ITMI20112293A1 - Posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato, particolarmente ma non necessariamente un circuito integrato.

I produttori di circuiti integrati utilizzano apparecchiature molto complesse per provare e collaudare i circuiti stessi. Una parte delicata di tali apparecchiature sono i posaggi su cui si fissano temporaneamente i circuiti in fase di prova. Tali posaggi, generalmente definiti “socket†con terminologia anglo-americana, devono consentire un posizionamento preciso del circuito integrato in prova, bloccare tale circuito in posizione di prova (e poi sbloccarlo agevolmente a prova terminata), stabilire una connessione elettrica tra i terminali dell’integrato e quelli della macchina di prova, garantire che in fase di prova il circuito integrato non sia assoggettato a pressioni indebite, nel senso che un afferraggio troppo energico potrebbe influenzarne il comportamento compromettendo la validità della prova, e presentare una vita attiva molto lunga, cioà ̈ consentire un numero molto elevato di cicli di prova.

Un ciclo di prova di un circuito integrato comprende una fase di inserimento dell’integrato, una fase di fissaggio dell’integrato e (di solito contemporaneamente) stabilimento dei contatti elettrici con i terminali inseriti nel posaggio stesso, una fase di test, generalmente eseguito automaticamente da un computer interfacciato con le connessioni elettriche del posaggio, una fase di rimozione dei vincoli meccanici che fissavano l’integrato in posizione di test, una fase di asportazione dell’integrato, ed una fase di attesa prima dell’inserimento di un nuovo integrato.

Fino a tempi recenti le prove sugli integrati avvenivano in condizioni statiche (integrato tenuto fermo in fase di prova). Le più recenti esigenze dell’industria impongono prove in condizioni dinamiche, cioà ̈ l’integrato deve essere sottoposto a vibrazioni predeterminate, e provato elettricamente mentre sta vibrando. L’esigenza nasce dalla necessità di garantire il buon funzionamento degli apparati elettronici installati in ambienti affetti da vibrazioni, come succede ad esempio con le apparecchiature di bordo dei veicoli.

Per consentire questo tipo di prova, i posaggi (socket) devono consentire un afferraggio tanto forte e stabile da non allentarsi durante le vibrazioni (che ovviamente interesseranno anche il posaggio stesso oltre all’integrato), pur mantenendo la cautela di non sovrasollecitare meccanicamente l’integrato stesso, e devono essere complessivamente abbastanza maneggevoli e resistenti da consentirne la vibrazione senza deterioramenti strutturali e mantenendo una connessione elettrica multipolare con la macchina di prova.

Attualmente la soluzione più valida à ̈ costituita da un principio di funzionamento realizzato secondo due versioni fondamentali, una con azionamento meccanico e l’altra con azionamento pneumatico. In sintesi il principio di funzionamento à ̈ il seguente. All’inizio il circuito integrato à ̈ supportato da un manipolatore attraverso un organo di presa, generalmente una sorta di ventosa ad aspirazione. Il manipolatore si muove in modo da inserire il circuito nella apposita tasca ricavata nel posaggio. In tale tasca sono predisposti i contatti per la verifica circuitale dell’integrato. Quando l’integrato à ̈ in posizione, nella apposita tasca, entrano in azione uno o più organi di ritegno che bloccano il circuito integrato, mentre l’organo di trasporto del manipolatore, dopo aver rilasciato l’integrato bloccato nella tasca, si allontana. Segue la fase di test, quindi con procedimento inverso il manipolatore torna ad afferrare l’integrato, gli organi di ritegno si ritirano, e l’integrato viene estratto dalla tasca. In tutto ciò sono caratterizzanti le seguenti funzionalità: gli organi di trasporto e presa hanno un ingombro compatibile con le dimensioni della tasca e degli organi di ritegno, così che sia possibile almeno un istante di ricoprimento durante il quale l’integrato à ̈ tenuto in posizione sia dall’organo di presa che da quello (quelli) di ritegno. Il moto degli organi di trasporto ed afferraggio à ̈ indipendente dal posaggio, tale moto essendo gestito da un apposito manipolatore capace di muoversi lungo la traiettoria prevista con la precisione necessaria per inserire l’integrato nella tasca di prova; il moto degli organi di ritegno, montati a bordo del posaggio, à ̈ asservito al moto del manipolatore in modo da consentire i necessari sincronismi (l’insieme costituito dal posaggio, dagli organi di ritegno, dai circuiti di contattazione e da eventuali accessori prende il nome commerciale di socket).

La tasca del posaggio à ̈ dotata dei contatti e della relativa circuiteria ed organi di protezione per consentire l’interfacciamento circuitale dell’integrato con il computer che deve eseguire il test. Come accennato sopra, l’azionamento degli organi di ritegno à ̈ asservito alla legge di moto dell’organo di trasporto del manipolatore. Nelle versioni reperibili sul mercato tale azionamento può avvalersi di tecnologia meccanica o pneumatica. Nella produzione dei circuiti integrati vi à ̈ una forte tendenza alla miniaturizzazione, tanto che tali circuiti, che solo quattro anni fa misuravano mediamente dai 5 ai 7 mm di lato, oggi sono scesi a 2,5-3 mm di lato, e la tendenza alla riduzione dimensionale non accenna ad arrestarsi. Si noti che mentre diminuiscono le dimensioni geometriche, non diminuisce il numero dei contatti, che pertanto diventano sempre più sottili e ravvicinati. Di conseguenza la corretta contattazione in fase di test richiede una precisione sempre maggiore nel posizionamento dell’integrato nella tasca di prova. Peraltro le piccole dimensioni dell’integrato rendono più problematico il suo corretto afferraggio da parte dell’organo di trasporto, anche perché la ridotta superficie rende meno sicura la presa a depressione. Ne conseguono due esigenze contrastanti: da una parte si richiede un posizionamento più preciso dell’integrato all’interno della tasca, mentre dall’altra parte si richiede un maggior gioco tra le dimensioni della tasca e l’ingombro dell’integrato per facilitarne l’inserimento.

Si noti ancora che, a causa dell’aumento delle dimensioni del mercato dei circuiti integrati, alle macchine di prova si richiede una produttività sempre crescente. Tale produttività si ottiene sia riducendo i tempi delle singole operazioni che, soprattutto, montando numerosi socket in parallelo. Ne consegue che anche le dimensioni di ingombro dei singoli socket devono diminuire per consentirne l’integrazione in batterie sempre più numerose.

La richiedente à ̈ titolare di una domanda di brevetto n. MI2010A001024 in cui à ̈ descritto un posaggio per la presa di un circuito integrato in cui un pressore quando si solleva dall’integrato si toglie dall’area di ingombro del medesimo mediante un movimento ad elica; in particolare, contemporaneamente alla traslazione di risalita, esso esegue una rotazione grazie alla quale la proiezione in pianta del suo ingombro esce dall’area della tasca che contiene il circuito integrato, liberando così la via all’organo di presa che asporta il circuito integrato processato. Il moto elicoidale à ̈ trasmesso al pressore dallo stantuffo mobile verticalmente in una torretta. L’interasse minimo ottenibile tra due torrette contigue à ̈ condizionato, oltre che dalle dimensioni intrinseche delle torrette, anche dal fatto che tra le due torrette deve trovare posto la parte sporgente del pressore che, nel suo movimento di risalita ad elica, si muove attorno alla torretta. E’ evidente infatti che se le due torrette fossero a contatto non vi sarebbe lo spazio per accogliere il pressore in risalita.

Compito tecnico che si propone la presente invenzione à ̈, pertanto, quello di realizzare un posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato che consenta di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati della tecnica nota.

Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato che presenti una significativa riduzione di ingombri per consentire un aumento di produttività.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato che risulti costruttivamente affidabile e resistente.

Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato, comprendente una tasca di prova in cui à ̈ posizionabile il pezzo, almeno un organo pressore di ritegno del pezzo in detta tasca, ed un attuatore pneumatico di detto organo pressore, detto attuatore pneumatico comprendendo una torretta cava in cui à ̈ mobile uno stantuffo, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di trasformazione dello spostamento dello stantuffo in uno spostamento reversibile dell’organo pressore tra una posizione iniziale protratta dal cilindro per il ritegno del pezzo nella tasca ed una posizione finale ritratta nel o verso il cilindro. Il posaggio conforme all’invenzione, assumendo una configurazione ad ingombro ridotto quando il pressore à ̈ nella posizione di riposo, in caso di montaggio multiplo consente una collocazione più ravvicinata dei posaggi cosicché, a parità di spazio disponibile, possono essere montati in parallelo più posaggi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra schematicamente il posaggio con il pressore nella posizione protratta di ritegno del pezzo miniaturizzato;

la figura 2 mostra schematicamente il posaggio con il pressore in una posizione intermedia in cui si à ̈ allontanato dal pezzo miniaturizzato; e

la figura 3 mostra schematicamente il posaggio con il pressore nella posizione ritratta ad ingombro ridotto, in cui la proiezione in pianta dell’ingombro del pressore esce dall’area della tasca che contiene il pezzo miniaturizzato, liberando così la via all’organo di presa che asporta il pezzo miniaturizzato processato.

Con riferimento alle figure citate, Ã ̈ illustrato un posaggio 1 per la prova di un pezzo miniaturizzato 2, in particolare ma non necessariamente un circuito integrato, posizionabile precisamente in una tasca 3 del posaggio 1.

Il posaggio 1 à ̈ alimentato da un manipolatore (non mostrato) del pezzo 2, almeno un organo pressore 4 di ritegno del pezzo 2 nella tasca 3, ed un attuatore pneumatico 5 dell’organo pressore 4, comprendente una torretta cava 6 in cui à ̈ mobile uno stantuffo 7. Lo stantuffo 7 à ̈ mobile lungo una direzione di spostamento ortogonale al piano di appoggio 13 del pezzo 2 nella tasca 3.

In particolare il piano di appoggio 13 à ̈ orientato orizzontalmente e lo stantuffo 7 à ̈ traslabile verticalmente nella cavità interna almeno in parte cilindrica ad asse verticale della torretta 6.

Per la movimentazione reversibile dello stantuffo 7 il posaggio 1 presenta preferibilmente mezzi (non mostrati) di pressurizzazione e depressurizzazione di una delle due camere 16 in cui lo stantuffo 7 ripartisce la cavità interna della torretta 6. In tale soluzione preferita in particolare solo la camera superiore 16 viene alimentata con un fluido, in particolare aria, alternando pressione e depressione per causare il movimento dello stantuffo 7 verso il basso o verso l’alto.

In questo caso i mezzi di pressurizzazione e depressurizzazione possono comprendere opportuni mezzi pneumatici noti alla tecnica. Per la movimentazione reversibile dello stantuffo 7 in alternativa alla soluzione precedentemente descritta si possono utilizzare entrambe le camere 16, operando su entrambe alternativamente con pressioni uguali o diverse, oppure ancora si può alimentare una camera 16 con una pressione nota ed ottenere il ritorno mediante una molla antagonista collocata nell’altra camera 16.

Un aspetto saliente del posaggio 1 consiste nella previsione di mezzi di trasformazione dello spostamento dello stantuffo 7 in uno spostamento reversibile dell’organo pressore 4 tra una posizione iniziale protratta dalla torretta 6 per il ritegno del pezzo 2 nella tasca 3 ed una posizione finale ritratta nella o verso la torretta 6. I mezzi di trasformazione preferibilmente comprendono un perno 8 impegnato con una camma 9 per lo spostamento del pressore 4 lungo una guida 10 presentata dallo stantuffo 7.

Preferibilmente il perno 8 Ã ̈ solidale al pressore 4 mentre la camma 9 Ã ̈ solidale alla torretta 6.

In alternativa i ruoli di perno 8 e camma 9 possono essere scambiati, con il perno 8 fisso sulla torretta 6 e la camma 9 solidale al pressore 4.

La guida 10 preferibilmente si sviluppa linearmente in direzione trasversale alla direzione di spostamento dello stantuffo 7 nella torretta 6.

La guida 10, che in particolare si sviluppa orizzontalmente, comprende preferibilmente una scanalatura rettilinea 14 in cui à ̈ longitudinalmente traslabile un prolungamento ortogonale longitudinale 15 del pressore 4.

La camma 9, a configurazione aperta, presenta un tratto neutro 11 parallelo alla direzione di spostamento dello stantuffo 7 nella torretta 6, impegnato dal perno 8 durante la corsa di spostamento iniziale del pressore 4 in cui il pressore 4 si mantiene alla stessa distanza dalla torretta 6, un tratto attivo 12 trasversale alla direzione di spostamento dello stantuffo 7 nella torretta 6, impegnato dal perno 8 durante il resto della corsa di spostamento del pressore 4 in cui il pressore 4 si ritrae verso o nella torretta 6, ed un tratto di raccordo 17.

L’inclinazione del tratto attivo 12 può essere scelta in funzione delle esigenze di progetto.

Preferibilmente la camma 9 à ̈ ricavata su una parete di delimitazione laterale piana della cavità interna della torretta 6 che presenta la restante parete di delimitazione laterale di forma cilindrica. In questo caso come la cavità interna della torretta 6 così lo stantuffo 7, dovendo presentare forma ad essa coniugata, presenta un tratto di superficie laterale piano ed un tratto di superficie laterale cilindrica.

Le fasi della movimentazione del pressore 4 sono sequenzialmente mostrate in figure 1, 2 e 3.

La figura 1 rappresenta il posaggio 1 con lo stantuffo 7 appena partito nel movimento dal basso verso l’alto. Le due frecce rappresentano rispettivamente la velocità dello stantuffo 7 e quella del pressore 4.

La figura 2 rappresenta lo stesso movimento in fase più avanzata, con lo stantuffo 7 in posizione intermedia.

La figura 3 rappresenta lo stesso movimento nella fase conclusiva con lo stantuffo 7 a riposo in posizione alta ed il pressore 4 completamente ritratto.

All’inizio del movimento dello stantuffo 7 verso l’alto il perno 8 à ̈ posizionato nel tratto neutro 11 della camma 9. Durante tutta la fase di scorrimento del perno 8 nel tratto neutro 11 della camma 9 il pressore 4 trasla verticalmente verso l’alto. Il tratto neutro 11 della camma 9 garantisce che al momento del contatto e del distacco non siano presenti fenomeni di strisciamento relativo tra il pezzo 2 ed il pressore 4.

Quando lo stantuffo 7 risale, il perno 8 si porta prima nel tratto 17 di raccordo tra il tratto neutro 11 ed il tratto attivo 12 della camma 9, e successivamente nel tratto attivo 12.

Il tratto di raccordo 17 garantisce che il moto del pressore 4 avvenga con regolarità, senza urti né sussulti.

Per effetto dello scorrimento obbligato del perno 8 lungo il tratto attivo 12 della camma 9 il prolungamento ortogonale del pressore 4 viene trascinato in modo tale da avanzare progressivamente nella scanalatura 14. In questo modo mentre lo stantuffo 7 si alza il pressore 4 si ritrae.

Al termine della ritrazione la proiezione in pianta dell’ingombro del pressore 4 à ̈ sfalsata dall’area della tasca 3 che contiene il pezzo miniaturizzato 3, liberando così la via all’organo di presa che asporta il pezzo miniaturizzato 2 processato.

Vantaggiosamente lo spostamento del pressore 4 tra la posizione protratta e la posizione ritratta avviene lungo una traiettoria interamente contenuta in un piano. In questo si ottiene una ottimizzazione della occupazione degli spazi per il pressore 4 anche durante il conseguimento della posizione ritratta oltre che nella posizione ritratta.

In una possibile variante del posaggio 1 rientrante nell’ambito della presente invenzione il pressore 4 può presentare uno spostamento di tipo oscillatorio tra la posizione protratta e la posizione ritratta, ad esempio uno spostamento secondo un asse oscillatorio ortogonale alla direzione di traslazione dello stantuffo 7.

La tasca 3 può essere dimensionata in modo tale da accogliere con un certo gioco il pezzo 2 in quanto possono essere vantaggiosamente previsti mezzi fluidici (non mostrati) di spostamento controllato del pezzo 2 attivabili per esercitare sul pezzo 2 una forza pneumatica idonea a spingerlo nella posizione desiderata nella tasca 3.

I mezzi fluidici di spostamento comprendono in particolare appositi canali di fluido che sfociano nella tasca 3 e che vantaggiosamente possono essere alimentati dagli stessi mezzi di pressurizzazione e depressurizzazione che alimentano la torretta 6 per lo spostamento dello stantuffo 7.

Il posizionamento preciso del pezzo 2 nella tasca 3 Ã ̈ quindi effettuato per mezzo di un flusso di fluido orientato, in particolare aria, che esercita sul pezzo 2 la forza necessaria e sufficiente per posizionarlo con precisione nella posizione desiderata.

Il posaggio per la prova di un pezzo miniaturizzato così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato (2), comprendente una tasca (3) di prova in cui à ̈ posizionabile il pezzo (2), almeno un organo pressore (4) di ritegno del pezzo (2) in detta tasca (3), ed un attuatore pneumatico (5) di detto organo pressore (4), detto attuatore pneumatico (5) comprendendo una torretta cava (6) in cui à ̈ mobile uno stantuffo (7), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di trasformazione dello spostamento dello stantuffo (7) in uno spostamento reversibile dell’organo pressore (4) tra una posizione iniziale protratta dalla torretta (6) per il ritegno del pezzo (2) nella tasca (3) ed una posizione finale ritratta nella o verso la torretta (6).
2. 2. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasformazione sono configurati in modo tale da assoggettare il pressore (4) ad uno spostamento senza strisciamento relativo con il pezzo (2) durante il contatto ed il distacco da esso.
3. 3. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasformazione sono configurati in modo tale da assoggettare il pressore (4) ad uno spostamento lungo un piano tra detta posizione protratta e detta posizione ritratta.
4. 4. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasformazione comprendono un perno (8) impegnato con una camma (9) per lo spostamento del pressore (4) lungo una guida (10) presentata dallo stantuffo (7).
5. 5. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto perno (8) Ã ̈ solidale a detto pressore (4) e detta camma (9) Ã ̈ solidale alla torretta (6) o viceversa.
6. 6. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione 4 e 5, caratterizzato dal fatto che detta guida (10) si sviluppa linearmente in direzione trasversale alla direzione di spostamento dello stantuffo (7) nella torretta (6).
7. 7. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che detta camma (9) presenta un tratto neutro (11) parallelo alla direzione di spostamento dello stantuffo (7) nella torretta (6), un tratto attivo (12) trasversale alla direzione di spostamento dello stantuffo (7) nella torretta (6), ed un tratto di raccordo (17) tra il tratto neutro (11) ed il tratto attivo (12).
8. 8. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione da 4 a 7, caratterizzato dal fatto che detta guida (10) comprende una scanalatura rettilinea (14) in cui à ̈ longitudinalmente traslabile un prolungamento ortogonale longitudinale (15) del pressore (4).
9. 9. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detto pressore (4) presenta uno spostamento di tipo oscillatorio tra detta posizione protratta e detta posizione ritratta.
10. 10. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di presentare mezzi di pressurizzazione e depressurizzazione di una camera (16) delimitata dallo stantuffo (7) e dalla torretta (6) per generare lo spostamento reversibile dello stantuffo (7).
11. 11. Posaggio (1) per la prova di un pezzo miniaturizzato secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la tasca (3) Ã ̈ dimensionata in modo tale da accogliere con un certo gioco il pezzo (2), essendo previsti mezzi fluidici di spostamento controllato del pezzo (2) attivabili per esercitare sul pezzo (2) una forza pneumatica idonea a spingerlo nella posizione desiderata nella tasca (3).
12. 12. Posaggio (1) per la prova di un circuito integrato secondo una qualunque rivendicazione precedente.