Beschreibung
Vorrichtung zum Temperieren und Prüfen elektronischer und/oder elektromechanischer Bauteile
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren und Prüfen elektronischer und/oder elektromechanischer Bauteile der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Viele Bauteile, insbesondere mit Halbleitern bestückte Bautei¬ le wie ICs, sind häufig nicht nur bei Raumtemperatur sondern auch bei Temperaturen zwischen -500C und +1500C zu testen.
Für derartige Prüfungen gibt es Klimaschränke bzw. Temperatur- kammern, in welchen die Prüflinge auf die erforderliche Tempe¬ ratur gebracht und mittels einer Handhabungseinrichtung zur Prüfung in eine Prüf- und Kontaktierungsstation eingesetzt werden.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus DE 100 03 839 C2 be¬ kannt.
Nachteil aller bisher bekannter Vorrichtungen dieser Art ist, dass die gesamte, relativ große Kammer, in der sich die auf einer Palette oder einem Förderband liegenden Prüflinge, die Handhabungseinrichtung sowie die Prüf- und Kontaktierstation befinden, auf die Prüftemperatur gebracht werden muss.
Abgesehen davon, dass der hierfür erforderliche Energieaufwand groß ist, ist die Prüfung mit einer derartigen Vorrichtung we¬ gen der langen Aufheiz- bzw. Abkühlzeit zeitraubend.
Ein weiterer Nachteil ist, dass sich die Handhabungseinrich¬ tung sowie die Prüf- und Kontaktierstation im temperierten Be¬ reich befinden, was zu Ungenauigkeit oder sonstigen Problemen infolge temperaturbedingter Dehnung bzw. Schrumpfung führt. Auch ist es bei Temperaturen unter 00C schwierig, die gesamte Kammer vereisungsfrei zu halten, da beim Ein- und Ausbringen der Bauteile in die Kammer Wasserdampf enthaltende Luft ein¬ dringt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Probleme mit einer neu konzipierten Vorrichtung zu beseitigen.
Gelöst ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Temperier¬ kammer der Temperierstation so zu dimensionieren, dass in die¬ ser Kammer nur ein oder nur wenige Prüflinge Platz haben, wäh¬ rend zumindest die Förder- und Handhabungseinrichtung sowie gegebenenfalls auch gemäß Anspruch 2 die Prüf- und Kontaktier¬ station außerhalb der Kammer vorgesehen sind.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 3 kontaktiert der Prüfling zur unmittelbaren Wärme- bzw. Kälteübertragung die Innenfläche des Temperiergehäuses, vorzugsweise des Gehäuse¬ deckels, direkt.
Hierdurch wird eine wesentlich raschere Erwärmung bzw. Abküh¬ lung des Prüflings erreicht als durch Konvektion bzw. Wärme- Strahlung. Damit werden Messfehler wegen zu frühen Abbruchs der Temperierung vermieden. Auch besteht eine bessere Möglich¬ keit, den Temperaturgang der Prüflinge während einer kurzen Messperiode zu erfassen.
Bei Realisierung des erfindungsgemäßen Vorschlages kann gemäß Anspruch 4 die einheitliche Temperierkammer bekannter Vorrich¬ tungen durch mehrere kleine, für sich autonome Temperierstati- onen ersetzt werden.
Hierdurch wird eine weitere Abkürzung des Messvorganges da¬ durch erreicht, dass die Prüflinge nacheinander in die Tempe¬ rierstationen eingebracht und aus diesen nach Erreichen der gewünschten Temperatur entnommen werden, worauf sie mittels der vorzugsweise externen Prüf- und Kontaktierstation geprüft werden.
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Ge- genstand der Unteransprüche 5 bis 14.
Vorteilhafterweise besteht gemäß Anspruch 5 jede Temperiersta¬ tion aus einem Gehäuse und einem dieses verschließenden, ab¬ nehmbaren Deckel, der gleichzeitig als Transportträger für die Prüflinge dient.
Hierbei wirkt der Deckel wegen seiner wesentlich größeren Wär¬ mekapazität gleichzeitig als Temperaturspeicher, sodass bei Überführung des Prüflings aus der Temperaturstation zur Prüf- und Kontaktierstation die Temperatur des Prüflings weitgehend konstant gehalten wird.
Da das Volumen der Temperierkammer vergleichsweise klein ist, wird der Prüfling in kurzer Zeit auf die Prüftemperatur ge- bracht.
Nach erfolgter Prüfung wird der Prüfling in Qualitätsklassen abgelegt, worauf ein neuer Prüfling in die jeweilige Tetnpe- rierstation eingesetzt werden kann.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art besteht darin, dass jeweils nur eine sehr kleine Temperierstation auf die Prüftemperatur gebracht werden muss. Da das Volumen der Temperierkammer sowie des Prüflings gegenüber dem Gehäuse der Temperiereinrichtung klein ist, nimmt der den Gehäusedeckel kontaktierende Prüfling rasch die Prüftemperatur an, wobei die Temperatur des Gehäuses beim Prüflingswechsel vergleichsweise konstant bleibt. Hier¬ durch wird der Prüfvorgang beschleunigt und der Energie¬ verbrauch entscheidend gesenkt. Da die Förder- und Handha- bungseinrichtungen sowie die Prüf- und Kontaktierstation bei Raumtemperatur arbeiten, sind temperaturbedingte Probleme weitgehend vermieden. Schließlich ist die Gefahr der Vereisung innerhalb der Temperierstation weitgehend vermieden. Tritt dennoch eine Vereisung in einer Station auf, kann diese durch Aufheizen und erforderlichenfalls Einblasen trockener Luft rasch enteist werden, ohne dass hierbei die Gesamtanlage stillgesetzt werden muss.
Die Anzahl der Temperierstationen richtet sich nach dem erfor- derlichen Durchsatz bzw. ergibt sich aus der benötigten Tempe¬ rier- und Testzeit.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausfüh¬ rungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist, im Einzelnen erläutert.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer vollständigen
Vorrichtung zum Temperieren und Prüfen elektronischer Bauteile,
Fig. 2 Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei nach oben offenem Gehäuse,
Fig. 3 perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Temperierstation,
Fig. 4 teilweise geschnittene Seitenansicht der Temperier¬ station gemäß Fig. 3,
Fig. 5 Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 4 und
Fig. 6 Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 4.
Mit den Figuren 1 und 2 ist die gesamte Vorrichtung zum Tempe¬ rieren und Prüfen elektronischer Bauteile dargestellt.
Auf einem im Uhrzeigersinn umlaufenden Transportband 30 liegen die Prüflinge, z. B. ICs, auf.
Diese werden mittels einer Handhabungseinrichtung 20 abgenom¬ men und in die Temperierstation 40 eingebracht. Als Transport¬ träger für die Prüflinge dient der Gehäusedeckel 41a der Tem¬ perierstation 40, an dessen Unterseite der Prüfling 60 zum Beispiel mittels eines Saugkopfes 44 gehalten wird. Der Gehäu¬ sedeckel 41a ist auf seiner Oberseite mit einem Schnellwech¬ seladapter 43 versehen, in welchen ein Greiferstift 22 des Handhabungskopfes 21 eingreifen kann.
Der Handhabungsköpf 21 ist an Führungsschienen 23, 24 und 25 in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar und der verdreh- und verschwenkbare Greiferstift 22 mindestens um 90° verschwenk- 5 bar. Damit ist es möglich, mittels der HandhabungsVorrichtung 20 den den Prüfling 60 tragenden Deckel 41a vom Transportband 30 abzunehmen, in die Temperierstation 40 einzusetzen, aus dieser wieder zu entnehmen und zu Mess- und Prüfzwecken in die Prüf- und KontaktierStation 50 einzubringen.
1.0
Wie die Aufsicht in Fig. 2 erkennen lässt, sind in einer Reihe nebeneinander mehrere, im Beispiel sieben, Temperierstationen 40 vorgesehen, welche nacheinander von der Handhabungseinrich¬ tung 20 bedient werden.
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Der genaue Aufbau der Temperierstation 40 ist aus den Figuren 3 bis 6 ersichtlich.
Sie besteht aus einem nach oben offenen, unten mit einem Ge- 20 häuseboden 41b verschlossenen Gehäuse 41. Die sich konisch er¬ weiternde Gehäuseöffnung ist mit einem im Querschnitt gleich¬ falls konischen Deckel 41a verschließbar. Gehäuse 41 und Ge¬ häusedeckel 41a begrenzen die Temperierkammer 42.
25 An der der Kammer 42 zugewandten Innenseite des Gehäusedeckels 41a ist der Prüfling 60 angebracht, der beim Ausführungsbei¬ spiel mittels von einem Saugkopf 44 erzeugten Unterdruck gehalten wird. Um eine sichere Positionierung und damit auch einen guten Wärme- bzw. Kälteübergang zu erreichen, wird der
30 Prüfling 60 mit Hilfe gefederter Positionierstifte 49 bei Ein¬ setzen des Deckels 41a in das Gehäuse 41 gegen die Deckelun¬ terseite gedrückt. Die Prüftemperatur wird mittels des in den Ringkanal 46, der einen Einlass 46a und einen Auslass 46b be-
sitzt, eingebrachten Kühlmittels sowie einer in die Aufnahme 45 einzusetzenden Heizpatrone erzeugt. Überwacht wird die Kam¬ mertemperatur mittels eines in der Kammer 42 endenden Tempera¬ tursensors 48.
Da, wie einleitend erwähnt, der Deckel 41a gleichzeitig Trans¬ portträger für den Prüfling 60 ist, ist dieser mit einem nach oben abstehenden Kupplungsansatz 43 ausgestattet, in deren Kupplungsaufnähme 43a der Greiferstift 42 des Handhabungskop- fes 21 eingreift und mit Hilfe von Arretierstiften 43b gekup¬ pelt wird.
Schließlich münden in die Kammer 42 Luftkanäle 47, in deren Einlass 47a Trockenluft zu Trocknungszwecken eingeblasen wer- den kann, die über den Auslass 47b austreten kann.
Bezugszeichenliste
10 Gehäuse 20 Handhabungseinrichtung
21 Handhabungskopf
22 Greiferstift
23 Führungsschiene
24 Führungsschiene 25 Führungsschiene
30 Transportband
40 Temperierstation
41 Temperiergehäuse 41a Gehäusedeckel 41b Gehäuseboden
42 Kammer
43 Schnellwechseladapter 43a Kupplungsaufnähme 43b Arretierbolzen 44 Saugkopf
45 Aufnahme für Heizpatrone 46 Ringkanal
46a Einlass
46b Auslass 47 Luftkanal
47a Einlass
47b Auslass
48 Temperatursensor
49 Positionierstift 50 Prüf- und Kontaktierstation