108上，以引導(dǎo)拾取臂102、104在平行于旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)軸線的對應(yīng)方向上線性移動。該旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置在兩個拾取臂102、104之間。當(dāng)兩個拾取臂102、104需要將半導(dǎo)體單元從一個位置傳送到另一個位置時，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120被用來轉(zhuǎn)動托架110。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)120可操作來驅(qū)動拾取臂102、104以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。拾取和放置半導(dǎo)體單元的功能通過單獨(dú)的第一拾取臂和第二拾取臂102、104得以實(shí)現(xiàn)，第一拾取臂和第二拾取臂102、104被兩個線性馬達(dá)106、108通過薄壁的圓柱體132、134在垂直方向上驅(qū)動。軸承系統(tǒng)128、130用于將旋轉(zhuǎn)功能126和垂直方向上的驅(qū)動功能122分離以及引導(dǎo)拾取臂102、104旋轉(zhuǎn)。另外，在半導(dǎo)體單元能夠被測試的地方存在測試系統(tǒng)200。圖12所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的包含有轉(zhuǎn)盤平臺204的測試系統(tǒng)200的立體示意圖。其為自動的測試系統(tǒng)，并包含有兩個主要模塊。該主要模塊包含有轉(zhuǎn)盤平臺204和設(shè)置在測試位置處的于垂直方向上移動的插座214、216，該轉(zhuǎn)盤平臺204具有安裝于其上的多個載體206以運(yùn)送如半導(dǎo)體單元之類的電子器件。當(dāng)半導(dǎo)體單元放置在轉(zhuǎn)盤平臺204的載體206上時，轉(zhuǎn)盤馬達(dá)208驅(qū)動轉(zhuǎn)盤平臺204將載體206旋轉(zhuǎn)至位于插座214頂部的位置處。
圖13所示為包含在轉(zhuǎn)盤平臺204中的單元載體206的放大平面示意圖。存在幾個槽孔，包括用于插置接觸片(contact strips)234的接觸片槽孔220、用于插置夾持狹長部236的夾持槽孔218、和用于插置真空夾持器240穿過載體206以和放置其上的半導(dǎo)體單元相通的真空槽孔224。圖14所示為用于安裝測試半導(dǎo)體單元的測試工具的頂板212的放大平面示意圖。頂板212通過臺體210被固定，并在球形安裝位置232處裝配有積分球(integratedsphere)(圖中未示)。在球形安裝位置232處還居中設(shè)置有上推槽孔226、228、230，以將半導(dǎo)體單元進(jìn)一步上推252而利用積分球進(jìn)行測試。圖15所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的插座214的側(cè)視示意圖。插座214具有兩個主要部件。針對半導(dǎo)體單元的穩(wěn)定性和精密定位(preciseing)存在夾持組件236。針對在朝向或背離頂板212的方向上驅(qū)動插座214，尤其是針對將帶有半導(dǎo)體單元的插座214上推252進(jìn)行測試還設(shè)置有和插座214有效耦接的線性馬達(dá)250。圖16所示為插座214的夾持組件236的側(cè)視示意圖。插座214的夾持組件236被更詳細(xì)地展示。夾持組件236由兩個垂直夾持狹長部組成。每個垂直夾持狹長部固定在容置于托架240中的帶有線性移動導(dǎo)軌242、244的塊體上。垂直夾持狹長部所允許的移動方向256垂直于夾持組件236的夾持狹長部的長度方向。兩個連桿條(linkage bars) 246相應(yīng)地連接到兩個線性移動導(dǎo)軌242、244上。在V型配置中，連桿條246的另外一端被一并連接至單獨(dú)的桿條248。單獨(dú)的桿條248被固定在一平臺上，并通過線性音圈馬達(dá)250驅(qū)動。當(dāng)線性音圈馬達(dá)250向下拉拽桿條248時，其驅(qū) 動V型連桿條246朝向彼此移動256。那樣使得夾持組件236在半導(dǎo)體單元上閉合并將其夾持。另一方面，當(dāng)線性音圈馬達(dá)250上推桿條254時，其使得夾持組件236開啟。而且，在夾具236的中心設(shè)置有真空夾持器238，以有助于將半導(dǎo)體單元鎖固在插座214上。圖17所不為插座214的平面不意圖。一旦半導(dǎo)體單兀放置在載體206的支撐表面222上，那么轉(zhuǎn)盤馬達(dá)208轉(zhuǎn)動。當(dāng)帶有半導(dǎo)體單元的載體206到達(dá)插座214的頂部時，線性馬達(dá)250將插座214向上移動以使得插座214接觸半導(dǎo)體單元的底部。由于存在來自真空夾持器238的真空吸附力，所以半導(dǎo)體單元被牢牢地吸附在載體206上。然后線性音圈馬達(dá)250向下拉拽254單獨(dú)的桿條248，以觸發(fā)V型桿條機(jī)構(gòu)246而使用插座234使得夾具236固定半導(dǎo)體單元和精確定位其位置。在牢牢固定半導(dǎo)體單元之后，線性馬達(dá)250更進(jìn)一步地上推插座214以將載體206穿越通過載體206的不同的槽孔218、220、224和頂板212的上推槽孔226、228、230，而使用積分球進(jìn)行測試。此處描述的本發(fā)明在所具體描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上很容易產(chǎn)生變化、修正和/或補(bǔ)充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補(bǔ)充都包括在本發(fā)明的上述描述的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電子器件的自動測試系統(tǒng)，該自動測試系統(tǒng)包括: 多個載體，其被配置來運(yùn)送待測試的電子器件； 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，其上安裝有多個載體，以將載體連同電子器件一起移動至測試位置； 頂板，其位于測試位置處，測試工具裝配在該頂板上以測試電子器件； 插座，其設(shè)置在測試位置；以及 上推馬達(dá)，其被用來和插座相耦接，以將插座連同電子器件一起朝向頂板推動，而測試電子器件的特性。
2.如權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其中頂板還包含有上推槽孔，該上推槽孔被成形和被配置來在電子器件被插座推抵時通過上推槽孔接收電子器件。
3.如權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng),其中插座包括: 夾持組件，其包含有夾持狹長部，該夾持狹長部被用來延伸穿越頂板中的夾持槽孔，以夾持在電子器件上而使得電子器件穩(wěn)定和精確定位。
4.如權(quán)利要求3所述的自動測試系統(tǒng)，該自動測試系統(tǒng)還包含有: 連桿條，其將夾持狹長部耦接至線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)上，其中線性馬達(dá)的驅(qū)動使得夾持狹長部在垂直于每個夾持狹長部的長度方向上移動。
5.如權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng)，其中上推馬達(dá)包含有線性馬達(dá)，該線性馬達(dá)被用于耦接至插座上，以在朝向 或者背離頂板的方向上提升或者降低插座。
6.如權(quán)利要求1所述的自動測試系統(tǒng),其中載體包含有:分別通過接觸片槽孔和夾持槽孔用于插置插座的導(dǎo)電接觸片的接觸片槽孔和用于插置夾持組件的夾持狹長部的夾持槽孔，該夾持組件被用來在測試過程中夾持在電子器件上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于測試電子器件的晶圓處理裝置，其包含有第一夾具和第二夾具，其可移動地裝配于轉(zhuǎn)軸上，第一夾具和第二夾具中每一個被設(shè)置來固定其上裝配有晶圓的晶圓載體；夾持狹長部，其位于第一夾具和第二夾具中的每一個上，該夾持狹長部被用來夾持在晶圓載體上以固定晶圓載體；其中，第一夾具和第二夾具被用來在裝載位置和晶圓處理位置之間相反地移動晶圓載體，以處理晶圓。
文檔編號G01R31/26GK103226177SQ20131009949
公開日2013年7月31日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者史澤棠, 蔡培偉, 陳天宜, 司徒偉康, 卓佐憲 申請人:先進(jìn)自動器材有限公司