Контрольно-сортирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК B07C5/04 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано, в частности, для контроля и сортировки полупроводниковых кристаллов по толщине.

В полупроводниковом производстве наибольшее распространение получили два способа сортировки кристаллов по толщине: сравнением толщины сортируеких кристаллбв с эталонами; измерением ТО.ГПДИНЫ кристаллов и -ее сравнением с заранее заданными граничными значениями.

Первый способ применен в автомате основным узлом которого является клиновидный калибр, состоящий из двух призм, разведенных под углом ,благодаря чему между призмами образуется зазоре переменной величины. ПризMd подвешены на рессорах и получают направление вибрации от электромагнита. Под действием направленных вибраций, кристаллы перемещаются вдоль щели между призмами,и в месте,где ширина щели равна толщине кристалла, он выпсщает в одну из кассет, расположенных под призмами ij.

Основными недостатками автомата являются: трудность перестройки при изменении номинальной толщины сорти

руемых кристаллов и ширины размерной группы, так как для настройки на новую номинальную толщину кристалла необходимо развести или сблизить приэЬ9л без изменения угла между ними, а для изменения ширины размерной группы - изменить угол между призмами, т.е. и в том и в другом случаях фактически необходимо производить юстировку; подверженность измерительного калибра вибрации, что неблагоприятно влияет на стабильность настройки.

Второй способ сортировки кристаллов По толщине реализован в автомате сортировки кристаллов по толщине .2. В качестве измерительного органа в известных автоматах применен индуктивный датчик линейного перемещения.Индуктивные датчики сложны в изготовлении и подвержены действию наводок, чт отрицательно сказывается на работе автоматов. Кроме того, недостатками известных автоматов являются сложност кинематической и электрической -схем и необходимость высокого квалифицированного обслуживания.

Известен автомат для сортировки кристаллов по толщине, в котором в качестве измерительного органа использован фотоэлектрический датчик З. Контрольно-сортирующее устройство автомата содержит корпус, на котором установлен двуплечий рычаг, одно плеч которого взаимодействует с измеритель ным штоком фотоэлектрического датчика а другое - с подвижной подпружиненной рамкой, на которой установлен измерительный наконечник(, контактирующий с измеряемым кристаллом. При измерении толщины кристалла подпружиненная подвижная рамка опускается вниз до соприкосновения измерительного наконечника с кристаллом. При этом под действием рамки двут1лечий рычаг поворачивается BOKpyrf jсвоей оси и поднимает измерительный, шток фотоэлектрического датчика на величину, равную толщине кристалла. В это время в фотоэлектрическом датчике световая полоска (зайчик) устанавливается на определенное фотосопротивление. При по даче тока в датчике замыкается электрическая цепь и подается импульс тока на электронное реле, соответствующее группе измеряемого кристалла, после чего кристалл перемещается в тару,соответствующую данной группе. Основным недостатком конструкции известного контрольно.-сортирующего устройства яв ляется то, что количество групп, на которые производргтся сортировка кристаллов, а также ширина размерной груп пы зависят и полностью определяются технической характеристикой фотоэлект рического датчика. Количество групп, на которые производится сортировка кристаллов, равно числу делений шкалы фотоэлектрического датчика, ширина размерной группы равна цене деления, а точность измерения (точность сортировки) равна ± 1/2 цены деления шкалы. Однако в процессе производзтва часто возникает необходимость в зависимости от требований, предъявленных к готовым полупроводниковым приборам, варьировать как шириной размерных групп и их количествомс так и точностью измерения и сортировки.Например, для получения полупроводниковых приборов .с высокой стабильностью электрических параметров необходимо производить сортировку кристаллов с точностью измерения ±1 мкм при ширине размерной группы 2 мкм, а для приборов того же типа,но предназначенных для работы ;в бытовой аппаратуре,дос таточна точность измерения +4мкм при ширинеi размерной -группы 8 мкм., Для того,чтобы обеспечить сортировку кристаллов на заланное количество групп при определенной ширине размерной группы и точности измерения, необходимо уста новить фотоэлектрический датчик, шкала которого соответствует заданным параметрам сортировки. При изменении тричёский датчик,что сопряжено с большими затратами времени,так как при замене:датчика необходимо каждый раз производить юстировку контрольно- сортировочного устройства, производить юстировку контрольно-сортировочного устройства .Цель изобретения - расширение технологических возможностей контрольносортирующего устройства без замены фотоэлектрического датчика. Это достигается тем, что упор измерительного стержня фотоэлектрического преобразователя и упор рамки выполнены Г-образньми и установлены на осях свободно с возможностью поворота на 180° . На чертеже схематически иаображенс предлагаемое контрольно-сортирующее устройство, общий вид. Контрольно-сортирующее устройство содержит корпус 1 с закрепленнь ш на нем фотоэлектрическим датчиком 2 и Ькобой 3, на которой при помощи плосtex пружин 4 и 5 закреплена подвижная рамка б с измерительным наконечником 7.На скобе 3 при помощи плоской пружины 8 закреплен двуплечий рычаг 9,в котором залрессованыiчетыре пятки 10-13,выполненные из твердого сплава -Расстояние между пятками 10, 11 и 12,13 равно половине плеча двуплечего рычага 9.На измерительном штоке 14 фотоэлектрического датчика 2 и на ПТэдвижной Гподпружиненной рамке 6 установлены с возможностью поворота на 180°Г-образные упоры 15 и 16,контактирующие с двуплечим рычагом 9.Винты 17 и 18 служат для ограничения поворота двуплечего рычага 9 о Привод подвижной б осуществляется от кулачкового вала (на чертеже не показан) при помощи рычага с роликом 19, а силовое замыкание в кулачковом-механизме осуществляется пружиной 20,- Кроме того, устройство--содержит йзмеряамый полупроводниковый кристйлл 21 и измерительный - столик 22. Контрольно-сортирующее устройство работает следующим образом. Измеряемый полупроводниковый кристалл 21 автоматически подается на измерительный столик 22. Под действием привода (на чертеже не показан) подвижная рамка б опускается до соприкосновения измерительного наконечника 7 с измеряемым кристаллом 21. Г-образный упор 16, воздействуя на правое (по чертежу)плечо двуплечего рычага 9,поворачивает его вокруг центра; качанияО. При этом правое, плечо двуплечего рычага 9 опускается вниз, а левое поднимается вверх и через Г-образный упор 15 перемещает вверх измерительный шток 14 фотоэлектрического датчика 2. В это время в фотоэлектрическом датчике световая полоска (зайчик) устанавливается на определенном фотосопротивлении, соответствующем толщине измеряемого полупроводникового кристалла. При подаче тока в датчике замыкается электрическая цепь и подается импульс тока на электронное реле, соответствующее группе измеряемого кристалла, после чего крис алл перемецается в тару, соответствующую данной группе. Цикл повторяетсяоЕсли на контрольно-сортирующем устройстве будет установлен фотоэлектрический датчик с ценой деления шкалыр равной 4/мкм, а Г-образные упоры 15 и 16,будут установлены так, чтобы Упор 15 контролировал с пяткой 10, а упор 16с пяткой 13, то ширина размерных групп на которые будет производиться сортировка кристаллов, составит 4 мкм, а точность измерения будет травнэ. ± 2 мкм

ЕСЛИ наконечник 15 повернуть на 180 вокруг оЬи измерительного штока 14,чтобы он контактировал с пяткой 11, а наконечник 16 оставить в прежнем положении, то при том же фотоэлектричесг ком датчике ширина размерных групп составит 8мкм, а точность измерения будет равна 4мкм, так как в процессё измерения пятка 11, а, следовательно, и измерительный шток 14фотоэлектрического датчика 2 переместится вверх на величину, в два раза меньшую, чем величина, на которую опустится вниз Нятка 13. Если упор 15 совместить с пяткой 10, а упор 16 - с пяткой 12,то ширина размерной группы составит 2 мкм а точность измерения - +1мкм.

Таким образом, предлагаемая конструкция, контрольно-сортирующего устройства позволяет с одним и тем же фотоэлектрическим датчиком осуществить три режима сортировки кристаллов без дополнительной настройки и юстировки устройства.

Формула изобретения

Контрольно - сортирующее устройство для. сортировки по толщине деталей, например, полупроводниковых кристаллов, содержащее шарнирноустановленный в корпусе рычаг, одно плечо которого взаимодействует с упором измерительного стержня фотоэлектрического преобразователя, а друговЬ с упором, установленным на оси, закреплегшой в подвижной подпружиненной рамке, несущей измерительный наконечЕ{ик, отличающее с я тем; что, с целью расширения технологических возможностей, упор измерительного стержня фотоэлектрического преобразователя и упор рамки выполнены Г-сбразными и установлены на осях свободно с возможностью поворота на 180°.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Книга под .Н.Масленникова

Оборудование для производства полупроводниковых диодов и триопов, М., Энергия,1970, с. 29-80.

2.Там же, с.4Ь-Ь4.

3.Колесников И.М. Технологическое оборудование в производстве электронных приборов. Издание Воронежского политехнического института, Воронеж, 1972, с.50-51.