Устройство для маркировки изделий Советский патент 1987 года по МПК B41F17/00 

Изобретение относится к автоматическим устройствам технологического оборудования и может быть использовано для маркировки микросхем, установленных в плоских кассетах.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей маркирования микросхем и повьшение качества маркирования.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.; на фиг,4 - вид по стрелке В на фиг.1; на фиг.З - вид Г на фиг.1; на фиг.6 каретка, крайнее правое положение; на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.З; на фиг«8 - сечение Е-Е на фиг.6; на фиг.9 - сечение на фиг.1; на фиг.10 - сечение 3-3 на фиг.9; на фиг.11 - пневматическая схема.

Устройство для маркирования микросхем состоит из каретки 1 с матрицей 2, лотка 3 для транспортирования плоских кассет А с микросхемами 3, механизма ракеля 6 с вкладышами 7, тампона 8, механизма 9 подачи кассет, механизма укладки кассет ( не показан), фиксатора 0, плиты 11, пульта управления, блока управления и источника питания (не показаны ),

Каретка 1 предназначена для поз- вратно-поступательного перемещения матрицы 2 с целью снятия с нее изображения знаков маркировки для переноса их на корпус микросхемы. Матрица может быть круглой или прямоугольной формы. Она устанавливается с возможностью ее регулирования по длине каретки. Знаки маркировки выполнены в ее теле (глубокая печать) . Краска для печати знаков маркировки наносится периодически на матрицу определенными дозами вручную. Каретка имеет П-образную форму. На боковых ее стенках выполнены окна 12, в которых установлены кулачки 13 и 14. В нижней части каретки закреплены упор-кулачок 13, взаимодействующий с фиксатором 10, шток 16 с Г-образ- ным толкателем 17, служащим для подачи кассет из магазина 18 на исходную позицию лотка, и регулируемый упор 19 для установки шага подачи изделий, выполненный в виде скобы. Возвратно-поступательное движение каретки осуществляется с помощью

пневмопривода, вьтолненного в виде пневмоцилиндра 20 двойного действия с поршнем 21 и штоком 22. Рабочие камеры 23 и 24 пневмоцилиндра соединены через электропневмоклапаны 23 и 26 с источником сжатого воздуха (не показан).

Электропневмоклапаны 23 и 26

электрически соединены с блоком управления (не показан). Для регулирования скорости перемещения каретки пневмопривод снабжен обратными клапанами 27 и 28 с регулируемыми

дросселями 29 и 30. Для подачи микросхем на позицию 31 маркирования каретка снабжена ползуном 32 П-образ- ной формы, размещенным внутри нее снизу лотка на определенном расстоя НИИ от упора 19. За счет изменения этого расстояния регулрфуется шаг подачи изделий на позицию маркирования.

Ползун выполнен с горизонтальными

площадками 33 и 34 сверху, на которых установлены упругие Г-образные пластинчатые захваты 33 и 36 с возможностью взаимодействия с кулачками 13 и 14 и плоскими кассетами 4.

Для изменения расстояния от упора 19 до ползуна выполнены пазы 37, в которых размещаются крепежные винты 38 упора. Изменение шага подачи изделий на позицию маркирования необходимо для того, чтобы можно было производить маркировку различных микросхем с планарными вьшодами, установленных в плоских кассетах. Упор- кулачок 13 служит для возвращения

ползуна в первоначальное положение. Кроме того, с помощью erd осуществляется при подаче микросхем на позицию маркирования отвод фиксатора 10 с упором 39 вниз.

В основании ползуна 32 выполнен паз 40 для размещения фиксатора при движении его с кареткой в крайнее правое положение. На боковой стенке ползуна установлена тормозная упругая пластинка 41 дугообразной формы. Торможение ползуна необходимо для осуществления более надежного сцепления и расцепления кассет с захватами ползуна и предотвращения его

случайного смещения на позиции маркирования до фиксации изделий. Каретка снабжена флажком 42, а на плите установлены фотодатчики 43 и 44. Данные коммутационные элементы необходимы для осуществления управления устройством.

Плоские кассеты для установки микросхем 5 с пленарными выводами вьтолнены с окнами и элементами, пре дохраняющими микросхемы от вьшада- ния из кассет. На периферии кассет с обеих сторон вьтолнены пазы 45, отстоящие друг от друга на равных рас- ;Стояниях. Кассеты с микросхемами укладываются в магазины путем размещения их в пазах, выполненных в вертикальных стенках 46 и 47 магазина. Для фиксации микросхем на позиции маркирования в их рамках выполнены отверстия 48. Для установки каретки и ползуна и осуществления их перемещения на боковых стенках лотка выполнены газы 49, в которых размещаются ролики 50 ползуна и каретки. В зоне периодического перемещения кассет на шаг, равный расстоян1-по между пазами кассет, в верхней час-, ти лотка вьтолнены угловые вырезы не показаны), благодаря которым пазы кассет в этой зоне оказьшаются открытыми для сцепления с захватами ползуна. Для перемещения кассет по лотку с образованием пазов по обеим его сторонам установлены планки 51. Для ограничения перемещения каретки вправо служит регулируемый по положению ограничитель 52. Симметрично относительно осевой линии лотка выполнены на всю длину два паза (не показаны),позволяющие перемещать по нему микросхемы с перпендикулярными выводами, а следовательно, осуществлять при наличии питателя их маркирование.

Ракель и вкладьш установлены в одном корпусе 53 над кареткой. Ракель служит для очистки поверхности матрицы от лшпией краски перед снятием с нее отпечатка маркировки с помощью тампона. Ракель вьтолнен в виде упругой (эластичной) тонкой пластинки 54, зажатой между двумя щечками 55, и установлен под углом на оси 56 кронштейна 57, жестко соединенного с втулкой 58, размещаемой на конце горизонтального вала 59. Та кая установка позволяет ракелю при очистке матрицы от лишней краски самоустанавливаться. На цилиндрической поверхности втулки по окружности вьтолнен паз (не показан), в котором размещается крепежный винт

482214

60. При ослаблении этого винта ракель можно поворачивать относительно вала и тем самым изменять угол его установки. Вал с втулкой 61 установлены в ползуне 62, связанном с винтовым элементом 63. При изменении угла установки ракеля ползун с валом перемещаются в вертикальной

IQ ПЛОСКОСТИ, в пазу 64 втулки перемещается в осевом направлении шпонка 65 вала. Втулка имеет рычаг 66, с помощью которого вал с ракелем связан с кулачковым штоком 67 пневмопри15 вода, выполненного в виде пневмо- цилиндра 68 с поршнем 69. Рабочие камеры 70 и 71 пневмоцилиндра соединены через регулируемые дроссели 72 и 73 и электропневмоклапаны 25

20 и 26 с источником сжатого воздуха. Закрытие прохода сжатому воздуху в пневмоцилиндр 68 осуществляется путем пережатия трубопроводов с помощью электромагнитного устройства

25 74. Свободный конец рычага размещается в пазу 75 штока 67, при движении которого ракель поворачивается на определенный угол и поднимается над матрицей. Высота подъема ракеля

30 регулируется за счет ограничения

хода кулачкового штока пневмоцилиндра 68 винтовым упором 76. На втором конце вала установлена между его буртиком и гайкой 77 прямоугольная

25 втулка 78 с роликом 79, размещаемым в пазу цилиндрического копира (кулачка) 80, закрепленного на валу электродвигателя,81. Втулка имеет ограничитель 82, выполненный с па40 ,эом 83, охватьшающим втулку с трех сторон. Она может свободно перемещаться только в осевом направлении вала. Паз на цилиндрическом копире вьтолнен криволинейным, в результа g те чего при врап(ении цилиндрического копира втулка 78 с валом 59 и ракелем вибрирует в осевом направлении. Вибрация ракеля способствует улучшению очистки матрицы от лишней краски и

gQ тем самым повьш1ению качества маркирования микросхем. Для изменения положения вала с ракелем в вертикальной плоскости, связанного с изменением установки угла ракеля, во втулgg ке выполнено прямоугольное отверстие (не показано).

Вкладьпи служит для нанесения краски на знаки маркировки и выполнен в виде прямоугольной резиновой плас5

тинки 84 с дугообразным пояском 85 снизу. Он крепится на державке 86 и кронштейне 87 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Кронштейн вкладьппа установлен в подпружиненном цилиндрической пружиной 88 ползуне 89 с роликом 90, взаимодействующим с кулачковым штоком 67 пневмопривода.

Тампон выполнен из желатина и имеет форму тела вращения, образующей которого является кривая, близкая к параболе. Тампон крепится на штоке 91 с регулировочным винтом 92, позволяющим устанавливать степень деформации тампона, а следовательно, регулировать силу прижатия тампона к поверхности матри1д.1 и устнавливать ее оптимальной при данном шрифте знаков изображения (печати) маркировки, от чего в немалой степени зависит качество маркирования микросхем. Корпус 93 тампона связан посредством кронштейна 94 со штоком 95 пневмопривода, выполненного в виде пневмоцилиндра 96 двустороннего действия с поршнем 97 и рабочими камерами 98 и 99.

Пневмоцилиндр соединен через регулируемые дроссели 100 и 101 и злект- ропненмоклапань 102 и 103 с источником сжатого воздуха. Злектропневмо- клапаны 102 и 103 элсктрич1.ски соединены с блоком упрапления. Перемещение тампона при снятии изображения маркировки с матрицы и отпеча- тывание этого изображения на корпусе микросхемы ограничивается цилиндрическим упором 104. Поворот штока тампона по окружности предотвращается винтом 105. Для управления испол- нительныт- И мехаушзмами устройства кронштейн тампона снабжен флажком 106 с фотодатчиком 107.

Механизм подачи кассет и механизм укладки кассет в приемные магазины 108 по конструктивному исполнению одинаковы. При зтом они могут перемещать магазины как в одном направлении, так и в разных направлениях, например один - вверх, другой - вниз и наоборот. Каждый механизм состоит из сопряженной пары винта 109 с гайкой 110 и реверсивного двигателя 111,, установленного на кронштейне 112. Винт соединен с помощью муфты 113 с валом электродвигателя. -На

10

482216

винте крепится флажок 114, а на гайке - кронштейн 115 и две цилиндрические стойки 116, несущие площадку 117, на которой устанавливаются смен ные магазины 18 с кассетами. При

вхождении флажка 1 14 в паз фотодатчика 118 электродвигатель выключается. В верхнем и Н11жнем положениях магазина кронштейн 115 взаимодействует с концевыми выключателями 119 и 120, в результате чего устройство выключается из работы.

При перемещении магазина на шаг

g кассета устанавливается против торца толкателя 17, закрепленного на штоке 16, связанного с кареткой 1. При движении каретки вправо кассета перемещается толкателем из магазина на

исходную позицию лотка, с которой затем микросхемы подаются на позицию маркирования путем перемещения кассеты на шаг за каждьй рабочий цикл маркирования.

25 Фиксатор служит для фиксации микросхем на пйзиции маркирования. Он состоит из двух конических штырей 121, входящих при фиксации в отверстия 48 рамки микросхемы, регулируемо2Q го по высоте упора 39 и штока 122,

Штыри и упор 39 подпружинены цилиндрической пружиной (не показа-i на) . 1ток фиксатора снабжен роликом 123, взаимодействующим с упором-кулачком при подаче микросхем на позицию маркирования. Упор 39, выполнен - ный в виде цилиндрического стержня с резьбовым концом, необходим для точной установки микросхем по высоте. Он ввернут в шток фиксатора. В результате снабжения фиксатора регулируемым упором повьш1ается качество маркирования.

Блок управления ( не показан) содержит трансформатор, выпрямитель, шаговые искатели, промежуточные реле и другие коммутационные элементы. Управление исполнительными механизмами осуществляется через электро- пневмоклапаны и фотодатчики.

35

40

50

На пульте управления установлены автоматический выключатель, выключатели (тумблера , сигнальные световые лампочки, переключатель с автоматического режима работы на режим работы с автоматическим выключением устройства после каждого цикла маркировки и переключатель нанесения крас

ки на изображение маркировки матрищ через кал(дые 3-4 цикла маркирования.

Источник питания (не показан) содержит фильтр 124 для очистки сжатого воздуха от загрязнения, регулятор 125 давления и маслораспыли- тель 126.

Все узлы и элементы устройства крепятся на плите, которая может быть установлена на любом рабочем столе.

Устройство для маркирования микросхем работает следующим образом.

При включении устройства в работу электрический сигнал поступает из блока управления на электропневмокла пан 25 и сжатый воздух через него из источника питания поступает в камеру 71 пневмоцилиндра 68 и через обратный клапан 27 в камеру 23 пневмоцилиндра 20. Под действием усилия давления поршень 69 со штоком 67 пневмоцилиндра 68 перемещаются вле

во до упора 76. В крайнем левом поло-25 ческий сигнал снимается с электро-- жении щтока вкладьпп 7 поднимается, пневмоклапана 102, поступление сжа- в ракель 6, поворачиваясь относительно вала 59, опускается и соприкасается с поверхностью матрицы 2.

30

того воздуха в камеру 98 прекргицает- ся, а оставшийся сжатый воздух из

35

С небольшим запаздыванием поршень 21 со штоком 22 и кареткой I под действием усилия давления в камере 23 перемещаются вправо до ограничителя 52. При движении каретки лишняя краска снимается с матрицы ракелем. При этом ракель вибрирует в осевом направлении за счет перемещения ролика 79 втулки 78 по криволинейному пазу цилиндрического копира 80, приводимого во вращение элект- д родвигателем 81. Вытесненный сжатый воздух из камер 24 и 70 пневмоцилинд- ров 20 и 68 удаляется через дроссели 30 и 72 и электромагнитный клапан 26 в атмосферу. При зачистке мат- g рицы краска остается только в углублениях знаков маркировки.

При движении каретки вправо штыри 121 и упор 39 фиксатора отводятся упором-кулачком вниз, кулачки 13 и 14, дойдя до захватов 35 и 36 ползуна 32, нажимают на них и они заходят в пазы 45 кассеты 4,а упор 19,дойдя до ползуна ( находившийся до этого в неподвижном состоянии), захватывает его и он вместе с кассетой перемещается на заданньш шаг, в результате этого микросхема устанавливается на позицию 31 маркировки, а матрица

50

55

нее сбрасывается через дроссель 100 и злектропневмоклапан 102 в атмосфе ру. Сжатый воздух проходит через открытый проход электропневмоклапа- на 103 в камеру 99, и поршень 97 с тампоном поднимаются. После этого электрический сигнал поступает на электропневмоклапан 26 и сжатый воздух через него и обратный клапан 28 проходит в камеру 24 пневмоцилинд ра 20 и через дроссель 72 в камеру 70 пневмоцилиндра, а электрический сигнал с электропневмоклапана 25 снимается и поступление сжатого воз духа в камеры 23 и 71 прекращается. Оставшийся сжатый воздух из камер 23 и 71 пневмоцилиндров 20 и 68 сбрасьшается через дроссели 29 и 78 и электропневмоклапан 25 в атмос феру.

Под действием усилия давления поршень 69 со штоком 67 перемещается вправо, ракель поднимается, а вкладьаи опускается и соприкасается с поверхностью матрицы. В это же время поршень 21 с кареткой 1 под действием усилия давления перемещаются в крайнее левое положение. При движении каретки краска наносится с помощью вкладьщ1а на знаки матрицы. После ухода каретки с

10

-щ

482218

(центр изображения маркировки) устанавливается соосно с тампоном. В крайнем правом положении каретки флажок 42 заходит в фотодатчик 44 и электрический сигнал поступает на электропневмоклапан 102, открьшается проход и сжатый воздух проходит из источника питания в камеру 98 пневмоцилиндра 96. Под действием усилия давления поршень 97 с тампоном 8 перемещаются вниз. При этом вытесненный сжатый воздух из камеры 99 сбрасывается через электропневмоклапан 103 в атмосферу. Тампон соприкасается с матрицей, и знаки маркировки отпечатываются на его выпуклой поверхности. Движение поршня 97 тампоном 8 ограничивается упором 104, соприкасающимся с кареткой. В нижнем положении тампона флажок 106 заходит в фотодатчик 1 07 и на электропневмоклапан 103 поступает электрический сигнал. Одновременно электри20

ческий сигнал снимается с электро-- пневмоклапана 102, поступление сжа-

того воздуха в камеру 98 прекргицает- ся, а оставшийся сжатый воздух из

ческий сигнал снимается с электро-- пневмоклапана 102, поступление сжа-

нее сбрасывается через дроссель 100 и злектропневмоклапан 102 в атмосферу. Сжатый воздух проходит через открытый проход электропневмоклапа- на 103 в камеру 99, и поршень 97 с тампоном поднимаются. После этого электрический сигнал поступает на электропневмоклапан 26 и сжатый воздух через него и обратный клапан 28 проходит в камеру 24 пневмоцилиндра 20 и через дроссель 72 в камеру 70 пневмоцилиндра, а электрический сигнал с электропневмоклапана 25 снимается и поступление сжатого воздуха в камеры 23 и 71 прекращается. Оставшийся сжатый воздух из камер 23 и 71 пневмоцилиндров 20 и 68 сбрасьшается через дроссели 29 и 78 и электропневмоклапан 25 в атмосферу.

Под действием усилия давления поршень 69 со штоком 67 перемещается вправо, ракель поднимается, а вкладьаи опускается и соприкасается с поверхностью матрицы. В это же время поршень 21 с кареткой 1 под действием усилия давления перемещаются в крайнее левое положение. При движении каретки краска наносится с помощью вкладьщ1а на знаки матрицы. После ухода каретки с

9134822

позиции 31 маркирования электрический сигнал снимается с электропнев- моклапана 103 и поступает на электро- пневмоклапан 102, открьпзается проход и сжатый воздух из источника пи тания проходит в камеру 98 пневмо- цилиндра 96. Под действием усилия давления поршень 97 с тампоном 8 опускаются. Тампон соприкасается с плоской поверхностью корпуса микро

10

схемы, и изображение маркировки от- печатьшается на нем.

Оставшийся сжатый воздух из камеры 99 сбрасьшается через дроссель 101 и электропневмоклапан 103 в атмосферу, В нижнем положении флажок 106 заходит в фотодатчик 107, электрический сигнал снимается с электро- пневмоклапана 102 и поступает на электропневмоклапан 103, сжатый воздух проходит из источника питания через дроссель 101 в камеру 99, а оставшийся сжатый воздух из камеры 98 сбрасывается через дроссель 100 и электропневмоклапан 102 в атмосферу. Под действием усилия давления поршень 97 с тампоном поднимаются в исходное положение. При движении каретки влево краска наносится вкладышем на матрицу, В крайнем левом положении флажок 42 заходит в фотодатчик 43, Электрический сигнал снимается с электропневмоклапана 26 и поступает на электропневмоклапан 25, через который сжатый воздух проходит в камеру 71 пневмоцилиндра 68 и через обр&тный клапан 27 в камеру 23 пневмоцилиндра 20, Далее рабочий цикл маркировки автоматически повторяется.

Переключение устройства на режим работы с автоматическим выключением его после каждого цикла маркирования осуществляется с помощью переключателя, установленного на пульте. Для переключения устройства на режим маркирования с нанесением краски на знаки матрицы через 3-4 цикла следует при положении каретки справа включить в работу электромагнитное устройство 74, с помощью которого путем пережатия трубопроводов пневмо- цилиндр 68 выключается периодически из работы на 3-4 цикла маркировки. При выключенном цилиндре 68 шток 67 находится в крайнем левом положении, при котором вкладыш 7 оказывается поднятым.

О

5

0

5

0

5

0

5

0

5

После окончания маркировки микросхем кассеты по сигналу блока управления включается электродвигатель 111 механизма 9 подачи, и винт 109 делает поворот на 360°, флажок 114 входит в паз фотодатчика 118 и электродвигатель выключается. При повороте винта гайка 110 с магазином 18 перемещаются на заданный шаг и против толкателя 17 и лотка 15 устанавливается кассета с микросхемами. При перемещении каретки вправо кассета подается толкателем из магазина на исходную позицию лотка и процесс маркирования снова продолжается.

Кассеты с отмаркированными микросхемами укладываются в приемные ма- газины 108, которые так же как магазины механизма подачи по сигналу из блока управления перемещаются на щаг, в результате этого его пазы устанавливаются против лотка.

После маркировки всех кассет магазина крошптейн 115 гайки 110 воздействует на нижний 120 или верхний 119 концевой выключатель, контакты размыкаются, загорается на пульте управления сигнальная лампочка и устройство выключается из работы, Магазин меняется. Если магазин находится в нижнем положении, то путем реверсирования электродвигателя он, переводится в верхнее положение.

Формула изобретения

1, Устройство для маркировки изделий, преимущественно микросхем, установленных в плоских кассетах, содержащее каретку с матрицей, тампон, механизм ракеля с вкладьшгем, фиксатор и транспортирующее средство, отличающееся тем, что, с целью повьпления производительности, каретка имеет боковые окна и паз в нижней поверхности и снабжена ползуном, установленным в пазу, кулачками, смонтированными в боковых окнах, упором установки шага подачи изделий и упором-кулачком, причем ползун установлен с возможностью , взаимодействия с упором установки шага подачи изделий, перемещения вместе с кареткой и имеет верхние горизонтальные , на которых установлены с возможностью взаимодействия с кулачками каретки и кассетами упругие Г-образные захваты.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью повьппения качества маркировки, ползун имеет П-образную форму и паз в основании, фиксатор подпружинен и вьшолнен в виде конических штырей

и регулируемого по высоте упора и установлен с возможностью перемещения в пазу ползуна и взаимодействия с упором-кулачком каретки.

3.Устройство по П.1, отличающее ся тем, что механизм

ракеля с вкладышем вьтолнен в виде установленных в корпусе двух ползунов, привода и цилиндрического копира, при этом в одном ползуне, связанном с винтовым элементом, установлен горизонтальный вал, на котором закреплен ракель, а в другом ползуне установлен кронштейн, на котором смонтирован вкладыш, причем на горизонтальном валу установлены рычаг, соединяющий вал с приводом, и втулка , связанная с помощью ро - лика с цилиндрическим копи - ром.

7J 5/ J- 5 3S ие. 2

5 ид В

Вид Г

Фu.t

Изобретение относится к автоматическим устройствам для производства микросхем, может быть использовано для маркировки микросхем, установленных в плоских кассетах, и позволяет повысить производительность и качество маркировки, имеется каретка 1 с матрицей 2. В каретке выполнены боковые окна 12 и паз в нижней поверхности. В пазу каретки /7 /в установлен ползун 32 с возможностью, взаимодействия с упором 19 установки шага подачи изделий и перемещения вместе с кареткой. Ползун 32 имеет верхние горизонтальные площади, на которых установлены с возможностью взаимодействия с кулачками 13 каретки и кассетами упругие Г-об- разные захваты. Ползун 32 имеет П-об- разную форму и паз 40 в основании. В пазу 40 установлен с возможностью перемещения и взаимодействия с упором-кулачком 15 каретки подпружиненный фиксатор 10, который имеет конические штыри и регулируемый по высо- те упор. Имеются механизм ракеля 6 с вкладышем 7, тампон 8, транспортирующее средство, блок управления и пульт управления. 2 з.п. ф-лы, 11 ил. t с сл т со 4 00 to N9

Фиг.5

7 1 60 5В 5h

Д-Л

95

/ff-w

90 67

Фиг.Ю

гз

Zl

W

76

7

67 56

7

f8 16

42

ЦЗМ

От ucrT70vHt/f a cH omoeo воз - духа

I I

1 2 2if 25/25 s

фиг.Л

P-i

PV I-w-1-M I

75 T M 97 70 6971 с

92

7777

п

Ю7

фиг.Л

Составитель А.Евстигнеев

Редактор М.Андрушенко Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар ---------- ------------- ---------.------- ------.

Заказ 5155/18 Тираж 348Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4