DE19831033A1 - Rüstsatzfreie Vorrichtung zum zielgerichteten Bewegen von elektronischen Bauteilen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung zum zielgerichteten Bewegen von elektronischen Bauteilen mit einem Fördermittel (1) zur Anlieferung elektronischer Bauteile (3), einer Handhabungseinrichtung (2) zur Aufnahme, zum Schwenken, zum Verschieben und/oder zum Drehen elektronischer Bauteile (3), einer Verstelleinrichtung (4) zur Verstellung der Handhabungseinrichtung (2), einer Meßvorrichtung (5) zur Bestimmung der Lage und der Ausrichtung der elektronischen Bauteile (3), einer elektrischen Kontakteinrichtung (8) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem auf seine Güte zu prüfenden elektronischen Bauteil (3) und einer der elektrischen Kontakteinrichtung (8) nachgeschalteten elektronischen Prüfeinrichtung, einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (6), welche mindestens mit einer Meßvorrichtung (5) sowie mit einer der elektrischen Kontakteinrichtung (8) nachgeschalteten Prüfeinrichtung einerseits und den Antriebselementen (16) zum Antrieb der mindestens einen Handhabungseinrichtung (2) und/oder der mindestens einen Verstelleinrichtung (4) und/oder des mindestens einen Fördermittels (1) andererseits in Verbindung steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine rüstsatzfreie Vor­ richtung zum zielgerichteten Bewegen von elektronischen Bauteilen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.

Vorrichtungen zum zielgerichteten Bewegen von elektroni­ schen Bauteilen sind insbesondere beim Testen und Sortie­ ren nach Güteklassen von elektronischen Bauteilen erfor­ derlich. Während des eigentlichen Testvorganges wird das zu prüfende elektronische Bauteil zunächst in leitenden Kontakt mit einer elektrischen Kontakteinrichtung (zum Beispiel mit einem Prüfsockel) gebracht. In Abhängigkeit von dem Prüfergebnis erfolgt anschließend eine Sortierung oder Markierung nach Güteklassen.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung zum Handha­ ben von elektronischen Bauteilen bekannt, bei welcher die zu testenden elektronischen Bauteile auf trägerartigen Rüstsätzen in Platten- oder Streifenform angeliefert und innerhalb der Handhabungsvorrichtung positioniert auf die­ sen Rüstsätzen bewegt werden.

Derartige Handhabungsvorrichtungen mit platten- oder streifenförmigen Rüstsätzen weisen zahlreiche Nachteile auf:

Einerseits ist die Verbindung zwischen dem platten- oder streifenförmigen Rüstsatz und dem Prüfsockel der elektri­ schen Prüfvorrichtung stets toleranzbehaftet. Andererseits besteht ein Spiel zwischen der Einbettung des elektroni­ schen Bauteils in dem platten- oder streifenförmigen Rüst­ satz und dem elektronischen Bauteil.

Ferner unterliegen die platten- oder streifenförmigen Rüstsätze einem erheblichen Verschleiß während des Trans­ portes innerhalb und/oder außerhalb der Handhabungsvor­ richtung sowie beim Beschicken mit elektronischen Bautei­ len. Dieser Verschleiß drückt sich in einer Zunahme von Toleranzen und damit in einer Verkürzung der Standzeit aus.

Die Anschaffung der platten- oder streifenförmigen Rüst­ sätze ist darüberhinaus mit erheblichen Kosten und Warte­ zeiten verbunden. Denn für jede Variante eines elektroni­ schen Bauteils ist ein separater, aufwendig herzustellen­ der Rüstsatz in Form eines platten- oder streifenförmigen Träger-Sets erforderlich.

Die Kosten eines Rüstsatzes belaufen sich in der Regel auf einen Betrag von mindestens US$ 20.000,00. Die Lieferzeit für einen Rüstsatz beträgt aufgrund des erheblichen kon­ struktiven und fertigungstechnischen Aufwandes mindestens 60 bis 90 Tage.

Nachteilig ist ferner, daß bei dem Übergang von einer Art elektronischer Bauteile zu einer anderen Art elektroni­ scher Bauteile, der platten- oder streifenförmige Rüstsatz sowie die hierzu paßgenau ausgebildete Vorrichtung zur Be­ wegung der elektronischen Bauteile gewechselt werden muß.

Dieser Rüstsatz-Wechsel und der Austausch der Bewegungs­ vorrichtung gehen mit erheblichen zeitlichen Verzögerungen (ca. 4 Stunden) einher, innerhalb derer die Prüfvorrich­ tung nicht zum Testen von elektronischen Bauteilen verwen­ det werden kann.

Außerdem ist die dortige Handhabungsvorrichtung nach der Einführung eines neuen platten- oder streifenförmigen Rüstsatzes und einer neuen Vorrichtung zur Bewegung elek­ tronischer Bauteile nicht sofort wieder betriebsbereit.

Vielmehr muß die Paßgenauigkeit und Funktionsfähigkeit des neuen Rüstsatzes und der hierzu paßgenau ausgebildeten Be­ wegungsvorrichtung in langwierigen Testreihen und unter Einsatz einer großen Anzahl von gegebenenfalls sehr teuren elektronischen Original-Bauteilen zunächst ausgetestet werden.

Darüberhinaus erfordert die Aufbewahrung von nicht in Ge­ brauch befindlichen Rüstsätzen spezielle kostenintensive Aufbewahrungbehältnisse sowie ein gut organisiertes und aufwendiges Lagersystem.

Aus dem Stand der Technik ist ferner eine Vorrichtung zur Handhabung elektronischer Bauteile bekannt, bei welcher die elektronischen Bauteile nicht auf einem platten- oder streifenförmigen Rüstsatz, sondern einzeln und stückweise einem Prüfsockel zugeführt und im Anschluß an die Prüfung sortiert werden.

Von Nachteil ist bei dieser Handhabungsvorrichtung insbe­ sondere, daß es unter Erzeugung einer erheblichen Aus­ schußquote häufig zu Beschädigungen der fußförmigen oder kugelförmigen Kontakte der elektronischen Bauteile kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereit­ stellung einer Vorrichtung zum zielgerichteten Bewegen von elektronischen Bauteilen, welche insbesondere beim Ein­ bringen von elektronischen Bauteilen in die Prüf-und Kon­ takteinrichtung - selbst bei sehr langer Nutzungsdauer - im wesentlichen nicht toleranzbehaftet ist und im wesent­ lichen spielfrei arbeitet, deren Verschleiß ausgesprochen gering ist und eine besonders lange Nutzungsdauer und Standzeit sicherstellt, welche für die Bewegung von elek­ tronischen Bauteilen unterschiedlichster Gehäuseabmessun­ gen, Kontaktarten und Kontaktabstände geeignet und hierbei nicht auf eigens an die jeweiligen elektronischen Bauteile angepaßte Rüstsätze und dazu paßgenau ausgestaltete Bewe­ gungseinrichtungen für elektronische Bauteile angewiesen ist, deren Umstellung von einer Art elektronischer Bautei­ le auf eine andere Art elektronischer Bauteile nicht mit einem Rüstsatzwechsel und einem Wechsel der Bewegungsein­ richtung und damit nicht mit erheblichen Kosten oder lan­ gen Stillstandzeiten der Handhabungsvorrichtung verbunden ist und welche im Falle einer Änderung der Art elektroni­ scher Bauteile keinen aufwendigen und teuren Test der Funktionsfähigkeit und Paßgenauigkeit eines Rüstsatzes und des Zusammenspiels zwischen Rüstsatz und Bewegungseinrich­ tung erfordert und welche keines separaten Aufbewahrungs­ behälters zur Aufbewahrung von nicht in Gebrauch befindli­ chen Rüstsätzen oder eines gut organisierten und aufwendi­ gen Lagersystems hierfür bedarf.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemä­ ßen Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders be­ vorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Abb. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht ei­ ner erfindungsgemäßen Vorrichtung zum zielgerichteten Be­ wegen von elektronischen Bauteilen mit zwei gegenläufigen Förderbändern und einer stirnseitigen elektrischen Kon­ takteinrichtung;

Abb. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht von schräg oben einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung mit vier seitlich verschiebbaren, nur schematisch darge­ stellten Handhabungseinrichtungen auf einem entlang der parallelen Längsträger verschiebbaren Querträger;

Abb. 3 eine schematische Ansicht der beispielsweise in Abb. 2 eingesetzten Seilzugmechanismen zur Ver­ stellung des Querträgers der H-förmigen Verstelleinrich­ tung sowie von vier stirnseitig auf dem Querträger ver­ schiebbar angebrachten und zeichnerisch nur angedeuteten vier Handhabungseinrichtungen;

Abb. 4 eine vereinfachte schematische Draufsicht auf einen Seilzugmechanismus gemäß Abb. 3 mit zwei stirn­ seitig auf dem Querträger verschiebbar angebrachten Hand­ habungseinrichtungen;

Abb. 5 eine schematische Ansicht eines Querbalkens einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung mit zwei etwas detaillierter dargestellten Handhabungseinrichtungen, wo­ bei der Bauteilhalter der hinteren Handhabungseinrichtung zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils senkrecht nach unten weist, während der Bauteilhalter der vorderen Hand­ habungseinrichtung in Kontaktierstellung horizontal ausge­ richtet ist;

Abb. 6 einen Querbalken einer erfindungsgemäßen H- förmigen Verstelleinrichtung mit fünf verschiebbaren Hand­ habungseinrichtungen auf der Stirnseite des Querbalkens der Verstelleinrichtung, wobei die fünf Bauteilhalter die­ ser Handhabungseinrichtungen mit verbreiterten Aufnahme­ flächen jeweils an einer streifenförmigen Zusammenstellung von mehreren elektronischen Bauelementen in horizontaler Kontaktierstellung angreifen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum zielgerichteten Bewe­ gen von elektronischen Bauteilen umfaßt im wesentlichen mindestens ein Fördermittel (1) zur Anlieferung elektroni­ scher Bauteile (3). Sie umfaßt ferner mindestens eine Handhabungseinrichtung (2) zur Aufnahme, zum Schwenken, zum Verschieben und/oder zum Drehen um und/oder entlang der x- und/oder y- und/oder z-Achse sowie zum Ablegen elektronischer Bauteile (3). Die erfindungsgemäße Vorrich­ tung umfaßt weiterhin mindestens eine Verstelleinrichtung (4) zur Verstellung der Handhabungseinrichtung (2) um und/oder entlang der x- und/oder y- und/oder z-Achse sowie mindestens eine Meßvorrichtung (5) zur Bestimmung der Lage und der Ausrichtung der elektronischen Bauteile (3). Als wesentliches Merkmal umfaßt die erfindungsgemäße Vorrich­ tung außerdem mindestens eine elektrische Kontakteinrich­ tung (8) zur Herstellung mindestens einer elektrisch lei­ tenden Verbindung zwischen mindestens einem elektronischen Bauteil (3) und mindestens einer der elektrischen Kontak­ teinrichtung (8) nachgeschalteten elektronischen Prüfein­ richtung.

Als wesentlichen Bestandteil umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner mindestens eine zentrale Datenverarbei­ tungseinrichtung (6), welche zumindest mit mindestens ei­ ner Meßvorrichtung (5) sowie mit mindestens einer der elektrischen Kontakteinrichtung (8) nachgeschalteten Prü­ feinrichtung einerseits und den Antriebselementen (16) zum Antrieb der mindestens einen Handhabungseinrichtung (2) und/oder der mindestens einen Verstelleinrichtung (4) und/oder des mindestens einen Fördermittels (1, 9) anderer­ seits, in Verbindung steht.

Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist da­ rin zu sehen, daß zumindest die Antriebsmittel (16) zur Bewegung des mindestens einen Fördermittels (1) und/oder der mindestens einen Handhabungseinrichtung (2) und/oder der mindestens einen Verstelleinrichtung (4) außerhalb der gegebenenfalls vorhandenen Temperaturkammer (12) vorgese­ hen sind. Durch diese Maßnahme erhöht sich die Lebensdauer der Antriebsmittel (16) beträchtlich.

Das Vorsehen einer Temperaturkammer (12) ist beim Testen von elektronischen Bauteilen meist obligatorisch, da die Testtemperaturen im Bereich von -60°C bis + 200°C liegen können.

Werden die elektronischen Bauteile (3) beispielsweise auf einem langsam laufenden Förderband (9) zur Aufnahmestelle gefahren, steht während des Transportes auf dem Förderband (9) genügend Zeit zur Verfügung, um die Temperatur der elektronischen Bauteile (3) an die Temperatur der Tempera­ turkammer (12) anzugleichen.

Innerhalb der Temperaturkammer (12) finden sich zumindest die elektrische Kontakteinrichtung (8) und vorzugsweise die Handhabungseinrichtung (2) sowie der in Richtung der elektrischen Kontakteinrichtung (8) weisende Abschnitt des Fördermittels (1).

Bei den Antriebsmitteln (16) handelt es sich vorzugsweise um elektrische oder pneumatische Antriebsmittel, welche in Form von Zylindern, Stellmotoren, Schrittmotoren, Servomo­ toren oder Elektromagneten ausgebildet sind. Diese können beispielsweise durch einen Spindelantrieb, Schneckenan­ trieb, Seilzugmechanismus, Riemenantrieb, Zahnriemenan­ trieb, Zahnstangenantrieb, Pneumatikzylinder, flexible Wellen (22, 24) oder Bowdenzüge (23) wirken.

Das Fördermittel (1) kann beispielsweise ein Rüttler, eine Rutsche, oder ein Förderband sein. In der Regel wird das Fördermittel (1) durch mindestens ein Förderband (9) ver­ körpert, dessen Laufrichtung in der Draufsicht parallel oder rechtwinklig zur Kontaktierungsebene (7) ausgerichtet ist.

Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, das För­ dermittel (1) in Form mindestens einer manuellen oder au­ tomatischen handelsüblichen Be- und/oder Entladeeinrich­ tung für rohrförmige, tablettförmige, schienenförmige, stangenförmige, kassettenförmige, bandförmige oder gurt­ förmige Aufbewahrungsbehälter für elektronische Bauteile (3) auszubilden.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird das För­ dermittel (1) jedoch durch mindestens zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Förderbänder (9) verkör­ pert (siehe Abildung 1).

Die Laufrichtung mindestens eines Förderbandes (9) ist dort beispielsweise rechtwinklig in Richtung der Kontak­ tierungsrichtung (7) ausgerichtete während die Laufrich­ tung des mindestens einen weiteren Förderbandes (9) entge­ gengesetzt zur Laufrichtung des ersten Förderbandes ausge­ richtet ist. Das zweite Förderband (9) kann beispielsweise die nach Klassen sortiert auf ihm abgelegten elektroni­ schen Bauteile abführen. Die in Abb. 1 dargestellten, gegebenenfalls vorhandenen Führungsschienen (21) verhin­ dern dabei, daß sich Bauteile unterschiedlicher Güteklas­ sen unbeabsichtigt vermischen.

Die Handhabungseinrichtung (2) umfaßt mindestens einen Bauteilhalter (18) in Form mindestens eines vorzugsweise­ leicht austauschbaren Greifers oder Saugers.

Ein erfindungsgemäß verwendeter Sauger (18) kann bei­ spielsweise im wesentlichen die Form eines Rohres aufwei­ sen und an seinem freien Ende eine gegebenenfalls mehr oder weniger aufgeweitete Aufnahmefläche (11) besitzen. Da jeder Sauger oder Greifer konstruktionsbedingt nicht nur für eine einzige Gehäusegröße einer bestimmten Art von elektronischen Bauteilen (3, 3') geeignet ist, sondern grundsätzlich zur Aufnahme und zum Transport von elektro­ nischen Bauteilen unterschiedlichster Gehäuseabmessungen und Arten in Frage kommt, ist es im Falle der erfindungs­ gemäßen Transportvorrichtung nicht erforderlich, bei jedem Übergang von einer Art elektronischer Bauteile zu einer anderen oder bei jeder Größenänderung der elektronischen Bauteile (3) den Bauteilhalter (18) oder gar -wie im Stand der Technik- die gesamte Bewegungsvorrichtung für die elektronischen Bauteile (3) auszutauschen.

Der Bauteilhalter (18) ist vorzugsweise um mindestens 90° oder 180° um eine parallel zur Kontaktierungsebene (7) verlaufende Längsachse (10) beispielsweise mittels eines Bowdenzuges (23) schwenkbar (siehe Abb. 5 und 6). Auf diese Weise kann die in der Regel endwärtige Bauteil­ aufnahmefläche (11) des Bauteilhalters (18) im wesentli­ chen in parallele Ausrichtung zur elektrischen Kontakt­ einrichtung (8) und anschließend wieder in die vertikal nach unten gerichtete Ablagestellung gebracht werden.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Handhabungseinrichtung (2) ferner mindestens einen bei­ spielsweise frontseitig auf dem in x-Richtung verschiebba­ ren Schlitten (17) vertikal in z-Richtung verschiebbar an­ gebrachten zweiten Schlitten. Dieser in z-Richtung ver­ schiebbare, zweite Schlitten kann frontseitig mindestens einen Bauteilhalter (18) tragen.

Gegebenenfalls kann eine flexible Welle (22) über ein Schneckengetriebe den vertikal gleitend an dem Schlitten (17) angebrachten weiteren Schlitten in z-Richtung antrei­ ben.

Dies führt einerseits zu dem Vorteil, daß Orientierungs­ fehler des vertikal nach unten ausgerichteten Bauteilhal­ ters (18) beim Absetzen auf dem elektronischen Baustein (3) entlang der y-Achse durch eine diesen Orientierungs­ fehler ausgleichende Bewegung des zweiten Schlittens ent­ lang der z-Achse kompensierbar sind.

Die Verstellbarkeit der Handhabungseinrichtung (2) entlang der z-Achse führt darüberhinaus zu dem Vorteil, daß Orien­ tierungsfehler bezüglich der Drehung bei einer streifen­ förmigen oder plattenförmigen Zusammenstellung von elek­ tronischen Einzelbauteilen (3') besonders schnell und in­ strumentell einfach behebbar sind.

Wie insbesondere aus Abb. 6 hervorgeht, kann durch simples Anheben und/oder Absenken in vertikaler z- Richtung, zumindest eines, zweier oder aller Bauteilhalter (18), ein Orientierungsfehler der platten- oder streifen­ förmigen Zusammenstellung um die horizontale Drehachse mü­ helos ausgeglichen werden.

Diese Art der Korrektur von Orientierungsfehlern ist nicht nur bei beispielsweise platten- oder streifenförmigen Zu­ sammenstellungen von elektronischen Einzelbauteilen (3') anwendbar, sondern grundsätzlich auch bei solchen elektro­ nischen Einzelbauteilen (3'), auf deren Gehäuseoberfläche mindestens zwei Aufnahmeflächen (11) von mindestens zwei Bauteilhaltern (18) Platz finden.

Alternativ oder zusätzlich zu dieser Art der Korrektur von Orientierungsfehlern bezüglich der Drehung elektronischer Bauteile (3) ist es möglich, die Handhabungseinrichtung (2) so auszugestalten, daß sie zumindest eine Drehung des in Kontaktierstellung hochgeschwenkten Bauteilhalters (18) um dessen Längsachse (y-Achse) gestattet.

Zu diesem Zweck kann eine flexible Welle (24) beispiels­ weise über ein Schneckengetriebe mit einem gegebenenfalls auf dem in z-Richtung vertikal verschiebbaren zweiten Schlitten drehbar angebrachten Rundtisch in Verbindung stehen, wobei der Rundtisch frontseitig mindestens einen Bauteilhalter (18) tragen kann. In der vertikal nach unten gerichteten Aufnahme- oder Ablagestellung des Bauteilhal­ ters (18) kann dieser Drehmechanismus nötigenfalls ge­ sperrt sein.

Die mindestens eine Verstelleinrichtung (4) zur Verstel­ lung der Handhabungseinrichtung (2) umfaßt vorzugsweise im wesentlichen zwei zueinander parallele und voneinander zu­ mindest etwas beabstandete Führungsschienen (13) sowie ei­ nen rechtwinklig zur Längsachse (14) der Führungsschienen (13) sich erstreckenden Querträger (15) (siehe insbesonde­ re Abb. 2 bis 4). Der Querträger (15) ist vorzugs­ weise längs verschiebbar auf den Führungsschienen (13) ge­ lagert.

Auf der in Richtung der elektrischen Kontakteinrichtung (8) weisenden Stirnseite des Querträgers (15) ist in der Regel eine Vielzahl von Handhabungseinrichtungen (2) um und/oder entlang der x-Achse und/oder der y-Achse und/oder der z-Achse verschiebbar und/oder schwenkbar angebracht. So kann die mindestens eine Handhabungseinrichtung (2) beispielsweise auf mindestens einem Schlitten (17) vorge­ sehen sein, welcher auf einer an der Stirnseite des Quer­ trägers (15) vorgesehenen Führungsschiene (25) zumindest in x-Richtung, beispielsweise mittels eines Seilzugmecha­ nismus (19), verschiebbar angebracht ist.

Die Verschiebungen oder Verschwenkungen der Handhabungs­ einrichtung (2) um gleiche oder unterschiedliche Achsen sind abhängig oder unabhängig voneinander vornehmbar (siehe Abb. 5 und 6).

Wie insbesondere aus den Abb. 3 und 4 hervorgeht, ist der Querträger (15) beispielsweise mittels zweier über mindestens einen Zahnriemen- oder Seilzugmechanismus (19) wirkender Antriebsmittel (16) auf den Führungsschienen (13) verschiebbar.

In den in den Abb. 3 und 4 dargestellten Ausfüh­ rungsformen der Verstelleinrichtung (4) verschieben die gleichen Antriebsmittel (16), welche den Querträger (15) verschieben, in Abhängigkeit ihrer Drehrichtung vorzugs­ weise zugleich eine erste Handhabungseinrichtung (2) an der Stirnseite des Querträgers (15) in x-Richtung.

In der Regel sind auf der Stirnseite des Querträgers (15) weitere Handhabungseinrichtungen (2), vorzugsweise vier bis zehn, vorgesehen (siehe Abb. 6). Diese können durch weitere Antriebsmittel (16), gegebenenfalls unabhän­ gig von dem Querträger (15) sowie unabhängig von der er­ sten Handhabungseinrichtung (2), abhängig oder unabhängig voneinander entlang der x-Achse und/oder der y-Achse und/oder der z-Achse verschiebbar sein.

Bei der mindestens einen Meßvorrichtung (5) handelt es sich beispielsweise um mindestens eine mechanische oder berührungslose optische, elektrische, kapazitive oder in­ duktive Meßvorrichtung (5).

Ihr Blickfeld ist vorzugsweise im wesentlichen auf denje­ nigen Abschnitt des Fördermittels (1, 9) gerichtet, wel­ cher der elektrischen Kontakteinrichtung (8) benachbart ist und die zu bewegenden elektronischen Bauteile (3) an­ liefert.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Blickfeld der mindestens einen Meßvorrichtung (5) direkt oder indirekt den Bereich der elektrischen Kontakteinrichtung (8) und/oder der Güteklassen entsprechenden Absetzorte erfas­ sen.

Die Meßvorrichtung (5) steht mit der Datenverarbeitungs­ einrichtung (6) und über diese mit den Antriebsmitteln (16) des Fördermittels (1, 9) und/oder der Handhabungsein­ richtung (2) und/oder der Verstelleinrichtung (4) in Ver­ bindung.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Meß­ vorrichtung (5) mindestens zwei kameraartige Meßglieder, deren Blickrichtung im wesentlichen von oben zumindest auf den Endabschnitt des die elektronischen Bauteile (3) an­ liefernden Fördermittels (1, 9) gerichtet sein kann. Al­ ternativ oder zusätzlich hierzu kann deren Blickrichtung auf die elektrische Kontakteinrichtung (8) gerichtet sein.

Zu diesem Zwecke können beispielsweise mindestens ein Prisma und/oder mindestens ein vollständig oder teildurch­ lässiger Spiegel stationär oder ein- und ausschwenkbar in dem Blickfeld der mindestens einen Meßvorrichtung (5) vor­ gesehen sein.

Die ursprünglich im wesentlichen vertikal nach unten ge­ richtete Blickrichtung der mindestens einen Meßvorrichtung (5) kann auf diese Weise besonders einfach, ohne Bewegung der Meßvorrichtung (5), um beispielsweise 90° oder 180° vor allem in Richtung der elektrischen Kontakteinrichtung (8) und/oder des Absetzortes der elektronischen Bauteile (3) geschwenkt werden.

Alternativ oder zusätzlich hierzu blickt zumindest eine der beiden Kameras (5) vorzugsweise auf den Anfangsab­ schnitt des die sortiert abgesetzten elektronischen Bau­ teile (3) abführenden Fördermittels (1, 9) oder des Aufbe­ wahrungsbehältnisses für elektronische Bauteile (3, 3').

Es ist selbstverständlich, daß die im weitesten Sinne "optische" Meßvorrichtung (5) mit Strahlen unterschied­ lichster Wellenlängen arbeiten kann. So kann insbesondere eine auf Laserstrahlung, Infrarotlicht oder Röntgenstrah­ lung basierende optische Meßvorrichtung (5) zum Einsatz kommen. Auf diese Weise können nicht nur Lage und Orien­ tierung elektronischer Bauteile (3, 3') ermittelt, sondern auch deren Materialeigenschaften überprüft werden.

Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß zumindest eine der Längsachsen der beiden Kame­ ras (5) gegebenenfalls zumindest etwas schräg ausgerichtet und bei seitlicher Betrachtung oben in Richtung der Kon­ taktierungsebene (7) geneigt ist. Dies führt zu dem Vor­ teil, daß eine durch vorragende Baugruppen weniger ver­ deckte Beobachtung der Handhabungseinrichtung (2), insbe­ sondere des Bauteilhalters (18) und der angelieferten elektronischen Bauteile (3, 3'), möglich ist.

Die mindestens eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (6) enthält mindestens einen programmierbaren Mikroprozes­ sor.

Dieser ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß er aus den von der Meßvorrichtung (5) eingehenden Meßsignalen zunächst die Lage und/oder den Drehwinkel sowie den "geometrischen Flächenschwerpunkt" des angelieferten, zu bewegenden elek­ tronischen Bauteils (3) ermittelt.

Bei diesem "geometrischen Flächenschwerpunkt" kann es sich beispielsweise um den Schwerpunkt der in der Draufsicht erkennbaren Fläche des Gehäuses eines elektronischen Bau­ teils (3) handeln. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der "geometrische Flächenschwerpunkt" der Schwerpunkt der durch die freien Enden der gegebenenfalls beinchenförmigen Kontakte aufgespannten Fläche sein.

Der Mikroprozessor kann ferner derart ausgebildet sein, daß er auf der Basis der von der Meßvorrichtung (5) gelie­ ferten Daten anschließend die Abweichungen des Aufsetzor­ tes der Aufnahmefläche (11) des Bauteilhalters (18) auf dem elektronischen Bauelement (3) von dem zuvor berechne­ ten Flächenschwerpunkt bestimmt. Der Mikroprozessor ist vorzugsweise darüber hinaus in der Weise ausgestaltet, daß er ein diese Abweichungen kompensierendes Korrektursignal ermittelt und an die Antriebsmittel (16) der Handhabungs­ einrichtung (2) und/oder der Verstelleinrichtung (4) sol­ che Stellgrößen übermittelt, welche zur Feinabstimmung mit den Korrektursignalen beaufschlagt sind. Die Korrektur ei­ nes sich in der horizontalen x-y-Ebene ereignenden Orien­ tierungsfehlers der Aufnahmefläche (11) des Bauteilhalters (13) auf einem elektronischen Bauteil (3), erfolgt erfin­ dungsgemäß insbesondere dadurch, daß die in der Horizonta­ len bezüglich der y-Achse durch die Meßvorrichtung (5) festgestellte Abweichung (Δy) beim Nach-oben-Schwenken des Bauteilhalters (18) zu einer Korrektur in z-Richtung transformiert wird (Δy=Δz).

Die an die Antriebsmittel (16) von der Datenverarbeitungs­ anlage abgegebenen Stellgrößen sind grundsätzlich durch den Ort und die Lage des aufzunehmenden elektronischen Bauteils (3), den Ort und die Lage der elektrischen Kon­ takteinrichtung (8) sowie die Position und die Lage des der jeweiligen Güteklasse entsprechenden Absetzortes be­ stimmt.

Der mindestens eine programmierbare Mikroprozessor ist au­ ßerdem derart ausgestaltet, daß er solche Stellgrößen an die Antriebsmittel (16) der Handhabungseinrichtung (2) und der Verstelleinrichtung (4) ausgibt, daß das über den Bau­ teilhalter (18) aufgenommene elektronische Bauteil (3) zu­ nächst mit einem für die Messung ausreichenden Anpress­ druck paßgenau mit der elektrischen Kontakteinrichtung (8) in Eingriff kommt. Der programmierbare Mikroprozessor ist ferner derart ausgestaltet, daß die im Anschluß an die Messung an die Antriebsmittel (16) der Handhabungseinrich­ tung (2) und der Verstelleinrichtung (4) abgegebenen Stellgrößen bewirken, daß der mit einem elektronischen Bauteil beladene Bauteilhalter (18) aus der horizontalen oder vertikal nach oben weisenden Meßstellung nach unten schwenkt und das elektronische Bauteil (3) in Abhängigkeit von dem Prüfergebnis sortiert nach Güteklassen auf dem mindestens einen abtransportierenden Fördermittel (1) ab­ legt.

Von besonderer Bedeutung ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur zum Bewegen und Prüfen von einzelnen elektronischen Bauteilen (3) geeignet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vielmehr in hervorragender Weise möglich, eine Zusammenstellung von mehreren elektronischen Bauteilen (3') zu bewegen, welche beispielsweise streifenförmig, gitterfeldförmig, schienen­ förmig, stangenförmig, rohrförmig, strangförmig, tablett­ förmig, bandförmig oder plattenförmig ausgebildet ist.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß im Falle der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zum zielgerichteten Bewegen von elektronischen Bauteilen ein Spiel zwischen dem beim Stand der Technik zwingend erforderlichen platten- oder strei­ fenförmigen Rüstsatz und den in diesen eingesetzten elek­ tronischen Bauteilen ausgeschlossen ist. Ferner kennt die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht das Problem einer Tole­ ranz zwischen einem Rüstsatz und dem Prüfsockel.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung auf streifen- oder plattenförmige Rüstsätze grundsätzlich verzichten kann, ist ein Verschleiß derartiger Rüstsätze während des Trans­ portes innerhalb und/oder außerhalb der Handhabungsvor­ richtung oder während des Beschickens mit elektronischen Bauteilen ausgeschlossen. Dies hat eine besonders lange Standzeit der Vorrichtung sowie eine langfristig gegebene Freiheit von Toleranzen zur Folge.

Von besonderem Vorteil ist ferner, daß beim Übergang von einer Art elektronischer Bauteile zu einer anderen Art elektronischer Bauteile kein Wechsel eines platten- oder streifenförmigen Rüstsatzes oder einer Vorrichtung zur Aufnahme und zum Transport elektronischer Bauteile erfor­ derlich ist. Dies führt zu einer erheblichen Zeit- und Ko­ stenersparnis.

Zumal die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Rüstsätze ver­ zichten kann, werden keine teuren Aufbewahrungsbehälter für nicht in Gebrauch befindliche Rüstsätze benötigt.

Auch ein gut organisiertes und aufwendiges Lagersystem für nicht in Gebrauch befindliche Rüstsätze ist im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen überflüssig.

Aufgrund der uneingeschränkten Steuerbarkeit und der aus­ geprägten Beweglichkeit des Bauteilhalters (18) um sämtli­ che Achsen ist eine Beschädigung von elektronischen Bau­ teilen (3) oder deren Kontakten (Füsse oder Kugeln) wäh­ rend ihrer Bewegung ausgeschlossen.

Dies ist ein besonders gravierender Vorteil gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Be­ wegung von einzelnen elektronischen Bauteilen. Denn dort werden die getesteten elektronischen Bauteile ohne Senso­ rik einfach abgelegt und mittels einer Zentrier- bezie­ hungsweise Positionierfläche zentriert. Hierbei kommt es leicht zu Beschädigungen insbesondere beinchenförmiger Kontakte.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum zielgerichteten Bewegen von elektroni­ schen Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

• - mindestens ein Fördermittel (1) zur Anlieferung elektro­ nischer Bauteile (3),
• - mindestens eine Handhabungseinrichtung (2) zur Aufnahme, zum Schwenken, zum Verschieben und/oder zum Drehen um und/oder entlang der x- und/oder y- und/oder z-Achse so­ wie zum Ablegen von mindestens einem elektronischen Bau­ teil (3),
• - mindestens eine Verstelleinrichtung (4) zur Verstellung der Handhabungseinrichtung (2) entlang und/oder um die x- und/oder y- und/oder z-Achse,
• - mindestens eine Meßvorrichtung (5) zur Bestimmung der Lage und der Ausrichtung der elektronischen Bauteile (3),
• - mindestens eine elektrische Kontakteinrichtung (8) zur Herstellung mindestens einer elektrisch leitenden Ver­ bindung zwischen mindestens einem auf seine Güte zu prü­ fenden elektronischen Bauteil (3) und mindestens einer der elektrischen Kontakteinrichtung (8) nachgeschalteten elektronischen Prüfeinrichtung,
• - mindestens eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (6), welche mindestens mit einer Meßvorrichtung (5) so­ wie mit einer der elektrischen Kontakteinrichtung (8) nachgeschalteten Prüfeinrichtung einerseits und den An­ triebselementen (16) zum Antrieb der mindestens einen Handhabungseinrichtung (2) und/oder der mindestens einen Verstelleinrichtung (4) und/oder des mindestens einen Fördermittels (1) andererseits in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (16) zur Bewegung des mindestens einen Fördermittels (1) und/oder der mindestens einen Handhabungseinrichtung (2) und/oder der mindestens einen Verstelleinrichtung (4) außerhalb einer Temperaturkammer (12) vorgesehen sind, innerhalb welcher sich zumindest die elektrische Kontakteinrichtung (8) sowie die Handhabungs­ einrichtung (2) und zumindest der in Richtung der elektri­ schen Kontakteinrichtung (8) weisende Abschnitt des För­ dermittels (1) befinden, wobei es sich bei den Antriebs­ mitteln (16) um elektrische oder pneumatische Antriebsmit­ tel handelt, welche in Form von Zylindern, Stellmotoren, Schrittmotoren, Servomotoren oder Elektromagneten ausge­ bildet sind, die durch einen spindelantrieb, Schneckenan­ trieb, Seilzugmechanismus, Riemenantrieb, Zahnriemenan­ trieb, Zahnstangenantrieb, Pneumatikzylinder, flexible Wellen (22, 24) oder Bowdenzüge (23) wirken.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (1) minde­ stens ein Förderband (9) umfaßt, dessen Laufrichtung in der Draufsicht parallel oder rechtwinklig zur Kontaktie­ rungsebene (7) ausgerichtet ist und/oder mindestens eine manuelle oder automatische Be- und/oder Entladeeinrichtung für rohrförmige, tablettförmige, schienenförmige, stangen­ förmige, kassettenförmige, gurtförmige oder bandförmige Aufbewahrungsbehältnisse für elektronische Bauteile (3).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (1) minde­ stens zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Förderbänder (9) umfaßt, wobei die Laufrichtung mindestens eines Förderbandes rechtwinklig in Richtung der Kontaktie­ rungsebene (7) ausgerichtet ist, während die Laufrichtung des mindestens einen weiteren Förderbandes (9) entgegenge­ setzt zur Laufrichtung des ersten Bandes ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungseinrichtung (2) mindestens einen Bauteilhalter (18) in Form mindestens ei­ nes Greifers oder Saugers aufweist, welcher um mindestens 90° oder 180° um eine parallel zur Kontaktierungsebene (7) verlaufende Längsachse (10) schwenkbar ist, so daß die Bauteil-Aufnahmefläche (11) des Bauteilhalters (18) im we­ sentlichen parallel zur elektrischen Kontakteinrichtung (8) ausgerichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß die mindestens eine Verstell­ einrichtung (4) zur Verstellung der Handhabungseinrichtung (2) im wesentlichen umfaßt:

• - zwei zueinander parallel und voneinander zumindest etwas beabstandete Führungsschienen (13),
• - einen rechtwinklig zur Längsachse (14) der Führungs­ schienen (13) sich erstreckenden Querträger (15), welcher längsverschiebbar auf den Führungsschienen (13) gelagert ist, wobei stirnseitig in Richtung der elektri­ schen Kontakteinrichtung (8) auf dem Querträger (15) ei­ ne Vielzahl von Handhabungseinrichtungen (2) entlang der x-Achse und/oder der y-Achse und/oder der z-Achse ver­ schiebbar und/oder schwenkbar angebracht sind, wobei diese Verschiebungen oder Verschwenkungen der Handha­ bungseinrichtungen (2) um gleiche oder unterschiedliche Achsen abhängig oder unabhängig voneinander vornehmbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (15) mittels zweier über mindestens einen Zahnriemen oder Seilzugmecha­ nismus (19) wirkender Antriebsmittel (16) auf den Füh­ rungsschienen (13) verschiebbar ist, wobei diese Antriebs­ mittel (16) zugleich eine erste Handhabungseinrichtung (2) an der Stirnseite des Querträgers (15) in x-Richtung ver­ schieben.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Querträger (15) weite­ re Handhabungseinrichtungen (2) vorgesehen sind, welche durch weitere Antriebsmittel (16) unabhängig von dem Quer­ träger (15) sowie von der ersten Handhabungseinrichtung (2) entlang der x-Achse verschiebbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (5) minde­ stens eine mechanische oder mindestens eine berührungslose optische, elektrische, kapazitive oder induktive Meßvor­ richtung ist, deren Blickfeld im wesentlichen auf denjeni­ gen Abschnitt des Fördermittels (1) gerichtet ist, welcher der elektrischen Kontakteinrichtung (8) benachbart ist, wobei die mindestens eine Meßvorrichtung (5) mit der Da­ tenverarbeitungseinrichtung (6) und über diese mit den An­ triebselementen (16) des Fördermittels (1) und/oder der Handhabungseinrichtung (2) und/oder der Verstelleinrich­ tung (4) in Verbindung steht.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Meßvor­ richtung (5) mindestens eine Bildverarbeitungseinrichtung mit mindestens zwei kameraartigen Meßgliedern umfaßt, de­ ren Blickrichtung im wesentlichen von oben zumindest auf den Endabschnitt des die elektronischen Bauteile (3) an­ liefernden Fördermittels (1, 9) und/oder auf die elektri­ sche Kontakteinrichtung (8) und/oder auf den Anfangsab­ schnitt des die sortiert abgesetzten elektronischen Bau­ teile (3) abführenden Fördermittels (1, 9) direkt und/oder indirekt gerichtet ist, wobei die Längsachse der Blick­ richtung zumindest einer der beiden kameraartigen Meßglie­ der bei seitlicher Betrachtung senkrecht verläuft oder oben in Richtung der elektrischen Kontaktierungsebene (7) geneigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (6) mindestens einen pro­ grammierbaren Mikroprozessor enthält, welcher derart aus­ gebildet ist, daß er aus den von der Meßvorrichtung (5) eingehenden Meßsignalen die Lage und/oder den Drehwinkel sowie den geometrischen Flächenschwerpunkt des zu bewegen­ den elektronischen Bauteils (3) ermittelt, die Abweichun­ gen des Aufsetzortes der Aufnahmefläche (11) des Bauteil­ halters (18) auf dem elektronischen Bauelement (3) von dessen Flächenschwerpunkt bestimmt und ein diese Abwei­ chungen kompensierendes Korrektursignal ermittelt und an die Antriebsmittel (16) der Handhabungseinrichtung (2) und/oder der Verstelleinrichtung (4) Stellgrößen übermit­ telt, welche zur Feinabstimmung mit den Korrektursignalen beaufschlagt sind, wobei diese Stellgrößen grundsätzlich durch den Ort und die Lage des auf zunehmenden elektroni­ schen Bauteils (3), den Ort und die Lage der elektrischen Kontakteinrichtung (8) sowie die Position und Lage des der jeweiligen Güteklasse entsprechenden Absetzortes bestimmt sind und wobei der mindestens eine Mikroprozessor diese Stellgrößen derart an die Antriebsmittel (16) der Handha­ bungseinrichtung (2) und der Verstelleinrichtung (4) aus­ gibt, daß das über den Bauteilhalter (18) aufgenommene elektronische Bauteil (3) zunächst mit einem für die Mes­ sung ausreichenden Anpreßdruck paßgenau mit der elektri­ schen Kontakteinrichtung (8) in Eingriff kommt und der mit dem elektronischen Bauteil (3) beladene Bauteilhalter (18), im Anschluß an die Messung, aus der horizontalen oder vertikal nach oben weisenden Meßstellung nach unten schwenkt und das elektronische Bauteil (3) in Abhängigkeit von dem Prüfergebnis sortiert nach Güteklassen auf dem mindestens einen abtransportierenden Fördermittel (1) ab­ legt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß das mindestens eine zu bewe­ gende elektronische Bauteil (3) eine Zusammenstellung von mehreren elektronischen Einzelbauteilen (3') darstellt, welche streifenförmig, gitterfeldförmig, schienenförmig, rohrförmig, stangenförmig oder plattenförmig ausgebildet ist.