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Kontaktiervorrichtungen
dieser Art weisen einen oder mehrere Kontaktsockel mit einer Mehrzahl von
Kontaktfedern auf, auf welche die Pins (Beinchen) von elektronischen
Bauelementen, insbesondere Halbleiterbauelementen mit integrierten
Schaltungen (ICs), aufgesetzt werden können, um eine elektrische Verbindung
zu einer elektronischen Einrichtung zu schaffen, mit welcher der
Kontaktsockel verbunden ist. Bei einer derartigen elektronischen Einrichtung
kann es sich insbesondere um eine Testvorrichtung mit einer elektronischen
Recheneinrichtung handeln, mit der die Funktion der Bauelemente getestet
wird, bevor sie auf Leiterplatten oder anderen Substraten montiert
werden. Die Kontaktsockel sind dabei üblicherweise auf einem testerseitig
angeordneten, plattenartigen Kontaktsockelhalter befestigt, während die
elektronischen Bauelemente mit einer automatischen Handhabungsvorrichtung
(Handler) zugeführt,
gegen die Kontaktfedern der Kontaktsockel gedrückt und nach dem Testvorgang
wieder von den Kontaktsockeln entfernt werden, um die Bauelemente
in Abhängigkeit
vom Testergebnis zu sortieren.
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Durch
das Kontaktieren der Bauelemente entstehen mit der Zeit Rückstände auf
den Kontaktfedern der Kontaktsockel. Dies führt dazu, dass die elektrischen
Verbindungen zwischen den Pins der Bauelemente und den Kontaktfedern
des Kontaktsockels im Laufe der Zeit einen zu hohen Übergangswiderstand
aufweisen. Es ist daher oftmals erforderlich, die Kontaktsockel
auszubauen und zu reinigen.
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Eine
weitere bekannte Möglichkeit
zur Reinigung der Kontaktfedern besteht darin, dass sogenannte Reinigungs-ICs
auf die Kontaktfedern aufgesetzt werden. Derartige Reinigungs-ICs
haben die gleiche oder eine ähnliche
Form wie normale ICs und durchlaufen im Wesentlichen die gleichen
Stationen und Bahnen wie die normalen ICs. Die Reinigungs-ICs sind mit einer
den Kontaktfedern zugewandten klebenden Schicht versehen, um die
Rückstände von
den Kontaktfedern aufzunehmen. Problematisch ist hierbei jedoch,
dass die Reinigungs-ICs während
des normalen Testbetriebes zu den normalen ICs hinzugegeben werden
und auch wieder von diesen getrennt werden müssen. Diese Verfahrensweise
stellt somit einen nicht zu vernachlässigenden logistischen Aufwand
dar.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktiervorrichtung
und ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Kontaktfedern auf möglichst einfache
und effiziente Weise gereinigt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Kontaktiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und
durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung
weist eine Bandreinigungseinrichtung mit einem Bandbewegungsmechanismus
und einem Reinigungsband auf, das über die Kontaktfedern des Kontaktsockels
geführt
ist, wobei das Reinigungsband mindestens eine Aussparung, durch
die ein Bauelement hindurchführbar
ist, und mindestens einen Reinigungsbereich aufweist, der auf seiner
den Kontaktfedern zugewandten Seite mit einer Klebeschicht versehen
ist und mittels der Stößeleinrichtung
gegen die Kontaktfedern druckbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Bandreinigungseinrichtung
bietet den Vorteil, dass sie dauerhaft in Nachbarschaft der Kontaktsockel
installiert werden kann und eine besonders schnelle, wirksame und einfache
Reinigung der Kontaktfedern gewährleistet. Es
kann der logistische Aufwand vermieden werden, Reinigungs-ICs zuzuführen und
wieder entfernen zu müssen.
Weiterhin ist es möglich,
das Reinigungsband mit einer Vielzahl von Reinigungsbereichen zu versehen,
so dass es möglich
ist, auf einen neuen, ”unverbrauchten” Reinigungsbereich
zu wechseln, wenn die Klebrigkeit des vorher verwendeten Reinigungsbereichs
nach wiederholter Gebrauchsdauer nachlässt. Die Reinigung der Kontaktfedern
lässt sich
damit auf sehr wirksame Weise durchführen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform weist
das Reinigungsband eine Mehrzahl von Aussparungen und Reinigungsbereichen
auf, die abwechselnd längs
des Reinigungsbandes angeordnet sind. In diesem Fall ist es möglich, das
Reinigungsband immer in der gleichen Richtung fortzubewegen, wenn
das Reinigungsband von einer Position, in der eine Aussparung den
Kontaktfedern gegenüberliegt, in
eine andere Position überführt werden
soll, in der ein Reinigungs bereich den Kontaktfedern gegenüberliegt.
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
dass auf eine Aussparung mehrere Reinigungsbereiche folgen, die
unmittelbar nacheinander angeordnet sind. Insbesondere ist es möglich, eine
einzige Aussparung vorzusehen, an die sich mehrere nebeneinanderliegende
Reinigungsbereiche anschließen.
In diesem Fall wird das Reinigungsband abwechselnd in die eine oder
andere Richtung bewegt, je nach dem, ob sich die Aussparung über dem
Kontaktsockel befinden soll, um den Durchtritt und damit den Test
von elektronischen Bauelementen zu ermöglichen, oder einer der Reinigungsbereiche
dem Kontaktsockel gegenüberliegen
soll.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
das Reinigungsband mit Spannung und im nicht angedrücktem Zustand
mit geringem Abstand zu den Kontaktfedern über die Kontaktfedern geführt. Hierdurch
ist es möglich,
dass sich das Reinigungsband allein aufgrund seiner Vorspannung
wieder von den Kontaktfedern abhebt, wenn die Stößeleinrichtung von der Andruckstellung
in ihre zurückgezogene Stellung
zurückgefahren
wird. Das Entfernen des Reinigungsbandes von den Kontaktfedern ist
damit auf sehr einfache Weise möglich.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform umfasst
der Bandbewegungsmechanismus zwei Wickelrollen zum Auf- bzw. Abwickeln
des Reinigungsbandes, wobei die Wickelrollen auf verschiedenen Seiten
des Kontaktsockels oder der Kontaktsockel angeordnet sind. Derartige
Wickelrollen ermöglichen einen
einfachen Aufbau des Bandbewegungsmechanismus und Aufnahme auch
von großen
Bandlängen bei
minimalem Platzbedarf.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform weist
der Bandbewegungsmechanismus mindestens einen Motor auf, mit dem
mindestens eine Wickelrolle angetrieben wird. Falls eine Wickelrolle
ausschließlich
als Aufwickelrolle und die andere Wickelrolle ausschließlich als
Abwickelrolle eingesetzt wird, genügt es, lediglich die Aufwickelrolle
mit einem Motor zu versehen. Bei einem Wechsel der Bandbewegungsrichtung
sind zweckmäßigerweise
beide Wickelrollen jeweils mit einem separaten Motor gekoppelt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- – Führen eines
Reinigungsbandes, das mindestens eine Aussparung, durch die ein
Bauelement hindurchführbar
ist, und mindestens einen Reinigungsbereich aufweist, der auf seiner
den Kontaktfedern zugewandten Seite mit einer Klebeschicht versehen
ist, über
die Kontaktfedern, bis ein Reinigungsbereich den Kontaktfedern gegenüberliegt,
- – Andrücken des
Reinigungsbereichs an die Kontaktfedern mittels einer Stößeleinrichtung,
- – Entfernen
der Stößeleinrichtung
vom Reinigungsband,
- – Bewegen
des Reinigungsbandes in eine Position, in der eine Aussparung den
Kontaktfedern gegenüberliegt,
so dass ein Bauelement durch die Aussparung hindurchgeführt werden
kann.
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Mit
einem derartigen Verfahren sind dieselben Vorteile verbunden, die
im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben worden
sind.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform wird
das Reinigungsband durch zwei auf verschiedenen Seiten des Kontaktsockels
angeordnete Wickelrollen geführt,
wobei das Reinigungsband nach Beendigung des Reinigungsvorganges
soweit in einer der Wickelrollen aufgerollt wird, dass sich der
mindestens eine Reinigungsbereich vollständig innerhalb einer Wickelrolle
befindet.
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Dieses
Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kontaktiervorrichtung
zum Testen von Bauelementen bei unterschiedlichen Temperaturen (beispielsweise –60°C, +200°C, Umgebungstemperatur)
eingesetzt werden soll. Fast jeder Klebstoff bzw. fast jede klebende
Schicht weist bei derartigen Temperaturunterschieden stark unterschiedliches Verhalten
auf. Aufgrund dessen, dass erfindungsgemäß das Reinigungsband nach Beendigung
des Reinigungsvorganges soweit in einer der Wickelrollen aufgerollt
wird, dass sich alle Reinigungsbereiche vollständig innerhalb einer Wickelrolle
befinden, wird die klebende Schicht der Reinigungsbereiche vor den
unterschiedlichen Temperaturen geschützt, insbesondere dann, wenn
sich die Wickelrollen außerhalb
des Temperierraums befinden. In diesem Fall ist dann auch nur eine
einzige Aussparung erforderlich, die beispielsweise von einem metallischen
Anfangsbereich des Reinigungsbandes gebildet sein kann. Während des
Tests der Bauelemente unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen
befindet sich nur dieser metallische Anfangsbereich des Reinigungsbandes
im temperierten Bereich der Kontaktiervorrichtung. Da in diesem
Fall die wirksamen Klebestellen der Reinigungsbereiche unmittelbar
nacheinander angeordnet sein können,
führt dies
auch zu einer Einsparung der Länge
des Reinigungsbandes.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung,
wobei die Stößeleinrichtung
vom Reinigungsband entfernt ist,
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2:
eine Darstellung gemäß 1,
wobei die Stößeleinrichtung
das Reinigungsband gegen die Kontaktfedern drückt,
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3:
eine schematische Seitenansicht des Reinigungsbandes mit dahinter
liegenden Kontaktsockeln, wobei die Aussparungen des Reinigungsbandes
im Bereich der Kontaktsockel angeordnet sind, und
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4:
eine Darstellung gemäß 3,
wobei die Reinigungsbereiche im Bereich der Kontaktsockel angeordnet
sind.
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Die 1 und 2 zeigen
Seitenansichten eines plattenartigen Kontaktsockelhalters 1,
auf dem ein Kontaktsockel 2 befestigt ist. Es ist ohne
Weiteres möglich,
dass der Kontaktsockelhalter 1 mehrere Kontaktsockel 2 trägt. Der
Kontaktsockel 2 weist in bekannter Weise eine Vielzahl
von Kontaktfedern 3 auf. Die Kontaktfedern 3 bilden
vier Kontaktfederreihen, wobei benachbarte Kontaktfederreihen jeweils in
einem Wickel von 90° zueinander
angeordnet sind, so dass sie einen rechteckigen Ring bilden.
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Jede
Kontaktfeder 3 weist einen im Kontaktsockel 2 be festigten
Befestigungsabschnitt 4 und einen freien Endabschnitt 5 mit
einer endseitigen Federspitze 6 auf. Auf die Federspitzen 6 können zugeordnete
Anschlusskontakte von nicht dargestellten elektronischen Bauelementen,
insbesondere ICs, aufgesetzt werden, um einen elektrischen Kontakt zwischen
den Anschlusskontakten der Bauelemente und den Kontaktfedern herzustellen.
Die Kontaktfedern 3 sind rückseitig über nicht dargestellte elektrische
Leitungen mit einer elektronischen Recheneinrichtung verbunden,
so dass die kontaktierten Bauelemente auf ihre Funktionsfähigkeit
hin getestet werden können.
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Das
Zuführen
und Wegbewegen der Bauelemente zu bzw. von den Kontaktfedern 3 erfolgt üblicherweise
mittels einer Stößeleinrichtung 7,
die auch als Plunger bezeichnet wird. Die Stößeleinrichtung 7 weist
einen Plungerkopf 8 auf, in dem ein elastischer Saugkopf 9 angeordnet
ist. Der Saugkopf 9 umschließt einen in seine vordere Stirnwand
mündenden
Saugkanal 11. Die Bauelemente können damit mittels Unterdruck
angesaugt werden, wobei der Körper
der Bauelemente an der vorderen Stirnwand 10 anliegt. Im
angesaugten Zustand liegen die Pins der Bauelemente an den vorderen
Stirnseiten von vier Pinstützstegen
(Leadbacker) auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel – entsprechend
der Anordnung der vier Pinreihen eines Bauelements – im Wesentlichen
einen viereckigen Ring bilden. Die Pinstützstege 12 sind derart
angeordnet, dass die Federspitzen 6 der Kontaktfedern 3 im
Bewegungsbereich der vorderen Stirnflächen 13 der Pinstützstege 12 liegen,
wenn die Stößeleinrichtung 7 in
Richtung des Pfeils 14 auf die Kontaktfedern 13 zubewegt wird.
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Durch
häufiges
Kontaktieren der Kontaktfedern 13 mit den Anschlusskontakten
der Bauelemente bilden sich auf den Federspitzen 6 im Laufe
der Zeit Ablagerungen, die den Übergangswiderstand
erhöhen
und deswegen beseitigt werden müssen.
Hierzu weist die Kontaktiervorrichtung eine Bandreinigungseinrichtung 15 auf,
die auf der der Stößeleinrichtung 7 zugewandten
Seite des Kontaktsockelhalters 1 befestigt ist. Die Bandreinigungseinrichtung 15 weist
zwei Wickelrollen 16, 17 sowie ein Reinigungsband 18 auf,
das von der Wickelrolle 16 zur Wickelrolle 17 läuft. Die
beiden Wickelrollen 16, 17 sind auf gegenüberliegenden
Seiten des Kontaktsockels 2 derart angeordnet, dass das
Reinigungsband 18 sämtliche
Federspitzen 6 der Kontaktfedern 3 überdeckt.
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Während in
den 1 und 2 nur ein einziger Kontaktsockel 2 angedeutet
ist, ist es ohne weiteres möglich,
wie aus den 3 und 4 ersichtlich,
dass mehrere in einer Reihe nebeneinander oder übereinander angeordnete Kontaktsockel 2 von einem
einzigen Reinigungsband 18 überdeckt werden.
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Die
gesamte Länge
des Reinigungsbandes 18 beträgt ein Vielfaches des Abstandes
zwischen den beiden Wickelrollen 16, 17. Anfänglich,
d. h. vor dem ersten Gebrauch des Reinigungsbands 18, ist fast
die gesamte Länge
des Reinigungsbands 18 auf der Wickelrolle 16 aufgewickelt.
Das Anfangsende des Reinigungsbands 18 ist in der Wickelrolle 17 befestigt.
Die Wickelrolle 17 kann über einen Motor 19 in
Umdrehung versetzt werden, wodurch das Reinigungsband 18 in
Richtung des Pfeils 20 bewegt und dadurch auf die Wickelrolle 17 aufgewickelt
wird, während
es gleichzeitig von der Wickelrolle 16 abgewickelt wird.
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Das
Reinigungsband 18 wird zwischen den Wickelrollen 16, 17 unter
gewisser Spannung gehalten, so dass es in diesem Bereich eben ausgerichtet ist
und, solange die Stößeleinrichtung 7 vom
Reinigungsband 18 beabstandet ist, in einer Hauptebene 21 liegt,
die zu den Federspitzen 6 der Kontaktfedern 3 beabstandet
ist. Wird dagegen, wie aus 2 ersichtlich,
die Stößeleinrichtung 7 in
Richtung des Pfeils 14 zugestellt, trifft der Plungerkopf 8 mit
den vorderen Stirnflächen 13 der
Pinstützstege 12 auf
einen bestimmten Abschnitt des Reinigungsbands 18 und drückt diesen
gegen die Federspitzen 6. Dieser Abschnitt des Reinigungsbands 18,
der in den 1 und 2 mit einer
durchgehenden Linie dargestellt ist, bildet einen Reinigungsbereich 22,
der in der dargestellten Position des Reinigungsbands 18 sämtliche
Federspitzen 6 eines Kontaktsockels 2 überdeckt.
Das Reinigungsband 18 weist zumindest im Reinigungsbereich 22 auf
seiner den Kontaktfedern 3 zugewandten Seite eine Klebeschicht
auf. Wird der Reinigungsbereich 22 des Reinigungsbands 18,
wie in 2 dargestellt, auf die Federspitzen 6 gedrückt, bleiben
Ablagerungen, die sich auf den Federspitzen 6 gebildet
haben, an der Klebeschicht haften. Weiterhin ist aus 2 ersichtlich,
dass beim Andrücken des
Reinigungsbands 18 dieses aus der Hauptebene 21 hinaus
gedrückt
wird.
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Wird
anschließend
die Stößeleinrichtung 7 in die
in 1 gezeigte Stellung zurück bewegt, kann sich das Reinigungsband 18 von
den Federspitzen 6 lösen
und in die Hauptebene 21 zurück kehren. Hierbei werden Schmutz
und Ablagerungen von den Federspitzen 6 mitgenommen.
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Das
Zurückführen des
Reinigungsbands 18 in die Hauptebene 21 erfolgt
durch seine Vorspannung und kann weiterhin da durch unterstützt werden, dass
die Wickelrolle 17 nach einem derartigen Reinigungsvorgang
derart angetrieben wird, dass sich das Reinigungsband 18 in
Richtung des Pfeils 20 um eine vorbestimmte Länge weiter
bewegt.
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Um
das Reinigungsband 18 in die Testposition zu bewegen, erfolgt
die Weiterbewegung des Reinigungsbands 18 soweit, bis sich
eine an den Reinigungsbereich 22 anschließende Aussparung 23 des Reinigungsbands 18 über dem
Kontaktsockel 2 befindet. Der Abschnitt des Reinigungsbands 18,
in dem sich eine Aussparung 23 befindet, ist in 1 schematisch
mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
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In
den 3 und 4 ist schematisch ein Reinigungsband 18 dargestellt,
das zum Reinigen von zwei übereinander
angeordneten Kontaktsockeln 2 verwendet werden kann. Das
in den 1 und 2 gezeigte Reinigungsband 18 kann
gleich oder ganz ähnlich
zu den in den 3 und 4 dargestellten
Reinigungsband ausgebildet sein. Es ist ersichtlich, dass das Reinigungsband 18 längs seiner
Länge abwechselnd
vollflächige
Reinigungsbereiche 22 und dazwischen liegende Abschnitte
aufweist, in denen sich jeweils eine Aussparung 23 befindet.
Die Kontaktsockel sind schematisch mit dem Bezugszeichen 2 eingezeichnet,
wobei die dargestellten Begrenzungslinien der Kontaktsockel 2 die Position
der Federspitzen 6 angeben sollen. Die Aussparungen 23 haben
eine Größe, dass
einerseits die Federspitzen 6 mit seitlichem Abstand innerhalb
der Aussparungen 23 liegen und andererseits der vordere
Abschnitt des Plungerkopfs 8 mit den Pinstützstegen 12 durch
die Aussparung 23 hindurch treten kann, ohne das Reinigungsband 18 zu
berühren.
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In 3 befindet
sich das Reinigungsband 18 in einer Stellung, in der die
Aussparungen 23 vor bzw. über den Kontaktsockeln 2 liegen.
Diese Position des Reinigungsbands 18 stellt den normalen
Testbetrieb dar, in dem von der Stößeleinrichtung 7 angesaugte
Bauelemente durch die Aussparungen 23 hindurch geführt und
mit den Kontaktfedern 3 kontaktiert werden können. Sollen
die Federspitzen 6 gereinigt werden, wird das Reinigungsband 18 in
Richtung des Pfeils 20 mittels der Wickelrolle 17 so
weit weiterbewegt, bis sich die Reinigungsbereiche 22 vor
den Kontaktsockeln 2 befinden. Diese Stellung des Reinigungsbands 18 ist
in 4 dargestellt. Anschließend wird die Stößeleinrichtung 7 ohne
Bauelement in Richtung des Pfeils 14 gegen das Reinigungsband 18 und
dieses gegen die Federspitzen 6 gedrückt, wie in 2 veranschaulicht.
Nach dem Zurückziehen
der Stößeleinrichtung 7 und
dem Zurückkehren des
Reinigungsbands 18 in ihre Hauptebene 21 (1)
wird das Reinigungsband 18 wieder in Richtung des Pfeils 20 so
weit weiter bewegt, dass sich die nächsten Aussparungen 23 vor
den Kontaktsockeln 2 befinden. Der normale Testbetrieb,
in dem die zu testenden Bauelemente gegen die Kontaktfedern 3 gedrückt werden,
kann nun wieder fortgesetzt werden. Soll ein weiterer Reinigungsvorgang
vorgenommen werden, wird das Band 18 wieder in Richtung des
Pfeils 20 in die in 4 dargestellte
Stellung weiter bewegt und der beschriebene Reinigungsvorgang wiederholt.
Es stehen damit ”frische”, noch
nicht verschmutzte Reinigungsbereiche 22 zur Verfügung, um den
Schmutz von den Federspitzen 6 abzunehmen.
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Alternativ
ist es auch ohne weiteres möglich, zwei
oder mehr Reinigungsvorgänge
mit dem selben Reinigungsbereich durchzuführen, so lange in diesem Bereich
die Klebewirkung des Reinigungsbands 18 ausreichend ist.
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Das
Reinigungsband 18 kann auf einfache Weise dadurch hergestellt
werden, dass ein zunächst vollflächiges Band
einseitig mit der Klebeschicht versehen wird und anschließend die
Aussparungen 23 ausgestanzt oder in anderer Weise eingebracht
werden. Weiterhin ist es möglich,
im Reinigungsband 18 zuerst die Aussparungen 23 herzustellen
und erst anschließend
die Klebeschicht im Reinigungsbereich 22 bzw. in den Reinigungsbereichen 22 auszubringen.
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Alternativ
ist es auch möglich,
nur im Anfangsbereich des Reinigungsbands 18 eine Aussparung 23 vorzusehen
und den gesamten Rest des Reinigungsbands 18 vollflächig zu
belassen und mit einer Klebeschicht zu versehen. In diesem Fall
wird das Reinigungsband 18 nach jedem Reinigungsvorgang
wieder bis zum Anfangsbereich mit der Aussparung 23 zurück gespult,
um die Bauelemente in üblicher
Weise mit den Kontaktfedern 3 kontaktieren zu können. Um
die Reinigungsbereiche 22 zu wechseln, wird in diesem Fall
das Reinigungsband 18 um eine im Vergleich zum vorhergehenden
Reinigungsvorgang entsprechend größere Länge vorgespult. Diese letztgenannte
Ausführungsform
eines Reinigungsbands 18 ist insbesondere bei Bandreinigungsvorrichtungen
vorteilhaft, bei denen der Kontaktierbereich unterschiedlichen Temperaturbedingungen ausgesetzt
wird. In diesem Fall können
die Wickelrollen 16, 17 außerhalb des temperierten Bereichs
angeordnet werden, so dass der mit der Klebeschicht versehene Bereich
des Reinigungsbands 18 während des normalen Testbetriebs
vollständig
in der Wickelrolle 16 aufgespult werden kann. Hierdurch
wird die Klebeschicht vor schädlichen
Temperatureinflüssen
geschützt.
Außerdem
führt eine
derartige Anordnung zu einer veringerten Länge des Reinigungsbands 18.