KR19990063665A - 자동 반도체 부품 조종 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 반도체 부품 조종 장치에 관한 것이다. 첫째, 조종 장치는 부품의 소오스와 상기 소오스로부터 벨트 조립체까지 부품을 이송하기 위한 이송 메커니즘을 포함한다. 상기 벨트 조립체는 벨트, 벨트 변위 제어기와, 원하는 엔드 포인트에 대해 부품의 영상을 형성하기 위한 영상 형성 장치를 포함한다. 상기 벨트 변위 제어기는 원하는 엔드 포인트에 대한 부품의 영상을 토대로 벨트를 움직이기 위해서 벨트에 결합되므로, 입력 벨트의 운동 방향에 대해 정확하게 부품을 배치한다.

Description

자동 반도체 부품 조종 장치.

전자 산업 분야에서는, 집적 회로 칩, 반도체 장치, 트랜지스터, 다이오드, 하이브리드 회로 등과 같은 반도체 부품을 보다 적은 비용으로, 작은 크기로 만들려는 요구가 꾸준히 증가하고 있다. 상기 부품의 제조는 완전히 전기적이거나 기계적인 것은 아니다. 비록 어떤 종류의 부품에 결점이 거의 없을지라도, 부품이 복잡하면 부품이 고도의 품질을 만족시킬 수 없다고 나타낸다. 즉, 부품의 일부분은 전기 테스트 및 기계 검사를 거쳐야 한다. 일반적으로, 다량의 동일한 부품이 테스트를 거치고 검사된다. 상기 테스트 및 검사 단계는 전자 부품 생산시 가장 어려운 과정이다. 상기 전자 부품의 생산성을 증가시켜서 단위 유니트 비용을 감소시키는 방법은 부품의 테스트 및 검사 속도와 정확성을 증가시키는 것이다.

테스트 효율을 향상시키기 위해서, 자동 부품 조종 장치는 부품을 전기 테스트 장비로 이송하고 제거한다. 부품의 전기 테스트는 부품의 품질을 보증하도록 일정한 전기 특성을 측정한다. 전기 테스트는 특정 부품의 리드와 연결되는 테스트 접촉기를 통하여 이루어진다. 어떤 경우에, 부품 테스트는 어떤 작동 특성을 측정하기 위해서 대기 온도와 다른 온도에서 수행된다. 효율성과 정확성을 향상시키기 위해서, 부품은 자동 부품 조종 장치에 의해 테스트 접촉기로 공급되고 상기 테스트 접촉기에서 분리되는데 상기 자동 부품 조종 장치는 온도 조절 장치를 포함한다.

모든 부품 조종 장치에 대한 비용 및 효율성은 테스트될 부품과 테스트 접촉기 사이의 정렬에 따라 결정된다. 알맞은 전기 접촉을 보장하기 위해서 정확한 정렬이 필요하다. 부품이 많은 리드를 가지는 작은 패키지로 발전될 때, 부품과 테스트 접촉기 사이의 정렬은 좀더 정확해야 한다. 예를 들어, 부품 리드 너비가 0.010인치이고 리드 피치가 0.020인치이므로, "x, y, θ" 정렬시 약간의 오차만 존재하여도 전기 테스트는 실패할 것이다. 수천 개의 거의 동일한 부품은 테스트 접촉기와 정확하게 전기 연결되어야 하므로 매번 정확하게 정렬시켜야 한다.

부품 조종 장치 제조 분야에서 사용하는 대부분의 종래 기술은 전환 키트나 부품 호울더를 사용하여 부품을 정확하게 정렬하는 것이다. 예를 들어, 바바의 미국 특허 제 5,290,134와 세키바의 미국 특허 제 5,148,100을 참고하라. 전환 키트는 특정 부품을 작동하기 위해서 모든 부품 조종 메커니즘, 열 저장 시스템, 접촉기와 조종 장치의 다른 부분을 조절하도록 조종 장치를 기계적으로 설계한다. 전환 키트의 가장 값비싼 부분은 정밀 포켓으로도 불려지는 부품 캐리어이다. 전환 키트의 일부분인, 부품 캐리어는 부품을 수용하고 정확하게 배치하기 위해서 테이퍼 사이드를 가지는 가공된 포켓에 하나 이상의 부품을 수용한다. 부품 캐리어는 테스트될 부품의 유형의 크기에 맞게 아주 작은 오차를 유지함으로써 부품을 반복적으로 배열한다. 부품 캐리어는 알루미늄이나 공업용 플라스틱으로 가공되어서 쉽게 파손되므로 주의 깊게 유지해야 한다.

전환 키트와 부품 캐리어는 여러 가지 제한점을 가진다. 첫째, 캐리어 리세스는 정확하게 배열하기 위해서 꼭 막게 가공되어야 하므로, 특정 크기를 가지는 부품은 심각한 문제를 일으킨다. 너무 큰 부품은 캐리어에 꽉 끼여들어 움직일 수 없다. 이것을 막기 위해서, 조작자는 조종 장치에 주의를 기울여야 하고 조종 장치를 정지시켜야 한다. 너무 작은 부품은 느슨해서 접촉기 인터페이스에서 오정렬될 수 있다. 잘못 정렬된 부품을 삽입하면 접촉기는 손상될 수 있다. 둘째, 다른 크기의 모든 부품은 다른 전환 키트를 필요로 하는데, 이것은 대응하는 부품 캐리어를 포함한다. 따라서, 수백 종류의 다른 부품이 있으므로 다른 유형의 전환 키트가 요구된다. 다양한 전환 키트의 생산 제어 및 정비는 많은 시간이 소모되고 비용이 많이 든다. 셋째, 전환 키트는 아주 비싸다. 조종 장치를 대량 생산할 때, 각각의 전환 키트는 10,000-35,000 달러 정도의 비용이 든다.

종래 기술에 따른 전술한 문제점 이외에, 부품 캐리어의 질량은 조종 장치의 효율성을 저하시킨다. 부품에 비해 부품 캐리어의 질량은 아주 무겁다. 부품 캐리어의 추가 질량은 다양한 수송 메커니즘을 천천히 가동되도록 하고 가감속하는 동안 각 공정에 힘과 진동을 부과해 손상시킬 수 있다. 상기 부품 캐리어 질량은 부품의 열 조절을 더디게 한다.

종래 기술에 따른 조종 장치의 또다른 문제점은 통합된 리드 및 치수 검사가 부족하다는 것이다. 상기 제작 공정은 부품 리드 및 핀 #1 정렬을 포함하는, 부품의 시각 조사를 필요로 한다. 종래 기술에서, 상기 제작 단계는 전기 테스트 단계와 별도로 이루어진다. 또다른 문제점은, 부품이 조종 장치나 테스트 접촉기로 전기 테스트하는 동안 손상된다는 것이다. 부품 제작의 효율성을 높이기 위해, 부품의 전기 테스트 전후 또는 전기 테스트하는 동안 부품 리드가 검사되어야 한다.

종래 기술에 따른 조종 장치의 또다른 문제점은, 크기가 너무 크다는 것이다. 공장 바닥 공간은 상당히 커야 한다. 조종 장치는 보수 및 수리를 위해 공장 바닥에서 종종 분리된다. 조종 장치가 더 작을수록, 기계를 재배치하고 수리하는 것은 더욱 용이해진다.

자동 부품 조종 분야에서 영상 시스템이 적용되지 않는다는 것은 분명하다. 그러나, 기계 영상 방법 및 장치는 종래 기술에 따라 만들어진 회로 기판을 포함한 다른 분야에서 찾아볼 수 있다. 회로 기판을 제조할 때 대부분의 일반적인 영상 장치는 "픽 앤드 플레이스(pick and place)로 불려진다. 기본적인 픽 앤드 플레이스 장치는 변위 아암, 카메라 및 영상 소프트웨어를 사용한다. 상기 변위 아암은 부품을 픽업하여 그것을 카메라로 관찰되는 원점 위치로 가져간다. 영상 소프트웨어는 원하는 위치에 부품을 배치하는데 필요한 x, y와 θ 보정을 계산한다. 상기 변위 아암은 영상 소프트웨어로 나타낸 보정을 하고 상기 보정에 따라 부품을 배치한다. 부품 테스트에 사용되는, 이와 유사한 장치는 Frye 등의 미국 특허 제 5,481,202에서 설명된다. Frye는 영상 장치에 의해서만 전기 테스트 장치와 부품을 정렬하는 영상 시스템을 설명한다. 영상 정렬 장치에만 의존하므로, 부품 테스트는 느리게 이루어지고 어려운 과정이 된다. 전술한 종래의 자동 조종 장치처럼 Frye는 부품을 정확하게 배열하기 위해서 부품 캐리어를 필요로 한다.

본 발명은 반도체 부품 제작 및 테스트에 관련되고, 특히 테스트 접촉기와 연결하기 위해 반도체 부품을 정확하게 배열하기 위한 자동 고처리량 조종 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 자동 부품 조종 장치의 투시도.

도 2 는 자동 부품 조종 장치의 정면도.

도 2a는 조종 장치의 상측면도.

도 3 은 조종 장치의 측면도.

도 4 는 입력 트레이 조종 장치의 측부를 나타낸 조종 장치의 측단면도.

도 5 는 입력 트레이 조종 장치에 포함된 입력 트레이의 작업 영역을 나타낸 상측면도.

도 6 은 2개의 입력 벨트 조립체와 입력 트레이의 작업 영역 위의 입력 갠트리의 상측면도.

도 7 은 입력 갠트리 아암의 상측면도.

도 8 은 입력 갠트리 아암의 측면도.

도 9 는 갠트리 아암의 정면도.

도 10 은 진공 헤드의 정밀 측단면도.

도 11 은 입력부 카메라를 가지는 입력 벨트 조립체의 측면도.

도 12 는 입력 벨트 조립체의 상측면도.

도 13 은 입력 벨트 조립체의 단면도.

도 14 는 입력 벨트 조립체의 정밀 상측면도.

도 15 는 조절 가능한 엔드 스톱과 평행하게 작동하는 8개의 입력 벨트 조립체의 상측면도.

도 16 은 입력 벨트 조립체와 출력 벨트 조립체를 포함하는 영상 시스템의 상측면도.

도 17 은 테스트 접촉기와 입력 벨트 조립체를 포함한 영상 시스템의 상측면도.

도 18 은 트롤리 조립체의 상측면도.

도 19 는 각각의 작업 단계에서 트롤리 조립체의 상측면도.

도 20 은 입력 벨트와 출력 벨트 조립체를 포함한 트롤리 조립체의 2개의 드럼의 상측면도.

도 21 은 트롤리 조립체의 측단면도.

도 22 는 출력부 조절가능한 엔드 스톱과 출력 트레이를 가지는 출력 벨트 조립체의 상측면도.

도 23 은 출력 정렬기의 상측면도.

도 24 는 출력 정렬기의 측면도.

도 25 는 다른 실시예에 따른 출력 정렬기의 상측면도.

도 26 은 다른 실시예에 따른 출력 정렬기의 측면도.

도 27 은 조종 장치를 위한 열 제어 시스템의 상측면도.

도 28 은 본 발명에 따른 조종 장치를 제어하기 위한 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면.

도 29 는 본 발명을 실용화하기 위해 선호되는 방법을 나타낸 플로우 차아트.

* 부호 설명

10 ... 조종 장치 12 ... 지지부

14 ... 조종부 16 ... 섀시

17 ... 보호판 18 ... 컴퓨터 제어 시스템

20 ... 입력부 22 ... 트롤리 조립체

24 ... 출력부 25 ... 영상 시스템

본 발명의 목적은 자동 부품 장치의 비용-효율성, 부품 처리량, 부품 정렬 및 효율성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 부품 캐리어를 필요로 하지 않는 조종 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 부품 정렬, 부품 검사 및 조종 장치 처리량을 향상시키는 영상 장치를 적용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 조종 장치의 처리량을 증가시키기 위해서 평행한 경로를 제공하는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 극복할 수 있는 방법을 제시한다. 본 발명은 다수의 테스트 접촉기와 사용하기에 적합하고 저비용 고처리 가능한, 자동 반도체 부품 조종 장치와 방법을 제공한다. 조종 장치는 다수의 부품을 기준 입력 트레이로부터 입력 벨트 조립체까지 옮기는 입력 갠트리로 구성되는데, 상기 입력 벨트 조립체는 부품을 정밀 레일에 대해 바이어스 하는 동안 트롤리 조립체를 향하여 부품을 움직인다. 입력 벨트 운동은 영상 시스템과 컴퓨터 시스템과 연결되는 입력 벨트 모터에 의해 제어된다. 상기 영사 시스템은 입력 벨트 상의 부품을 관찰하고 영상 데이터를 컴퓨터 시스템으로 전송한다. 컴퓨터는 입력 벨트 모터가 입력 벨트를 움직이도록 하여서 인라인 제 1 부품은 조절 가능한 엔드 스톱에 의해 정지된다. 정밀 레일과 조절 가능한 엔드 스톱의 결합체는 각 부품을 반복적으로 정확하게 정렬한다. 상기 조종 장치는 다수의 부품을 평행하게 정렬하고 작동하는 다수의 입력 벨트로 구성된다. 다수의 부품이 조절 가능한 엔드 스톱에서 배열된다면, 트롤리 조립체는 부품을 테스트 접촉기로 옮긴다. 테스트 이후에, 트롤리는 부품을 출력 벨트 조립체로 이송한다. 출력 벨트 조립체는 입력 벨트 조립체처럼 정확하게 반복적으로 정렬할 수 있다. 부품이 출력 벨트 조립체에서 정렬된 후에, 출력 정렬기는 부품을 출력 벨트 조립체로부터 기준 출력 트레이까지 옮긴다. 상기 출력 트레이 내에 변위는 특정 부품의 테스트 결과를 따른다.

다른 실시예에서, 영상 시스템은 기계적 특성을 알기 위해 부품을 검사하고 테스트 접촉기와 부품 사이의 인터페이스를 관찰한다.

또다른 실시예에서, 조종 장치는 실온과 다른 온도에서 부품을 테스트하기 위해서 열 조절 장치를 포함한다. 상기 열 조절 장치는 입력 및 출력 조절을 한다.

본 발명의 선호되는 실시예에 따른 자동 부품 조종 장치(10)가 도 1에 나타나 있다. 상기 조종 장치(10)는 지지부(12)와 조종 부분(14)으로 구성된다. 상기 지지부(12)는 전력 공급 성분을 포함한 섀시(16)와, 조종 작업을 연속적으로 실행하고 기능을 제어하는 케이블과 전기 연결부를 포함한다. 전체 조종 장치(10)는 섀시와 이격되어 배치될 수 있는 제어 시스템(18)을 제외하고는 섀시(16)에 의해 한정된 바닥 영역 내에 위치한다. 보호판(17)은 주위 환경으로부터 부품을 보호하기 위해서 조종 장치(10)를 둘러싼다. 조종 장치(10)의 조작을 용이하게 하기 위해서, 섀시(16)는 휠(19)에 의해 바닥으로부터 떨어져 상승된다. 도 2a의 상측면도에 나타난 것처럼, 조종 장치(10)는 테스트 스테이션(8)의 테스트 접촉기(6)에 인접하여 위치한다.

조종 작업은 조종 장치(10)의 조종 부분(14)에서 주로 이루어진다. 도 2, 2a와 3에 나타난 것처럼, 조종 부분(14)은 입력부(20), 트롤리 조립체(22), 출력부(24)와 영상 시스템(25)을 포함한다. 입력부(20)는 부품을 트롤리 조립체(22)로 이송한다. 상기 트롤리 조립체(22)는 부품을 입력부(20)에서 테스트 스테이션(8)의 테스트 접촉기(6)와 출력부(24)로 옮긴다. 출력부(24)는 부품을 트롤리 조립체(22)로부터 멀리 움직인다. 영상 시스템(25)은 조종 장치(10) 내의 부품의 감시 데이터와 정렬 데이터를 제공한다.

도 2a와 4에서, 입력부(20)는 자동 트레이 조종 메커니즘(30), 입력 갠트리(70)와 입력 벨트 조립체(110)를 포함한다. 입력부(20)를 통과하여 부품의 이동 과정은 다음과 같다. 테스트될 부품을 포함한 입력 트레이(32)는 자동 트레이 조종 메커니즘(30)에 의해 작업 트레이 영역(34)으로 움직인다. 입력 갠트리(70)는 부품(36)의 칼럼을 입력 트레이(32)에서 입력 벨트 조립체(110)까지 연속적으로 옮긴다. 각각의 입력 벨트 조립체(110)는 부품을 트롤리 조립체(22)를 향하여 움직인다.

도 4에 나타난 것처럼, 트레이 조종 메커니즘(30)은 입력 트레이(32)를 조종한다. 입력 트레이(32)는 테스트 접촉기(6)에서 테스트될 부품을 포함한다(도 2a). 입력 트레이(32)의 형태는 반도체 산업에서 사용되는 표준 제작-공급 트레이가 선호되고 일반적으로 직사각형이며, 도 5에 나타난 것처럼 어레이 형태로 배열된 포켓(38)을 포함한다. 상기 포켓(38)은, 공차 내의 모든 부품(35)이 방해 없이 포켓(38)에 꼭 끼워지도록 크기가 정해진다. 포켓(38) 내의 공칭 크기를 가지는 부품(35)은 약 ±0.010인치 정도 움직일 수 있다. 일반적으로, 포켓의 측부에서 테이퍼부는 포켓(38) 내에 또다른 위치 설정 안내 장치를 제공한다.

도 4에서, 트레이 조종 메커니즘(30)은 세 영역을 통하여 트레이(32)를 자동으로 연속적으로 움직인다: 상기 세 영역은 스테이징 영역(42), 작업 영역(34) 및, 비어있는 트레이 영역(44)이다. 첫째, 스테이징 영역(42)에서, 적재된 트레이(46)는 플랫폼(48) 위에 배치된다. 상기 플랫폼(48)은 풀-아우트 드로어(50)에 장착되는데 상기 드로어는 쉽게 적재된 트레이(46)를 싣고 내릴 수 있고 적재된 트레이(46)를 자동으로 싣고 내릴 수 있다. 일단 적재된 트레이(46)가 플랫폼(48)위에 로딩된다면, 드로어(50)는 조종 메커니즘(30)으로 밀어 넣어진다. 상기 플랫폼(48)은 모터 구동 엘리베이터(52)와 연결되는데 상기 엘리베이터는 트레이(46)를 위쪽으로 움직여서 최상단 트레이(32)가 작업 영역(34)에 배치되도록 한다. 작업 영역(34)에서, 최상단 트레이(32)는 도 5에 나타난 것처럼 경스톱(54)과 수폄면에 배치된다. 상기 경스톱(54)은 트레이(32)를 매번 정확하게 배치한다. 끝으로, 최상단 트레이(32)에 부품(35)을 내려놓았을 때, 엘리베이터(52)는 최상단 트레이(32)를 도 5에 나타난 것처럼 빈 트레이 영역(44)으로 움직인다.

도 6에서, 입력 갠트리(70)는 아암(72)과 트랙(74)을 포함한다. 상기 트랙(74)은 패스너(76)와 스페이서(78)로 섀시(16)의 입력부(20)에 장착된다. 트랙(74)은 수평으로 뻗어있고 입력 벨트 조립체(110)와 수직을 이루며 작동한다. 아암(72)은 트랙(74)을 따라 작동하고 입력 벨트 조립체(110)와 평행한 트랙(74)으로부터 바깥쪽으로 뻗어있다. 입력 벨트 조립체(110)에 대해, 아암(72)은 갠트리 모터(80)에 의해 추진된다. 상기 모터(80)는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어된다. 트랙(74)을 따라 움직이는 아암(72)의 운동 영역은 입력 트레이(32)의 원 사이드로부터 모든 입력 벨트 조립체(110)까지이다.

입력 갠트리(70)는 부품(35)을 이동시키고, 부품(36)의 전체 칼럼을 트레이(32)로부터 입력 벨트 조립체(110)까지 옮길 수 있다. 이것을 수행하기 위해서, 입력 갠트리(70)의 아암(7)은 진공 헤드(82)의 칼럼을 가진다. 갠트리 모터(80)는 이송되어야 하는 부품(36)의 칼럼 위에 아암(72)을 배치한다. 진공 헤드(82)는 힌지 모터(81)로 작동되는 아암(72)에서 힌지 메커니즘(84)에 의해 동시에 낮추어진다. 각각의 진공 헤드(82)는 대응하는 부품(35)을 진공 상태로 만든다. 힌지 메커니즘(84)이 상승될 때 부품(36)의 전체 칼럼은 갠트리(70)에 의해 픽업된다. 그후 아암이 원하는 입력 벨트 조립체(110) 위에 배치될 때까지 아암(72)은 트랙(74)을 따라 움직인다. 진공 헤드(82)는 힌지 메커니즘(84)에 의해 하강되고, 진공은 해제되어서 부품의 칼럼을 입력 벨트 조립체(110)에 배치한다.

진공 헤드(82)의 피치는 입력 트레이(32) 내에 부품(36) 칼럼의 피치와 일치한다. 아암(72)을 따라 각각의 진공 헤드(82)의 위치는 조절 바아에 의해 바뀌어져서 트레이(32) 내의 부품(36) 칼럼의 피치와 거의 일치하게 된다. 트레이(32) 내의 부품의 피치가 바뀔 때만 진공 헤드(82)의 피치가 조절될 필요가 있다. 따라서, 다른 유형의 트레이가 조종 장치(10)로 삽입될 때만 진공 헤드(82)의 위치는 조절될 필요가 있다. 불필요한 진공 헤드(83)는 아암(72)의 단부로 움직여지거나 아암(72)으로부터 쉽게 분리될 수 있다.

진공 헤드(82)의 수직 위치는 힌지 메커니즘(84)에 의해 예비 설정된다. 힌지(84)에서 조절가능성은 다른 두께의 부품의 픽업을 허용한다. 또, 센서(88)와 함께 컴퓨터 시스템(18)은 힌지 메커니즘(84)의 수직 픽업 위치를 자동으로 조절할 수 있으므로 조작자가 세팅을 조절할 필요가 없다.

도 10에서는 진공 헤드(82)의 횡단면도를 정밀하게 나타내었다. 각각의 진공 헤드(82)는 진공 헤드 몸체(85), 상기 몸체(85)에 장착된 진공 컵(86), 센서(88), 가압 공기 라인(90) 및 진공 생성 벤투리(91)를 포함한다. 진공 헤드 몸체(85)는 진공 컵(86)과 연결되는 벤투리(91)와 공기 라인(90)을 수용한다. 컴퓨터 시스템(18)은 공기 라인(90)에서 가압된 공기의 공급을 제어하는 밸브를 통제한다. 공기 라인(90)은 가압 공기를 벤투리991)에 공급한다. 벤투리(91)를 통과하는 가압 공기는 진공 컵(86)에서 진공 상태를 만든다. 진공 컵(86)에서 진공은 부품(35)을 픽업하기에 충분하다. 가압 공기는 배출구(92)에서 진공 헤드(86)를 빠져나온다. 센서(88)는 몸체(85) 내의 스프링(93)에 의해 수직으로 바이어스된 부품-접촉 탐사침(94)을 포함한다. 센서(88)는, 광 탐지기(96)가 장착된 회로 기판(95)을 포함한다. 광 탐지기(96)는 탐사침과 직렬 연결된 공동(97)을 가진다. 광 탐지기(96)는 핀(98)을 경유해 컴퓨터 시스템(18)과 연결된다. 상기 탐사침(940은 진공 몸체(85)와 광 탐지기(96)에 대해 수직으로 움직일 수 있다. 진공 헤드(82)가 부품(35) 위에 배치되고 진공 헤드(82)가 하강될 때, 탐사침(94)은 부품(35)과 접촉함에 따라 수직으로 움직인다. 상기 탐사침(94)이 공동(97)으로 움직이면 광 탐지기(96)는 탐사침(94) 변위에 비례하는 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 고아 탐지기(96)로부터 발생한 변위 신호는 핀(98)을 경유해 컴퓨터 시스템(18)에 전송된다. 상기 신호는 부품(35)이 센서(88)에 의해 탐지되었음을 컴퓨터 시스템(18)에 나타내고 컴퓨터가 진공 헤드와 부품(35) 사이의 거리를 구할 수 있도록 한다. 센서(88)가 적절한 때에 컴퓨터 시스템(18)에 신호를 발생시키지 않는다면, 컴퓨터 시스템(18)은 부품이 특정 진공 헤드(82)에 의해 놓쳐졌다고 결론을 낼 수 있다. 따라서, 센서(88)는 조종 장치(10)에서 부품에 관한 정확한 트랙 데이터를 제공한다.

조종 장치(10)에서 다음 단계는 도 11과 12에 나타난 것처럼, 입력 벨트 조립체(110)이다. 각각의 입력 벨트 조립체(110)는 입력 벨트(112), 입력 벨트 모터(114)와 정밀 레일(126)로 구성된다. 도 11은 입력부 카메라(152)를 나타내는데, 이것은 입력 벨트(112) 위에 크로스바아(156)에 의해 지지되는, 영상 시스템(25)의 일부분이다.

도 15에 나타난 것처럼, 선호되는 실시예에 따르면 8개의 입력 벨트 조립체(110)를 구비한다. 테스트 접촉기(6)의 처리량과 다른 테스트 요구 조건 등과 같은 시스템 매개 변수에 따라, 입력 벨트 조립체(110)의 수는 증감될 수 있다. 도 15에는 입력 벨트(112)의 운동 방향으로 부품(35)을 정확하게 정렬시키는 스톱 에지(151)를 가지는 조절 가능한 엔드 스톱(151)을 나타내었다. 컴퓨터 시스템(18)과 영상 시스템(25)과 함께 작동하는 조절 가능한 엔드 스톱(151)의 기능을 아래에서 충분히 설명될 것이다.

도 11과 12는 각 입력 벨트 조립체(110)에 포함된 하우징(118)을 나타낸다. 하우징(118)은 입력 벨트(112)를 회전시키는 한 쌍의 로울러(122)를 지지한다. 도 13에 나타난 것처럼, 하우징은 입력 벨트(112)를 지지하는 외부 표면(124)을 포함한다. 정적 소산기(125)는, 소멸되지 않는다면 부품(35)에 아주 해로울 수 있는 정전기 증진을 막는 역할을 한다.

도 12, 13과 14는 하우징(118)에 부착된 정밀 레일(126)을 나타낸다. 도 14에 나타낸 것처럼, 정밀 레일(126)은 레일(126)이 입력 벨트(112)의 운동 방향과 평행하지 않게 하우징(118)에서 정렬된다. 입력 벨트 조립체(110)의 테스트는, 정밀 레일(126)과 입력 벨트(128)의 운동 방향 사이의 각도가 약 0.18℃인 것이 선호된다는 것을 나타낸다. 정밀 레일(126)은 철 합금이 선호되고 직선이며 평활한 면을 가지도록 정밀 가공되는 안내 에지(132)를 가진다.

도 12에서, 각각의 입력 벨트(112)는 로딩 단부(134)와 언로딩 단부(136)를 포함한다. 부품은 입력 갠트리(70)에 의해 로딩 단부(134)에 배치된다. 갠트리(70)는 부품(36)의 전체 칼럼을 단일 입력 벨트(112)에 배치한다. 입력 벨트(112)와 접촉하여, 로울러(122)는 입력 벨트 모터(114)에 의해 추진된다. 입력 벨트 모터(114)는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어된다. 입력 벨트(112)가 부품(35)을 언로딩 단부(136)를 향하여 움직임에 따라, 입력 벨트(128)의 운동 방향과 정밀 레일(126) 사이의 각도는, 부품(35)이 정밀 레일(126)의 안내 에지(132)에 대해 기울어지도록 한다. 안내 에지(132)의 평활한 면은 부품(35)의 회전을 방지한다. 입력 벨트(112)의 언로딩 단부(136)에서, 부품(35)은 정밀 레일(126)의 안내 에지(132)에 대해 정확하게 배치된다.

도 16에 나타난 것처럼, 영상 시스템(25)은 각각의 입력 벨트 조립체(110)를 위한 입력부 카메라(152), 각각의 출력 벨트 조립체(210)를 위한 출력부 카메라(162) 및 테스트 접촉기 카메라(164)를 포함한다. 도 16과 17에 나타난 것처럼, 영상 시스템(25)의 카메라(152, 162. 164)는 크로스피이스(158)에 볼트로 죄어 고정되는 4개의 크로스바아에 의해 지지된다. 상기 크로스피이스(158)는 섀시(16)에 볼트로 죄어 고정되는 2개의 거더(159)에 의해 지지된다.

영상 시스템(25)은, 입력부 카메라(152)가 영상 데이터를 컴퓨터 시스템(18)에 전송하고 상기 컴퓨터 시스템은 입력 벨트 모터(114)에 위치 설정 신호를 제공하도록 컴퓨터 시스템(18)과 통합된다. 각각의 카메라(152)는 각 입력 벨트(112)의 언로딩 엔드(136) 위에 배치되고 입력 벨트(112)를 향한다. 카메라(152)는, 벨기에 헤벌리와 매사추세츠 월뎀의 ICOS Co.에서 시판하고 있는 영상 소프트웨어를 사용하고 부품(35)의 존재를 탐지하고, 컴퓨터 시스템(18)은 부품(35)의 무게중심을 결정한다. 그 후에 컴퓨터 시스템(18)은 부품(35)의 무게 중심과 원하는 엔드 포인트(154) 사이의 거리를 구한다. 이 값을 기초로, 컴퓨터 시스템(18)은 신호를 입력 벨트 모터(114)에 제공하는데 상기 입력 벨트 모터는 입력 벨트(112)를 상기 신호에 따라 움직인다. 선호되는 실시예에서, 입력 벨트 모터(114)는 입력 벨트(112)를 계산된 거리를 약간 초과하여 움직인다. 상기 초과 거리는 약 0.020인치가 선호된다. 이런 식으로, 도 12, 14와 15에 나타낸 것처럼, 각 입력 벨트(112)상에서 부품(35)의 이동은 조절 가능한 엔드 스톱(151)의 스토핑 에지(153)에 의해 정지된다. 상기 스토핑 에지(153)는 부품(35)을 매번 정확하게 위치 설정한다.

따라서, 각 입력 벨트(112)상에서 "노출된" 부품(35)은 두 축에 매번 정확하게 배열된다. 또 부품(35)의 회전이 정해진다. 다른 크기, 두께, 유형 및 모양을 가지는 부품을 조종 장치(10)에 쉽게 적용할 수 있도록 영상 시스템(25)과 함께 작동하는 조절 가능한 엔드 스톱(151)과 정밀 레일(126)에 의해 부품을 정렬할 수 있다.

또, 조절 가능한 엔드 스톱(151)의 위치는 엔드 스톱 모터(155)에 의해 제어될 수 있다. 상기 엔드 스톱(155)은 원하는 엔드 포인트(154)에 부품(35)을 배열하도록 조절 가능한 엔드 스톱(151)을 움직인다. 조종 장치(10)를 위한 초기화 과정은 원하는 엔드 포인트(154)의 위치에 대해 컴퓨터 시스템(18)으로 계산하는데 이것은 트롤리 조립체(22)가 부품을 픽업하는 위치를 기초로 한다. 조절 가능한 엔드 스톱(151)의 위치는 다른 부품 크기 및 조종 장치 변형을 자동으로 조절할 수 있다. 이것은, 고온 또는 저온 테스트가 조종 장치(10)의 일부분을 열팽창시킨다면 특히 중요하다.

다른 실시예에서, 조절 가능한 엔드 스톱(151)은 제거되고 원하는 엔드 포인트(154)는 각각의 입력 벨트 조립체(110)에 의해 동적 제어된다. 비록 도 15의 모든 부품(35)이 공통의 엔드 포인트(154)를 나타낼지라도, 그것들은 동일 직선상에 있을 필요는 없다. 이 실시예에서, 컴퓨터 시스템(18)은 각 입력 벨트(112)를 동적 제어한다. 카메라(152), 컴퓨터 시스템(18)과 입력 벨트 모터(114) 사이의 반복 과정은 부품(35)을 각각의 원하는 엔드 포인트(154)에 정확하게 배치한다. 부품(35)이 원하는 엔드 포인트에 정확하게 배치될 때, 컴퓨터 시스템(18)은 입력 벨트 모터(114)를 정지시키고 부품(35)은 테스트 접촉기(6)를 이송시킬 수 있다(도 2a).

조종 장치(10)에 의해 실행되는 다음 이송 조작을 설명하기 위해서 도 3은 트롤리 조립체(22)의 측면도를 나타낸다. 상기 트롤리 조립체(22)는 부품(35)을 각 입력 벨트(112)의 원하는 엔드 포인트(154)로부터 테스트 접촉기(6)까지 옮긴다. 테스트 이후에, 트롤리 조립체(22)는 부품(35)을 출력 벨트(212)로 이송한다. 도 18과 19에는 트롤리 조립체(22)의 상측면도가 나타나 있다. 좀더 명료하게 나타내기 위해서, 입력 벨트 조립체, 출력 벨트 조립체와 카메라는 도 18과 19에 나타내지 않았다. 선호되는 실시예에서, 트롤리 조립체(22)는 2개의 드럼(172, 174)을 포함한다. 드럼(172)은 입력부(20) 위에 배치되고 드럼(174)은 출력부(24) 위에 배치된다. 드럼(172, 174)은 조종 장치 섀시(16)에 장착되고 그것들은 축(179) 둘레에서 회전을 제외하고는 섀시(16)에 의해 완전히 제한된다. 각각의 드럼(172, 174)은 대응하는 드럼(172, 174)을 축(179) 둘레에서 독립적으로 회전시키는 모터(176, 178)를 포함한다. 상기 모터(176, 178)는 컴퓨터(18)에 의해 제어된다.

트롤리 조립체(22)의 횡단면도인, 도 21에 나타난 것처럼, 드럼(172, 174)은 스파이더 브래킷(177)에 의해 원형으로 유지되는 8개의 드럼 샤프트(175)로 구성된다. 드럼(172, 174)을 포함한, 전체 트롤리 조립체(22)의 특징은 그 구조에 있다. 트롤리 조립체의 구조는 트롤리 조립체(22) 위에 배치된 카메라(152, 162, 164)가 트롤리 조립체(22)로부터 최소 방해하에 부품을 관찰할 수 있도록 허용한다.

트롤리 조립체(22)는 부품(35)을 이송하는 2개의 트롤리(180, 182)를 포함한다. 도 21에 나타난 것처럼, 트롤리(180)는 드럼(172) 샤프트(175) 중 두 샤프트에 미끄러질 수 있게 장착된다. 드럼(172)에 대해, 트롤리는 축(179)과 평행한 수평 방향으로 드럼 샤프트(175)를 따라서만 움직일 수 있다. 트롤리(180, 182)는 도 20에 나타난 것처럼 드럼 샤프트(175)를 정렬시킬 때 한쪽 드럼에서 다른 드럼으로 통과할 수 있다. 트롤리(180, 182)의 수평 운동은 리드 나사에 의해 제어된다. 상기 리드 나사(181)는 도 21에 나타나 있고 리드 나사 모터에 의해서만 제어된다. 리드 나사와 리드 나사 모터는 다른 트롤리(182)를 제어할 수 있다. 상기 리드 나사 모터는 시스템 컴퓨터(18)에 의해 제어된다.

트롤리(180, 182)는 입력 갠트리(70)에서 사용되는 것과 유사한 진공 헤드(82)를 포함한다. 각각의 진공 헤드(82)는, 캠 샤프트가 회전할 때 진공 헤드(82)를 확장시킬 수 있는 연결된 캠을 포함한다. 상기 캠 샤프트는 컴퓨터(18)에 의해 제어된다. 입력 갠트리(70)에서처럼, 컴퓨터 시스템(18)은 트롤리(180, 182)의 진공 헤드(82)를 진공 상태로 만든다. 트롤리(180)에 부착된 진공 라인(186)과 트롤리(182)에 부착된 진공 라인(188)에 의해 트롤리(180, 182)를 진공 상태로 만들 수 있다.

진공 라인(186, 188)은 가요성이 있고 섀시(16)에 장착된 회전 피이드-드루우 메커니즘(185)으로부터 뻗어있다. 회전 피이드-드루우(1895)는 2개의 체인 구동부뿐만 아니라 시일, 기어 및 챔버를 포함한다. 진공 라인(186, 188)은 2개의 트롤리(180, 182)의 각 사이클에 대해 180°로 회전시켜야 한다. 이것은 라인(186, 188)의 엉킴을 막는다. 또, 진공 라인(186, 188)은 진공 라인(186, 188) 내에서 꼬임을 방지하기 위해서 상기 메커니즘에 대해 회전한다.

부품의 이송 과정은 다음과 같다. 입력 벨트 조립체(110)에서 부품의 정확한 정렬 및 입력부 카메라(152)로부터 발생한 데이터에 따라서, 컴퓨터 시스템(18)은 각각의 부품이 각 입력 벨트 조립체(110)의 스토핑 에지(153)와 정밀 레일(126)을 따라 원하는 엔드 포인트(154)에 존재하는 것을 "인지"한다. 컴퓨터 시스템(18)은 리드 나사(181)를 가지는 부품(35) 위에, 드럼(172)을 따라 진공 헤드(82)를 가지는 트롤리(180)를 배치한다. 트롤리(180) 내의 캠 샤프트는 부품(35)을 픽업하기 위해서 진공 헤드(82)를 하강시킨다. 부품(35)이 픽업된 후에, 드럼(172, 174)은 모터(176, 178)에 의해 반대 방향으로 각각 90°로 회전된다. 상기 픽업된 부품은 테스트 스테이션(8)의 테스트 접촉기(6)와 접촉하게 된다. 상기 리드 나사(181)는 라인-업 드럼(172, 174)을 따라 트롤리(180)를 움직이고, 상기 트롤리(180)를 드럼(172)에서 드럼(174)으로 움직인다. 테스트 접촉기(6)에서 전기 테스트가 종료된 후에, 트롤리가 출력부 드럼(174)에 완전히 배치되도록 트롤리(180)는 움직인다. 그 후 드럼(174)은 출력 벨트 조립체(210) 위에 부품(35)을 배치하기 위해서 90°로 회전시킨다. 컴퓨터(18)는 진공 헤드(82)에서 진공 상태를 해제하고 부품은 출력 벨트(212)에 배치된다.

트롤리(180)가 테스트 접촉기(6)에서 부품을 테스트하는 동안, 다른 트롤리(182)는 드럼(172)을 향하여 반대 방향으로 움직인다. 이런 식으로, 트롤리(180)가 부품을 출력부(24)에 떨어뜨리는 동안, 다른 트롤리(182)는 출력부(20)에서 새로운 부품을 픽업할 수 있다. 따라서, 2개의 트롤리(180, 182)와 평행하게 작동하는 2개의 드럼(172, 174)을 사용함으로써, 조종 장치(10)는 부품을 테스트 접촉기(6)로 연속적으로 옮길 수 있다.

영상 시스템(25)은 트롤리 조립체(22)와 함께 작동한다. 영상 시스템(25)의 다른 기능은 트롤리 조립체(22)를 정확하게 배열하기 위해 컴퓨터 시스템(18)에 영상 데이트를 제공하는 것이다. 도 17에 나타낸 영상 시스템의 측면도에서, 테스트 접촉기 카메라(164)는 프리즘(165)에서 아래를 관찰한다. 프리즘(165)을 통하여 굴절된, 시영역(166)은 카메라(164)가 테스트 접촉기(6)에서 부품(35)을 관찰할 수 있도록 허용한다. 또, 카메라(164)는 테스트 접촉기(6)로 진공 헤드(82)를 정렬하는 것을 관찰한다. 전술한 대로, 트롤리 조립체(22)의 구조는, 카메라(164)가 테스트 접촉기(6)에서 부품(35)을 관찰하는 것을 간섭하지 않도록 만들어진다. 카메라(164)는 영상 데이터를 부품(35)의 컴퓨터 시스템(18)과 테스트 접촉기(6) 인터페이스에 전송한다. 수직 방향으로 접촉기(6)에서 오정렬이 있다면, 바람직한 엔드포인트(154)는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 조절될 수 있다. 바람직한 엔드포인트(154)의 조절은, 트롤리 조립체(22) 위에 있을 때 부품(35)이 테스트 접촉기(6)에 대해 수직면에서 이동하도록 허용한다. 이와 비슷하게, 수직 방향으로 테스트 접촉기(6)에서 오정렬이 있다면, 리드 나사 모터는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 조절되어서 부품(35)의 수평 위치를 바꾼다. 따라서, 컴퓨터 시스템(18)과 더불어, 테스트 접촉기 카메라(164)는, 조종 장치(10)가 작동하는 동안 조종 장치가 접촉기(6)에서 부품 정렬을 조절할 수 있도록 허용한다.

도 2와 도 22에 나타낸 것처럼, 조종 장치(10)의 출력부(24)에서, 출력부(24)는 입력부(20)와 유사하다는 것을 알 수 있다. 출력부(24)는 출력 벨트 조립체(210), 출력 정렬기(240)와 출력 트레이 메커니즘(280)을 포함한다.

도 22에서 알 수 있듯이, 각각의 출력 벨트 조립체(210)는 출력 벨트(212), 출력 벨트 모터(214)와 정밀 레일(226)로 구성된다. 도 22에는 8개의 출력 벨트 조립체(210)가 나타나 있다. 출력 벨트 조립체(210)의 수는 증감될 수 있지만, 최적 평행 상태를 유지하기 위해서 출력 벨트 조립체(210)의 수는 입력 벨트 조립체(110)의 수와 동일해야 한다. 도 22에는 컴퓨터(18)에 의해 제어되는 엔드 스톱 모터(255)와 결합된 스토핑 에지(253)를 가지는 조절 가능한 엔드 스톱(251)을 나타내었다. 입력부(20)와 동일하게, 출력부(24)상의 조절 가능한 엔드스톱(251)은 출력 벨트(212)의 단부에서 원하는 엔드 포인트(254)에 부품(35)을 정확하게 배열한다.

출력 벨트 조립체(210)와 그것의 작동은 두 가지 점을 제외하고는 전술한 입력 벨트 조립체(110)와 동일하다. 첫째, 출력 벨트 조립체(210)는 입력 벨트 조립체(110)에 대해 수평면에서 180°로 회전된다. 따서, 출력 벨트(212)의 운동 방향은 입력 벨트(112)의 운동 방향과 반대 방향이다. 둘째, 출력 벨트 조립체(210)의 길이는 출력 벨트 조립체(110)보다 짧다. 이것은 출력 트레이(284)와, 출력 트레이 메커니즘(280)이 조종 장치(10) 내에 좀더 빽빽하게 배치될 수 있도록 허용한다. 상기 두 가지 사소한 차이점 이외에는, 출력 벨트 조립체(210)는 전술한 입력 벨트 조립체(110)와 동일한 정확성을 가지고 스토핑 에지(253)에서, 정밀 레일(226)을 따라 부품(35)의 위치를 설정하고 입력 벨트 조립체와 동일한 방법으로 작동한다.

조종 장치(10)에 의해 수행된 마지막 이동 과정은 도 2에 나타낸 것처럼 출력 정렬기(240)를 출력부(24)에 배치하는 것을 포함한다. 출력 정렬기(240)는 부품(35)을 출력 벨트(212)상의 원하는 엔드 포인트(254)로부터 출력 트레이 메커니즘(280)까지 옮긴다. 출력 트레이 메커니즘(280)은 출력 트레이(284)를 포함한다. 입력 트레이(32)와 비슷하게, 출력 트레이(284)는 반도체 산업에서 사용되는 표준 트레이가 선호된다. 출력 정렬기(240)로 출력 트레이(284)에 부품(35)을 배치하는 것은 테스트 접촉기(6)로부터 테스트 결과를 기초로 이루어진다. 따라서, 부품(35)이 전기 테스트를 받지 않는다면, 출력 정렬기(240)는 테스트를 받지 않은 부품으로 표시된 출력 트레이(284)에 부품(35)을 배치한다.

출력부(24)상의 출력 정렬기(240)의 일반적인 위치가 도 2a에 나타나 있다. 선호되는 실시예에서, 출력 정렬기(240)는 아암(242)에 미끄러질 수 있게 장착된 마운팅 브래킷(250)에 의해 지지된다. 아암(242)은 트랙(244)에 미끄러질 수 있게 장착된다. 트랙(244)은 출력부(24)에서 섀시(16)에 볼트로 죄어 고정된다. 상기 아암(242) 내의 브래킷(250) 운동과 트랙(244) 내의 아암(242) 운동은 출력 정렬기(240)의 x, y 위치 설정을 돕는다. 아암 모터(245)는 아암(242) 내에서 브래킷(250)을 움직이고 트랙 모터(247)는 아암(242)을 트랙(244) 내에서 움직인다. 모터(245, 247)는 시스템 컴퓨터(18)에 의해 제어된다.

출력 정렬기(240)는 조종 장치의 마지막 이동 단계에서 주요 성분이다. 조종 장치가 많은 부품을 평행하게 처리하므로, 출력 정렬기(240)의 각 부품 이동 작업은 고속으로 실행되어야 한다. 고속 작동을 용이하게 수행하기 위해서, 출력 정렬기(240)의 모든 부분은 경량의 물질로 만들어지고 모터가 고속으로 작동되는 것이 선호된다.

도 23에는, 출력 정렬기(240)의 상측면도가 나타나 있다. 출력 정렬기(240)는 마운팅 브래킷(250), 지지 플레이트(252), 수직 변위 모터(254) 및 진공 헤드(82)를 포함한다. 마운팅 브래킷(250)은 플레이트(252)의 운동을 수직 방향을 제외한 모든 방향으로 제한하도록 안내 슬롯(255)을 포함한다. 마운팅 브래킷은 수직 변위 모터(254)를 수용한다. 변위 모터(254)는 플레이트(252)를 수직 방향으로 지지하고 플레이트(252)의 수직 위치를 통제한다. 컴퓨터 시스템(18)은 변위 모터(254)를 제어한다.

슬롯이 있는 광 센서(256)는 컴퓨터 시스템(18)에 변위 데이터를 제공한다. 상기 광 센서(256)는 슬롯이 있고 브래킷(250)에 장착된다. 플레이트(252)에 장착된 마아커(257)는 슬롯이 있는 광 센서(256) 내에 배치된다. 상기 광 센서는 컴퓨터 시스템(18)에 전기 연결된다. 상기 마아커(257)가 광 센서(256) 내에서 움직일 때, 광 센서(256)는 컴퓨터 시스템(18)에 브래킷(250)과 플레이트(252) 사이의 상대 위치를 제공한다. 컴퓨터 시스템(18)은 광 센서(256)로 제공된 변위 데이터를 기초로 변위 모터(254)를 제어할 수 있다. 그러므로, 플레이트(252)에 장착된 진공 헤드(82)는 부품 깊이와 출력 트레이(284) 깊이에 따라 함께 조절될 수 있다. 또, 진공 헤드(82)의 수직 위치는 다른 부품 높이와 출력 트레이(284)의 깊이에 맞게 조절하기 위해서 컴퓨터 시스템(18)에 의해 "플라이 상태"에서 조절될 수 있다.

출력 정렬기(240)의 진공 헤드(82)는 플레이트(252)에 각각 장착되고 입력 갠트리(70)의 진공 헤드(82)에 대해 전술한 것과 동일한 방식으로 작동한다(도 10). 입력 갠트리(70)와 출력 정렬기(240) 사이의 주요 차이점은, 출력 정렬기(240)가 개별적으로 진공 헤드(82)를 제어한다는 것이다. 출력 정렬기(240)의 측면도인 도 24에 나타난 것처럼, 진공 헤드(82)의 상부는 관(259)을 경유하여 가압된 공기 공급원에 부착된 피스톤(258)을 포함한다. 각 피스톤(258)으로 가압된 공기의 흐름은 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어된다. 그러므로, 컴퓨터 시스템(18)은 피스톤(258)의 하향 추력을 제어하는데 이것은 진공 컵(86)을 아래쪽으로 움직여서 출력 벨트(212) 상에서 부품(35)을 픽업한다. 진공 헤드 몸체(85)는 브래킷(252)에 대해 진공 헤드(82)의 하향 운동을 제한하는 너브(267)를 포함한다. 또, 각 관(261)에서 가압된 공기는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 개별적으로 제어된다. 따라서, 출력 정렬기(240)는 각각의 부품(35)을 픽업할 수 있고 부품(35)을 출력 트레이(284)에서 적합한 위치로 방출할 수 있다.

출력 정렬기(240) 내에 진공 헤드(82)를 효과적으로 배치하는 여러 가지 방법이 있다. 도 25와 26에 나타낸 제 1 배열에서, 8개의 스테이션 회전 정렬기(270) 대신에 출력 정렬기(240)가 배치된다. 도 25는 회전 정렬기(270)의 상측면도이다. 회전 정렬기(270)는 아암(242)에 미끄러질 수 있게 장착된 샤프트(272)를 포함한다. 아암(242)과 트랙(244)을 따라 움직이는 회전 정렬기(270)의 x-y 운동은 출력 정렬기(240)와 동일하다.

회전 정렬기(270)는 진공 헤드(82)를 수용한 회전할 수 있는 디스크(276)와 고속 샤프트 모터(274)를 포함한다. 회전 정렬기(270)에서 진공 헤드(82)는 출력 정렬기(240)에서 진공 헤드와 동일하다. 압축 공기는 회전할 수 있는 디스크(276)로 안쪽으로 공급된다. 압축 공기를 각각의 진공 헤드(82)로 공급하는 것은 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어된다. 샤프트 모터(274)는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어되고 디스크(276)를 회전시킨다. 샤프트 모터(274)는 부품(35)의 높이와 출력 트레이 깊이를 조절하기 위해서, 수직 방향으로 회전할 수 있는 디스크(276)를 움직인다.

출력 정렬기(240)는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어되고 출력 트레이(274) 내의 x-y 부품 이동은 테스트 접촉기(6)에서 테스트 데이터를 기초로 한다. 다른 실시예에서, 테스트 데이터는 영상 시스템(25)으로부터 기계적 검사 결과를 포함한다. 출력 정렬기(240)는 출력 트레이 내에서 각각의 부품을 하나씩 이동시키기 때문에, 이것은 "불량" 부품을 특정 트레이나 트레이 내의 특정 위치에 배치할 수 있다.

도 2a와 도 22에 나타난 것처럼, 출력 트레이 메커니즘(280)은 입력 트레이 메커니즘(30)과 유사하게 작동한다. 그러나, 선호되는 실시예에서, 출력 트레이 메커니즘은 4개의 작업 출력 트레이(284)를 포함한다.

끝으로, 도 16에 나타낸 영상 시스템(25)에서, 부품(35) 정렬을 위해 컴퓨터 시스템(18)에 영상 데이터를 제공하는 것 이외에, 시스템(25)은 기계적 결점에 대해 부품(35)을 검사할 수 있다. 컴퓨터 시스템(18)은 벨기에 헤벌리와 매사추세츠, 월뎀의 ICOS Co.에서 시판되고 있는 기계적 검사 영상 소프트웨어를 포함한다. 구부려지거나, 리드를 놓치거나, 리드의 크기가 부적합하게 정해지거나 오정렬되는 것과 같은 기계적 결점이 있는 부품(35)은 컴퓨터 시스템(18)에 의해 인지될 수 있다.

또, 카메라(152, 162, 164)는 3개의 다른 단계의 조종 공정에 대해 컴퓨터 시스템(18)에서 영상 검사 소프트웨어에 영상 이미지를 제공한다. 결점이 있는 부품이 카메라(152)에 의해 탐지된다면, 부품은 테스트 접촉기(6)에 손상을 막기 위해서 전기 테스트 장비 둘레에서 바이패스될 것이다. 결점이 있는 부품이 카메라(152)가 아니라 카메라(164, 162)에 의해 확인된다면, 컴퓨터 시스템(18)은 조종 장치가 부품에 손상을 일으킬 수 있다는 것을 조종자에게 경고한다. 또, 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어되는 출력 정렬기(240)는 상기 결점이 있는 부품을 영상 검사 소프트웨어에서 결과를 기초로 분류할 것이다.

도 28에 나타난 것처럼, 조종 장치 컴퓨터 시스템(18)은 조종 장치의 전술한 기능을 통합하고 제어하는 역할을 한다. 컴퓨터 시스템(18)은 영상 시스템(25)과 테스트 접촉기(6)로부터 테스트 결과를 수용한다. 상기 데이터와 조종 장치(10)의 구조, 부품의 크기 및 트레이 크기에 대해 예비프로그램된 루틴을 기초로, 컴퓨터 시스템(18)은 입력 트레이 메커니즘 모터(52), 입력 갠트리 모터(80), 갠트리 힌지 모터(81), 가압 공기 진공 헤드(82), 입력 벨트 모터(114), 엔드 스톱 모터(155, 255), 드럼 모터(176, 178), 트롤리 리드 나사와 캠 샤프트, 출력 벨트 모터(214), 출력 정렬기 모터(262), 아암 모터(245), 트랙 모터(247), 수직 변위 모터(262)와 출력 트레이 메커니즘(280)을 제어한다.

도 29는 본 발명을 실용화하기 위한 선호되는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 27에 나타낸 다른 실시예에서, 조종 장치(10)는 열 제어 기구(311)를 포함한다. 상기 열 제어 기구(311)는 컴퓨터 시스템(18)에 의해 제어된다. 열 제어 기구는 입력부(20)와 출력부(24)에 대류 가열기(312, 314)를 포함한다. 상기 대류 가열기(312, 314)는 부품을 가로질러 열 조절된 가스를 불어넣는 팬을 포함한다. 입력 벨트 조립체 아래에 부착된 2개의 전도 가열기(322, 324)는 테스트 접촉기에서 테스트를 하기 전에 입력 벨트(112) 상의 부품을 조절한다. 이와 유사한 가열기(326)는 출력 벨트(212) 아래의 부품을 조절한다. 상기 조종 장치(10)는 부품의 가열 및 냉각을 돕기 위해서 보호판(17)으로 둘러싸여 있다. 산업 표준에 따라, 제어 장치(311)의 온도 범위는 +125℃에서 -55℃사이가 선호된다.

본 발명의 선호되는 실시예가 본원에서 설명되었지만, 당해 분야에 숙련된 사람들은 본 발명을 다양하게 수정할 수 있다는 것을 분명히 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 영역 내에서 모든 수정이 첨부된 청구항에서 보장될 수 있다. 따라서, 미국의 레터스 페이턴트에 의해 보장되기를 바라는 바는 하기 청구항에서 한정되고 설명된다.

Claims (48)

1. 칼럼에 배치된 부품을 포함한 트레이;

   트레이로부터 입력 벨트 조립체까지 다수의 부품을 옮기기 위한 입력 갠트리; 및

   각각의 진공 헤드가 부품을 진공 상태로 만들어서 부품을 픽업한 후에 방출하도록 진공 제어부를 가지고 다수의 부품을 픽업하는 진공 헤드 어레이를 가지는 입력 갠트리로 구성된, 테스트 과정에서 부품을 자동 조정하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 입력 갠트리는 입력 갠트리를 상기 트레이에서 입력 벨트 조립체까지 제어할 수 있게 움직이기 위한 갠트리 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 입력 갠트리는 진공 헤드가 장착된 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 입력 갠트리는 아암을 미끄러질 수 있게 안내하는 트랙을 포함하는데, 상기 갠트리 제어기는 트랙을 따라 아암의 운동을 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 각각의 진공 헤드는 트레이 내의 부품 피치와 일하도록 아암의 길이를 따라 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 입력 갠트리는 진공 헤드가 트레이로부터 부품을 픽업하도록 부품 두께와 트레이 높이와 일치하는 아암의 수직 위치를 제어하기 위한 힌지 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 각각의 진공 헤드는 제어기와 전기 연결되고 수직 방향으로 움직이는 부품-감지 탐사침을 포함하므로 진공 헤드가 부품을 픽업하기 전에, 탐사침이 부품과 접촉하고 부품이 픽업되었음을 알려주는 신호를 제어기로 전송하도록 움직이는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 각각의 진공 헤드는 입력 갠트리 제어기에 의해 제어되는 진공 생성 장치를 포함하고 부품이 입력 벨트로 방출되도록 진공 헤드가 입력 벨트 위에 배치될 때 상기 진공 생성 장치는 제어기에 의해 정지되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 평행하게 작동하는 다수의 벨트 조립체로 구성되고, 입력 갠트리는 트레이에서 입력 벨트 조립체까지 부품의 칼럼을 연속적으로 이송하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 부품의 소오스;

    상기 소오스에서 벨트 조립체로 부품을 움직이기 위한 이송 메커니즘;

    가동 벨트 위의 부품이 정밀 레일에 대해 기울어져서 상기 정밀 레일에 대해 부품을 정확하게 배열하도록 정밀 레일과 비평행 상태로 벨트가 움직이고, 가동성 벨트와 정밀 레일을 포함한 벨트 조립체로 구성된, 부품을 자동 조종하기 위한 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 정밀 레일은 가동성 벨트를 따라 부품을 안내하는 안내 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 10 항에 있어서, 이송 메커니즘은 입력 갠트리인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 10 항에 있어서, 부품의 소오스는 부품을 포함한 트레이이고, 상기 트레이 위치는 트레이 조종 메커니즘에 의해 조종되는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 부품의 소오스;

    상기 소오스에서 벨트 조립체로 부품을 이송하기 위한 이송 메커니즘;

    원하는 엔드 포인트에 대해 부품의 영상을 형성하기 위한 영상 형성 장치, 벨트 이동 제어기, 벨트로 구성된 벨트 조립체;

    입력 벨트의 운동 방향에 대해 부품을 정확하게 배치하도록 원하는 엔드 포인트에 대한 부품의 영상을 기초로 벨트를 제어할 수 있게 움직이고, 상기 벨트에 결합된 벨트 변위 제어기로 구성된, 부품 조종 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 부품의 소오스는 부품의 칼럼을 가지는 트레이인 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 이송 메커니즘은 입력 갠트리인 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 14 항에 있어서, 부품의 소오스는 트롤리 조립체인 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 14 항에 있어서, 영상 형성 장치는 카메라인 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제 14 항에 있어서, 카메라로부터 영상을 수용하기에 적합한 영상 처리기로 구성되고, 상기 영상 처리기는 원하는 엔드 포인트와 부품 사이의 거리를 계산하고 벨트 제어기에 계산된 거리를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 원하는 엔드 포인트에 부품을 정지시키기 위한 조절 가능한 엔드 스톱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 19 항에 있어서, 영상 처리기와 벨트 제어기는 부품을 바람직한 엔드 포인트에 반복, 배치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 하나 이상의 부품을 가지는 다수의 입력 벨트;

    다수의 출력 벨트;

    입력 벨트로부터 다수의 부품을 픽업하고 테스트를 위해 테스트 접촉기와 연결되도록 부품을 정렬하고, 테스트 이후에 부품을 재정렬하고 부품을 출력 벨트에 배치하는 트롤리 조립체로 구성된, 부품 조종 장치.
23. 제 22 항에 있어서, 트롤리 조립체는 부품을 픽업하고 방출하기에 적합한 진공 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제 23 항에 있어서, 트롤리 조립체는 다수의 부품을 테스트 접촉기와 연결하는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제 22 항에 있어서, 트롤리 조립체는 2개의 드럼에 미끄러질 수 있게 장착된 2개의 트롤리로 구성되고, 상기 트롤리는 진공 헤드를 수용하며, 드럼은 회전할 수 있는데 회전을 통제할 수 있으며 트롤리는 입력 벨트로부터 테스트 접촉기까지 부품을 정렬시키기 위해서 드럼을 따라 미끄러질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
26. 하나 이상의 부품을 가지는 입력 벨트;

    출력 벨트;

    부품을 픽업하고, 부품을 회전시키며, 부품과 테스트 접촉기를 연결하고 테스트 이후에 부품을 출력 벨트에 배열하는, 부품 조종 장치.
27. 제 26 항에 있어서, 트롤리는 테스트 접촉기와 연결되도록 약 90°로 부품을 회전시키는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제 22항 또는 26 항에 있어서, 테스트 접촉기와 연결되는 부품의 영상을 형성하기 위한 영상 형성 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제 28 항에 있어서, 영상 형성 장치는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
30. 제 29 항에 있어서, 카메라로부터 영상을 수용하기에 적합한 영상 처리 장치로 구성되고, 상기 영상 처리 장치는 부품과 테스트 접촉기 사이의 인터페이스 특성을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
31. 제 30 항에 있어서, 입력 벨트에 결합된 입력 벨트 변위 제어기로 구성되고, 상기 제어기는 영상 처리기의 관측을 기초로 벨트를 제어할 수 있게 움직이는 것을 특징으로 하는 장치.
32. 제 30 항에 있어서, 트롤리에 결합된 트롤리 조립체 제어기로 구성되고, 상기 제어기는 영상 처리기의 관측을 토대로 트롤리를 제어할 수 있게 움직이는 것을 특징으로 하는 장치.
33. 테스트 접촉기에서 테스트 이후에 다수의 부품이 배치된 출력 벨트;

    각 부품의 테스트 결과를 기초로 하나 이상의 출력 트레이에 각 부품을 배치함으로써 각각의 부품을 정렬하고 출력 벨트로부터 다수의 부품을 픽업하며, 다수의 진공 헤드를 포함하는, 부품 조종 장치.
34. 제 33 항에 있어서, 출력 정렬기와 평행하게 부품을 이송하는 다수의 출력 벨트로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
35. 제 33 항에 있어서, 테스트 결과는 테스트 접촉기에서 테스트 결과를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
36. 제 35 항에 있어서, 테스트 결과는 영상 검사 장치로부터 테스트 결과를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
37. 제 36 항에 있어서, 영상 감시는 조종 장치에서 다수의 단계에서 부품을 관찰하는 영상 시스템에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
38. 부품의 칼럼을 포함한 다수의 입력 트레이를 제공하고 분리하며, 작업 트레이로서 입력 트레이를 정렬하는 트레이 스택 메커니즘;

    작업 트레이로부터 부품을 정렬하는 입력 벨트 조립체까지 부품의 칼럼을 옮기기 위한 입력 갠트리;

    테스트를 위해 입력 벨트 조립체에서 테스트 접촉기까지 다수의 부품을 옮기고, 상기 부품과 테스트 접촉기를 연결하며 테스트 이후에 부품을 정렬하는 출력 벨트 조립체로 부품을 옮기는 트롤리;

    출력 벨트 조립체로부터 하나 이상의 출력 트레이까지 부품을 옮기고 테스트 결과를 토대로 부품을 배치하는 출력 정렬기로 이루어진 전기 테스트 접촉기로부터 부품을 제거하고 부품을 이송하기 위한 자동 부품 조종 장치.
39. 트레이로부터 정밀 레일과 영상 제어 시스템을 사용한 부품을 정렬하는 입력 벨트 조립체까지 다수의 부품을 옮기기 위한 입력 갠트리;

    입력 벨트 조립체로부터 테스트를 위해 테스트 접촉기까지 다수의 부품을 옮기고, 부품을 테스트 접촉기와 연결하고 테스트 이후에 정밀 레일과 영상 제어 시스템을 사용해 부품을 정렬하는 출력 벨트 조립체로 부품을 옮기는 트롤리;

    출력 벨트 조립체로부터 하나 이상의 출력 트레이로 부품을 옮기고, 테스트 접촉기에서 테스트 결과를 토대로 트레이에 부품을 배치하는 출력 정렬기로 구성된, 전기 테스트 접촉기로부터 부품을 분리하고 전기 테스트 접촉기로 부품을 이송하기 위한 자동 부품 처리 장치.
40. 부품 위에 배치된 진공 헤드 몸체;

    제어할 수 있는 진공 소오스;

    부품을 진공 상태로 만들기 위해 진공 소오스와 연결되어 진공 헤드 몸체의 바닥에 배치되고, 컵이 부품에 근접했을 때 부품을 픽업하고 진공 상태가 해제되었을 때 부품을 떨어뜨리는 진공 컵;

    진공 컵과 연결되기 전에 부품을 감지하고, 탐지기와 상기 탐지기에 대해 움직일 수 있는 탐사침을 포함하는 센서로 구성되는데, 상기 탐사침은 상측 단부와 하측 단부를 가지고, 하측 단부는 진공 컵 너머로 뻗어있어서 진공 컵, 상측 단부가 탐지기에 인접하여 배치되기 전에 탐사침이 부품과 접촉하여서 탐사침의 운동이 탐지기에 의해 탐지되는, 부품을 픽업하고 방출하기 위한 진공 헤드.
41. 제 40 항에 있어서, 탐지기는 제어기와 전기 연결되고, 제어기는 센서에 의해 부품의 탐지 상태를 기록하는 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
42. 제 41 항에 있어서, 탐지기는 광 탐지기로부터 공동에 의해 분리된 발광 다이오드로 구성되는데, 상기 공동은 탐사침과 수직 정렬되어서 탐사침의 상향 이동은 발광 다이오드와 광 탐지기 사이의 빛을 간섭하는 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
43. 제 42 항에 있어서, 진공 소오스는 가압된 공기를 제어할 수 있게 공급되는벤투리인 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
44. 제 43 항에 있어서, 탐사침은 바이어싱 장치로 탐지기에서 이격되어 부품을 향하여 바이어스 되는 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
45. 제 44 항에 있어서, 바이어싱 장치는 탐사침과 몸체 사이에 배치된 스프링인 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
46. 제 45 항에 있어서, 진공 헤드는 고정 설비상의 부싱에 장착되고, 상기 고정 설비는 진공 헤드와 고정 설비 사이에 배치된 피스톤을 포함하므로 피스톤은 부싱 내에 진공 헤드를 움직이는 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
47. 제 46 항에 있어서, 피스톤은 공압 제어되는 것을 특징으로 하는 진공 헤드.
48. 제 47 항에 있어서, 진공 헤드 몸체는 부싱 위에 배치된 너브로 구성되므로 상기 너브는 진공 헤드의 운동 영역을 제한할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 헤드.