用于半導體托盤的精密對準單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了精密對準單元和技術(shù)，它們包括：托盤組件，其被構(gòu)造成在測試系統(tǒng)中使用，其中該托盤組件包括形成于該托盤組件中的至少一個容穴，和至少一個銷貫通部，該容穴被構(gòu)造成容納集成電路芯片；和器件定位單元，其包括被構(gòu)造成延伸穿過該至少一個銷貫通部的至少一個對準裝置。在各實現(xiàn)方式中，為使用采用了本發(fā)明的技術(shù)的精密對準系統(tǒng)的方法包括：將精密對準單元安裝至分選機的真空卡盤；將至少一個對準托盤裝載至該分選機中；將該至少一個對準托盤放置在該精密對準單元上；并且對準設(shè)置在至少一個對準托盤上的至少一個集成電路芯片器件。
【專利說明】用于半導體托盤的精密對準單元
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2013年6月7日提交的題為“PRECIS1N ALIGNMENT UNITFOR SEMICONDUCTOR TRAYS”的美國臨時申請N0.61/832，628的權(quán)益。美國臨時申請N0.61/832，628通過引用被整體合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及精密對準單元，用于在測試分選機中對準集成電路芯片器件。本申請還涉及相應(yīng)的精密對準系統(tǒng)，以及使用精密對準系統(tǒng)對準集成電路芯片器件的方法。

【背景技術(shù)】
[0004]測試分選機是一種類型的自動測試裝備(ATE)，被用來在制造后(例如，在裸片的封裝之后)測試半導體封裝和/或單獨裸片。集成電路器件測試經(jīng)常采用分選機，分選機包括機器人裝置和構(gòu)造成保持器件托盤的真空卡盤。在條式測試分選機的情況下，該分選機在輸入?yún)^(qū)域處接收成堆的條料，裝載這些條料以用于測試，并且然后將這些條料堆疊在分選機的輸出區(qū)域中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請描述了精密對準單元和技術(shù)，它們包括:托盤組件，其被構(gòu)造成在測試系統(tǒng)中使用，其中該托盤組件包括形成于該托盤組件中的至少一個容穴，和至少一個銷貫通部，該容穴被構(gòu)造成容納和/或至少部分地圍繞集成電路芯片；和器件定位單元，其包括被構(gòu)造成延伸穿過該至少一個銷貫通部的至少一個對準裝置。在各實現(xiàn)方式中，精密對準系統(tǒng)包括該托盤組件、該器件定位單元、和被構(gòu)造成固定該器件定位單元的真空卡盤。在各實現(xiàn)方式中，為使用采用了本發(fā)明的技術(shù)的精密對準系統(tǒng)的方法包括:將精密對準單元安裝至分選機的真空卡盤；將至少一個對準托盤裝載至該分選機中；將該至少一個對準托盤放置在該精密對準單元上；并且利用精密對準單元對準設(shè)置在至少一個對準托盤上的至少一個集成電路芯片器件。利用具有精密對準單元和對準托盤的分選機來測試單體化的IC封裝導致對測試后處理的最小需求，并且組裝者可以被轉(zhuǎn)換而對測試硬件設(shè)計有很小的影響。
[0006]本“
【發(fā)明內(nèi)容】
”被提供以便以簡化的形式介紹對概念的選擇，這些概念下面在“【具體實施方式】”中被進一步描述。本“
【發(fā)明內(nèi)容】
”不意在識別所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意在用作確定所要求保護的主題的范圍時的輔助。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]詳細說明參考附圖被描述。在說明書和圖中的不同實例中使用相同的附圖標記可以指代相似或相同的特征。
[0008]圖1A為示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的精密對準單元的概略性等距視圖，該精密對準單元包括具有至少一個容穴和至少一個貫通部的承載托盤組件。
[0009]圖1B為示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的精密對準單元和具有對準裝置的器件定位單元的一部分的概略性等距視圖，該精密對準單元包括具有至少一個容穴和至少一個貫通部的承載托盤組件。
[0010]圖1C為示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的具有多個集成電路芯片器件的承載托盤組件的一部分的概略性等距視圖。
[0011]圖1D為示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的承載托盤組件、器件定位單元、和真空卡盤的概略性等距視圖。
[0012]圖1E為示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的真空彈簧組件的概略性等距視圖。
[0013]圖1F為示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的分選機的概略性等距視圖。
[0014]圖2為示出了用于利用圖1A至IF中所示的精密對準單元對準集成電路芯片器件的示例方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0015]概述
[0016]半導體器件、集成電路(1C)、或其它的器件在被集成至最終產(chǎn)品中以前通常進行可靠性測試。半導體測試裝備制造商供應(yīng)不同的條式測試分選機，它們被構(gòu)造成測試位于條料上的一條的集成電路。這些分選機在輸入?yún)^(qū)域接收成堆的具有集成電路的條料并且一次一個地將條料裝載到分選機的真空固定卡盤上以便進行測試。在該條料上被測試的器件的數(shù)量可以是從一次一個單元到整個條料的任意數(shù)。測試后，這些器件被堆疊在分選機輸出區(qū)域中。條式測試可以是快速的、準確的、并且?guī)缀醪粨矶碌摹Ｈ欢?，條式測試所需要的測試后IC處理可能是繁雜的和專門化的，并且一旦封裝殼體被自定義設(shè)計的話封裝成本杠桿作用可能是有限的。
[0017]其它類型的分選機使用用于測試單體化的集成電路芯片器件的托盤。這些托盤包括每個集成電路芯片器件被容納于其中的容穴。然而，為使用機械臂來將每個集成電路芯片傳送進或傳送出該容穴，在該容穴中提供了額外的空間以用于機械臂操縱和夾緊集成電路芯片。這允許在托盤中未對準的集成電路芯片器件。集成電路芯片器件的對準是必需的以便用每個集成電路芯片上的引線接觸測試裝備。
[0018]因此，描述了精密對準單元和技術(shù)，它們包括:托盤組件，其被構(gòu)造成在測試系統(tǒng)中使用，其中該托盤組件包括形成于該托盤組件中的至少一個容穴，和至少一個銷貫通部(pass-through),該容穴被構(gòu)造成容納集成電路芯片；和器件定位單元，其包括被構(gòu)造成延伸穿過該至少一個銷貫通部的至少一個對準裝置。在各實施方式中，精密對準系統(tǒng)包括該托盤組件、該器件定位單元、和被構(gòu)造成固定該器件定位單元的真空卡盤。在各實現(xiàn)方式中，使用采用了本發(fā)明的技術(shù)的精密對準系統(tǒng)的方法包括:將精密對準單元安裝至分選機的真空卡盤；將至少一個對準托盤裝載至該分選機中；將該至少一個對準托盤放置在該精密對準單元上；并且利用精密對準單元對準設(shè)置在至少一個對準托盤上的至少一個集成電路芯片器件。利用具有精密對準單元和對準托盤的分選機來測試單體化的IC封裝導致對測試后處理的最小需求，并且組裝者可以被轉(zhuǎn)換而對測試硬件設(shè)計沒有影響。
[0019]示例的實現(xiàn)方式
[0020]圖1A至IF示出了依照本發(fā)明的示例實現(xiàn)方式的精密對準單元100。如在圖1A至IF中所示，精密對準單元100包括承載托盤組件102和器件定位單元104。當在測試期間使用時，承載托盤組件102被放置在器件定位單元104上，使得每個集成電路芯片器件108可以被對準以用于分選機測試裝備和每個器件引線114之間的正確接觸。
[0021]圖1A和IB示出了包括承載托盤組件102的精密對準單元100。在各實現(xiàn)方式中，承載托盤組件102可以包括被構(gòu)造成用于安全分選、測試、和傳輸集成電路器件(例如，集成電路芯片器件108)的標準的承載托盤，例如與某些規(guī)格相一致的JEDEC托盤(例如，典型的JEDEC托盤尺寸測量為322.6mm x136mm以及6.35mm的厚度)。在各實施方式中，各JEDEC托盤利用模制復合物或其它的復合物構(gòu)造成，諸如鋁和/或聚合物。承載托盤組件102由于這些托盤的強度和最小扭曲及運動可以起保護每個集成電路芯片器件108的作用。在各實現(xiàn)方式中，每個承載托盤組件102被構(gòu)造成在中心區(qū)域中具有平坦的凹穴以便容許由真空拾取工具自動化遞交。此外，承載托盤組件102可以被構(gòu)造成可堆疊的以便分選容易。當兩個或多個承載托盤組件102被堆疊時，每個集成電路芯片器件108由于被堆疊的頂部和底部托盤的安全構(gòu)型而被防止扭曲或翻轉(zhuǎn)。
[0022]如在圖1A至ID中所示，承載托盤組件102包括集成電路芯片器件108可被安置于其中的至少一個容穴110。在各實施方式中，承載托盤組件102包括在固定位置的行和列中具有容穴110的JEDEC托盤。JEDEC托盤中的每個容穴110 (或凹穴)的間距(例如，節(jié)距)可以由JEDEC標準限定。該間距允許自動化拾放機器(例如，分選機600)或其它的分選機器從承載托盤組件102中在尺寸上定位并拾取集成電路芯片器件108。在各實現(xiàn)方式中，每個容穴110具有寬松的容穴公差(例如，在容穴110的壁和集成電路芯片器件108之間在容穴的每一側(cè)上存在空間)使得各集成電路芯片器件108在裝載和卸載時不會粘住。
[0023]如在圖1A至ID中所示，承載托盤組件102包括對準裝置106可被插入其中的至少一個貫通部112。在各實現(xiàn)方式中，貫通部112包括延伸自且穿過承載托盤組件102的背側(cè)(例如，被構(gòu)造成接觸或面對器件定位單元104的那側(cè))到達容穴110和承載托盤組件102的前側(cè)的槽或其它開口。在一個實施方式中并且如在圖1A和IB中所示，貫通部112包括位于容穴110中心的十字或加號形狀的開口。此構(gòu)型允許對準裝置106延伸穿過貫通部112并朝向集成電路芯片器件108運動，如在圖1A中由每個對準裝置106上的運動箭頭所指出的。在其它的實施方式中，貫通部112可以包括其它的形狀或形式，例如矩形、正方形、和/或卵圓形。
[0024]如在圖1A、IBUDJP IE中所示，精密對準單元100包括被構(gòu)造成設(shè)置在承載托盤組件102和真空卡盤402之間的器件定位單元104。在各實現(xiàn)方式中，器件定位單元104包括通常與承載托盤組件102相同尺寸(或稍大)的托盤或單元。此外，器件定位單元104包括至少一個對準裝置106。在一個實施方式中并且如在圖1A和IE中所示，對準裝置106包括被構(gòu)造成延伸穿過承載托盤組件102中的貫通部112的圓柱形銷。在本實施方式中，起著對準裝置106作用的四個圓柱形銷延伸穿過承載托盤組件102中的貫通部112，四個圓柱形銷之一位于集成電路芯片器件108的每一側(cè)上，其中這些圓柱形銷被構(gòu)造成向內(nèi)運動并對準集成電路芯片器件108，使得集成電路芯片器件108上的器件引線114被正確地與分選機600的測試裝備對準。
[0025]在一個特殊的實現(xiàn)方式中，器件定位單元104包括如在圖1E中示出的真空彈簧組件500。在本實施方式中，器件定位單元104包括空隙502，彈簧504，和板506。在該特殊的實現(xiàn)方式中并且在圖1D中示出的，器件定位單元104被放置在分選機600內(nèi)部的真空卡盤402上，并且承載托盤組件102被放置在該器件定位單元104上。當該器件定位單元104被放置在該真空卡盤402上時，真空可以由真空卡盤402施加以便將該器件定位單元104保持在位，其中該真空促使各銷運動。當真空由真空卡盤402施加到器件定位單元104時，該真空可以被施加到空隙502，其又移動由彈簧504保持在位的板506。至少一個對準裝置106可以被接合至或形成為板506和/或器件定位單元104的一部分。當該板506運動并且被該真空致動時，對準裝置106隨著板506運動并且同時以預(yù)定的方式對準設(shè)置在承載托盤組件102中的集成電路芯片器件108。
[0026]在其它的實施方式中，(各)對準裝置106可以包括不同的形狀和/或構(gòu)型。例如，對準裝置106可以包括楔構(gòu)型。在本例中，該楔可以被構(gòu)造成以類似于對圓柱形銷的以上描述的方式運動。在另外的楔的實例中，楔構(gòu)型可以被構(gòu)造成固定的。在該另外的楔的實例中，楔的一部分可以在設(shè)置于承載托盤組件102中的集成電路芯片器件108的每一側(cè)上延伸穿過貫通部112并且依靠重力來向下推動集成電路芯片器件108以便實現(xiàn)集成電路芯片器件108的對準。在另一實施方式中，對準裝置106可以包括擋塊。在該擋塊的實施方式中，擋塊構(gòu)型可以防止損傷并可以提供對集成電路芯片器件108的更好地對準，諸如為帶引線的集成電路芯片器件108。在更其它的實施方式中，對準裝置106可以包括滑動的長方體，真空隔膜精密件(Vacuum Diaphragm pr6cising),線引導對準,彈性體壓縮對準，凸輪致動對準，容穴滑塊對準，懸臂機械對準和氣囊致動對準。
[0027]如在圖1D中所示，精密對準單元100包括真空卡盤402，真空卡盤402被構(gòu)造成接收分選機600中的器件定位單元104和承載托盤組件102。在各實現(xiàn)方式中，真空卡盤402可以采用真空來將器件定位單元104和承載托盤組件102保持在位。如所示出的，真空卡盤402大致為矩形的(例如，尺寸大于或等于器件定位單元104)。利用真空卡盤402，空氣被從器件定位單元104后面的空腔中泵吸，并且大氣壓力提供向下保持器件定位單元104的力。
[0028]如在圖1F中所示，分選機600可以被構(gòu)造成利用和/或包括精密對準單元100，后者包括承載托盤組件102和器件定位單元104。分選機600可以包括被構(gòu)造成定位精密對準單元100的裝備從而(各)集成電路芯片器件108被利用高精度探針直接測試。利用該精密對準單元100可以最小化在最后測試時的組轉(zhuǎn)換次數(shù)，增加溫度測試能力，允許對所有封裝類型幾乎無限制的平行測試能力，減少分選機擁堵，增加非WLP封裝時的每小時產(chǎn)能(UPH)測試輸出，和/或消除對多個測試分選機型號和制造商的要求。
[0029]示例的方法
[0030]圖2示出了采用精密對準技術(shù)來測試集成電路芯片器件108的示例的方法200。方法200采用對準單元，諸如圖1A至IF中所示的精密對準單元100。
[0031]在所示的方法200中，器件定位單元被安裝至分選機的真空卡盤(擋塊202)。在各實現(xiàn)方式中，安裝器件定位單元104包括將器件定位單元104安裝(例如，放置，安裝，等)在真空卡盤402上，其中該器件定位單元104已被構(gòu)造和定制為處理特定尺寸的集成電路芯片器件108。在某些實例中，被定制的器件定位單元104可以被稱作套件。此外，安裝器件定位單元104可以包括將真空施加至真空卡盤402，該真空卡盤可以起到將器件定位單元104保持在位的作用。此外，在某些實施方式中被施加的真空可以起致動至少一個對準裝置106的作用，如上面所述。
[0032]至少一個承載托盤組件被裝載至分選機中(方塊204)。在各實現(xiàn)方式中并且一旦器件定位單元104被安裝，承載托盤組件102中的一堆集成電路芯片器件108就可以被裝載至分選機600的輸入?yún)^(qū)域中。在這些實現(xiàn)方式中，承載托盤組件102連同集成電路芯片器件108可以被朝向真空卡盤402和器件定位單元104傳輸。
[0033]然后，承載托盤組件被放置在器件定位單元上(方塊206)。在各實現(xiàn)方式中，分選機600將自分選機600的輸入?yún)^(qū)域被傳輸?shù)某休d托盤組件102放置到器件定位單元104上。在某些實施方式中，將承載托盤組件102放置到器件定位單元104上可以包括施加真空(如果先前沒有施加的話)，該真空可以起致動被包括在器件定位單元104上的對準裝置106的作用。
[0034]至少一個集成電路芯片器件被對準(方塊208)。在各實現(xiàn)方式中，對準裝置106使設(shè)置于承載托盤組件102的(各)容穴110中的至少一個集成電路芯片器件108對準。在某些實施方式中，對準(各)集成電路芯片器件108包括利用產(chǎn)生自真空卡盤402的真空致動對準裝置106，如上面所述的，其中對準裝置106接觸集成電路芯片器件108并且將集成電路芯片器件108物理地移動至對準位置中。在其它的實施方式中，對準(各)集成電路芯片器件108包括使用重力或利用上面所述的對準裝置106的其它的方法(例如，使用擋塊，滑動的長方體，真空隔膜精密件，線引導對準，彈性體壓縮對準，凸輪致動對準，容穴滑塊對準，懸臂機械對準和氣囊致動對準)。
[0035]在集成電路芯片器件108對準之后，集成電路芯片器件108可以通過分選機600或其它的測試裝備被測試并且通過上面描述的類似方法被從分選機600移除。
[0036]結(jié)論
[0037]盡管該主題已經(jīng)以針對結(jié)構(gòu)特征和/或工藝操作的語言進行描述，將被理解的是，限定于所附的權(quán)利要求中的主題不必然地限于上述的特定特征或動作。相反，上述的特定特征或動作是作為實現(xiàn)這些權(quán)利要求的實例的形式被公開的。
【權(quán)利要求】
1.一種精密對準單元,包括: 承載托盤組件，其被構(gòu)造成在測試系統(tǒng)中使用，所述承載托盤組件包括 形成于所述承載托盤組件中并被構(gòu)造成容納集成電路芯片器件的至少一個容穴，和 至少一個銷貫通部；以及 器件定位單元，其包括被構(gòu)造成延伸穿過承載托盤組件中的所述至少一個銷貫通部的至少一個對準裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的精密對準單元，其中所述承載托盤組件包括JEDEC標準矩陣托盤。
3.如權(quán)利要求1所述的精密對準單元，其中所述至少一個銷貫通部包括延伸穿過所述承載托盤組件的銷貫通部。
4.如權(quán)利要求1所述的精密對準單元，其中所述至少一個對準裝置包括圓柱形銷。
5.如權(quán)利要求1所述的精密對準單元，其中所述至少一個對準裝置包括擋塊。
6.如權(quán)利要求1所述的精密對準單元，其中所述至少一個對準裝置包括楔。
7.如權(quán)利要求1所述的精密對準單元，其中所述至少一個對準裝置包括滑動的長方體。
8.一種精密對準系統(tǒng)，包括: 承載托盤組件，其被構(gòu)造成在測試系統(tǒng)中使用，所述承載托盤組件包括 形成于所述托盤組件中并被構(gòu)造成容納集成電路芯片器件的至少一個容穴，和 至少一個銷貫通部； 器件定位單元，其包括被構(gòu)造成延伸穿過承載托盤組件中的所述至少一個銷貫通部的至少一個對準裝置；以及 真空卡盤，其被構(gòu)造成固定所述器件定位單元，其中所述托盤組件被設(shè)置在所述器件定位單元上。
9.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中所述承載托盤組件包括JEDEC標準矩陣托盤。
10.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中所述至少一個銷貫通部包括延伸穿過所述承載托盤組件的銷貫通部。
11.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中所述至少一個對準裝置包括圓柱形銷。
12.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中所述至少一個對準裝置包括擋塊。
13.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中所述至少一個對準裝置包括楔。
14.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中所述至少一個對準裝置包括滑動的長方體。
15.如權(quán)利要求8所述的精密對準系統(tǒng)，其中被構(gòu)造成固定所述器件定位單元的所述真空卡盤產(chǎn)生真空，所述真空利用真空彈簧組件啟動對準裝置的運動。
16.—種方法,包括: 將器件定位單元安裝至分選機的真空卡盤； 將至少一個承載托盤組件裝載至所述分選機中； 在所述器件定位單元上放置所述至少一個承載托盤組件；以及 對準設(shè)置在所述至少一個承載托盤組件上的至少一個集成電路芯片器件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中將器件定位單元安裝至分選機的真空卡盤包括安裝包括至少一個圓柱形銷的器件定位單元。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中將器件定位單元安裝至分選機的真空卡盤包括安裝包括至少一個擋塊的器件定位單元。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中將至少一個承載托盤組件裝載至所述分選機中包括裝載包括JEDEC標準矩陣托盤的至少一個承載托盤。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中放置所述至少一個對準托盤包括將至少一個對準裝置穿過所述對準托盤插入。
【文檔編號】H01L21/68GK104241180SQ201410224990
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】M·R·?？怂? E·G·阿努謝維休斯 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司