SU108792A1 - Автомат дл сортировки полупроводниковых выпр мительных элементов по электрическим параметрам - Google Patents

Description

Полупроводниковые выпр мительные элементы выпускаютс  миллионными тиражами. Поэтому автоматизаци  их сортировки по электрическим параметрам, при которой каждый элемент обрабатываетс  индивидуально , весьма необходима и дает большой технико-экономический эффект. Однако известные конструкции автоматов дл  .сортировки полупроводниковых выпр мительных элементов имеют р д существенных недостатков, основными из которых  вл ютс : сложность кинематической схемы, раздельное измерение в разных гнездах электрических параметров в провод щем и запирающем направлени х, что приводит к ошибкам сортировки; невозможность сортировки на все сорта одновременно, а также сортировки элементов малого размера, имеющих обратный ток пор дка 10 а.

Предлагаемый автомат, предназначенный дл  сортировки элементов на два сорта и брак в провод щем и на три сорта и брак в запирающем направлени х, подобно известным автоматам дл  сортировки полупроводниковых элементов по электрическим параметрам, состоит из питающего устройства, выдающего контролируемые элементы, механизма их подачи, измерительного канала с контактными щупами, измерительной схемы с магнитным усилителем И приемного устройства.

Особенности построени  кинематической и -Jлeктpичecкoй схем автомата обеспечивают простоту и надежность его в эксплуатации, возможность измерени  малых токов при высокой производительности, а также возможность сортировки элементов на все сорта одновременно.

Фиг. 1 Изображает кинематическую схему автомата; фиг. 2- конструктивное выполнение части автомата; фиг. 3-принципиальную электрическую схему.

№ 108792- 2 -

Автомат состоит из двух отдельных механизмов А и В, приводимых в действие от общего электродвигател  / через упругую муфту 2, черв чную пару 3, шестеренки 4, муфту перегрузки 5, карданный валик 6, распределительный вал 7, с насаженными на нем кулачками 8-//, служащими дл  управлени  электрической схемой автомата, и коническую пару 12 дл  передачи вращени  на валик 13. С валика 13 движение передаетс  на механизмы Л и 5 через муфты 14 и 15. В дальнейщем рассматриваетс  работа только одного механизма А, так как работа механизма Б аналогична и только сдвинута по циклу на 180°.

От муфты 15 движение передаетс  на распределительный вал 16, на котором закреплен кулачок 17, передающий через рычажную систему 18 движение на подающую рейку 19. Последн   под действием пружины 20 выталкивает очередной элемент из трубки 21 (в которую они набиваютс  ориентировочно) в измерите тьный канал, в котором на первых п ти позици х элементы подформовываютс , а па последней измер ютс . Подформовка и измерение производ тс  с помощью щупов 22, подъем и опускание которых осуществл ютс  от кулачков 23 через рычажную систему 24.

Нажатие щупа на элемент производитс  с помощью пружин 25. После измерени  подающа  рейка 19, вь талкива  следуюнд,ий элемент из трубки 21, передвигает весь р д элементов на один шаг и с алкивает крайний (измеренный) элемент в неподвижный лоток 26. К этому моменту , в зависимости от результата измерени , подаетс  команда на один из и.спслнительных электромагнитов 27, который, срабатыва , выталкивает вверх соответствующий упор 28. Электромагнит 29 с поворотным  корем, получающий питание через кулачковые контакты, поворачивает валик 30 с закрепленными на нем веерообразно рычагами 31 и качающимс  лотком 32. Один из рычагов 31 упираетс  в выдвинутый упор 28, и качающийс  лоток 32 остаг)авливаетс  над соответствующим пазом распределнтельного сектора 33. Изшсренный элемент, пройд  через неподвижный лоток 26, качающийс  лоток 32 и канал сектора 33, попадает в соо1ветствующую дан)ому сорту приемную коробк} 34. После этого цепь питани  электромагнита 29 разрываетс  и пружнна 35 возвращает валик 30, а следовательно, и качающийс  лоток 32 в исход гое положение .

В св зи с тем, что автомат предназначен измер ть токи пор дка 10 а предусмотрена надежна  изол ци  измерительного гнезда от корпуса механизма как во врем  измерени , так и во врем  подачи очередного элемента, так как измерение производитс  одними и теми же элементами электроизмерительной схемы и оба измерительные канала электрически св заны между собой. Достигаетс  это следующим образом.

На конце подающей рейки 19 укреплена изолирующа  прокладка 36, в которую дл  уменьшени  износа рабочей кромки вставл етс  тонка  металлическа  пластинка 37. Рычаг 18 отводит подающую рейку 19 в крайнее левое положение. В этот момент BeiCb столб элементов, наход щийс  в стакане питающей трубки 21, опускаетс  на один элемент. Подающа  рейка 19 под действием пружины 20 выбирает нижний элемент и начинает подавать его в измерите льное гнездо. Ход подающей рейки рассчитан таким образом, что элемент сначала полностью выходит из-под стакана трубки 21, наход сь на изолирующем вкладыше 38, а затем сдвигает весь р д элементов на один шаг. Измерение элементов производитс  щупами 22, наход щимис  на изолирующей пластинке 39. Вторым контактом служит металлическое основание 40 измерительного гнезда , наход щеес  на изолирующей прокладке 41.

Измерение параметров элементов осуществл етс  с помощью измерительной схемы. Измерительный щуп 22 устанавливаетс  на вновь поданный элемент, вслед за тем .сразу включаетс  реле РО, KlTOpoe подключает последовательно с входной обмоткой каскада / дифференциального магнитного усилител  испытуемый элемент к источнику классификационного напр жени  U.

Протекающий в запирающем направлении через элемент и входную обмотку W у каскада / ток усиливаетс  и подаетс  на обмотку управлени  Wу второго каскада.

Напр жение ( на выходе ка.с.када // сравниваетс  с трем  эталонными напр жени ми Сэ, , t/., , t/,,, и разность между ними под; етс  на нуль-индикатор, выполненный на трех кристаллических триодах ь 2, Тъ- Если напр жение па выходе каскада // меньще величины эталонного напр жени , то тока на выходе соответствующего триода практически не будет. Если же это напр жение больще эталонного, то в цепи коллектора триода начинает протекать ток, что приводит к срабатыванию соответствующего выходного пол ризованного реле РЯ, РЯо, РЯз.

Так как напр жение на выходе каскада // iCpaBunnaeTCH с трем  эталонными напр жени ми различной величины, то выходные реле РЯ, РЯ2, РЯз срабатывают в зависимости от величины тока па входе каскада /. Например, в схеме, предназначенной дл  сортировки селеновых элементов диаметром 5 .им, реле РЯ1 срабатывает при токе на входе каскада /, равном 26 мка, реле РЯ2 - при токе на входе 52 лгл-а, а реле РЯз при токе 117 лгка. Выходное реле, замыка  свои контакты , включает промежуточные реле PI, PS, РЗ которые самоблокируютс  и, тем самым, «запоминают результат измерени  элемента в запирающем направлении. Через промежуток времени, достаточг.ый дл  измерени  тока в запирающем направлении, реле РО выключаетс , обрыва  цепь входа каскада /, и схема через некоторое врем  после этого возвращаетс  к исходному состо нию.

Затем включаетс  реле РЯ, которое подключает испытуемый элемент в провод щем направлении к источнику классификационного тока /„ и одновременно подключает параллельно испытуемому элементу цепь, состо щую из последовательно соединенных входной обмотки W каскада I, компенсационного напр жени  t/o и линейного сопротивлени  R. Величина компенсационного напр жени  (включенного встречно относительно падени  напр жени  на элементе) и величина сопротивлени  R. определ ют зависимость входного тока каскада / от измер емого напр жени . Если /i, - ток на входе каскада /, достаточный дл  срабатывани  реле РЯьЯ /г-ток на входе каскада /, достаточный дл  срабатывани  реле РЯ2, то дл  того, чтобы реле РЯ срабатывало при падении напр жени  на элементе, равном (7i, а реле РЯ2 срабатывало при падении напр жени  t/2, то величины напр жени  Оо и сопротивлени  R определ ютс  из соотнощений:

... ,

В результате оказываетс  возможным использовать измерительную схему дважды, сначала дл  измерени  тока, а затем напр жени , причем указанные величины могут быть и не пр мо пропорциональны. Если линейное сопротивление R заменить нелинейным, то можно получить более сложные зависимости (например, с целью увеличени  количества сортов).

Дальнейшее измерение входного тока аналогично измерению обратного тока с той разницей, что реле РЯь РЯ2, РЯз подают сигнал не на реле РЬ Р2 PZ а непосредственно на исполнительные электромагниты,

№ 108792

№ 108792

что совместно с сигналами, подаваемыми с реле Pj, PZ, РЗ, приводит к срабатыванию определенных исполнительных электромагнитов 1.

Через некоторое врем  после включени  реле РП, достаточное дл  измерени  элемента в провод щем направлении, включаетс  поворотный электромагнит 29, который, устанавлива сь на упор, выдвинутый исполнительным электромагнитом 27, фиксирует это положение, чем и определ етс  направление падени  измеренного элемента в приемное устройство . После подачи питани  на поворотный электромагнит 29 через врем , достаточное дл  его установки на упорный рычаг, выключаетс  реле РП, и схема вновь возвращаетс  в свое первоначальное состо ние. После отключени  реле РП через некоторое врем , которое необходимо дл  возвращени  схемы в исходное положение, оп ть включаетс  реле РО и начинаетс  измерение элемента в другом канале, что прои1сходит аналогично описанному.

Указанный выше цикл работы схемы задаетс  кулачковыми контактами 8, 9, 10 и //, которые управл ют реле РО и РП, поворотными электромагнитами 29 и т. д.

Особенностью измерени  полупроводниковых выпр мительных элементов  вл етс  большой разброс их параметров. Например, дл  селеновых элементов диаметром 5 мм границей брака в запирающем направлении  вл етс  сопротивление элемента пор дка 10 ом, но могут быть и коротко-замкнутые элементы.

Таким образом, на вход каскада / могут поступать токи, в сотни раз больше максимального тока, подлежащего измерению.

Так как выходна  характеристика дифференциального усилител  неоднозначна относительно выходного тока, то получаетс , что при токе /, на входе усилител , на его выходе будет ток /ь а при большом токе , на выходе будет ток . В этом случае бракованный элемент может ошибочно попасть в число сортных.

Дл  придани  однозначности работе схемы при больших входных токах последовательно с одним из балластных сопротивлений первого каскада / дифференциального магнитного усилител  включена одна-обмотка двухобмоточного пол ризованного реле РП, друга  обмотка которого питаетс  от отдельного источника. Ампер-витки этих обмоток включены встречно и через балластные сопротивлени  при токах, соответствующих максимальному току на выходе усилител , реле срабатывает, чем гарантируетс  отбраковка элементов при больших токах.

Чрезмерно большие токи на входе усилител  привод т к тому, что врем  дл  возврата схемы в исходное положение увеличиваетс  в полтора-два раза против случа , когда измер ютс  элементы с нормальными параметрами. Необходимость в этом дополнительном времени приводит к снижению производительности автомата на 10-20%.

Дл  автоматического увеличени  времени возврата схемы в исходное положение вход измерительной схемы отключаетс  от измер емого элемента независимо от положени  кулачковых контактов сразу, как только будет определено, что изделие  вл етс  браком, т. е. реле РО или РП отключаютс  не кулачковыми контактами, а раньше - в момент срабатывани  реле РЗ или 4, вследствие чего врем  возврата схемы в исходное положение увеличиваетс . Это увеличение времени возврата получаетс  за счет уменьшени  времени, отведенного на измерение .

Следует подчеркнуть, что приведенна  схема предназначена дл  сортировки элементов с малыми обратными токами пор дка 10 - 100 мка. Если токи, подлежащие измерению, прево.сход т 100 мка, то можно обойтись с одним каскадом магнитного усилител .

Назначение остальных элементов электрической части автомата общеизвестно или не представл ет особого интереса. Поэтому описание их рабопты зде1сь не приводитс .

Claims (8)

1.Автомат дл  сортировки полупроводниковых выпр мительных элементов по электрическим параметрам в провод щем и запирающем направлени х, состо щий из питающего устройства, выдающего контролируемые элементы, механизма их подачи, измерительного какала с контактными щупами, измерительной схемы с магнитным усилителем и приемного устройства, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности измерени  обоих параметров элемента в одном и том же гнезде измерительного канала без отрыва контактных щупов, последние присоединены к измерительной схеме через контакты двух периодически включаемых кулачковыми контактами реле, одно из которых служит дл  подачи на управл ющую обмотку магнитного усилител  разности эталонного напр жени  и пр мого падени  напр жени  на элементе , а другое - дл  включени  этой обмотки в цепь обратного тока элемента .

2.Автомат по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности сортировки элементов на несколько сортов в зависимости от величины тока на входе измерительной схемы, на выход последней включены нуль-индикаторы одностороннего действи , сравнивающие выходное напр жение с несколькими различными эталонными напр жени ми и управл ющие соответствующими выходными реле.

3.Автомат по пп. 1и2, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности сортировки элементов на несколько сортов, каждый из которых зависит от двух параметров элемента, исполнительные электромагниты, включенные через выходные реле на выход измерительной схемы и управл ющие направлением элементов в соответствующие отделени  приемного устройства, управл ютс  сигналами, ; авис щими от результата обоих измерений в провод щем и запираюп1,ем направлени х , через блокировочные реле, имеющие выдержку времени, достаточную дл  измерени  второго параметра.

4.Автомат но пп. 1-3, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  надежной отбраковки элементов, обусловливающих по вление больших значений тока на входе магнитного усилител , путем придани  однозначности его выходной характери стике, последовательно с одним из балластных сопротивлений усилител  включена одна обмотка двухобмоточного пол ризованного реле, друга  обмотка которого включена встречно и питаетс  от отдельного источника, с тем, чтобы это реле срабатывало при протекании через балластные сопротивлени  тока, соответствующего максимальному значению тока на выходе магнитного усилител .

5.Автомат по пп. 1-4, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его производительности путем использовани , в случае брака, части времени, отведенного на измерение, дл  возврата схемы в исходное положение, предусмотрены цепи, осуществл ющие отклонение периодически работающих реле вне зависимости от положени  кулачковых контактов.

6.Автомат по пп. 1-5, отличающийс  тем, что дл  направлени  элементов в соответствующие отделени  приемного устройства между последним и измерительным каналом расположен качающийс  лоток, поворачиваемый периодически срабатывающим электромагнитом, ось которого снабжена веерообразно укрепленными на ней рычагами, взаиJ№ lUO/y

Предмет изобретени 

№ 108792

модействующими с соответствующими упорными рычагами, управл емыми исполнительными электромагнитами.

7.Форма выполнени  автомата по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью достижени  надежной изол ции измерительного канала от остальных частей автомата, конец рейки механизма подачи выполнен из изолирующего материала и между питающим устройством и измерительным каналом помещен изол ционный вкладыщ, предупреждающий электрическое соединение между ним и движущимс  элементом.

8.Форма выполнени  автомата по пп. 1 и 7, отличающа с  тем, что, с целью его упрощени , достигаемого путем совмещени  функции механизма выборки элементог; из питающего устройства и функции механизма подачи элементов в измерительный канал, подающа  рейка имеет длину, обеспечивающую перемещение р да элементов, наход щихс  в измерительном канале, на рассто ние, достаточное дл  сброса измеренного элемента и подачи очередного под измерительный щуп.

s О