DE2803427A1

DE2803427A1 - Vorrichtung zur behandlung einer reihe von einzelnen bauteilen

Info

Publication number: DE2803427A1
Application number: DE19782803427
Authority: DE
Inventors: Milo Wayne Frisbie; Mavin Cliff Swapp
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1978-01-26
Publication date: 1978-08-31
Also published as: JPS5928269B2; FR2381571B1; GB1585331A; US4128174A; JPS53107277A; DE2803427C2; FR2381571A1; HK51083A; SG35383G

Description

O₁E. Weber ο d-s München 71

Patentanwalt ' ""-* * Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber müncfien

M 639

MOTOEOIA INC.
East Algonquin Road
Schaumburg, 111. 60196
USA

Vorrichtung zur Behandlung einer Reihe von einzelnen

Bauteilen

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer Reihe von einzelnen Bauteilen und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung für die Hochgeschwindigkeits-Behandlung von integrierten Schaltungebauteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart weiterzuentwiekeln, daß sie mit besonders hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung werden durch die Vorrichtung die Bauteile vereinzelt, und es wird ^jeweils eines der Bauteile aus einer entsprechenden Reihe herausgenommen, mit hoher Geschwindigkeit mit den entsprechenden Eontakten einer elektrischen Prüfeinrichtung in Berührung gebracht, aus dem Eingriff mit den Prüfkontakten wieder entfernt, einer Sortiereinrichtung zugeführt und dann in einem entsprechenden Behälter abgelegt.

Die erhöhte Durchsatzgeschwindigkeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus einer Anzahl von Faktoren, die jeweils den Bewegungsablauf beschleunigen. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus nur zwei Komponenten, nämlich aus einem Prüfrad und einem Sortierrad.

Um die Zeit möglichst gut auszunutzen, werden mehrere Vorgänge gleichzeitig ausgeführt, wobei das Prüfrad und das Sortierrad entsprechend zusammenwirken. Während ein Teil geprüft wird, wird ein weiteres Teil aus dem Behälter mit den ungeprüften Teilen entnommen, und es wird- ein anderes Bauteil durch das Sortierrad einem entsprechenden Behälter zugeführt. Während das eine Teil der Prüfeinrichtung zugeführt

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wird, wird ein weiteres Bauteil von der Prüfeinrichtung abgeführt und gelangt zu dem Sortierrad. Der Vorgang wird in dieser Weise fortgesetzt, indem jeweils Bauteile einzeln aus einem Behälter entnommen, geprüft und in das Sortierrad gebracht werden. Weder das Prüfrad, noch das Sortierrad müssen in eine Anfangsposition zurückkehren, nachdem ein Arbeitsgang beendet ist. Die Bauteile werden in den beiden Rädern durch die Beschleunigungskraft gehalten und nicht etwa durch die Verwendung von Halterungen oder Verschlußeinrichtungen. Die unter dem Einfluß der Schwerkraft zugeführten oder abgeführten Bauteile müssen nur über einen Abstand fallen, welcher gleich ihrer eigenen Länge ist. Schleifkontakte dienen in der Prüfeinrichtung dazu, das Bauteil zu halten, so daß keine Bewegung für das Schließen von Kontakten erforderlich ist. Es wrden vorzugsweise elektronische anstatt von mechanischen Einrichtungen verwendet, um die .Geschwindigkeit und die Position der Bäder zu steuern.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung, welche die Schleifkontakte zeigt, die bei der Prüfbefestigung verwendet werden, und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung.

Die erste Funktion der Vorrichtung besteht darin, ein einzel nes integriertes Bauteil aus einem Behälter ait ungeprüften Bauteilen aufzunehmen und es in eine Position zu bringen, in welcher es geprüft werden kann. Nachdem das Teil geprüft ist,

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bewegt die Vorrichtung das geprüfte Teil in eine Sortiereinrichtung. Diese Funktionen werden durch das Prüfrad ausgeführt.

Die Fig. 1 zeigt das Prüfrad 20, welches ein aus einem Material mit geringer Masse hergestelltes Rad ist, welches auf einer horizontalen Achse 21 angeordnet ist und acht Schlitze 22 bis 29 hat, die jeweils auf Abständen von 4-5° auf dem Umfang verteilt sind. Das Prüfrad 20 kann beispielsweise einen Durchmesser von etwa 14· cm (5,5 ") und eine Dicke von etwa 2,5 mm (0,1 ") haben. Es kann aus Aluminium oder einem anderen Leichtmetall bestehen. Weiterhin kann die Masse des Prüfrades 20 weiter dadurch vermindert werden, daß nicht erforderliches Material aus dem Innenraum des Rades herausgeschnitten wird. Die Schlitze 22 bis 29 im Prüfrad 20 fluchten mit (nicht dargestellten) Plastikeinsätzen, welche dazu dienen, eine elektrische Isolierung zwischen den integrierten Bauteilen, die in den Schlitzen geführt werden, und dem Prüfrad selbst herbeizuführen. Ein Schwerkraftzuführungsbehälter 30 mit ungeprüften Bauteilen 31 ist an der Oberseite des Prüfrades 20 angeordnet. Die integrierten Bauteile 31 können in der üblichen Weise in Plastik- oder Keramikmaterial eingebettet sein und die Form von Packungen haben, wie es in der Halbleiterindustrie üblich ist. Die Bauteile 31 können acht oder mehr Leitungsanschlüsse aufweisen, wobei die Anzahl der Leitungsanschlüsse von der darin enthaltenen integrierten Schaltung abhängt. Da verschiedene Schaltungen zu Anordnungen unterschiedlicher Größe führen, sind einstellbare Anschläge in den Schlitzen 22 bie 29 vorgesehen, so daß diest Schlitze derart verändert werden können, daß ihre Tiefe der Länge der verwendeten Bauteile entspricht. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß mit derselben Behandlungsvorrichtung zu verschiedenen Zeiten unterschiedliche Bauteile verarbeitet werden können. Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 ist das Bauteil 32 in den Schlitz 22 hineingefallen. Da der Schlitz

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in seiner Tiefe derart eingestellt wurde, daß seine Tiefe der Länge des Bauteils 32 entspricht, werden die übrigen Bauteile 31 im Behälter 30 aus dem geschlitzten Rad 20 herausgehalten. Die Leitungsanschlüsse des Bauteils 32 streifen die Ränder der Schlitze 22 und sind elektrisch gegen das Rad 20 durch die Plastikeinsätze isoliert. In ähnlicher Weise wird das Bauteil 33, welches zuvor aus dem Behälter 30 herausgefallen ist, im Schlitz 29 gehalten. Das Rad 20 wird in der Pfeilrichtung um 4-5° weitergedreht. Ein Gleichstrommotor 3A- mit geringer Trägheit und hohem Drehmoment wird dazu verwendet, zusammen mit einem Servoantriebsverstärker die Geschwindigkeit und die Position des geschlitzten Rades 20 zu steuern. Während das Rad gedreht wird, ist seine Beschleunigung ausreichend groß, um die Teile 32 und 33 nach außen gegen den Anschlag 35 zu schleudern. Dadurch wird das Bauteil 33 in bezug auf die elektrische Prüfeinrichtung in der erforderlichen Weise ausgerichtet, welche durch die gestrichelte Linie 36 angedeutet ist. Die Prüfeinrichtung 36, welche in der Fig. 2 im einzelnen veranschaulicht ist, wird auf einer Anschlagplatte 35 gehalten. Die Prüfeinrichtung 36 bzw. die entsprechende Halterung oder Befestigungseinrichtung verwendet federbelastete Schleifkontakte 37, welche an dem Prüfrad 20 streifen und welche eine elektrische Verbindung zwischen der zu prüfenden Einrichtung und der Prüfeinrichtung selbst bilden. Die federbelasteten Schleifkontakte dienen dazu, daß keine Zeit bei der Anordnung eines Bauteils in bezug auf die Prüfeinrichtung verloren geht. Nachdem das Prüfrad 20 um 4-5° gedreht wurde, befindet sich der Schlitz 23 in der vertikalen Position, und es fällt ein weiteres Bauteil 31 aus dem Speicher 30 in den Schlitz 23· Das Bauteil 33 ist äetzt mit der Prüfeinrichtung 36 im Eingriff, das Bauteil ist in einer Zwischenstellung zwischen der Prüfeinrichtung 36 und dea Speicher 30, und ein weiteres Bauteil 31 ist in das Rad hineingefallen.

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Nachdem die Prüfung des Bauteils 33 abgeschlossen ist, wird das Rad 20 wiederum um 45° in der Pfeilrichtung gedreht. Während das Rad 20 sich dreht, werden alle Bauteile in ihren entsprechenden Schlitzen am Anschlag 35 gehalten. Durch die Drehung des Rades 20 um 45° wird das Bauteil 33 von der Prüfeinrichtung wegbewegt, und das Bauteil 32 wird mit der Prüfeinrichtung zum Eingriff gebracht, während das Bauteil im Schlitz 23 in eine Zwiechenstellung gebracht wird und ein weiteres ungeprüftes Bauteil 31 aus dem Speicherbehälter 30 in den Schlitz 24- fallen kann. Nachdem die Prüfung des Bauteils 32 abgeschlossen ist, wird das Prüfrad 20 erneut um 45° gedreht. Nachdem das Prüfrad 20 die Drehung um 45° abgeschlossen hat, fällt das Bauteil 33 aus dem Schlitz 29 in einen Schlitz 40 im Sortierrad 38. Gleichzeitig bewegt sich das Bauteil im Schlitz 23 zu der Prüfeinrichtung, und es fällt ein weiteres ungeprüftes Bauteil in den Schlitz 25· Dieser Vorgang wird in dieser Weise fortgesetzt, wobei Jeweils einzelne Bauteile aus den Speicherbehälter entnommen, geprüft und in das Sort errad überführt werden.

Bei der hier veranschaulichten Ausführungsform werden die integrierten Bauteile in zwei bis acht Kategorien durch das Prüfverfahren klassifiziert. Die Anzahl der jeweils verwendeten Kategorien wird für jeden Typ von geprüften Bauteilen festgelegt. Da die hier beschriebene Ausführungsform acht Kategorien verarbeiten kann, sind acht Sortierbahnen vorhanden. Eine dieser Sortierbahnen ist in der Fig. 1 bei 56 dargestellt. Es ist die Funktion des Sortierrades 38, das geprüfte Bauteil der entsprechenden Sortierbahn zuzuführen, durch welche das Bauteil einem Behälter mit ähnlichen geprüften Bauteilen zugeführt werden kann.

Das Sortierrad 38 ist ein aus einem Material mit geringer Masse hergestelltes Rad, welches um eine vertikale Achse 39 rotiert. Die Geschwindigkeit und die Stellung des

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Sortierrades 38 werden durch einen Gleichstrommotor 57 mit geringer Trägheit und hohem Drehmoment gesteuert, der in Verbindung mit einem Servoantriebsverstärker verwendet wird. Die Fig. 3 zeigt, daß das Sortierrad 38 sechzehn äquidistante öffnungen 40 bis 55 aufweist, die entlang seinem Umfang angeordnet sind. Diese öffnungen erstrecken sich vollständig durch die Dicke des Sortierrades 38 hindurch.

Das Sortierrad 38 kann beispielsweise einen Durchmesser von etwa 12,7 cm (5") bis zu etwa 15»2 cm (6") und eine Dicke von etwa 2,5 mm (0,2") aufweisen. Es kann aus Aluminium oder einem anderen Leichtmetall bestehen. Die auf Abstand voneinander angeordneten öffnungen 40 bis 55 sind mit (nicht dargestellten) Plastikeinsätzen ausgestattet, die etwa 19 mm (0,75 ") hoch sind ind dazu dienen, die integrierten Schaltungsbauteile in einer im wesentlichen aufrechten Stellung zu halten.

Eine Anschlagplatte 58 ist fest in einer Position von etwa 1,5 mm (1/16 ") unter der öffnung 40 im Sortierrad 38 angeordnet. Acht Sortierbahnen 56 sind unter dem Sortierrad 38 angeordnet, wobei eine Sortierbahn direkt unter den öffnungen 41 bis 44 und 52 bis 55 angeordnet ist. Wenn das geprüfte Bauteil 33 in die öffnung 40 hineinfällt, wird es durch die Anschlagplatte 58 aufgehalten. Dieses Bauteil 33 wurde während des Prüfverfahrens in eine von acht ausgewählten Kategorien eingestuft. Das Sortierrad 38 dreht sich dann entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, und es hält über den entsprechenden Sortierbahnen 56 an. Während sich das Sortierrad 38 dreht, wird das Bauteil 33 in der öffnung 40 durch die Beschleunigungskräfte gehalten, welche das Bauteil gegen die Eänder der öffnung drücken. Wenn das Sortierrad 38 anhält, wirkt nur die Schwerkraft auf das Bauteil 33, so daß dieses Bauteil unter der Wirkung der Schwerkraft

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in die darunter befindliche Sortierbahn hineinfällt. Das Sortierrad 38 ist nunmehr bereit, ein weiteres Bauteil aus dem Prüfrad 20 aufzunehmen. Das Sortierrad 38 braucht nicht in seine Ausgangsposition zurückzukehren, da automatisch eine der sechzehn Öffnungen 40 bis 55 in der ordnungsgemäßen Stellung ist, um ein weiteres Bauteil aus dem Prüfrad aufzunehmen. Die durch das Sortierrad ausgeführte Sortierfunktion erfolgt in demselben Zeitintervall, in welchem ein weiteres integriertes Bauteil geprüft wird, so daß für das Sortieren keine zusätzliche Zeit erforderlich ist.

Die Beziehung zwischen der Punktion des Prüfrades, der externen Computer-Prüfeinrichtung und dem Sortierrad kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor gesteuert werden. Ein für den Abschluß einer Prüfung repräsentatives Signal, welches durch die Prüfeinrichtung abgegeben wird, würde einem Prüfrad-Servoantriebsverstärker zugeführt, um das Prüfrad in Drehung zu versetzen. In ähnlicher Weise würde eine Information in bezug auf die Einstufung des geprüften Bauteils an den Sortierrad-Servoantriebsverstärker gegeben, um das Sortierrad in die richtige Sortierbahnanordnung zu bringen. Analoge Tachometer werden dazu verwendet, um sowohl bei dem Prüfrad als auch bei dem Sortierrad die Geschwindigkeiten zu überwachen. Digitale Tachometer werden dazu verwendet, die Positionen dieser beiden Räder zu überwachen.

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Claims

28U3427

Patentansprüche

Vorrichtung zur Behandlung einer Reihe von einzelnen Bauteilen zur Prüfung und Sortierung, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes vertikales Bad (20) vorgesehen ist, welches mit Schlitzen (22 bis 29) ausgestattet ist, die auf seinem Umfang verteilt angeordnet sind, um die Bauteile zu vereinzeln, sie einer Prüfeinrichtung zuzuführen und sie von der Prüfeinrichtung (36) wieder abzuführen, und daß ein zweites horizontales Rad (38) vorhanden ist, um die Bauteile zu sortieren, daß das zweite Rad unter dem ersten Rad (20) angeordnet ist und öffnungen (4-0 bis 55) aufweist, die auf seinem Umfang verteilt angeordnet sind, wobei die öffnungen dazu dienen, die aus dem ersten Rad (20) herausgefallenen Bauteile aufzunehmen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rad (20) ein Rad mit einer geringen Masse ist, welches um eine horizontale Achse (21) drehbar ist, und zwar in diskreten Schritten, um die Folge von einzelnen Bauteilen in einer kontinuierlichen Folge in die Schlitze (22 bis 29) hineinfallen zu lassen, so daß sie in eine für eine Prüfung ordnungsgemäße Stellung gebracht werden, um nach einer weiteren Drehung in das zweite Rad (38) hineinzufallen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoger Tachometer und ein digitaler Tachometer dazu verwendet werden, die Geschwindigkeit bzw. die Drehstellung des ersten Rades (20) zu überwachen, und daß das erste Rad (20) durch einen Gleichstrommotor (34) mit hohem Drehmoment angetrieben wird, welcher durch einen Servoantrieb-verstärker gesteuert wird.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rad (38) ein Bad mit geringer Masse ist, welches sich um eine vertikale Achse (39) dreht, um eine der Öffnungen (40 his 55) oberhalb einer vorgegebenen Sortierbahn (56) zu positionieren, so daß das in der Öffnung (40 bis 55) enthaltene Bauteil in die Sortierbahn. (56) hineinfallen kann.
5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil in der Öffnung (40 bis 55) während der Drehung durch die Beschleunigungskräfte gehalten wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoger Tachometer und ein digitaler Tachometer dazu verwendet werden, die Geschwindigkeit bzw. die Drehstellung des zweiten Eades (38) zu überwachen, und daß das zweite Rad (38) durch einen Gleichstrommotor (57) mit hohem Drehmoment angetrieben wird, welcher durch einen Servoantriebverstärker gesteuert wird.
7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (20) und das zweite Element (38) gemeinsam derart zusammenwirken, daß in einem Zeitintervall, in welchem das zweite Element (38) eines der individuellen Bauteile sortiert, das erste Element (20) andere individuelle Bauteile vereinzelt, zur Prüfung entsprechend anordnet, einer Prüfung aussetzt und von der Prüfeinrichtung wieder wegbewegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bauteile (31 "bis 33) integrierte Schaltungsbauteile sind, die jeweils als Dual-in-Line-Package ausgebildet sind.

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