DE3531120C2 - Einrichtung zum Prüfen und Sortieren von elektronischen Bauelementen, insbesondere integrierten Chips - Google Patents
Einrichtung zum Prüfen und Sortieren von elektronischen Bauelementen, insbesondere integrierten ChipsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Prüfen
und Sortieren von elektronischen Bauelementen, insbesondere
integrierten Chips, mit einem ein Gefälle aufweisenden
Eingangsmagazin für die ungeprüften Bauelemente, mit
einer am Ausgangsende des Eingangsmagazins angeordneten
Vereinzelungsvorrichtung, die einen ebenfalls ein Gefälle
aufweisenden Vereinzelungskanal enthält, und mit einer
Prüfeinheit, der die Bauelemente nacheinander zugeführt
werden.
Eine derartige Einrichtung ist bekannt (DE-OS 32 17 531).
Bei dieser bekannten Einrichtung besteht die Vereinzelungs
vorrichtung aus einem am Ende des Ausgangsmagazins
angeordneten kleinen endlosen Förderband, das oberhalb
der Lauffläche für die Bauelemente angeordnet ist und
mit seiner Unterseite auf die zu vereinzelnden Bauelemente
drückt. Das Band selbst ist aus Gummi, so daß die von
dem Förderband erfaßten Bauelemente nicht beschädigt
werden. Unmittelbar hinter dem kleinen Förderband ist
eine Lichtschranke vorgesehen. Diese gibt beim Passieren
der Vorderkante und der Hinterkante eines Bauelementes
ein Signal, welches für die Steuerung des Antriebes
für das Förderband verwendet wird. Die vorstehend beschrie
bene bekannte Einrichtung hat sich zwar bewährt, sie
ist jedoch noch verbesserungsbedürftig. Dies deshalb,
weil das Förderband selbst verschleißanfällig ist und
einen separaten Antrieb benötigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
die in erster Linie weniger stör- und verschleißanfällig
ist.
Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Vereinzelungsvor
richtung zwei in Transportrichtung der Bauelemente
mit Abstand hintereinander angeordnete und quer zur
Transportrichtung verstellbare Stopelemente aufweist,
die durch einen Pendelmechanismus miteinander verbunden
sind, mittels welchem abwechselnd das eine Stopelement
in den Vereinzelungskanal eingetaucht und das andere
aus diesem zurückgezogen wird und umgekehrt.
Die so gestaltete Vereinzelungsvorrichtung arbeitet
weitgehend verschleißfrei, da die Bauelemente entweder
abgestoppt oder freigegeben werden, ohne daß auf sie
ein Reibdruck zwecks Vorwärtsbewegung ausgeübt werden
muß.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin
bestehen, daß die beiden Stopelemente etwa den Abstand
von eineinhalb Längen der zu Vereinzelnden Bauelemente
haben, so daß das in Transportrichtung stromabwärts
gelegene Stopelement beim Eintauchen in den Vereinzelungs
kanal das vorletzte Bauelement festklemmt.
Ein andere Weiterbildung kann darin bestehen, daß die
beiden Stopelemente zur Vermeidung von Beschädigungen
der Bauelemente federnd gelagert sind.
Zur Realisierung des Pendelmechanismus kann ein Pendelrah
men gehören, mit dessen einem Ende das in Transportrichtung
der Bauelemente stromaufwärts gelegene Stopelement
verbunden ist, wobei der Pendelrahmen um eine quer
zur Transportrichtung der Bauelemente verlaufende Pendel
achse schwenkbar gelagert ist, und wobei das andere
Ende des Pendelrahmens mit dem in Transportrichtung
der Bauelemente stromabwärts gelegenen Stopelement
über eine Blattfeder verbunden ist. Die Stopelemente
können ferner über mindestens eine weitere Blattfeder
direkt miteinander verbunden sein.
Um dem Pendelmechanismus eine Grundorientierung zu
geben, kann das in Transportrichtung der Bauelemente
stromaufwärts gelegene Stopelemente durch eine Vorspannfe
der so vorgespannt sein, daß es in den Vereinzelungskanal
eintaucht bzw. diesen am Ende verschließt.
Eine andere praktische Ausgestaltung kann darin bestehen,
daß die beiden Stopelemente von unten in den schräg
verlaufenden Vereinzelungskanal eintauchen, wobei das
in Transportrichtung der Bauelemente stromabwärts gelegene
Stopelemente das vorletzte Bauelement beim Eintauchen
gegen die obere Vereinzelungskanal-Begrenzung preßt,
während das stromaufwärts gelegene Stopelement beim
Eintauchen den Transportkanal abschließt bzw. einen
Anschlag für das letzte Bauelement bildet.
Zur Vermeidung eines separaten Antriebes, wie dieser
noch bei der eingangs beschriebenen bekannten Vereinze
lungsvorrichtung vorgesehen ist, wird weiterhin vorgeschla
gen, daß sich an die Vereinzelungsvorrich
tung in Transportrichtung eine Kippvorrichtung anschließt,
die einen Kippkanal aufweist, daß die Kippvorrichtung
um eine quer zur Transportrichtung der Bauelement verlau
fende Kippachse zwischen einer Beladestellung und einer
Entladestellung kippbar ist, wobei die Kippvorrichtung
in der Ladestellung das in Transportrichtung der Bauelemen
te stromaufwärts gelegene Stopelement entgegen der
Wirkung der Vorspannfeder in Freigabestellung drückt
und der Kippkanal in Flucht mit dem Vereinzelungskanal
zu liegen kommt, so daß das letzte Bauelement in das
eine Ende des Kippkanales einlaufen kann, bis es gegen
einen stationären Anschlag am anderen Ende des Kippkanales
trifft, und wobei der Kippkanal der Kippvorrichtung
in der Entladestellung mit einem Prüfkanal der Prüfeinheit
fluchtet, derart, daß das in der Entladestellung aus
dem hier nicht mehr von dem stationären Anschlag verschlos
senen Kippkanal in den Prüfkanal einlaufen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung;
Fig. 2 eine Längsschnitt durch das Eingangsmagazin;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Eingangsmagazin;
Fig. 4 eine Draufsicht IV in Fig. 1 auf das Eingangsmaga
zin (ohne Decke);
Fig. 5 eine Ansicht V von hinten gegen die Vorrichtung
(ohne Stecker);
Fig. 6 einen Schnitt durch die Testeinheit und das
Shuttle;
Fig. 7a und 7b Schnitte durch die Vereinzelungsvorrichtung
und die Kippvorrichtung in verschiedenen
Stellungen;
Fig. 8a bis 8c Schnitte durch die Wendevorrichtung
und das Shuttle in verschiedenen Stellungen;
Fig. 9a einen Schnitt durch den Prüfstifthalter und
den Prüfkäfig für CLCC′s;
Fig. 9b eine perspektivische Darstellung des Prüfkäfigs
für CLCC′s;
Fig. 10a einen Schnitt durch den Prüfstifthalter und
den Prüfkäfig für PLCC′s;
Fig. 10b eine perspektivische Explosionsdarstellung
vom Prüfstifthalter und Prüfkäfig für PLCC′s;
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines CLCC′s;
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines PLCC′s.
Die in den Figuren Seitenansicht gezeigte Einrichtung
ist in einem Gehäuse 1 untergebracht. Im oberen Teil
des Gehäuses ist ein Eingangsmagazin 2 für die Bauelemente
schräg angeordnet, so daß die darin befindlichen Bauele
mente durch die Schwerkraft schräg nach unten rutschen.
Über dem Eingangsmagazin 2 ist ein Deckel 3 angeordnet,
der - um das Eingangsmagazin 2 zugänglich zu machen -
hochklappbar und mittels federnder Teleskopstangen
4 in dieser hochgeklappten Stellung abstützbar ist.
Das Eingangsmagazin 2 weist eine Vielzahl von (hier
nicht sichtbaren) Magazinkanälen auf, in denen die
Bauelemente angeordnet sind. Ferner ist das Eingangsmagazin
mittels eines Antriebsmotors 5 senkrecht zur Zeichenebene
verfahrbar, um einen gewünschten Magazinkanal in Flucht
mit der Eingangsöffnung an einer Prüfeinheit 6 zu bringen.
In der stationär angeordneten Prüfeinheit 6 werden
die Bauelemente nacheinander einzeln getestet. Die
Prüfeinheit 6 ist dazu über einen Stecker 7 und ein
Kabel mit einem (nicht dargestellten) Auswerte-Computer
verbunden. Aufgrund der dem Auswerte-Computer zugeführten
elektrischen Signale stellt dieser fest, ob die Bauelemente
"gut" oder "schlecht" sind. Bei dem "guten" Bauelementen
unterscheidet er noch zwischen verschiedenen Güteklassen.
Das Auswerteergebnis wird der Einrichtung wiederum
über das Kabel 8 zugeführt.
Unterhalb der Testeinheit (Prüfeinheit) 6 ist ein Shuttle 9 angeordnet,
welches mit einem Aufnahmekanal für ein Bauelement
versehen ist. Das Shuttle 9 ist an einem Shuttle-Schlitten
10 angeordnet und um eine senkrecht zur Zeichenebene
verlaufende Achse 11 schwenkbar. Der Shuttle-Schlitten
10 ist ferner auf einer Führungsstange 12 längs verschieb
bar angeordnet. Die Führungsstange 12 verläuft ebenfalls
senkrecht zur Zeichenebene.
Unterhalb des Shuttles 9 ist stationär ein schräg verlau
fendes Ausgangsmagazin 13 angeordnet. Dieses weist
ebenfalls eine Vielzahl von schräg verlaufenden Magazinka
nälen zur Aufnahme der geprüften Bauelemente auf. Jeder
Magazinkanal ist einer Güteklasse für die Bauelemente
zugeordnet. Aufgrund der der Einrichtung von dem Auswerte-
Computer zugeführten Auswertesignale verfährt der Shuttle-
Schlitten 10 mit dem Shuttle 9 nach Aufnahme eines
Bauelementes aus der Prüfeinheit 6 in eine Position,
in der er mit dem der festgestellten Güteklasse ent
sprechenden Magazinkanal des Ausgangsmagazins 13 fluchtet
und übergibt das Bauteil an diesen Magazinkanal.
Mit der Bezugsziffer 14 sind Bedienungsknöpfe der Einrich
tung bezeichnet.
Aus dem Ausgangsmagazin 13 können dann die sortierten
Bauelemente durch Abfüllen in Magazinstangen entnommen
werden.
Es ist ebenso möglich, daß die noch nicht geprüften
Bauelemente in die Magazinkanäle des Eingangsmagazins
2 dadurch eingeführt werden, daß ein Stangenmagazin
schräg an den entsprechenden Magazinkanal angesetzt
wird, derart, daß das Stangenmagazin und der Magazinkanal
miteinander fluchten.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des Eingangsmagazins
2. Wie bereits erwähnt, ist das Eingangsmagazin verfahrbar,
derart, daß es in einer bestimmten Position zu der
stationären Prüfeinheit 6 gebracht werden kann. Das
Ausgangsmagazin 13 ist im Prinzip ebenso wie das Eingangs
magazin 2 aufgebaut, mit dem Unterschied, daß es jedoch
stationär ist. Es genügt deshalb, wenn das Eingangsmagazin
2 detailliert beschrieben wird.
Das Eingangsmagazin 2 besteht aus einer schräg angeordneten
ebenen Grundplatte 15. An der Unterseite der Grundplatte
15 sind winkelförmige Trägerelemente 16, 17 befestigt,
die Laufrollen 18, 19 und 20 tragen. Die Laufrollen
18 laufen auf einer sich senkrecht zur Zeichenebene
erstreckenden Laufschiene 21. Die Laufrollen 19 und
20 laufen auf sich ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene
erstreckenden miteinander verbundenen Laufschienen
22 und 23. An der Laufschiene 23 sitzt eine Halteplatte
24, an welcher der Antriebsmotor 5 für das Eingangsmagazin
2 befestigt ist. Die Antriebswelle 25 des Antriebsmotors
5 trägt einen Exzenterkopf 26, an dem diagonal gegenüber
liegend zwei Exzenterstifte 27, 28 befestigt sind.
Diese greifen (nicht dargestellte) Rastausnehmungen
einer Transportschiene 29 ein, welche an der Unterseite
der Grundplatte 15 befestigt ist und sich senkrecht
zur Zeichenebene erstreckt. Dieser Antrieb ist bekannt
und bereits in der DE-OS 33 40 182 beschrieben.
Wie man der Fig. 4 entnehmen kann, erstrecken sich
die Laufschienen 21 und 22, 23 zwischen zwei Trägerstangen
30, 31, die mit weiteren Rahmenelementen 32, 33 einen
Trägerrahmen für das verfahrbare Eingangsmagazin 2
bilden.
Wie insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann,
sitzen auf der Grundplatte 15 im Schnitt T-förmige
Führungsschienen 34, die die Magazinkanäle 35 für die
Bauelemente 36 bilden. Die Führungsschienen 34 sind
mittels sich quer über das Eingangsmagazin 2 erstreckenden
Verbindungsleisten 37 miteinander verbunden. Zwischen
den einzelnen Führungsschienen 34 verlaufen Spalten
38. Auf diese Weise bilden die über die Verbindungsleisten
37 zusammenhängenden Führungsschienen 34 ein gitterartiges
Gebilde. Dieses kann dann, wenn Bauelemente 36 anderer
Größe getestet werden sollen, gegen ein anderes gitterar
tiges Gebilde ausgetauscht werden, welches aus entsprechend
angepaßten Führungsschienen 34 besteht. Die Führungs
schienen 34 sind lediglich auf die Grundplatte 15 aufge
legt, und das ganze gitterartige Gebilde kann ohne
weiteres von der Grundplatte 15 abgehoben.
In die Spalte 38 zwischen den Führungsschienen 34 ragen
in Abständen Bremsrollen 39, die auf Trägerstangen
40 angeordnet sind. Der Innendurchmesser der Bremsrolle
39 ist sehr viel größer als der der Trägerstangen 40.
In Fig. 4 sind die Bremsrollen 39 der übersichtlichkeit
halber nur in einem Spalt 38 gezeigt. Es sind jedoch
in jedem der Spalte 38 entsprechende Bremsrollen angeord
net.
Wenn sich in den Magazinkanälen 35 keine Bauelemente
36 befinden, so liegen die Bremsrollen auf der Grundplatte
15 auf. Wenn ein Bauelement 36 den Magazinkanal 35
infolge der Schwerkraft herabrutscht, so hebt er nach
einander die Bremsrollen 39 an und leitet unter diesen
durch. Durch die Bremsrollen wird die Gleitgeschwindigkeit
der Bauelemente 36 auf ein bestimmtes Maß reduziert.
Dies ist notwendig, damit die Bauelemente 36 nicht
beschädigt werden, wenn sie am Ende des schrägen Magazin
kanals 35 gegen einen Anschlag treffen. Die Trägerstangen
40 für die Bremsrollen 39 sitzen in Halteschienen 41,
42, welche Teil des gitterartigen Gebildes sind.
Wenn aus einem bestimmten Magazinkanal des Eingangsmagazins
2 Bauelemente entnommen werden sollen, so wird das
Eingangsmagazin in die Position gefahren, in der der
Magazinkanal mit einem Vereinzelungskanal 43 einer
Vereinzelungsvorrichtung 44 fluchtet. Die Vereinzelungsvor
richtung 44 soll nachfolgend anhand der Fig. 7a und
7b beschrieben werden.
Die Vereinzelungsvorrichtung besteht aus einem Basisteil
45, weiches eine Laufebene 46 für die Bauteile bildet.
Über der Laufebene ist mit Abstand eine Deckplatte
47 angeordnet, die mit dem Basisteil den Vereinzelungskanal
43 bildet. Im Basisteil 45 sind verschiebbar zwei Führungs
stangen 48 gelagert, welche an ihrem oberen Ende durch
einen Trägerblock 49 und an ihrem unteren Ende durch
einen Trägerblock 50 miteinander verbunden sind. Der
obere Trägerblock 49 trägt einen sich nach unten er
streckenden Schieber 51, welcher in Fig. 7b den Verein
zelungskanal 43 verschließt und in Fig. 7a freigibt.
Zwischen dem Basisteil 45 und dem unteren Trägerblock
50 sind die Führungsstangen 48 umgebende Federn 52
angeordnet, die den Schieber 51 in der in Fig. 7b gezeigten
Schließstellung zu halten suchen. Die Betätigung des
Schiebers 51 erfolgt durch einen hier nicht dargestellten
Antrieb, welcher vorzugsweise an dem unteren Trägerblock
50 angreift. Dieser Antrieb kann beispielsweise ein
Elektromagnet oder ein pneumatisch betriebener Zylinder
sein.
An der Unterseite des Basisteiles 45 ist ein Pendelträger
53 befestigt. An diesem ist um einen Gelenkpunkt 54
ein Pendelrahmen 55 schwenkbar angeordnet. Außerdem
sind in dem Pendelträger 53 zwei Blattfedern 56, 57
eingeklemmt. Eine weitere Blattfeder 58 geht von dem
Pendelrahmen 55 aus. Die drei Blattfedern 56, 57, 58
sind ferner an ihrem einen Ende mit einem Klemmstößelträger
59 verbunden, welcher mit einem Klemmstößel 60 (Stopelement)
versehen ist. Dieser erstreckt sich durch eine Öffnung
61 in dem Basisteil 45. Das andere Ende der beiden
Blattfedern 56, 57 sowie der Pendelrahmen 55 sind mit
einem Schließteil 62 (Stopelement) verbunden, welches an seinem oberen
Ende eine Schließnase 63 aufweist. In Fig. 7a verschließt
die Schließnase den Vereinzelungskanal 43, während
sie ihn in Fig. 7b freigibt. Zwischen dem Schließteil
62 und dem Pendelträger 53 befindet sich eine Feder
64, welche das Schließteil 62 nach oben zu drücken
sucht, derart, daß die Schließnase 63 den Vereinzelungska
nal 43 verschließt (Fig. 7a).
An die Vereinzelungsvorrichtung 44 schließt sich eine
Kippvorrichtung 65 an, die aus einem Kippteil 66 besteht,
welches einen Kippkanal 67 enthält und um eine Drehachse
68 drehbar. Unterhalb der Kippvorrichtung 65 liegt
ein senkrecht verlaufender Prüfkanal 69.
Die Kippvorrichtung 65 arbeitet mit der Vereinzelungsvor
richtung 44 zusammen. Das Zusammenwirken ist in den
Fig. 7a und 7b dargestellt. Es besteht im wesentlichen
darin, daß das Kippteil 66 in der in der Fig. 7b gezeigten
Aufnahmeposition auf eine Schulter 70 des Schließteiles
62 drückt und dieses entgegen der Wirkung der Feder
64 in einer unteren Position hält, in der die Schließnase
63 den Weg zwischen dem Vereinzelungskanal 43 und dem
Kippkanal 67 freigibt. Gleichzeitig wird der Pendelrahmen
55 um den Drehpunkt 54 geschwenkt, mit der Folge, daß
diese Bewegung über die Blattfedern 56, 57, 58 auf
den Klemmstößelträger 59 übertragen, welcher dadurch
in eine obere Position gezwungen wird, in der der Klemm
stößel 60 durch das Loch 61 in dem Basisteil 46 hindurch
in den Vereinzelungskanal 43 eintaucht und ein über
ihm befindliches Bauelement gegen die Deckplatte 47
preßt und dadurch am Weiterrutschen nicht hindert.
Die Funktion der Vereinzelungsvorrichtung ist nun wie
folgt:
Zunächst wird der Schieber 51 geöffnet, so daß, wie
in Fig. 7a dargestellt, zwei Bauelemente in den Vereinze
lungskanal 43 hineinrutschen können und dort gegen
die Schließnase 63 treffen. Die Länge des Vereinzelungska
nales 43 ist gerade so bemessen, daß sie der Länge
von zwei Bauelementen 36 entspricht. Dann wird, wie
in Fig. 7b gezeigt, der Schieber 51 wieder geschlossen
und die Kippvorrichtung 65 geschwenkt, derart, daß
das Kippteil 66 das Schließteil 62 nach unten drückt.
Dadurch gibt die Schließnase 63 den Weg zwischen dem
Vereinzelungskanal 43 und dem Kippkanal 67 frei. Gleichzei
tig wird der Klemmstößel 60 nach oben gedrückt und
preßt das in Transportrichtung vorletzte Bauelemente
36 gegen die Deckplatte 47. Das in Transportrichtung
letzte Bauelement 36 kann nun in den Kippkanal 67 rutschen.
Es kann diesen aber nicht verlassen, weil der Kippkanal
an seinem unteren Ende durch ein bogenförmiges Sperrteil
71 verschlossen ist. Danach wird die Kippvorrichtung
65 wieder in die in Fig. 7a gezeigte Stellung geschwenkt
mit der Folge, daß er Kippkanal 67 mit dem Prüfkanal
69 fluchtet und daß das im Kippkanal 67 befindliche Bauelement
in den Testkanal 69 rutschen kann. Gleichzeitig verschließt
die Schließnase 63 wieder den Vereinzelungskanal 43,
und der Klemmstößel 60 wird aus dem Vereinzelungskanal
43 zurückgezogen. Dadurch kann das in Transportrichtung
bisher vorletzte Bauelement weiterrutschen, bis es
gegen die Schließnase 63 trifft. Bei erneutem Öffnen
des Schiebers 51 kann nun ein weiteres Bauelement aus
dem Magazinkanal in den Vereinzelungskanal 43 rutschen.
Wenn ein Magazinkanal des Eingangsmagazins leer ist,
schließt der Schieber 51. Nun wird das Eingangsmagazin
2 seitlich verfahren bis der nächste Magazinkanal vor
dem Vereinzelungskanal zu liegen kommt. Nun öffnet
der Schieber 51 wieder bis auch die Bauelemente dieses
Magazinkanals abgearbeitet sind. Dieser Vorgang spielt
sich in wiederholter Folge ab.
Die weitere Verarbeitung der Bauelemente soll anhand
von Fig. 6 beschrieben werden. Wenn die Kippvorrichtung
65 aus der dargestellten geneigten Position (wie in
Fig. 7b) in die vertikale Position (wie in Fig. 7a)
geschwenkt wird, fällt das darin enthaltene Bauteil
in den Prüfkanal 69 der Prüfvorrichtung 72. Es trifft
zunächst auf einen Anschlag 73, der in vorgeschobener
Position dargestellt ist. Der Anschlag 73 ist über
einen Stößel 74 mit dem Kolben 75 eines Pneumatikzylinders
76 verbunden. Eine Feder 77 versucht den Anschlag 73
in Öffnungsstellung zu halten. Wenn Luft auf den Pneumatik
zylinder gegeben wird, wird der Anschlag 73 entgegen
der Wirkung der Feder 77 in die in Fig. 6 gezeigte
Position geschoben.
Wenn der Anschlag 73 zurückgezogen wird, so fällt das
Bauteil weiter durch den Prüfkanal 69 in einen Prüfkäfig
78. Der Prüfkäfig ist über einen Stößel 79 mit dem
Kolben 80 eines weiteren Pneumatikzylinders 81 verbunden.
Eine Feder 82 versucht den Prüfkäfig 78 in der zurückge
zogenen dargestellten Stellung zu halten. Wenn Druck
auf den Zylinder 81 gegeben wird, so wird der Prüfkäfig
78 mit den darin befindlichen Bauteil um ein kleines
Stück nach rechts verschoben.
Unterhalb des Prüfkäfigs befindet sich ein weiterer
Anschlag 83, der über einen Stößel 84 mit dem Kolben
85 eines Pneumatikzylinders 86 verbunden ist. Eine
Feder 87 versucht den Anschlag 83 in eine zurückgezogene
Stellung zu drängen. Wenn Luft auf den Pneumatikzylinder
86 gegeben wird, so wird der Anschlag 83 entgegen der
Wirkung der Feder 87 in die in Fig. 6 gezeigte Position
vorgerückt. In der vorgeschobenen Position hält der
Anschlag 83 das Bauteil in dem Prüfkäfig.
Der Prüfkäfig 78 ist in Fig. 9a im Schnitt vergrößert
und in Fig. 9b perspektivisch dargestellt. Er besteht
aus einem gefrästen Metallteil 138 mit einer aufgesetzten
Kunststoff-Platte 139. Beide schließen einen einen
Teil des Prüfkanales 69 bildenden Prüfraum 88 ein.
Die Kunststoff-Platte 139 ist mit im Viereck angeordneten
Löchern 89 versehen. In die Löcher 89 ragen die Endab
schnitte von Prüfstiften 90. Beide Endabschnitte der
Prüfstifte 90 sind gegenüber dem Mittelteil teleskopisch
verschiebbar. Die in die Löcher 89 ragenden Endabschnitte
der Prüfstifte 90 sind am Ende mit gezackten Kontaktkronen
versehen. Die Prüfstifte sind in einem zweiteiligen
Prüfstifthalter 91 angeordnet, der aus Isoliermaterial
besteht. Die rechts aus dem Prüfstifthalter 91 herausragen
den teleskopisch verschiebbaren Endabschnitte der Prüfstif
te 90 werden mit dem in Fig. 1 gezeigten Stecker 7
in Kontakt gebracht. Es ist auch möglich, den durch
die gestrichelten Linien 92 angedeuteten Teil aus dem
Prüfstifthalter 91 herauszunehmen, um so Platz zu schaffen,
für Erdungskapazitäten, die ganz nah an die Endabschnitte
der Prüfstifte herangeführt werden können. Mit diesen
Erdungskapazitäten können die Verhältnisse simuliert
werden, die nach einem Einlöten der Bauelemente auf
der Leiterplatte herrschen.
Für den zur vorbeschriebenen Prüfkäfig 78 sowie die
entsprechenden Prüfstifte 90 kommen Bauelemente in
Frage, von denen eines in Fig. 11 dargestellt ist.
Es handelt sich hierbei um ein sog. CLCC (ceramec leadless
chip carrier). Dieses CLCC besteht aus einem Keramikgrund
körper 93, der in der Mitte mit einer Erhöhung 94 versehen
ist. Von dieser Erhöhung 94 gehen nach allen vier Seiten
vergoldete Kontaktbahnen 95 aus, die sich bis zum Rand
des Keramikgrundkörpers 93 erstrecken. In Fig. 11 sind
der Einfachheit halber nur einige Kontaktbahnen 95
angedeutet. Die Kontaktkronen der sich durch die Löcher
89 des Prüfkäfigs erstreckenden Endabschnitte der Prüfstif
te 90 setzen auf diese vergoldeten Kontaktbahnen 95
auf, wenn der Prüfkäfig 88 gegenüber der in Fig. 9a
gezeigten Stellung nach rechts verschoben wird.
Anstelle der in Fig. 11 gezeigten CLCC′s können auch
PLCC′s verwendet werden, wie sie in Fig. 12 gezeigt
sind. Diese bestehen aus einem Plastikgehäuse 149,
von dessen Rand an allen vier Seiten Anschlußkontakte
150 ausgehen, die an der Unterseite nach innen umgebogen
sind. Die Anschlußkontakte sind verzinnt. Da Zinn korro
diert, kann ein sicherer Kontakt nur gewährleistet
werden, wenn die Prüfstifte in Reibkontakt mit den
Anschlußkontakten 150 gebracht werden. In den Fig. 10a
und 10b sind ein Prüfkäfig 182 sowie ein entsprechender
Prüfstifthalter 140 gezeigt, die diese Bedingung erfüllen.
Der zweiteilige Prüfstifthalter 140 besteht aus Kunststoff
material. Er ist mit Schlitzen 149 versehen, in die
Prüfstifte 141 eingesteckt sind. Die Prüfstifte sind
aus Kontaktblech ausgestanzt. Sie weisen an ihrem linken
Ende einen verbreiterten Kontaktbereich 148 auf. Mit
den seitlichen Stirnkanten dieser verbreiterten Kontaktbe
reiche 148 sollen die Prüfstifte in Reibkontakt mit
den Anschlußkontakten der PLLC′s treten. Dazu müssen
sie seitlich abgestützt werden. Der Prüfstifthalter
140 weist dazu an seiner linken Seite oben und unten
Vorsprünge 146, 147 auf, die mit Schlitzen 145 versehen
sind, in welche die verbreiterten Kontaktbereich 148
der in der oberen und unteren Reihe angeordneten Prüfstifte
141 über den größten Teil ihrer Breite eintauchen.
Der ebenfalls aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus
Kunststoff hergestellte Prüfkäfig 142 ist - von oben
gesehen - C-förmig ausgebildet und umschließt einen
Prüfraum 88. An den beiden vertikalen Seiten ist der
Käfig 142 mit nach innen vorspringenden Leisten 143,
144 versehen, die ebenfalls Schlitze 145 aufweisen.
In diese Schlitze tauchen die verbreiterten Kontaktbereiche
148 derjenigen Prüfstifte 141 ein, die in den beiden
vertikalen Prüfstift-Reihen angeordnet sind. Auch hier
tauchen die verbreiterten Kontaktbereich 148 nicht
über die ganze Breite in die Schlitze 145, sondern
nur über den größten Teil ihrer Breite. Wenn der Prüfkäfig
142 in Fig. 10a nach rechts verschoben wird, so kommen
die verbreiterten und vorn angeschrägten Kontaktbereiche
148 der Prüfstifte 141 mit den Kontaktbahnen 150 der
PLCC′s (Fig. 12) in Reibkontakt. Der Prüfstifthalter
140 ist auch hier nur einem freien Raum 151 versehen,
in dem - falls gewünscht - Erdungskapazitäten untergebracht
werden können.
Der weitere Gang der Bauelemente soll nunmehr wiederum
anhand von Fig. 6 beschrieben werden. An dem unteren
Teil des Prüfkanales 69, d. h. an denjenigen, der auf
den Prüfkäfig 78 folgt, schließt sich eine Wendevorrichtung
93 an. Diese besteht aus einem um eine 94 drehbaren
Wendeteil 95, welches einen Wendekanal 96 enthält.
Der Wendekanal 96 ist am Ende geschlossen.
Wenn der Prüfkäfig 78 nach dem Prüfer eines in ihm
befindlichen Bauelementes in die in Fig. 6 gezeigte
Stellung zurückgezogen und der Anschlag 83 nach links
verschoben wird, so fällt das im Prüfraum 88 befindliche
Bauelement in den Wendekanal 96. Die Überführung dieses
Bauteiles in das Shuttle 9 und von diesem in das Ausgangs
magazin 13 soll nunmehr anhand der Fig. 8a bis 8c beschrie
ben werden.
Das Shuttle 9 kann drei Stellungen einnehmen. Fig. 8a
zeigt das Shuttle 9 in Beladestellung. Das Shuttle
9 ist mit einem Shuttle-Kanal 97 zur Aufnahme eines
Bauelementes versehen. Ein das offene Ende des Wendekanals
96 normalerweise verschließendes Verschlußteil 98 wird
entgegen der Wirkung einer Feder 99 durch das Shuttle
zurückgedrückt, so daß der Wendekanal 96 geöffnet wird
und das daran befindliche Bauteil in den mit dem Wendekanal
96 fluchtenden Shuttle-Kanal 97 gleiten kann. Das Heraus
fallen des Bauteiles aus dem Shuttle-Kanal 97 verhindert
eine an dem Shuttle-Schlitten 10 befindliche Schaufel,
deren Oberseite eine um die Schwenkachse 11 des Shuttles
9 verlaufende Zylinderkrümmung aufweist.
Fig. 8b zeigt das Shuttle 9 in Endladestellung. Hier
fluchtet der Shuttle-Kanal 97 mit einem Magazinkanal
des Ausgangsmagazins. Das obere Ende der Schaufel 100
erstreckt sich gerade bis zur Unterkante des Shuttle-Kanals
97. Ein im Shuttle-Kanal 97 befindliches Bauteil kann
demnach in den entsprechenden Magazinkanal des Ausgangs
magazins 13 gleiten. Die Wendevorrichtung 93 ist wieder
nach oben geschwenkt (wie Fig. 6).
Fig. 8c zeigt das Shuttle 9 in Transportstellung. Diese
Transportstellung ist eine Zwischenstellung zwischen
der Beladestellung und der Entladestellung. Einerseits
verschließt die Schaufel 100 das untere Ende des Shuttle-
Kanales 97; andererseits drückt das Shuttle 9 nicht
mehr gegen das Verschlußteil 98 (wie in Fig. 8a). Das
Verschlußteil 98 ist daher in vorgeschobener Stellung
und würde den Wendekanal 96 verschließen, wenn die
Wendevorrichtung 93 nach unten geschwenkt werden würde
(wie in Fig. 8a).
Der weitere Aufbau des Shuttles 9 und des Shuttle-Schlit
tens 10 sowie der Quertransport des Shuttles soll nunmehr
anhand von Fig. 5 erläutert werden. Der Shuttle-Schlitten
10 weist zwei Seitenwangen 101, 102 auf, die durch
ein Basisteil 103 miteinander verbunden sind. Zwischen
den beiden Seitenwangen 101, 102 erstreckt sich die
Schwenkachse 11 des Shuttles 9. Ferner erstreckt sich
zwischen den bei den Seitenwangen 101, 102 drehbar eine
Kugelbüchse 104. Diese ist drehfest mit der Führungsstange
12 verbunden, jedoch auf dieser verschiebbar. Die Führungs
stange 12 weist dazu eine Nute 138 auf, in der eine
Kugelreihe der Kugelbüchse 104 zur Erzielung der Längsver
schiebbarkeit und Drehmitnahme läuft. Die Kugelbüchse
104 ist mit einem Ansatz 136, der über einen Hebel
137 gelenkig mit dem Shuttle 9 verbunden ist und eine
Drehung der Kugelbüchse 104 auf das Shuttle 9 überträgt.
Wie man aus den Fig. 6 sowie 8a bis 8c entnehmen kann,
sitzen an der Unterseite des Basisteiles 103 zwei Rollen
105, 106, die an den gegenüberliegenden Seiten einer
gerätefesten Führungsschiene 107 anliegen. Diese ist
der übersichtlichkeithalber in Fig. 5 nicht gezeigt.
Ebenfalls mit dem Basisteil 103 verbunden ist ein Klemmteil
108, mittels welchem der Shuttle-Schlitten 10 mit einem
Zahnriemen 109 verbunden ist. Der Zahnriemen 109 läuft
über zwei gerätefeste Zahnrollen 110, 111. Die Rolle
110 ist mit einem Antriebsmotor 112 verbunden. Wenn
der Antriebsmotor 112 in Betrieb gesetzt wird, so wird
der Shuttle-Schlitten über den Zahnriemen 109 auf der
Führungsstange 12 verschoben.
Der Antrieb zum Schwenken des Shuttles 9 wird von einem
Schrittschaltmotor 113 (s. Fig. 5) gebildet. Die Antriebs
welle 114 des Motors 113 ist über ein Exzentermechanismus
115 mit der Führungsstange 12 verbunden. Ferner trägt
die Antriebswelle 114 des Motors 113 eine Schlitzscheibe
116 mit zwei (nicht dargestellten) Schlitzen, die von
Lichtschranken 117, 118 abgetastet werden. Die beiden
Schlitze definieren die Beladestellung (Fig. 8a) und
die Entladestellung (Fig. 8b) des Shuttles 9. Die Trans
portstellung (Fig. 8c) ist weniger kritisch als die
beiden vorhergenannten Stellungen. Sie wird lediglich
bestimmt durch den Schrittmotor 113 zugeführte Schritt
schalt-Impulse. Die Exzenter-Kupplung zwischen dem
Motor 113 und der Führungsstange 12 ermöglicht eine
ausreichende Kraftübersetzung in der Beladestellung
des Shuttles 9 (Fig. 8a), in welcher das Shuttle 9
das Verschlußteil 98 entgegen der Kraft der Federn
99 verschieben muß.
Die Fig. 5 zeigt ferner die Antriebe für die Kippvorrich
tung 65 und die Wendevorrichtung 93. Der Antrieb für
die Kippvorrichtung wird von einem Schrittschaltmotor
119 gebildet. Die Antriebswelle 120 des Motors 119
ist auch hier wiederum über ein Exzenter-Gestänge 121
mit einer Verbindungswelle 122 verbunden, welche über
eine lösbare Kupplung 123 mit der Drehachse 68 der
Kippvorrichtung 65 (Fig. 7a und 7b) gekuppelt ist.
Das Exzentergestänge 121 ist notwendig, damit die Kippvor
richtung in der in Fig. 7b gezeigten Kippstellung das
Schließteil 62 entgegen der Kraft der Feder 64 nach
unten drücken kann. Auf der Verbindungswelle 122 sitzt
ferner eine Schlitzscheibe 123 mit zwei (nicht dargestell
ten) Schlitzen, die die beiden Stellungen der Kippvorrich
tung 65 in den Fig. 7a und 7b definieren. Die Schlitze
werden durch Lichtschranken 124 und 125 abgetastet.
Der Antrieb für die Wendevorrichtung 93 (Fig. 6 und
8a bis 8c) ist von einem Schrittschaltmotor 126 gebildet.
Die Ausgangswelle 127 des Motors 126 ist eine Kupplung
direkt mit einer Verbindungswelle 128 verbunden, welche
ihrerseits über eine lösbare Kupplung 129 mit der Drehachse
94 der Wendevorrichtung gekuppelt ist. Auf der Verbindungs
welle 128 sitzt wiederum eine Schlitzscheibe 130 mit
zwei (nicht dargestellten) Schlitzen, die von zwei
Lichtschranken 131, 132 abgetastet werden. Die Schlitze
definieren die beiden in den Fig. 8a und 8b gezeigten
Stellungen der Wendevorrichtung 93.
Die Fig. 5 zeigt die Prüfeinheit 6 noch von der Rückseite.
Man erkennt die Enden der Prüfstifte 90 in dem Prüfstift
halter 91, auf die der Stecker 7 (s. Fig. 1) für den
Anschluß zum Auswerte-Computer aufgesteckt wird.
Wie bereits erwähnt, müssen bei verschiedenen zu prüfenden
Bauelementen (IC′s) sowohl das Eingangsmagazin 2, als
auch das Ausgangsmagazin 13 als auch die gesamte Prüfein
heit 6 ausgewechselt werden. Daneben wurde bei der
Konstruktion der Einrichtung darauf geachtet, daß die
Führungskanäle für die Bauelemente für den Fall stets
zugänglich sind, daß ein Bauelement stecken bleiben
sollte. Dazu sind die Führungskanäle über den größten
Teil ihrer Länge C-förmig gestaltet. In Fig. 6 kann
dazu der die Zylinder 81 und 86 sowie den Prüfkäfig
78 enthaltende Block aus der Prüfeinheit herausgenommen
werden, wenn der Hebel 133 nach unten geschwenkt und
eine nur im Ansatz sichtbare um eine Achse 134 schwenkbare
Klemmgabel 135 von dem erwähnten Block weggeklappt
wird. Ferner sind die ebenfalls in Fig. 6 sichtbare
Kippvorrichtung 65 und die Wendevorrichtung 93 so kon
struiert, daß darin befindliche Bauelemente auch von
einer Seite zugänglich sind. Dies gilt ebenso für die
Vereinzelungsvorrichtung 44 und das Shuttle 9.
Sämtliche Teile, die Bauelemente führende Kanäle enthalten,
werden vorzugsweise aus Metall hergestellt. Bei dem
Prüfkäfig müssen jedoch die mit den Prüfstiften bzw.
den Kontaktbahnen der Bauelemente in Berührung kommenden
Teile aus Isoliermaterial , vorzugsweise aus Kunststoff
bestehen, damit die Prüfstifte bzw. die Kontaktbahnen
keine elektrische Verbindung haben. Das gleich gilt
für den Prüfstifthalter.
In Zusammenhang mit Fig. 5 ist auch noch folgendes
zu bemerken. Die Prüfeinheit 6 ist dort mit seitlichen
Platten 150 zur Wärme- bzw. Kälteisolierung versehen.
Wenn eine oder beide Platten 150 entfernt werden, so
können weitere Prüfeinheiten 6 angesetzt werden, deren
Kippvorrichtung und Wendevorrichtung ebenfalls von
den Schrittmotoren 119 und 126 betätigt werden, indem
die entsprechenden Achswellen einfach gekoppelt werden.
Auf diese Weise können mehrere Prüfeinheiten 6 parallel
betrieben werden. Die Zahl der parallel betreibbaren
Prüfeinheiten 6 hängt von der Zeit ab, die der Auswerte-
Computer benötigt. Diese ist umso länger, je mehr Anschluß
kontakte die Bauelemente haben. Die Auswertezeit kann
also so lang sein, daß mehrere Prüfeinheiten 6 von
einem einzigen Eingangsmagazin 2 nacheinander mit Bauele
menten geladen und von einem einzigen Shuttle nacheinander
entladen werden.
Anstelle eines beweglichen Eingangsmagazins 2 kann
auch ein ortsfestes Eingangsmagazin verwendet werden.
In diesem Fall kann zwischen dem Eingangsmagazin und
der Prüfeinheit ebenfalls ein Shuttle vorgesehen werden.
Ebenso ist es möglich anstelle des ortsfesten Ausgangsma
gazins ein bewegliches Ausgangsmagazin zu verwenden
und dann das bisher zwischen der Prüfeinheit und dem
Ausgangsmagazin vorgesehene Shuttle einzusparen.
Die CC-Bauelemente (chip carrier) haben eine freie
Rückenfläche. Das Durchlaufkonzept für diese IC-Bauelemente
ist bei der zuvor beschriebenen Einrichtung so gewählt,
daß die Bauelemente auf der freien Rückenfläche sowohl
in das Eingangsmagazin als auch - nach der Prüfung -
in das Ausgangsmagazin einlaufen. Allerdings sind die
CC-Bauelemente beim Einlaufen in das Ausgangsmagazin
um 180° gedreht worden, derart, daß diejenige Stirnfläche,
die im Eingangsmagazin in Transportrichtung vorn ist,
im Ausgangsmagazin nunmehr hinten liegt. Diese Drehung
ist notwendig, weil die CC-Bauelemente in der Regel
in Magazinstangen transportiert werden, in denen sie
hintereinander in Reihe angeordnet sind. Die ungeprüften
Bauelemente werden dadurch in einen Magazinkanal des
Eingangsmagazins eingeführt, daß ein mit ihnen gefülltes
Stangenmagazin mit seinem Füllende an den Eingang des
Magazinkanals angesetzt wird, worauf die Bauelemente
in den Magazinkanal rutschen. Die Füllung eines leeren
Stangenmagazins mit geprüften Bauelementen erfolgt
dadurch, daß das Füllende des leeren Stangenmagazins
an den Ausgang des Ausgangsmagazins angesetzt wird,
wobei die geprüften Bauelemente aus dem betreffenden
Magazinkanal des Ausgangsmagazins in das Stangenmagazin
hineinrutschen. Die Bauelemente müssen in dem Stangenmaga
zin eine bestimmte Ausrichtung haben, dergestalt,
daß beispielsweise ein an einer Stirnseite des Bauelementes
befindliche Anschlußkontakt (z. B. NULL-pin) zum Füllende
des Stangenmagazins zeigt. Um dies zu gewährleisten,
ist die 180°-Drehung der Bauelemente in der zuvor beschrie
benen Weise erforderlich. Sie wird durch die dem Shuttle
vorgeschaltete Wendevorrichtung erreicht.
Claims (7)
1. Einrichtung zum Prüfen und Sortieren von elektronischen
Bauelementen, insbesondere integrierten Chips, mit
einem ein Gefälle aufweisenden Eingangsmagazin für
die ungeprüften Bauelemente, mit einer am Ausgangsende
des Eingangsmagazins angeordneten Vereinzelungsvorrich
tung, die einen ebenfalls ein Gefälle aufweisenden
Vereinzelungskanal enthält, und mit einer Prüfeinheit,
der die Bauelemente nacheinander zugeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelungsvorrichtung
(44) zwei in Transportrichtung der Bauelemente
(36) mit Abstand hintereinander angeordnete und
quer zur Transportrichtung verstellbare Stopelemente
(60, 62) aufweist, die durch einen Pendelmechanismus
miteinander verbunden sind, mittels welchem abwechselnd
das eine Stopelement (60 bzw. 62) in den Vereinzelungs
kanal (43) eingetaucht und das andere aus diesem
zurückgezogen wird und umgekehrt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stopelemente (60, 62) etwa den Abstand
von eineinhalb Längen der zu vereinzelnden Bauelemente
(36) haben, so daß das in Transportrichtung stromaufwärts
gelegene Stopelement (60) beim Eintauchen in den
Vereinzelungskanal (43) das vorletzte Bauelement
(36) festklemmt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Stopelemente (60, 62) zur Vermeidung
von Beschädigungen der Bauelemente (36) federnd
gelagert sind.
4. Einrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Pendelmechanismus
ein Pendelrahmen (55) gehört, mit dessen einem Ende
das in Transportrichtung der Bauelemente (36) stromauf
wärts gelegene Stopelement (62) verbunden ist, daß
der Pendelrahmen (55) um eine quer zur Transportrichtung
der Bauelemente (36) verlaufende Pendelachse (54)
schwenkbar gelagert ist, daß das andere Ende des
Pendelrahmens (55) mit dem in Transportrichtung
der Bauelemente (36) stromabwärts gelegenen Stopelement
(60) über eine Blattfeder (58) verbunden ist, und
daß die beiden Stopelemente (60, 62) ferner über
mindestens eine weitere Blattfeder (56, 57) direkt
miteinander verbunden sind.
5. Einrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das in Transportrichtung
der Bauelemente (36) stromaufwärts gelegene Stopelement
(62) durch eine Vorspannfeder (64) so vorgespannt
ist, daß es in den Vereinzelungskanal (43) eintaucht
bzw. diesen am Ende verschließt.
6. Einrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stopelemente
(60, 62) von unten in den schräg verlaufenden Vereinze
lungskanal (43) eintauchen, wobei das in Transportrich
tung der Bauelemente stromabwärts gelegene Stopelemente
(60) das vorletzte Bauelement (36) beim Eintauchen
gegen die obere Vereinzelungskanal-Begrenzung preßt,
während das stromaufwärts gelegene Stopelement (62)
beim Eintauchen den Transportkanal (43) abschließt,
bzw. einen Anschlag für das letzte Bauelement (36)
bildet.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an die Vereinzelungsvorrichtung
(44) in Transportrichtung der Bauelemente (36) eine
Kippvorrichtung (65) anschließt, die einen Kippkanal
(67) aufweist, daß die Kippvorrichtung (65) um eine
quer zur Transportrichtung der Bauelemente (36)
verlaufende Kippachse (68) zwischen einer Beladestellung
und einer Endladestellung kippbar ist, wobei die
Kippvorrichtung (65) in der Ladestellung das in
Transportrichtung der Bauelemente (36) stromaufwärts
gelegene Stopelement (62) entgegen der Wirkung der
Vorspannfeder (64) in Freigabestellung drückt und
der Kippkanal (67) in Flucht mit dem Vereinzelungskanal
(43) zu liegen kommt, so daß das letzte Bauelemente
(36) in das eine Ende des Kippkanales (67) einlaufen
kann bis es gegen einen stationären Anschlag (71)
am anderen Ende des Kippkanals (67) trifft, und
wobei der Kippkanal (67) der Kippvorrichtung (65)
in der Endladestellung mit einem Prüfkanal (69)
der Prüfeinheit (6) fluchtet, derart, daß das Bauelement
(36) in der Endladestellung aus dem hier nicht mehr
von dem stationären Anschlag (71) verschlossenen
Kippkanal (67) in den Prüfkanal (69) einlaufen kann.
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