KR101203770B1 - 플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 부품, 특히 집적회로용 조종 장치에 관한 것으로서, 상기 조종 장치에는 공압 실린더 장치(32)을 구비하는 플런저(12)용 이송 장치(30)가 구성되며, 상기 공압 실린더 장치(32)는 이동 가능하게 형성되고, 상기 공압 실린더 장치(32)을 플런저(12)의 축 방향으로 왕복 운동시키는 공압 실린더 이동 장치에 연결되어 있다.

Description

플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치 {HANDLER FOR ELECTRONIC COMPONENTS, COMPRISING A PNEUMATIC CYLINDER MOVEMENT UNIT FOR MOVING PLUNGERS}
본 발명은 전자 부품, 특히 집적회로(IC)용 조종 장치에 관한 것으로서, 상기 조종 장치는 테스트 장치의 콘택팅 장치들에 마주 놓인 한 위치로 테스트할 부품들을 운반하기 위한 적어도 하나의 운반 유닛 그리고 상기 운반 유닛 상에 배치되어 있고 부품들을 고정시킬 목적으로 형성된 플런저를 이동시키기 위한, 상기 운반 유닛으로부터 분리된 이송 장치를 구비한다.
예를 들어 집적회로(IC)를 갖춘 반도체 부품과 같은 전자 부품들은 통상적으로 이 전자 부품들이 예를 들어 회로 기판상에 장착되거나 또는 다른 방식으로 사용되기 전에 자체의 기능적인 능력에 대하여 검사된다. 이 경우 테스트할 부품들은 통상적으로 "조종 장치(Handler)"로 표기되는 자동 조종 장치에 의해서 콘택팅 장치들에 콘택팅 되며, 상기 콘택팅 장치들은 특히 콘택트 소켓(contact sockets)으로서 형성되었고 테스트 장치의 테스트 헤드에 전기적으로 접촉된다. 테스트 과정이 종료된 후에 상기 부품들은 조종 장치에 의해서 재차 콘택팅 장치들로부터 제거되고, 테스트 결과에 따라서 분류된다.
부품들의 고정 및 콘택팅을 위하여 조종 장치는 통상적으로 플런저, 즉 세로 방향으로 이동 가능한 고정 유닛(holding unit)을 포함하며, 상기 고정 유닛은 특히 진공을 이용하여 흡입력을 제공함으로써 부품들을 고정시킬 수 있다. 부품들을 조종 장치 내부에 배치한 후에는 플런저가 한 위치로 이동하게 되는데, 이 위치에서 플런저는 부품들이 콘택팅 장치들과 접촉 상태에 이르게 될 때까지 직선 경로(linear path)를 따라서 콘택팅 장치들까지 계속 전진할 수 있다. 테스트 과정들이 실시된 후에는 부품들이 플런저에 의해서 재차 테스트 헤드로부터 제거되고 위치 설정됨으로써, 부품들은 언로딩 스테이션(unloading station)을 통과할 때에 조종 장치로부터 제거될 수 있고 테스트 결과에 따라서 분류될 수 있다.
부품들의 테스트 과정을 가급적 경제적인 방식으로 실시할 수 있기 위해서는 조종 장치가 매우 빠른 속도로 동작하는 것, 다시 말해 가급적 높은 작업 처리량에 도달하는 것이 결정적으로 중요하다.
상기 목적을 위하여 정사각형의 중앙 부분을 갖춘 조종 장치 중앙 유닛은 이미 공지되어 있으며, 상기 정사각형 중앙 부분에서는 다수의 플런저가 세로 방향으로 이동할 수 있도록 가이드 되며, 상기 플런저의 전방 단부에는 진공에 의해서 부품들이 고정된다. 상기 정사각형 중앙 부분에서 플런저의 이동은 공압 실린더의 형태로 형성된 이송 장치에 의해서 이루어진다. 이와 같은 원리가 적합하다고 증명되었지만, 상기와 같은 방식으로 운반 유닛의 다수의 플런저를 가장 짧은 시간 안에 그리고 매우 정확한 방식으로 전방 콘택트 위치(front contact position)까지 이동시키는 동시에 부품들의 원활하고 안전한 콘택팅을 보증하기 위해서 상기 원리를 적용하는 것은 어려운 일이거나 또는 고비용과 결부되어 있다.
본 발명의 과제는, 테스트할 부품들이 고정되어 있는 다수의 플런저도 상대적으로 간단하고 신속하며 정확한 방식으로 전방 테스트 위치로 이동시킬 수 있고 부품들의 안전한 콘택팅에 도달할 수 있는 이송 장치를 구비하는 서문에 언급된 유형의 조종 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따른 청구항 1의 특징들을 갖는 조종 장치에 의해서 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 추가의 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 조종 장치에서 공압 실린더 장치(pneumatic cylinder mechanism)는 작동 가능하도록 형성되었고, 상기 공압 실린더 장치를 플런저의 축 방향으로 전후방으로 운동시키는 공압 실린더 이동 장치(pneumatic cylinder movement mechanism)에 연결되어 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 플런저를 이동시키기 위한 이송 장치(advancing mechanism)는 이동 가능하도록 배치된 공압 실린더 장치와 상기 공압 실린더 장치를 플런저의 축 방향으로 왕복(back and forth) 운동시키는 공압 실린더 이동 장치의 조합으로 이루어진다. 공압 실린더들이 전체적으로 공압 실린더 이동 장치에 의해 왕복 운동할 수 있음으로써, 상기 공압 실린더 이동 장치는 필요한 이송 경로가 의도한 바대로 매우 신속하게 연결(bridging)될 수 있도록 형성되고 최적화될 수 있는 한편, 상기 공압 실린더는 부품의 연결 콘택트가 콘택팅 장치(콘택트 소켓) 상에 원활하게 장착되도록 도와주는 스프링 부재로서의 작용을 한다. 그 결과, 한편으로는 매우 신속한 콘택팅에 도달할 수 있고, 다른 한편으로는 또한 원활하고 부드러운 콘택팅에 도달할 수 있으며, 이와 같은 사실로 인해서는 특히 콘택팅 장치에 존재하는 연결 콘택트, 예를 들어 콘택트 스프링이 안전하게 보호된다. 또한, 공압 실린더의 스트로크(stroke)에 의해서 보상될 수 있는 경로(path)에 의해서는 콘택팅의 경우에 발생하는 공차를 보상할 수 있는 가능성이 얻어진다. 모든 부품들은 동일한 압력으로 콘택팅 장치를 향해 가압된다.
한 바람직한 실시예에 따르면 공압 실린더 이동 장치는 크랭크 샤프트 장치로 이루어지고, 상기 크랭크 샤프트 장치는 구동 장치, 상기 구동 장치에 의해서 회전 동작으로 변환될 수 있는 크랭크 샤프트 그리고 상기 크랭크 샤프트에 편심으로 고정(mounted) 된 적어도 하나의 커넥팅 로드(connecting rod)를 구비하며, 상기 커넥팅 로드는 공압 실린더 장치를 플런저의 축 방향으로 이동시키기 위하여 상기 공압 실린더 장치에 연결되어 있다. 이와 같은 유형의 크랭크 샤프트 장치는, 부품들이 고정되는 플런저가 상기 크랭크 샤프트 장치에 의해서 상대적으로 간단하고 매우 신속하며 정확한 방식으로 자신의 후방으로 이동된 위치로부터 자신의 전방 콘택트(contact) 위치로 이동할 수 있게 된다는 장점을 제공한다. 특이한 장점은 상기 크랭크 샤프트 장치가 속도에 의존하는 플런저 이송 동작을 가능하게 한다는 것이며, 이 경우 이송 속도는 크랭크 샤프트의 각 위치(angular position)에 의존한다. 이때에는 바람직하게 커넥팅 로드가 크랭크 샤프트에 고정(mounted) 됨으로써, 이송 속도는 전방 콘택트 위치(최종 위치)에 근접하면서 점점 더 줄어드는 한편, 상기 이송 속도는 적어도 크기가 더 큰 나머지 이송 경로 부분에 걸쳐서는 매우 높을 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는 이송 시간이 짧아지는 동시에 콘택팅 장치(예컨대 콘택트 소켓)들과 부품들의 원활한 콘택팅이 성취될 수 있다.
공압 실린더 이동 장치는 또한 다른 하나의 이동 장치로 이루어질 수도 있다. 예를 들면 이와 같은 구성을 위하여 스핀들(spindle) 구동 장치가 제공될 수 있다. 또한, 공압 실린더 장치를 동일하게 공압 방식으로 왕복(back and forth) 운동시키는 것, 예를 들면 중앙 이송 실린더(central feed cylinder)를 이용해서 왕복 운동시키는 것도 생각할 수 있다.
한 바람직한 실시예에 따르면 공압 실린더 장치는 플레이트 캐리어(plate carrier) 그리고 상기 플레이트 캐리어에 고정된 실린더 고정 플레이트(holding plate)를 포함하며, 이 경우 상기 플레이트는 조종 장치 내부에 고정 배치된 가이드 장치(guide mechanism)에서 이동 가능하게 가이드 되고, 상기 공압 실린더는 실린더 고정 플레이트에 고정되어 있다. 이와 같은 구조는 이송 방향(feed direction)으로 이루어지는 공압 실린더 장치의 매우 정확한 가이드를 가능하게 하고, 더 나아가서는 조립을 용이하게 하는데, 그 이유는 공압 실린더가 사전에 실린더 고정 플레이트 상에 장착(assembled) 될 수 있기 때문이다.
한 바람직한 실시예에 따르면 운반 유닛(transport unit)의 각각의 플런저에는 공압 실린더가 하나씩 할당(割當)되어 있다. 그럼으로써 콘택팅의 경우에 각각의 부품에서는 다른 부품들과 상관없이 독립적으로 충격이 완화될 수 있다.
한 바람직한 실시예에 따르면 각각의 공압 실린더를 위해서 또는 공압 실린더의 개별 하부 그룹들을 위해서 해당 공압 라인을 개방(opening) 또는 폐쇄(closing)하기 위한 제어 밸브가 제공됨으로써, 결과적으로 각각의 공압 실린더 또는 하부 그룹(sub-groups)의 공압 실린더들은 제어 밸브를 통해서 개별적으로 작동될 수 있고, 단지 선택된 플런저들만 전방 테스트 위치로 이동할 수 있다. 이와 같은 방식에서는 "디스에이블링(Disabling)"의 가능성이 존재한다. 예를 들어 테스터 측에서 다양한 콘택팅 장치들이 결손되거나 또는 모든 콘택팅 장치들이 작동되어서는 안 되는 경우에는, 소수의 공압 실린더가 삽입될 수 있으며, 그로 인해 상응하는 플런저들은 전방 콘택트 위치로 옮겨지지 않게 된다.
한 바람직한 실시예에 따르면 공압 실린더들은 쇼트 스트로크(short-stroke) 실린더로서 형성되었고, 공기 압력에 의해서 실린더 하우징 내부에 유연하게 고정된 피스톤 로드를 구비하며, 이 경우 피스톤 로드(piston rods)를 삽입하기 위하여 가해지는 힘(force)은 적어도 삽입 경로(insertion path)의 선단부에 걸쳐서 거의 일정하게 유지된다. 그럼으로써, 부품들 또는 콘택팅 장치(콘택트 소켓)가 더 큰 치수 공차 또는 위치 공차를 갖는 경우에도 부품들을 매우 정확하고 통일적인 방식으로 그리고 원하는 압력으로써 콘택팅 장치에 압착할 수 있는 가능성이 얻어진다.
본 발명은 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 전자 부품들을 테스트할 때에 사용되는 본 발명에 따른 조종 장치 및 주변 장치들 또는 모듈(modules)들의 개략도이고,
도 2는 부분적으로 도시된 세 개의 순환 캐리지를 구비한 조종 장치의 사시도로서, 이 경우에는 이송 장치가 도시되어 있지 않으며,
도 3은 세 개의 순환 캐리지 및 본 발명에 따른 이송 장치를 구비한 도 2에 따른 조종 장치의 개략적인 측면도이고,
도 4는 도 3에 따른 순환 캐리지를 부분적으로 비스듬하게 절단하여 도시한 도면으로서, 이 경우에는 부품을 위해서 네 개의 플런저가 도시되어 있으며,
도 5는 본 발명에 따른 이송 장치의 개략적인 측면도이고,
도 6은 도 5에 따른 이송 장치 및 콘택팅 장치의 개략적인 측면도로서, 이 경우에 이송 장치는 뒤로 이동된 위치에 있으며,
도 7은 도 6에 상응하는 도면으로서, 이 경우 이송 장치는 전진 콘택트 위치에 있고,
도 8은 이송 장치의 한 부분을 뒤로 이동된 위치에서 도시한 사시도이며,
도 9는 도 8에 따른 이송 장치를 전방 콘택트 위치에서 도시한 사시도이고,
도 10은 조종 장치, 이송 장치, 운반 유닛 및 콘택팅 장치의 부분들을 테스트 장치의 측면으로부터 바라보고 도시한 사시도이며,
도 11은 여덟 개의 공압 실린더에 동력을 공급하기 위한 공압 회로도이다.
우선 도 1을 참조해서는 집적회로를 갖춘 반도체 부품의 형태로 형성된 전자 부품들을 테스트하기 위한 설비가 개략적으로 그리고 예로서 기술된다. 도면에 있는 화살표들은 부품들의 경로를 지시한다.
부품들은 제일 먼저 로딩 유닛(1)(loading unit)에 제공된다. 부품들을 온도 조절 체임버(2) 내부에서 예정된 온도로 조절하기 위하여, 로딩 유닛(1)은 부품들을 우선 온도 조절 체임버(2)로 운반한다. 상기 조절 온도는 예를 들어 -60℃ 내지 +200℃의 범위에 놓일 수 있다. 이때 온도 조절의 경우는 대류 방식과 전도 방식으로 이루어질 수 있다. 테스트할 부품들이 온도 조절 체임버(2) 내에서 원하는 온도에 도달한 후에, 상기 부품들은 예를 들어 픽 앤 플레이스(Pick and Place)유닛일 수 있는 운반 유닛(3)에 의해 온도 조절 체임버(2)로부터 전진 이동되어 조종 장치(4)에 제공된다. 조종 장치(4)는 부품들을 수용 및 고정하기 위해서 반드시 필요한 장치들, 경우에 따라서는 부품들을 추가로 온도 조절하기 위해서 필수적인 장치들 그리고 부품들을 테스트 헤드(5)에 이송하고 테스트 과정이 종료된 후에는 다시 테스트 헤드(5)로부터 제거하기 위해서 반드시 필요한 부품 이동 장치(component movement mechanism)를 포함한다. 또한, 조종 장치(4)는 테스트할 부품들에 대하여 특정한 방식으로 작용을 미치기 위한 특정 장치들, 예를 들면 부품들을 가속시키거나 압착(pressure)하거나 또는 기울이기 위한 특정 장치들을 포함할 수도 있다.
테스트 헤드(5)는 공지된 방식으로 조종 장치(4)에 결합된다. 테스트 헤드(5)는 전자식 테스트 장치의 부분이며, 상기 테스트 장치에 의해서는 부품들이 테스트 되고 테스트 결과들이 평가된다.
테스트가 종료된 후에 부품들은 조종 장치(4)에 의해서 재차 테스트 헤드(5)로부터 제거되고, 인출 유닛(removal unit)(6)(언로더(Unloader) 또는 픽 앤 플레이스 유닛)에 의해서 분류 유닛(sorting unit)(7)에 제공된다. 분류 유닛(7) 내에서는 부품들이 테스트 결과에 따라서 분류된다. 그 다음에 이어서 부품들은 언로딩 스테이션(8)에 도달한다.
조종 장치(4) 외부에 배치된 온도 조절 체임버(2)는 단지 선택 사항에 불과하다. 테스트할 부품들이 온도 조절될 필요가 없는 경우에는, 이와 같은 유형의 온도 조절 체임버(2)가 생략될 수 있다. 또한, 온도 조절 체임버(2)에 대하여 추가적인 또는 대안적인 방안으로서 테스트할 부품들의 온도 조절을 조종 장치(4) 내부에서 실시하는 것도 가능하다. 또한, 부품들을 조종 장치(4)에 제공하는 작업도 반드시 픽 앤 플레이스 유닛의 형태로 형성된 운반 유닛(3)을 통해서 실행할 필요가 없으며, 오히려 당업자에게 공지된 바와 같이 중력을 통해서도 이송을 실행할 수 있다. 이 경우에는 소위 중력 조종 장치(Gravity Handler)가 사용된다.
본 발명에 따른 조종 장치(4)의 구조 및 기능 방식은 도 2 내지 도 11을 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 조종 장치(4)는 원형 링 모양으로 고정된 두 개의 가이드부(9a, 9b)를 갖는 가이드 장치(9)를 포함하고, 상기 두 개의 가이드부에는 순환 캐리지(10)의 형태로 형성된 세 개의 운반 유닛이 이동 가능하게 지지가 되어 있다. 상기 가이드부(9a, 9b)는 공통의 중심축(11) 주변으로 연장된다. 순환 캐리지(10)는 가이드부(9a, 9b)를 따라 원형 트랙 상에서 수평의 중심축(11) 주변으로 상호 독립적으로 가이드 될 수 있는데, 다시 말하자면 선행하는 순환 캐리지(10) 그리고 후속하는 순환 캐리지(10)에 대한 각각의 순환 캐리지(10)의 간격은 순환 방향으로 변경될 수 있다. 조종 장치(4)의 사용 목적에 따라 순환 캐리지(10)의 개수는 변경될 수 있다. 예를 들면 두 개 내지 여덟 개, 특히 세 개 내지 다섯 개의 순환 캐리지(10)를 제공하는 것이 가능하다.
각각의 순환 캐리지(10)에는 진공 흡입기를 갖춘 다수의 동일한 플런저(12)가 고정되어 있으며, 상기 플런저들은 각각 테스트할 전자 부품(43), 예를 들어 반 도체 부품(IC)을 고정하기 위해서 이용된다. 도 3 내지 도 7에는 상이한 개수의 플런저(12)가 부분적으로 도시되어 있으며, 이 경우 도 3, 도 6, 도 7에 따른 실시예는 열여섯 개의 플런저(12)로부터 출발하며, 상기 플런저들은 4 x 4 매트릭스의 형태로 배치되어 있다. 하지만, 상응하는 개수의 부품들을 동시에 수용하고, 테스트 헤드(5)로 운반하며, 상기 테스트 헤드로부터 재차 제거할 수 있기 위하여 상기와 다른 개수의 플런저(12)를 각각의 순환 캐리지(10)에 제공하는 것도 아무런 문제 없이 가능하다. 특히 바람직한 경우는 플런저(12)를 예를 들어 3 x 3, 2 x 4, 4 x 4 또는 5 x 5 매트릭스의 형태로 된 순환 캐리지(10) 상에 매트릭스 형태로 배치하는 경우일 수 있다.
순환 캐리지(10) 아래에 놓여 있는 부분들을 볼 수 있도록 하기 위해서 또는 개관에 대한 명확성을 높이기 위하여, 상기 순환 캐리지(10)는 여러 도면들에서 단지 부분적으로만 도시되어 있다. 또한, 도 1의 개략도에는 순환 캐리지(10) 자체가 도시되어 있지 않고 오히려 단지 해당 구동 암(13)(개별 구동 암들은 13a, 13b, 13c로 표기되어 있음)이 도시되어 있는데, 상기 구동 암은 중심축(11)으로부터 방사형 외부로 각각 하나의 순환 캐리지(10)까지 연장되어 상기 순환 캐리지를 순환 방향으로 구동시킨다.
도 2에서 지시되는 바와 같이, 순환 캐리지(10)는 직사각형의 프레임(14)을 가지며, 상기 프레임 상에는 두 개의 부분으로 나누어진 베이스 플레이트(15)가 나사로 고정되어 있다. 순환 캐리지(10) 아래에 놓인 부분들을 볼 수 있도록 하기 위하여, 도 2에서는 순환 캐리지(10)가 단지 베이스 플레이트(15)의 절반으로만 도시되어 있다. 베이스 플레이트(15)는 특히 플런저(12)를 고정하기 위해서, 그리고 부품(43)이 순환 캐리지(10) 내부에서 온도 조절되는 경우에 방사형 내부 방향으로의 열손실을 피할 목적으로 순환 캐리지(10)를 방사형 내부로 밀봉하기 위해서 이용된다.
베이스 플레이트(15)를 프레임(14) 상에 해체 가능하게 고정시키는 것은, 예를 들어 다른 주변 구조물에 대한 적응이 필요한 경우에 상기 베이스 플레이트(15)가 플런저(12)와 함께 간단한 방식으로 교체될 수 있다는 장점을 제공해준다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 각각의 순환 캐리지(10)는 하우징(48)을 포함하며, 상기 하우징은 베이스 플레이트(15), 전방 벽(44), 후방 벽(45) 그리고 두 개의 측벽(46, 47)으로 이루어져 있다. 상기 벽(44-47)들은 평탄한 베이스 플레이트(15)와 함께 구유 형태(trough-like)의 하우징을 형성하며, 상기 하우징은 측면에서 그리고 방사형 내부로는 적어도 실제로 폐쇄되어 있지만 방사형 외부로는, 즉 도 4의 위로는 개방되어 있다. 도 4에 도시되어 있는 상기와 같은 플런저(12)의 부분(part)은 완전히 하우징(48) 내부에 배치되어 있다. 하우징(48)에 의해서는 각각의 순환 캐리지(10)를 부품(43)용 순환 온도 조절 체임버로서 형성하는 것이 가능해진다.
부품(43)의 온도 조절할 때에 열이 조절되지 않은 상태로 순환 캐리지(10)로부터 방사형 외부로 유출되지 않도록 하기 위하여, 약간의 방사형 간격을 두고 순환 캐리지(10) 외부에는 링 모양으로 고정된 커버 플레이트의 형태로 된 순환 커버인 실린더 고정 플레이트(51)가 배치되어 있다. 커버 플레이트 형태인 실린더 고정 플레이트(51)는 부품(43)이 순환 캐리지(10)에 로딩 되고, 순환 캐리지(10)로부터 언로딩 되며, 테스트 장치의 방향으로 방사형 외부로 이동하는 동작이 이루어지는 바로 그 영역을 제외하고는 순환 캐리지(10)의 전체 순환 경로에 걸쳐서 상기 순환 캐리지(10) 위를 덮는다. 도 4에는 로딩 스테이션이 도시되어 있으며, 이 로딩 스테이션에서 상기 커버 형태인 고정플레이트들은 부품(43)이 아무런 장애 없이 해당 플런저(12) 상에 장착될 수 있을 정도만큼 순환 방향으로 상호 이격(spaced aprat)되어 있다.
각각의 순환 캐리지(10)는 고유의 구동 암(13)에 의해서 가이드부(9a, 9b)를 따라 이루어지는 회전 동작으로 변환될 수 있다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 해당 구동 암(13a, 13b, 13c)의 방사형 외측 단부에 고정된 순환 캐리지(10)를 상호 독립적으로 이동시킬 수 있기 위하여 각각의 구동 암(13a, 13b, 13c)은 고유의 구동 장치에 의해서 구동된다. 구동 암(13a)은 구동 모터(18a)에 의하여 구동 기어(toothed wheel)(19a), 중앙 기어(20a), 이빨 벨트(21a) 또는 해당 구동 샤프트를 통해서 구동된다. 구동 암(13b)은 구동 모터(18b)에 의하여 구동 기어(19b), 중앙 기어(20b), 이빨 벨트(21b) 또는 해당 구동 샤프트를 통해서 구동된다. 구동 암(13c)은 구동 모터(18c)에 의하여 구동 기어(19c), 중앙 기어(20c), 이빨 벨트(21c) 또는 해당 구동 샤프트를 통해서 구동된다. 세 개의 구동 샤프트는 공통의 수평 중심축(11) 둘레에 상호 동심으로 배치되어 있으며, 이 경우 두 개의 구동 샤프트는 가장 내부에 있는 구동 샤프트 둘레를 회전할 수 있다.
상기와 같은 배치 상태에 의해서는, 원형 트랙(circulating path)을 따라 다양한 위치로 이동하기 위하여 순환 캐리지(10)가 상호 간의 단단한 결합(coupling) 없이 상호 독립적으로 중심축(11) 둘레를 회전할 수 있게 된다. 도 2 및 도 3에서 순환 캐리지(10)는 테스트할 부품(43)이 플런저(12) 상에 장착되는 상부 로딩 위치에서, 테스트할 부품(43)이 수평으로 이동되어 테스트 헤드(5)의 해당 콘택팅 장치(콘택트 소켓)와 콘택팅되는 측면 테스트 위치에서, 그리고 테스트할 부품(43)이 플런저(12)로부터 분리되는 하부 언로딩 위치에서 각각 도시되어 있다. 추가로 순환 캐리지(10)는 상기 위치들 사이에 있는 위치들로, 예를 들면 정렬 및 대기 위치로 이동할 수 있으며, 이 경우 순환 캐리지는 항상 동일한 회전 방향으로 각각의 후속하는 위치 또는 스테이션으로 단계적으로 계속 회전된다.
테스트할 부품(43)을 순환 캐리지(10)의 측면 위치(도 3의 9시 위치)에서 테스트 헤드(5)의 방향으로 직선으로 그리고 수평으로 전진시켜서 테스트 헤드(5)와 전기적으로 접속된 콘택트 소켓과 콘택팅시키기 위하여, 도 3 및 도 5 내지 도 10에만 도시되어 있는 이송 장치(advancing mechanism)(30)가 구비되었다. 상기 이송 장치(30)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 측면 테스트 위치에 있는 바로 그 순환 캐리지(10) 상에 존재하는 플런저(12)와 중심축(11) 사이에 있는 영역에 배치되어 있다.
도 5의 개략도로부터 알 수 있는 바와 같이, 이송 장치(30)는 크랭크 샤프트 장치(31)의 형태로 형성된 공압 실린더 이동 장치(pneumatic cylinder movement mechanism) 및 공압 실린더 장치(32)를 구비한다.
크랭크 샤프트 장치(31)는 이빨 벨트(toothed belt)로 형성된 크랭크 샤프트(33)를 포함하고, 상기 크랭크 샤프트는 중심축(11)에 대하여 평행하게 배치된 회전축인 피봇 핀(pivot pin)(34)을 중심으로 회전할 수 있다. 크랭크 샤프트(33)는 전동기(electric motor)의 형태로 형성된 구동 장치(35)에 의해서 회전 동작으로 변환될 수 있으며, 이 경우 전동기는 이빨 벨트(36)를 통해서 크랭크 샤프트(33)에 회전 결합되어 있다.
크랭크 샤프트(33)의 양 측면에는 커넥팅 로드(connecting rod)(37)가 각각 하나씩 배치되어 있으며, 이 경우 상기 두 개 커넥팅 로드(37)의 한 단부는 크로스 볼트(cross bolt)(38)를 통해서 크랭크 샤프트(33)에 편심으로 장착되어 있다.
크랭크 샤프트(33)가 회전 동작으로 변환됨으로써 두 개의 커넥팅 로드(37)를 직선으로 그리고 수평으로, 다시 말해 화살표(40)(도 5)의 방향으로 이동시키기 위하여, 상기 두 개 커넥팅 로드(37)의 서로 마주 놓인 단부는 크로스 볼트(39)에 의해서 플런저 가압 장치(plunger pressing mechanism)인 공압 실린더 장치(32)에 선회 가능하게 장착되어 있다. 공압 실린더 장치(32)는 플레이트 캐리어(50) 및 상기 플레이트 캐리어(50)에 고정된 실린더 고정 플레이트(cylinder holding plate)(51)를 형성한다. 플레이트 캐리어(50)는 실린더 고정 플레이트(51)가 고정되어 있는 소수의 핑거(52)를 구비한 지지부 그리고 상기 지지부의 양 측면에 배치된 가이드 슬리브(53)를 포함하며, 상기 가이드 슬리브에 의해서는 플레이트 캐리어(50)가 고정식 가이드 로드(54)(도 8 및 도 9)에 이동 가능하도록 지지가 되어 있다. 크랭크 샤프트(33)가 도 8에 도시된 위치 - 이 위치에서는 크로스 볼트(38)가 플레이트 캐리어(50)에 대하여 상대적으로 피봇 핀(34) 뒤에 위치로부터 약 180°만큼 도 9에 도시된 위치 - 이 위치에서는 크로스 볼트(38)가 피봇 핀(34)과 플레이트 캐리어(50) 사이에 있음 - 로 회전하면, 이로 인해 플레이트 캐리어(50)는 두 개의 커넥팅 로드(37)를 통해서 직선으로 도 9에 도시된 전방 위치로 이동하게 된다. 크랭크 샤프트(33)가 상기 전방 위치로부터 재차 반대 방향으로 도 8에 도시된 출발 위치로 역회전하면, 플레이트 캐리어(50)는 상응하는 방식(corresponding manner)으로 직선으로 역이동하게 된다. 이 경우 크랭크 샤프트(33)의 회전 경로는 피봇 핀(34)이 고정되어 있는 베어링 브래킷(57)(bearing bracket)의 쇼울더(shoulders)(55, 56)에 의해서 제한되며, 이때 최종 위치에 있는 크로스 볼트(38)는 상기 쇼울더(55, 56)에서 정지하게 된다.
실린더 고정 플레이트(51)는 다수의 공압 실린더(58)를 고정시키기 위해서 이용되며, 이 경우 각각의 플런저(12)에는 공압 실린더(58)가 하나씩 마주 놓여 있다. 따라서, 공압 실린더(58)의 개수는 바람직하게 플런저(12)의 개수에 같게 된다.
공압 실린더(58)는 피스톤 로드(59)를 구비하며, 상기 피스톤 로드(59)는 플런저(12)와 일직선상에 배치되어 있고 전진 방향(이송 방향)으로 공압 실린더(58)로부터 이동될 수 있거나 또는 후진 이동으로 공압 실린더(58) 안으로 삽입될 수 있다. 이 목적을 위하여 각각의 공압 실린더(58)는 도 11을 참조하여 더 상세하게 기술되는 바와 같이 상응하는 공압 라인을 통해서 유체 공급 장치(60)에 연결되어 있다(도 6 및 도 7 참조). 공압 실린더(58)로서는 쇼트 스트로크 실린더가 사용된다.
플런저(12)는 자신의 세로 방향으로 이동 가능하도록 순환 캐리지(10)의 베이스 플레이트(15)에 고정되어 있다. 이 목적을 위하여 플런저(12)는 전방 부분 및 후방 부분을 가지며, 상기 전방 부분은 도 6에 도시된 바와 같이 플런저가 뒤로 이동된 상태에서 순환 캐리지(10)의 하우징(48) 내부에 배치되어 있고, 상기 후방 부분(rear portion)은 뒤로, 다시 말해 조종 장치(4) 내부에서 방사형 내부로, 베이스 플레이트(15) 위로 돌출한다. 상기와 같이 플런저(12)가 후진 이동으로 뒤로 이동된 위치에서 순환 캐리지(10)는 도 3의 9시 위치에 상응하는 측면 테스트 위치로 이동하게 된다. 도 3 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 플런저(12)가 후진 이동하여 뒤로 이동된 위치에서는 플런저(12)의 후방 단부들이 피스톤 로드(59)의 전방 단부에 대하여 이격되고 상기 전방 단부들에 대하여 완전히 분리됨으로써, 순환 캐리지(10)는 피스톤 로드(59)에 콘택팅되지 않으면서 테스트 위치로 이동할 수 있다. 상기 테스트 위치에서는 피스톤 로드(59)가 플런저(12)의 후방 단부(61)에 정확하게 마주 놓여 있다(도 6). 상기와 같은 위치에서 플런저(12)의 관 모양 중앙 흡입기(62)의 피크에 부착된 부품(43)은 뒤로 이동된 상태로 순환 캐리지(10)의 하우징(48) 내부에 있으며, 이 경우에는 하우징(48)도 테스터 측에 배치된 콘택트 소켓 캐리어(63)에 대하여 약간의 간격을 가짐으로써, 결과적으로 관련 순환 캐리지(10)는 콘택트 소켓 캐리어(63)와 공압 실린더(58) 사이에 있는 영역 안으로 삽입될 수 있다. 콘택트 소켓 캐리어(63)는 테스트할 부품(43)과 콘택팅 상태를 유지해야만 하는 콘택트를 갖는 콘택트 소켓(64)을 지지한다. 또한, 도 6 및 도 7에는 또 하나의 절연부(65)가 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 절연부는 열이 순환 캐리지(10)의 하우징(housing)(48)으로부터 제어되지 않은 상태로 유출되는 상황을 방지해준다.
도 6에 도시된 뒤로 이동된 위치로부터 도 7에 도시된 앞으로 이동된 콘택트 위치로 부품(43)을 전진시키기 위하여, 크랭크 샤프트(33)가 약 180°만큼 시계 바늘 방향과 반대로 회전함으로써, 공압 실린더 장치(32)는 직선(linear)으로 콘택트 소켓(64)의 방향으로 이동하게 된다. 이때에는 공압 실린더(58)의 피스톤 로드(59)가 플런저(12)의 후방 단부(61)로 가압 됨으로써, 플런저(12)는 그에 상응하게 전진 이동하므로 전방으로 도 7에 도시된 콘택트 위치(contact position)로 이동한다. 이때 공압 실린더(58)의 피스톤 로드(59)는 사전 설정된 치수만큼 전진 이동(moved out)된다. 조절 조치가 전혀 필요치 않는 한, 공압 실린더(58)에 대하여 상대적인 피스톤 로드(59)의 위치는 그대로 유지될 수 있다. 따라서, 각각의 테스트 과정이 종료된 후에 피스톤 로드(59)를 삽입(retract)하고 각각의 새로운 테스트 과정이 시작되기 전에 재차 피스톤 로드(59)를 전진 이동시킬 필요가 없어진다. 각각의 공압 실린더(58)가 개별적으로 구동될 수 있음으로써, 이와 같은 방식에 의해서는 공압 실린더(58)를 개별적으로 작동(activating)시키거나 또는 개별적으로 작동 해제(deactivating)시키는 것이 가능하다. 또한, 공압 실린더(58)는 콘택팅의 경우에 발생하는 공차를 보상하도록 형성되었다. 콘택트 소켓 또는 부품 콘택트의 위치들이 이송 방향으로 상호 벗어나면, 해당 피스톤 로드(59)는 자동으로 더 많이 또는 더 적게 뒤로 밀려나게 되며, 이 경우 압착력은 실제로 동일하게 유지된다. 또한, 공압 실린더(58)에 의해서는 예를 들어 소수의 콘택트 소켓(64)이 작동되지 않아야 하는 경우에, 콘택팅될 콘택트 소켓(64) 가운데 의도한 바대로 선택을 할 수 있는 가능성이 얻어진다. 이 경우에는 관련 피스톤 로드(59)가 삽입(retract)된 상태로 유지됨으로써, 관련 플런저(12)는 자신의 콘택트 최종 위치(contact end position)까지 전진 이동하지 않게 된다.
따라서, 플런저(12)를 뒤로 이동된 위치로부터 전방 콘택트 최종 위치로 이송하기 위한 정상적인 스트로크 경로(stroke path)는 크랭크 샤프트 장치(31)를 통해서 기계식으로 형성되는 한편, 공압 실린더(58)는 단지 정밀 조절을 위해서만 그리고 그와 더불어 모든 부품(43)의 균일한 압착력을 위해서 또는 개별 플런저(12)를 의도한 바대로 선택할 목적으로만 이용된다.
테스트 과정이 종료된 후에는 크랭크 샤프트(33)가 다시 시계 바늘 방향으로 도 6에 도시된 위치로 역회전함으로써, 공압 실린더 장치(32)는 뒤로 이동된 자체의 위치로 역이동하게 된다. 플런저(12)는 도면에 도시되어 있지 않은 그리고 각각의 플런저(12)에 제공된 상응하는 복원 스프링에 의해서 자신의 뒤로 이동된 위치로 역이동하며, 상기 뒤로 이동된 위치에서 부품(43)은 재차 하우징(48) 내부에 배치되어 있고, 플런저(12)는 공압 실린더(58)의 피스톤 로드(59)로부터 분리되어 있다. 이로 인해 순환 캐리지(10)가 테스트 스테이션으로부터 전진 이동될 수 있음으로써, 결과적으로 아직까지 테스트 되지 않은 부품(43)이 로딩 된 후속하는 순환 캐리지(10)는 테스트 위치로 이동할 수 있게 된다.
이송 장치(30)의 전진 속도 또는 역이동 속도는 크랭크 샤프트 장치(31)로 인하여 커넥팅 로드(37)의 베어링 위치, 즉 크로스 볼트(38)가 크랭크 샤프트(33)에서 취하게 되는 각 위치(angular position)에 의존하여 전진 경로를 따라서 변경된다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 크로스 볼트(38)의 3시 위치 및 9시 위치에서의 전진 속도, 다시 말해 크로스 볼트(38)와 크로스 볼트(39) 사이의 연결선이 전진 방향에 대하여 평행할 때의 전진 속도는 0인 반면에, 크로스 볼트(38)가 12시 위치에 있을 때의 전진 속도는 최고이다. 크로스 볼트(38)가 9시 위치에 근접하면서 점차 전진 속도가 느려지기 때문에, 부품(43)은 해당 콘택트 소켓(64) 상에 부드럽게 장착될 수 있다.
도 11에는 여덟 개의 공압 실린더(58)가 제공된 공압 회로도가 도시되어 있다. 각각의 공압 실린더(58)는 제 1 공압 라인(66) 및 제 2 공압 라인(67)을 통해서 유체 공급 장치(60)에 연결되어 있다. 제 1 공압 라인(66)은 피스톤(68) 아래에서 그리고 제 2 공압 라인(67)은 피스톤(68) 위에서 공압 실린더(58) 내부와 연통된다. 5/2 방향 조절 밸브(way valves)의 형태로 형성되어 전자기 방식으로 작동할 수 있는 방향 조절 제어 밸브(69)를 통해 상기 공압 라인(66, 67)은 유체 공급 장치(60)까지 뻗는 메인 공급 라인(70)에 연결될 수 있거나 또는 적합한 배기 라인과 연결될 수 있으며, 그로 인해 피스톤 로드(59)는 상호 독립적으로 공압 실린더(58)로부터 전진 이동되거나, 공압 실린더(58) 내부로 삽입되거나 또는 특정 위치에 고정될 수 있다.
제 1 및 제 2 공압 라인(66, 67)으로서는 가동적인 압력 라인(movable pressure line)이 사용되는 반면에 상기 방향 조절 제어 밸브(69)는 조종 장치(4) 내에 고정 배치되어 있다.

Claims (7)

  1. 전자 부품용 조종 장치로서,
    상기 조종 장치는,
    테스트 장치의 콘택팅 장치와 마주 놓인 한 위치로 테스트할 부품(43)을 운반하기 위한 적어도 하나의 운반 유닛을 구비하며,
    상기 운반 유닛 상에 배치된 플런저(12)를 구비하고, 상기 플런저(12)에는 부품(43)이 장치(mounted)되며, 상기 부품(43)은 자체의 축 방향으로 전방 콘택트 위치까지 이동(displace)하며, 상기 전방 콘택트 위치에서는 부품(43)이 해당 콘택팅 장치와 콘택팅되며,
    상기 운반 유닛으로부터 분리되어 있고 상기 플런저(12)를 이동시키기 위한 이송 장치(30)를 구비하며,
    상기 이송 장치(30)는 공압 실린더(58)를 구비한 공압 실린더 장치(pneumatic cylinder mechanism)(32)를 구비하고, 상기 공압 실린더(58)의 피스톤 로드(59)는 플런저(12)와 접촉 및 분리되며,
    상기 공압 실린더 장치(32)는 이동하게(displaceably) 형성되고, 상기 공압 실린더 장치(32)를 플런저(12)의 축 방향으로 왕복 운동시키는 공압 실린더 이동 장치(pneumatic cylinder movement mechanism)에 연결된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    공압 실린더 이동 장치는 크랭크 샤프트 장치(31)로 형성하고, 상기 크랭크 샤프트 장치(31)는 구동 장치(35)와 상기 구동 장치(35)에 의해서 회전 동작으로 변환되는 크랭크 샤프트(33)와 상기 크랭크 샤프트(33)에 편심으로 고정된 적어도 하나의 커넥팅 로드(37)를 구비하며, 상기 커넥팅 로드(37)는 공압 실린더 장치(32)를 플런저(12)의 축 방향으로 이동시키기 위하여 상기 공압 실린더 이동 장치에 연결되게 형성된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    공압 실린더 이동 장치는 스핀들 구동으로 형성된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    공압 실린더 장치(32)는 플레이트 캐리어(50)와 상기 플레이트 캐리어(50)에 고정된 실린더 고정 플레이트(51)를 구비하며, 상기 플레이트 캐리어(50)는 조종 장치(4) 내부에 고정 배치된 가이드 장치(9)에서 이동하게 가이드 되고, 공압 실린더(58)는 상기 실린더 고정 플레이트(51)에 고정되게 형성된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    운반 유닛의 각 플런저(12)에 공압 실린더(58)가 할당(割當)되게 구성된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각 공압 실린더(58)를 위해서 또는 공압 실린더(58)의 개별 하부 그룹의 공압 실린더를 위해서 해당 공압 라인(66, 67)을 개방 또는 폐쇄하기 위한 방향 조절 제어 밸브(69)가 구비되어, 각각의 공압 실린더(58) 또는 하부 그룹의 공압 실린더는 상기 방향 조절 제어 밸브(69)에 의해서 개별적으로 작동되며, 선택된 플런저(12)는 전방 콘택트 위치로 전진 및 후진되게 이동할 수 있게 형성된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    공압 실린더(58)는 쇼트 스트로크(short-stroke) 실린더로서 형성되고, 공기 압력에 의해서 유연하게 삽입되게 실린더 하우징 내부에 고정된 피스톤 로드(59)를 구비하며, 피스톤 로드(59)를 상기 공압 실린더(58)에 삽입하기 위하여 가해지는 힘(force)은 적어도 삽입 경로의 선단부(initial part)에 걸쳐서 일정하게 유지되게 형성된 것을 특징으로 하는,
    플런저를 이동시키기 위한 공압 실린더 이송 장치를 구비한 전자 부품용 조종 장치.
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