DE1531862A1

DE1531862A1 - Vorrichtung zur automatischen Qualitaetspruefung von elektronischen Bauteilen kleiner Abmessungen

Info

Publication number: DE1531862A1
Application number: DE19671531862
Authority: DE
Inventors: Buergel Georg Karl; Best Howard Samuel
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1966-08-31
Filing date: 1967-08-19
Publication date: 1970-05-21
Also published as: NL6711861A; US3384236A; CH468646A; GB1164036A; FR1540537A

Description

Vorrichtung zur automatischen Qualitätsprüfung von elektronischen Bauteilen kleiner Abmessungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Werkstücken, insbesondere von elektronischen Bauteilen und Bausteinen kleiner und kleinster Abmessungen, wie zum Beispiel Transistorenchips und dergleichen.

Miniaturbauteile- und bausteine, wie zum Beispiel Transistorenchips, wie sie beispielsweise in gedruckten oder integrierten Schaltungen verwendet werden, bedürfen einer besonders sorgfältigen Qualitätskontrolle auf elektrische Eigenschaften, die wegen der kleinen Abmessungen sowie der Empfindlichkeit der Teile besondere Schwierigkeiten bereitet. Eine zuverlässige Prüfung verlangt unter anderem eine genaue Ausrichtung der zum Beispiel mit Anschlüssen,

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KONTEN: GIROKONTO 4SO/6883 DEUTSCHE BANK A.C. FRANKFURT A.M. ■ DRESDNER BANK MANNHEIM 8561

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Elektroden und dergleichen versehenen Miniaturteile.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer vollautomatischen Vorrichtung, mit der Miniaturbauteile genau ausgerichtet und auf eine oder mehrere elektrische Eigenschaften geprüft, und in der ausgerichteten Lage bis zur weiteren Verwendung gelagert oder gegebenenfalls zum Ausschuß gegeben werden können.

Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Qualitätsprüfung von Werkstücken, insbesondere elektronischen Bauteilen kleiner und kleinster Abmessungen wie zum Beispiel Transistorchips und dergleichen gelöst, bei der ein mit einem Antriebs- und Portschaltungsaggregat versehener Drehkopf mehrere Saugnadeln trägt und an mehreren, um seinen Umfang herum gelagerten Arbeitsstationen vorbeiläuft, die Arbeitsstationen aus einer Werkstückausrichtungsstation, mindestens einer Prüfstation für die Prüfung auf eine oder mehrere elektrische Eigenschaften und mindestens einer, der Prüfstation zugeordneten Ausschußstation bestehen, die, in Drehrichtung des Drehkopfes gesehen um den Drehkopfumfang herum in der erwähnten Reihenfolge nacheinander angeordnet Bind, und an die sich eine Magazinladestelle anschließt, an der mindestens ein Magazin zur Aufnahme fehlerfreier und ausgerichteter Werkstücke angeordnet ist.

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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert« Es zeigen:

Die Figur 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Vorderansicht ;

die Figur 2 dieselbe in Seitenansicht; teilweise im Schnitt nach der Schnittlinie 2-2 der Figur 1;

die Figur 3 einen vergrößerten Schnitt gemäß 3 - 3 in Figur 1;

die Figur 4 den Querschnitt des Drehkopfes, jedoch in einer gegenüber der Figur 1 leicht gedrehten Stellung;

die Figur 5 in Längsschnitt, eine Detailansicht der Vorrichtung zur Längsverschiebung und Drehung der Saugnadel j

die Figur 6 den Schnitt gemäß der Schnittlinie 6-6 der Figur 5 j

die Figur 7 den Drehkopf gemäß Figur 4 ebenfalls im Querschnitt, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite; die Figur 8 im Querschnitt die Saugvorrichtung;

die Figur 9 die Saugleitung derselben im Längsschnitt entlang 9-9 der Figur 8;

die Figur 10 die gleiche Ansicht wie in Figur 9_t aber in veränderter Stellung;

die Figur 11 eine Saugnadelanordnung im Längsschnitt; die Figur 12 den Querschnitt entlang der Schnittlinie

12 - 12 in Figur 11;

die Figur 13 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie

13 - 13 in Figur 11;

die Figur 14 im Querschnitt die Vorrichtung zur Drehung der Saugnadeln entlang der Schnittlinie 14 - 14 in Figur 3;

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die Figuren 15 und 16 den Schnitt entlang 15 - 15 bezw. 16 - 16 in Figur 14;

die Figur 17 den Längsschnitt durch einen Teil eines Sondenaggregate;

die Figur 18 die Vorderansicht, teilweise im Längsschnitt des Magazinträgers;

die Figur 19 den Schnitt entlang 19 - 19 in Figur 18;

die Figur 20 die Bückansicht eines Teils des Magazinträger s gemäß Figur 18 j

die Figur 21 den Schnitt entlang 21 - 21 in Figur 20?

die Figur 22 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt des Magazins mit abgenommenem Deckel;

die Figuren 23 und 24 eine Teilansicht des Magazins gemäß Figur 22 während einer Sehaltbewegung?

die Figuren 25 - 21 eine vergrößerte Ansicht im Schnitt entlang 25 - 25 bezw. 26 - 26, 27 - 27 und 28 - 28 in der Figur 22;

die Figur 29 die elektrische Schaltung zur Eegelung von Werkstückauschuß, Magazinschaltung und Magazinauswurf;

die Figur 30 die elektrische Schaltung eines Sondenaggregate für die fferkatückausrichtung;

die Figur 31 in Aufsicht ein Transistorenehip ale Beispiel eines typischen Werkstücks.

Allgemeine Anordnung.

Der in den Figuren I - 3 gezeigte Drehkopf wird durch das Antriebsaggregat J&- fortsehaltbar angetrieben. Er weist eine

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Reihe von Nadelanordnungen 36 auf (im gezeigten Beispiel sind es acht); jede derselben besteht aus einer Saugspitze 37, die auch als Druckleitung bzw. Druckspitze arbeiten kann. (vgl. Figur 11). Die Saugspitzen sind sowohl drehbar ale auch entlang ihrer Längsachse verschiebbar und können während einer Schaltbewegung verdreht, und während einer Schaltpause bzw. zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltbewegungen des Drehkopfes radial nach außen verschoben werden.

Am Umfang des Drehkopfes befinden sich eine Reihe von Arbeitsstellen (Figur 1). Ihre Stellung sei im Folgenden der Kürze halber analog zur Stellung des Stundenzeigers auf dem Zifferblatt einer Uhr bezeichnet. So ist zum Beispiel in der 9 Uhrstellung eine Ausrichtsontfi38 vorgesehen, der in der 12 Uhrstellung eine elektrische Prüfsonde 40 folgt. Ein Ausschußbehälter 42 zur Aufnahme von Ausschuß, also Werkstücken, die den Anforderungen der elektrischen Prüfstation 40 nicht entsprechen, ist in der 1 Uhrstellung vorgesehen. Auch den weiteren Prüfsonden 44, 46 und 48 ist je ein Ausschußbehälter 50, 52 und 54 zugeordnet. In der 6 Uhrstellung befindet sich ein auf einem Magazingestell| 58 angebrachtes Magazin 56, das durch die Schaltvorrichtung 60 drehschaltbar eingestellt werden kann. Die ausgerichteten und geprüften Werkstücke können somit in das Magazin gegeben und dieses sodann fortgeschaltet werden.

Zur Befestigung der erwähnten Teile dient die senkrechte Montierwand 62, an der die Sonden und Auaschußbehälter mit Schrauben 64 befestigt sind, während der Drehkopf durch die öffnung 66 hindurchgeführt ist. Von einem Aufgabetro£ 68

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Saugnad elanordnung

Jede der Saugnadelanordnungen 36 ist verdrehbar sowie längererschiebbar.

Zur Längsverschiebung dient der an einem Ende die Saugnadelspitze 37 und am anderen Ende das Ritzel 104- tragende Nadelträger 102 (Figur 11). Auf dem Lagerring 98 befindet sich der mit Schrauben 108 auf dem Innennocken 110 befestigte bewegliche Ring 106 (vgl. Figur 3). Der Innennocken 110 weist den Flansch 112 mit der Nockenfläche 113 auf und arbeitet mit dem Exzenter 114 mit der Rolle 116 zusammen, die durch die bei 120 auf dem Exzenter selbst und bei 119 auf der Drehkopfnabe abgestützte Feder 118 gegen den Nocken gedrückt wird. Das Ritzel 104 ragt in eine im Exzenter 114 vorgesehene Ausnehmung 122, und wird somit durch die Nockanbewegimg zusammen mit der Nadelanordnung 36 radial verschoben,.

Die Drehung des Nockens 110 erfolgt durch das (Jetriebe 34 über die Gelenkverbindung 126 und den mittels Schrauben 125 auf dem beweglichen Ring 106 befestigten Hebel 124 (Figur 3). In der in den. Figuren 3 und 4 gezeigten Stellung des Nockens wird die Nadelspitze durch die Feder 118 nach außen gedrückt· In der in Figur 5 gezeigten Stellung wird durch die Ausbuchtung des Nockenflanschs die Exzenterrolle 116 betätigt, die Feder 118 zusammengedrückt und über die Ausnehmung 122 das Ritzel 104 und damit die Nadelanordnung 36 radial nach innen gezogen, sodaß die Nadelspitze den Weg für die am Drehkopf fest angeordneten Sonden frei gibt.

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werden die Werkstücke, zum Beispiel die Traneistorenchips 70 einzeln und nacheinander auf den Drehkopf zwischen die 6 Unrund die 9 Uhrstelle gegeben und von den Saugnadeln 36 aufgenommen. Das Werkstück, zum Beispiel der Transistorenchip mit den drei Elektroden 72, 74 und 76 (vgl. Figur 31) bedarf dabei der Ausrichtung, da die Elektroden des von der Saugnadel aufgenommenen Transistorenchips wahllos in die eine oder andere Richtung zeigen können, was für die vorzunehmende Qualitätsprüfung unerwünscht ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird daher zunächst die Lage des Transistorenchips geprüft, dieser gegebenenfalls ausgerichtet, sodann auf eine oder mehrere elektrische Eigenschaften einer Qualitätsprüfung unterzogen, und schließlich entweder in den Ausschußbehälter oder in das Magazin 56 gegeben.

Die zusammenwirkenden Teile der Vorrichtung seien nunmehr im Einzelnen beschrieben.

Drehkopfantrieb

Der Antrieb des Drehkopfes erfolgt durch den Motor mit Drehzahlregelung 78 über Bremsvorrichtung 80 und Kupplung 82 sowie Getriebe 84 und Antriebswelle 86, die ihrerseits mit der Nabe 88 des Drehkopfes verbunden ist. Mit der Nabe 88 ist der Solenoidträger 94 fest verbunden. Um den Mittelteil der Nabe 88 ist ein· Lagerring 98 gelegt, die weiteren Lagerringe 100 und 101 sind auf dem Solenoidträger 94 angebracht.

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Drehung und Radialverschiebung der Nadelanordnung 36 wird dabei durch das in Figur 11 gezeigte Lager 128 ermöglicht.

Zur leichteren Entfernung der Nadelspitze ist in Nadelträger 102 ein besonderer Nadelspitzenhalter 129 vorgesehen, der über seinen Schlitzflansch 133 durch das Verschlußglied 131 auf dem Nadelträger gegen die Spannung der Feder 135 auf diesem gehalten wird. Soll die Nadelspitze ausgewechselt werden, so wird der Nadelspitzenhalter 129 gegenüber dem Nadelträger 102 um 90° verdreht und der Verschluß 131 durch Drehen geöffnet, sodaß die Feder die Nadelspitze ausstößt. Zur Erleichterung des Druckaufbaus ist das hintere Ende des Nadelträgers durch den Stöpsel 139 verschlossen. Zur Stoßdämpfung ist zwischen Nadelträger 102 und Kitzel 104 die elastische Muffe 141 gelegt '.

Durch das Ritzel 104 wird auch die zur Ausrichtung der von den Saugnadeln aufgenommenen Transistorenchips erforderliche Nadeldrehung bewirkt. Hierzu greift das Ritzel in das auf der Welle 134 befestigte Getrieberad 132 ein. Die Welle 132 trägt ferner das Malteserkreuz 136 zur Schaltung der Nadelanordnung in den beiden Gängen plus oder minus 90° und plus 90°· Muß also beispielsweise ein von der gaugnadel aufgenommener Transistorenchip ausgerichtet werden, so kann er während der nächsten Drehung des Drehkopfes um 45° um plus oder minus 90°, und falls erforderlich, nochmals um 90° gedreht werden.

Zur Stoßdämpfung oder Abbremsung dienen die durch die Welle 134 geführte Schraube 138 und elastische Muffen 140, die durch die Mutter 142 nach unten gedrückt werden und Getrieberad 132 und Welle 134 reibschlüssig verbinden.

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Wie aus der figur 6 ersichtlich, greifen in die Schlitse 144 des Malteserkreuzes 136 auf dem Nadelblock 150 angebrachte Nadeln ein. Der Nadelblock ist fest angeordnet und verbleibt bei Drehung des Malteserkreuzes in 'Ruhelage, sodaß bei Eingriff einer Nadel in die Schlitze 144 das Malteserkreuz ohne Eigenbewegung lediglich der Drehung des Drehkopfes folgt und die Nadelanordnung 36 entsprechend gedreht wird.

Pur die Ausrichtung um plus oder minus 90° oder 180° sind auf dem Nadelblock 150 drei Nadeln vorgesehen. Die Nadeln 14-6 und 143 dienen zum Beispiel der Drehung üb plus oder minus 90°, während für eine weitere Drehung um 90° die weitere Nadel 174 vorgesehen ist. Der Nadelvorschub erfolgt, wie in den Figuren 5, 14, 15 und 16 gezeigt, durch an den Nadeln angreifende Arme 152 und 1531 die ihrerseits von dem Drehglied 154 auf der Welle 155 ausgehen. Durch die um das Drehglied gewundene Feder 156 (Figur 14) werden die Nadeln in der aus der Figur 5 ersichtlichen zurückgezogenen lage gehalten. Die Feder ist auf dem Lappen 160 des Bocks 150 abgestützt und greift am lappen 158 des Glieds 154 an. An die weiteren Lappen 162 und 164 des Glieds 154 greifen die beiden durch Solenoid 170 betätigten Schubstangen 166 und 168 an. (vgl. Figur 16). Durch Erregung des Solenoids wird zum Beispiel die Schubstange 168 nach links verschoben und durch Drehung des Glieds 154 entgegen dem Uhrzeigersinn vermittels Arm 153 die Nadel 148 in den Schlitz des Malteserkreuzes geschoben. In ähnlicher Weise wird die Nadel 174 durch Arm 176, Glied 178 entgegen der zwischen Lappen 182 und 184 abgestützen Feder 180 bei Erregung dee Solenoids 178, 188 betätigt, (vgl. Figur 14 und 15).

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Zur Saug- bzw. Druckbetätigung der Nadelspitzen 37 sind getrennte Saug- und Druckleitungssysteme yorgesehen. Das in den Figuren 1 und 3 gezeigte Saugleitungssystem besteht aus der durch das Solenoidgehäuse geführten Saugleitung 190 und dem achsial durch den Solenoidtrager94 geführten Kanal 204, sowie den radialen, durch die Träger 94 und Nabe 88 gehenden Kanäle» 206, 208, wobei der letztere über Durchlass 210 mit dem Ventil 212 verbunden ist.

Das Druckleitungssyetea besteht aus dem Einlaß 214, der Flüssigkeitskupplung 216, dem achsial durch die Nabe geführten Kanal 218, sowie den Radialkanälen 220 mit dem Durchlaß 222 zum Ventil 212 (vgl. Figuren 3 und 9). Durch das Ventil 212 mit dem Ventilstößel 224, das durch die zwischen Ventilglied 224 und Kappe 228 liegende Ventilfeder 226 radial nach innen vorgespannt ist wird über die Ventilöffnung die Vorrichtung auf Saug- oder Druckleistung eingestellt. In der Normalstellung sitzt das Ventil auf dem Vorsprung 229 (vgl. Figur 3), und die Ventilöffnung 225 ist mit dem Vakuumdurchlaß 210 verbunden, spdaß die Nadel als Saugnadel ein Transistorenchip aufnimmt und festhält. Soll ein Transistorenchip als Ausschuß oder zur Lagerung im Magazin abgeblasen werden, so muß die Nadel auf Druckbetrieb umgestellt werden. Hierzu wird der Nocken 234 gemäß Figur 10 vorgeschoben, sodaß bei Bewegung des Drehkopfes mit Ventil 224 und Bizenterspitze 232 am Ventilboden die letztere zum Eingriff mit dem Nocken bringt und dadurch das Ventil radial in die in der Figur 9 gezeigte Lage verschiebt. Der Nockenvorschub erfolgt durch ein Solenoid 240 über das den Nocken tragende bewegliche Glied

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entgegen der Spannung der Feder 238, die den Nocken normalerweise in der zurückgezogenen Stellung hält. Nach Betätigung dee Nockens und Verschiebung des Ventils in die Stellung gemäß Figur 9 wird das Drueksystem über die Ventilöffnung beaufschlagt.

Wie aus der Figur 7 ersichtlich ist ein Nocken 234 für jede Ausschußstation 42» 50, 52 und 54 sowie ein fester Nocken 242 für die Nadelfreigabestellung Torgesehen. Die Nadelanordnungen selbst sind für Saug- und Druckbetrieb geeignet. Hierzu ist der τοη der Ventilöffnung ausgehende Kanal 244 ait einer Ausnehmung 246 in dem Lager 128, und dieser wiederum mit dem Schiits 248 in dem Nadelträger 102 verbunden. Über den Längekanal 250 ist schliesslich die Verbindung mit dem Durchlaß 252 zur Nadelspitze hergestellt, sodafi diese je nach Betätigung des Druck- oder Saugleitungssystems mit Druck- oder Saugleistung arbeitet.

Die Prüfetationen

Der Aufbau der Sonden 38, 40, 44, 46 und "48 ist grundsätzlich der Gleiche, wie am Beispiel einer Sonde im oberen Teil der Figur 3 und in der Figur 7 dargestellt, nur die elektrischen Anschlüsse sind verschieden.

Auf der Konsole 254 ist das Sondengehäuse 256, 258 mit dem Gehäusedeokel 260 mit elektrischen Anschlüssen 262 angebracht. Die Anschlüsse der an den Prüfstationen angebrachten Prüfsonden 40, 44, 46 und 48 führen zu an sich bekannten elektrischen Prüfgeräten; die Anschlüsse der an der Ausrichte-

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station angebrachten Ausrichtesonde 38 sind in dem Schaltbild der Figur 3 gezeigt. Mit den Anschlüssen 264 sind über nicht gezeigte leiter die in der aus den Platten 269, 270 bestehenden Plattenanordnung 268 befestigten Drahtsonden 266 verbunden, deren Spitzen 274 in die Öffnung 272 der Plattenanordnung ragen. Mehrere, beispielsweise drei Sondenspitzen 274 sind zur Prüfung von Transistorenchips mit drei Elektroden vorgesehen. In der keramischen Führungs- und Lagerplatte 276 sind die radial zum Drehkopf liegenden kegelstumpfförmige Öffnung 278 und die Vierecköffnung 280 mit einem die Transistorenchips gerade durchlassenden Querschnitt vorgesehen, durch die der auf der Nadelspitze 37 gehalterte Transistorenchip eingeführt werden kann. Als Schutzplatte dient die äußere Platte 282.·

Der in die Öffnung der Keramikplatte eingeführte Transistorenchip 70 gelangt in Berührungekontakt mit den Sondenspitzen 274» die zur gegebenenfalls erforderlichen Ausrichtung seiner Elektroden ein Signal senden, das über die oben beschriebene Anordnung die entsprechende Drehung der den Chip tragenden Hadelanordnung zwischen der Ausrichteetation in der 9 TJhrsteilung und der ersten elektrischen Prüfstation in der 12 Uhrstellung bewirken.

Die von den entsprechend aufgebauten Prüfsonden geprüften, fehlerhaften Werkstücke werden auf ein dem Solenoid 240 zugeführtes, den Nocken 234 betätigendes Signal (Pigur 10) durch Druckluft beim Vorbeifahren an den im folgenden beschriebenen Ausscaußbehältern 242, 250, 252, 254 von den Nadelspitzen in die Behälter geblasene

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Der im unteren Teil der Figur 3 gezeigte Ausschußbehälter besitzt einen zur Aufnahme des Ausschußstücks hinreichend weiten Schlitz 284 in dem entfernbaren, von dem an der Wand befestigten Behälter 288 getragenen Gehäuseteil 286. Der Schlitz führt zu dem durch den Deckel 292 verschlossenen und mit der Saugleitung 298 verbundenen und mit dem Schirm 296 versehenen Lagerraum 294 des Gehäuseteils 286.

Das auf der Nadelspitze mit dem Drehkopf fahrende Werkstück geht durch den Schlitz 284 hinduroh und wird dabei von der Saugwirkung der Nadel festgehalten, sofern es fehlerfrei ist. Andernfalls wird es als Ausschuß durch Druckluft von der Nadel in den Lagerraum 294 geblasen, und durch die über die Leitung 298 zugeführte Saugluft festgehalten, bis der gefüllte Ausschußbehälter durch Wegnahme des Teils 286 geleert wird.

Aufbau des Magazins

Das in den Figuren 22 - 28 dargestellte Magazin 56 ist aus einem Rückenteil 30^υ und einem Deckteil 302 zusammengesetzt. Das Rückteil besitzt eine Nabe 304 mit den Schrägschlitzen 306 sowie einen Stift 310 zur Positionierung des Magazins 56, während der am Deckteil angebrachte Stift 312 der Fortschaltung dient. Zwischen den Innenflächen des Rück- und Deckteils befindet sich der gezahnte Werkstückträger 314, der beispielsweise Transistorchips trägt. In radialem Abstand vom gezahnten Werkstückträger 314 befindet sich ein Paar quergespaltener Zahnräder 318, 320, die durch eine am

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Tragring abgestützte Feder 330 reibschlüssig miteinander gekoppelt sind, und deren Stifte 322 bzw. 324 in die Öffnung bzw. 328 des benachbarten Zahnrades ragen.

Mit den Zähnen340 am Umfang de» Zahnräder 318, 320 wirkt der Klinkenarm 338 einer in der Ausnehmung 336 des Werkstückträgers 314 angebrachten Schaltklinke 334 zusammen. Da die Zahnräder 318, 320 durch Schrauben 346, 348 am Rück- bzw. Deckteil 300, 302 befestigt sind, wird das Zahnrad 320 beim Portschalten des Deckteils 302 entgegen der Wirkung der in den Ausnehmungen 344 angebrachten Federn 342 um ein kurzes Stück verschoben; dabei schleift das Zahnrad an der Schaltklinke entlang, sodaß der Werkstückträger 314 a» der Bewegung nicht folgt. Nach Abschluß der Fortschaltbewegung wird jedoch unter dem Einfluß der Federn 342 das Zahnrad samt Deckteil 3o2 in die Ausgangslage zurückgestellt, und infolge Eingriffs in die Schaltklinke der Werkstückträger 314 in Richtung des in der Figur 24 gezeigten Pfeils um einen Zahn fortgeschaltet.

Fortschaltbewegung des Werkstückträgers 314 und Rückführbewegung des Deckteils 302 können gleichzeitig dazu dienen, die Werkstücke in der in Figur 28 dargestellten Schlitzanordnung einzufangen. Hier haben Rück- und Deckteil 300, 302 Querschlitze 350, 352; ferner besitzt der Deckteil 302 den weiteren schlüBsellochförmigen Schlitz 354 über den Zwischenräumen 316 des Werkstückträgers 314. Dieser Schlitz ist breiter als die Nadelspitze 37 aber schmaler als der Transistorenchip und der Zwischenraum 316.

Zur Entfernung eines Chips wird die Nadel 37 in den Schlitz 354 eingeführt; solange sich der Chip jedoch unterhalt/ des

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Schlitzes befindet, kann er nicht abgesaugt werden; dies ist vielmehr erst möglich, nachdem er durch Portschaltung des Magazins in die in der Figur 28 gezeigte Stellung offengelegt wird.

Außer dem Schlitz 354 weist der Deckteil auf der anderen Seite der Rille 350 den weiteren Schlitz 356 mit der erweiterten öffnung 358 und der Abstreifrippe 360 mit einer etwas größeren Breite als der der Nadelspitze 37 auf. Länge und Breite der öffnung 358 sind etwas größer als der Transistorenchip 70. Infolgedessen kann die Nadelanordnung 36 mit dem abgesaugten Transistorchip in der 6 Uhrstellung vom Drehkopf radial nach außen fahrend den Chip in den unterhalb de* Schlitz 358 liegenden Zwischenraum 316 legen; hierauf wird der Deckteil 302 so fortgeschaltet, daß die Abetreifrippe 360 an der Saugnadel vorbei über den Transistorchip fährt. Wenn nun die Nadel zurückgezogen wird, hält die Abstreifrippe den Chip im Zwischenräum 316 des Werkstückträgers 316, während der Deckteil in s eine Ausgangsstellung zurückgefahren wird und dabei den Werkstückträger 3H mitnimmt. Das wird solange wiederholt, bis das Magazin 56 mit Chips voll besetzt ist und gegen ein leeres ausgewechselt wird.

In den Figuren 18-20 sind das Magazingestellf 58, die Magazinfortsohaltvorriehtung 60 und der Magazinauswurf dargestellt.

Die in der Figur 19 gestrieh*elt eingezeichneten Magazine 56 sind auf eine auf der mit der Montierplatte 368 am Maschinenrahmen befestigten Achse 366 drehbaren Spindel 364- aufgesteckt und werden durch die mit der Feder 374 beaufschlagte,

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auf der Spindel gleitende Platte 370 gegen die Anschläge 371 EM äußeren Ende der Spindel* gedrückt; damit ist zugleich die Lage des äußersten Magazine für die Aufnahme der Werkstücke festgelegt.

Für die Fortschaltung ist einmal ein zum Beispiel am Maschinenrahmen festgelegtes Sperrglied 374 mit der Ausnehmung 376 für den Stift 310 des Magazinrückteils 300, und weiterhin in dem Gehäuse 382 ein um den Gelenkzapfen 364 sehwea»nkbarer Schalthebel 380 mit der Spitze 378 vorgesehen. Über den einstellbaren Kontaktknopf 386 wird der Schalthebel durch den Solenoid 388 dann betätigt, wenn nach erfolgreicher Qualitätsprüfung eines Werkstücks dieses unter Portschaltung des Magazindeckteils in das Magazin abgelegt werden soll*

Zur Dämpfung der Hebelbewegung kann noch ein Dämpfungezylinder 392 mit dem Kolben 390 und dem Steuerventil 394 vorgesehen sein·

Das gefüllte Magazin wird von der Spindel 364 automatisch auf den durch die Klammer- und Schraubverbindung 398, 399 mit der Achse 366 verbundenen Tragdraht 396 geschoben, indem die Spindel 364 gedreht wird, bis der Keil 371 am Ende der Spindel in die Hut 306 des Magazins eingreift und die Feder 372 das Magazin auf den Draht schiebt. Die Drehung der Spindel erfolgt durch den Drehsolenoid 400 über die in den Figuren 20 und 21 gezeigte Gelenkverbindung. Diese besteht aus der Solenoidaehse 402 mit dem auf dieser befestigten Hebel 404, der mit den Armen 406, 408 gelenkig verbunden ist, Der Arm 408 schließlich ist am Flansch 410 der Spindel 364 starr befestigt.

Durch die Feder 412 wird der Arm 408 und damit die Spindel

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364»bis zur Erregung dee Solenoids und der dann einsetzenden Drehung der Spindel entgegen der Federkraft, in Buhelage gehalten·

Die Begelschaltung für die Ausrichtung der Werkstücke

Die Figur 30 zeigt die Begelschaltung für die Ausrichtung der Werkstücke an der Ausrichtestation durch Drehung der die Werkstücke haltenden Nadelanordnung.

Die schematisch dargestellte Ausrichtesonde 38 ist mit den drei Drahtsondenspitzen 274a, 274b, 274c ausgestattet· Das Werkstück, zum Beispiel der Transistorchip 70 ist über die Nadelspitze 37 bei 414 geerdet.

Jeder der drei Drahtsonden 274a» 274b, 274o ist über einen Transistor 416, 418, 42o für jeweils ein Solenoid .17oa, 170b, 170c verbunden. Steuerrelais 426 und Solenoid 17Oo bewirken dabei die Drehung der Nadel um minus 90°, Eelais 424 und Solenoid 170b die Drehung um plus 90°, und Relais 422 (über Relais 425) sowie Solenoid 170a eine weitere Drehung um plus 90° falls die Ausrichtung eine Gesamtdrehung um 180° verlangt. Die zeitliche Steuerung erfolgt durch die auf der gleichen Nockenwelle 430 sitzenden Nocken 428, 432, 434. Durch den Nocken wird nach einer ersten Drehung um plus 90° der Schalter

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433 geschlossen und Relais⁷ gezündet, falls eine weitere Drehung um 90° erforderlich ist. Die Nocken 428 und 432 öffnen nach erfolgter Drehung und beendeter Ausrichtung des Werkstücks die Schalter 429 und 4351 wodurch die Steuerrelais für den nächsten Ausriehtβvorgang «ine« Werkstücks frei werden·

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Schaltung fur Werkstückausschuß, Magazinfort-8 ehaltung und Magazinauswurf

In der in der Figur 29 gezeigten Schaltung wird der an den Stromversorger angeschlossene Leiter 440 durch den durch einen Nocken 444 betätigten Steuerschalter 442 mit den leitern 445 und 446 verbunden. Leiter 446 versorgt über den durch den Nocken 450 betätigten Zeitschalter 448 und den weiteren Leiter 452 ein elektrisches Prüfgerät 454 mit Strom, das den Transistorchip samt Elektroden auf eine bestimmte elektrische Eigenschaft prüft und das Ergebnis in Form eines entsprechenden Signals in den durch Nocken 460 und Schalter 459 gesteuerten Leiter gibt.

Je nach der Anzahl der zu prüfenden Eigenschaften des Werkstücks können mehrere Auegangssignale,zum Beispiel über die Ausgänge 462, 464, 466 und 468 geliefert werden, an die identisch aufgebaute Schaltungen angeschlossen sind, die zu den Ausschußstationen wie zum Beispiel 42, 50, 52, 54 (Figur 1) führen. So ist für die Ausschußstation 54 zum Beispiel der Leiter 468 mit dem Steuerrelais 470 und dem durch das letztere gesteuerten Solenoid 240 für den Abwurf eines fehlerhaften Werkstücks von der frägernadel durch kurzfristige Umschaltung auf Drickbetrieb vorgesehen. In diesem Falle, also bei Vorliegen von Ausschuß nuß gleichzeitig die Fortschaltung des Magazins verhindert werden, was ebenfalls durch den Solenoid 240 erfolgt. Ebenfalls durch öffnen des Schalters 472 wird die Zahlung der in das Magazin deponierten Werkstücke unterbrochen. Andernfalls, also bei fehlerfreien Werkstücken, bleibt der Sehalter 472 geschlossen und der Solenoid

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388 für die Magazinfort schaltung wird über den durch den locken 478 betätigten Schaltsr 476 und den Leiter 474 erregt·

Gleichzeitig erfolgt über den geschlossenen Sehalter 472 über Leiter 480 sowie den durch den locken 484 betätigten Schalter 482 und den Solenoid 488 eine EIihlung ia Zähler 486. Der Zählter wird- günstigerweise so eingestellt, daß der letzte ZählTorgang dann rorgenoaaen wird, wenn das Magazin roll besetzt ist (zum Beispiel bei der Ziffer 200); der Zähler be-

/ das

tätigt dam/über den Leiter 490 Bit lh» verbundene Steuerrelais 492, das den Magazinauswurfsolenoid 400 betätigt, sofern der durch den locken 496 betätigte Schalter die in der figur 29 gezeigte Stellung einniaat. Die Zeitsteuerung des Zählers erfolgt durch den durch den Mocken 50° gesteuerten Schalter 498. Anschließend wirft fter Zähler durch Betätigung des Handschalters 502 und die Spule 504 zurückgestellt.

Arbeitsweise

Die Arbeitsweise der Torrichtung sei la folgenden ia Zusammenhang beschrieben.

Die Aufgabe der Transistorenchips 70 erfolgt einzeln nacheinander über den Aufgabetrog 68 alt ihren Elektroden nach unten gerichtet. Der Drehkopf 32 alt den ladelanordnungen wird fortgeschaltet und hält, sobald sich eine ladel neben dea Aufgabetrog befindet. Über den. Antriebshebel 124 wird nun der locken 113 Betätigt, sodafi Aurch den Druck der feder 118 der Exzenter 114 und damit üe ladelspitxe 37 radial nach

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außen gedrückt wird. Über die Saugleitung 190 und Ventil 224 wird die Hadelanordnung auf negativen Druck eingestellt und der Transietorchip durch die Nadelspitze angesaugt. Hierauf wird die ladelanordnung zurückgezogen, während der Drehkopf durch den Antrieb um 45° fortgeschaltet wird· Die Hadelanordnung befindet sich nunmehr an der Ausriehtestelle 38· Der gleiche Ablauf wiederholt sich an der Ausrichtestation, wo die etwa falsch ausgerichteten Elektroden in Eontaktberührung mit den Drahtsonden 274 gelangen. Je nach der festgestellten lalschlage des Transistorchips wird dieser sodann durch Erregung ron Solenoiden 170 und Betätigung der Nadeln 146, 148 und 174 um plus oder minus 90° oder 180° gedreht. Die Drehung erfolgt gegebenenfalls in zwei Stufen; die Drehung um.90° erfolgt während einer Drehkopffortschaltung um 45°, die etwa erforderliche weitere Drehung um 90° während einer weiteren Drehkopfschaltung um 45°» wobei die 12 Uhrstellung neben der ersten Prüfstation 40 erreicht wird. Hier hält der Drehkopf an, und die Fadel mit dem Iransietorchip wird wieder vorgeschoben; die Drähte der Sonde 40 gelangen mit dem Werkstück in Berührung und es wird ein Signal an die elektrische Prüfvorrichtung 454 gegeben. Palis kein Ausschuß vorliegt, wird das Werkstück nach Fortschaltung um je 45° durch die Prüfsonden 44, 46, 48 auf weitere elektrische Eigenschaften geprüft. Etwaiger Ausschuß wird in die Ausschußbehälter 42, 50, 52, 54 gegeben, indem Solenoid 240 erreg*t wird und den locken 234 und damit Ventil 224 betätigt, wodurch der Transistorchip von der durch den Schlitz 284 fahrenden ladelspitze abgeblasen wird; in diesem Falle wird das Magazin 56 durch tie Hagazinschaltvorrichtung 60 nicht fortgeschaltet «nd .»eh ri> ZüJ^j fyr/fl,^ Zähler 486

Hat ein Werkstück alle PrüfStationen ohne Beanstandung durchfahren, so wird die Nadelanordnung in der 6 Uhrstellung wieder radial nach außen geschoben und das Werkstück in den Schlitz 358 des MagazindeckteiIb 302 geführt. Hierauf wird das Magazin fortgeschaltet und das Werkstück, zum Beispiel der Iransistorchip 70 unter dem Schlitz eingefangen und die Nadel dann zurückgezogen. Gleichzeitig erfolgt eine Zählung. Ist das Magazin voüdI besetzt, so wird es durch Solenoid 400 ausgestoßen, auf den Draht 396 geschoben und ein leeres Magazin in die Aufnahmestellung gebracht. Zwischen der 6 Uhrstellung und dem Aufgabetrog 68 betätigt der Nocken 242 das Ventil 224» sodaß die Nadelspitze durch einen Druckstoß vor Aufnahme eines neuen Werkstücks frei gemacht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die vollautomatische Qualitätsprüfung von elektronischen Miniaturbausteinen, insbesondere zum Beispiel Transistorchips auf eine oder mehrere elektrische Eigenschaften unter vorgängiger Ausrichtung der in willkürlicher Lage aufgenommenen Werkstücke, und die sofortige Sortierung nach Ausschuß und fehlerfreien Stücken. Dabei können mehrere Werkstücke an verschiedenen Stationen der Vorrichtung gleichzeitig behandelt werden, sodaß sich ein hoher Ausstoß ergibt. Ferner wirkt sich zeitsparend aus, daß zum Beispiel Ausrichtung und Abwurf der Werkstücke bei fahrendem Betrieb und nicht an besonderen Haltestellen erfolgen können. Günstig ist auch, daß die PrüfStationen identisch aufgebaut und für die Prüfung auf andere Eigenschaften leicht auswechselbar sind· Günstig ist ferner der Aufbau des Magazins für die Ablage fehlerfreier Werkstücke,

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insbesondere der Einfang soeben abgelegter Werkstücke durch Portschaltung des Magazins. Die geprüften Werkstücke, insbesondere die Bit Elektroden rersehenen Transistorchips stehen soiiit in ausgerichteter Lage für die weitere Yenrendung zur Verfügung.

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Claims

Patentansprüche

) Vorrichtung sur automatischen Qaalltäteprfifung ron Werkstücken, insbesondere elektronischen Bauteilen kleiner und kleinster Abmessungen wie Iransietorchips und dergleichen, bei der ein Bit einem Antriebs- und Tortschaltungsaggregat Yereehener Drehkopf mehrere Saugnadeln trägt und an mehreren., um seinen Umfang herum gelagerten Arbeitsstationen rorbeilauft, dadurch gekennzeichnet; daß die Arbeitsstationen aus einer Werkstückausrichtungeetation (38), mindestens einer Prüfetation für die Prüfung auf eine elektrische Werketüokeigenschaft (40) und mindestens einer, der Prüfstation zugeordneten AusschuSstation bestehen, die in Drehrichtung des Xtrehkopfes gesehen um den Drehkopfumfang herum in der erwähnten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind, und an üe sieh eine Magazinladestelle anschließt, an der mindestens ein Magazin (56) sur Aufnahme fehlerfreier und ausgerichteter Werkstücke angeordnet ist·

2. Vorrichtung gemäfi Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi die Saugnadeln (36) radial zur Drehkopfachse angeordnet sind.

3· Torrichtung gemäfi Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugnadeln langsTerschiebbar sowie zur Ausrichtung der Werkstück· um ihre Achse drehbar sind.

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4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die längsverSchiebung und Drehung der Saugnadeln durch auf dem Drehkopf angeordnete programmierte Regelvorrichtungen erfolgt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Saugnadeln auf einem mit einem Ritzel (132) in Eingriff stehenden Nadelträger (102) angeordnet sind, der über das Ritzel durch wahlweise betätigte, in ein Malteserkreuz (136) eingreifende Schaltstifte (146,148,174) gedreht wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadureh gekennzeichnet, daß die Betätigung der Schaltstifte durch einen oder mehrere auf einem Träger (94) angeordnete Solenoide (170) erfolgt.

7. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß je nach der erforderlichen Werkstückausrichtung die Drehung der Nadeln während einer Drehung des Drehkopfes um 45° wahlweise um plus oder minus 90°, sowie während einer weiteren Drehkopfbewegung um 45° gegebenenfalls um weitere 90° erfolgt.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverschiebung der Saugnadeln durch eine auf dem Drehkopf angeordnete, relativ zu diesem in programmierter Folge betätigte Noekenvorrichtung (110,114) eiflbKgt.

9· Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugnadeln über ein Regelventil (224) wahlweise an ein Saugleitungs- oder ein Druckleitungssystem angeschlossen werden können.

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10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil durch ein« einen Nocken (234) in den Weg des durch den Drehkopf getragenen Ventils schiebendes Solenoid (240) betätigt wird.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch lOoder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Station Sondendrähte (266) vorgesehen sind, die mit dem der Drehkopf bewegung folgenden, die Stationen nacheinander passierenden Werkstücke in Kontaktberührung treten können.

12o Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,, daß die Kontaktberührung durch eine Führungsplatte (276) mit einer, das Werkstück durchlassenden, Öffnung )280) und einer sich daran anschliessenden, in Drehkopfriehtung kegelstumpfförmigen erweiterten Öffnung (278) erfolgt.

13. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausrichtestation mit dem Sondendraht (226) einerseits und dem Solenoid (170) andererseits eine elektrische Schaltung verbunden ist, durch die auf ein der Lage des Werkstücks ent speisrechendes Signal der Solenoid zur emtsprechenden Werkstückausrichtung erregt wird,

14» Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die an den PrüfStationen vorgesehenen Drahtsonden mit je einer elektrischen Schaltung verbunden sind, durch die auf entsprechende Signale über geeignete Solenoide und Nocken die Werkstücke entweder als Ausschuß abgegeben, oder gegebenenfalls nach Durchfahren aller

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Prüfstationen In ein Magazin geladen werden.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe als Ausschuß durch kurzfristige Umschaltung der Saugnadeln auf Druckbetrieb erfolgt.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Schaltvorrichtung (60) das Magazin (56) nach jeder Werkstückaufnahme weitergeschaltet wird.

17· Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Träger (58) mehrere Magazine angeordnet sind, von denen sich jeweils eines in Aufnahmestellung befindet.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Magazinwechselvorrichtung (400, 492, 494, 496) ein voll besetztes Magazin ausgeworfen und ein leeres in die Aufnahmestellung geschoben wird.

19e Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler (486) vorgesehen ist, der die in das in Aufnahmestellung befindliche Magazin geladenen Werkstücke zählt.

20. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Magazinauswurf zumindest teilweise durch den Zähler geregelt wird.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin zur Aufnahme geprüfter Werkstücke aus einem einen Zwischenraum (316) bildenden Rückteil (300) und einem zu diesem drehbaren Deckteil (302) und einem in dem

Zwischenraum angeordneten gezahnten Werkstückträger (314) 009821/0394

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besteht, auf den durch eine öffnung (356) Werkstücke aufgegeben werden.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch Portschaltung von Deckteil und Werkstückträger nach Aufnahme eines Werkstücks dieses unter dem Deckteil eingefangen wird.

23· Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an dem Rückteil (300) bzw. dem Deckteil (302) verbundene, quergespaltene, relativ zueinander drehbare Zahnräder (318, 320) mit einem auf dem Werkstückträger (3H) angeordneten Klinkenhebel (338) derart zusammenwirken, daß bei Relativdrehung von Rück- und Deckteil in einer Richtung entgegen der Wirkung einer Peder (342) der Werkstückträger fortgeschaltet wird.

24. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel des Magazins den Werkstückträger abdeckt und über diesem öffnungen (358, 360) solcher Ausgestaltung aufweist, daß ein von einer Saugnadel durch diese eingeführtes Werkstück nach Entfernung der Saugnadel eingefangen ist·

25. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Vorrichtung so steuernde Programmschaltung, daß mehrere Werkstücke gleichzeitig an verschiedenen Stationen behandelt werden können.

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