Контактное устройство Советский патент 1981 года по МПК H05K13/08 H01L21/66 

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО.

1

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов и . может найти широкое применение в радиотехнической и электронной промышленностях,при конструировании технологического оборудования для контроля электрических параметров силовых полупроводниковых приборов.

Известно контактное устройство, для подключения радиодеталей с однонаправленными выводами к измерительгному блоку, которое содержит транспортный ротор с контактными згшимами, каждый из которых выполнен в видЬ двух размещенных в корпусе подвижных рычагов, причем одно плечо первого рычага снабжено диэлектрической перегородкой, а другое соединено зубчатой передачей со вторым подвижным рычагом, и приводной механизм. Каждый контактный зажим снабжен размещенным: в корпусе штоком, в средней части которого на его поверхности закреплена подвижно в осевом направлении зубчатая рейка, взаимодействующая с первым рычагом, и собачка, жестко закрепленная прижимными подпружиненными элементами, размещенными на втором рычаге по обеим сторонам диэлектрической перегородки:

первого рычага, и закреплены на втором рычаге роликом, взаимодействующим с собачкой штока, а приводной механизм снабжен толкателем перемет щающим второй рычаг l.

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает автоматическое ориентирование выводов проверяемого прибора с контакта10ми устройства, в результате чего снижается производительность процесса испытаний. Кроме того, это устройство не обеспечивает подключение выводов испытуемого прибора, если они

15 расположены так, что один вывод в вертикальной плоскости перекрывает другой, т.е. если точки контакта выводов лежат на одной окружности, описанной одним их общим радиусом.

20

Известно контактное устройство, для подключения выводов радиодеталей, содержащее корпус, прижимной механизм в виде зубчатых рейки и колеса, на котором закреплены контак25ты и упругие контакты, размещенные в пазу переменной ширины со сферическими боковыми поверхностями, выполненном в зубчатом колесе с возможностью поворота контактов относительно паза, а контакты выполнены

30

в виде разрезного конуса и размещены в отверстии корпуса с боковыми сферическими поверхностями 2.

Недостатком указанного устройства является то, что оно не обеспечивает точное автоматическое ориен тирование соответствующих выводов прибора относительно контактов устройства. Как правило, тогда испытуе;МЫй прибор ориентируютвручную .или (Применяют многократную предваритель ную ориентацию, в результате чего снижается производительность процесса испытаний. Кроме того, устройство не обеспечивает избирательной (выборочной) подачи напряжения на соответств ощий контакт при их перекрывающемся размещении в вертикальной плоскости, т.е. их точки контактов лежат jHa одной окружности в горизонтальной плоскости, описанной общим радиусом. Изделия, имеющие выводы, очень сложено поддаются направленной автоматической ориентации при штучной их разгрузке в посадочные гнезда. Устройства для направленной автоматической ориентации с неявно выраженными признаками ориентации(изделия с выводами как гибкими так и жесткими), как правило сложны, имеют сбои в работе, требуют частой регулировки и к тому же дороги. Все это увеличивает себестоимость изготовления изделий.

Цель изобретения - повышение производительности работы устройства за счет повышения точности автоматической ориентации выводов подключаемого прибора и надежности контактирования.

Цель достигается тем, что контактное устройство,Преимущественно для подключения полупроводниковых приборов с выводами, перекрывающими один другой в вертикальной плоскости, содержащее корпус с подвижными жесткими управляющими контактами и.упругими катодными контактами, размещенными в пазах переменной ширины, и прижимной механизм с зубчатым колесом, кинематически, связанный с приводом, оно снабжено фЪтодатчиком, размещенньвл в плоскости управляющих контактов, электрически соединенным с приводом, причем прижимной механизм выполнен в виде двух кривошипношатунных пар, соединенных волновой передачей с приводом, на ползунах одной из пар, кинематически связанных с валом гибкого колеса волновой передачи, размещены катодные контакты, выполненные плавамоцши, на передней торцовой части которых закреплены дополнительные упругие контакты в форме полуколец, при этом в одном из катодных контактов выполнен паз, в котором размещен другой катодный контакт, а на ползунах другой пары, кинематически связанных с ведущим

валом волновой передачи, шарнирно закреплены управляющие контакты в виде сегментов.

В пазу переменной ширины, в котором размещен катодный контакт с пазом выполнен дополнительный паз переменной ширины, убывающей в противоположном направлении, в котором размещен второй катодный контакт, а дополнительные упругие контакты в форме полуколец выполнены переменной ширины, убывающей к продольной оси катодного контакта.

на фиг. 1 изображено контактное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - пазы переменной ширины, вид сверху, на фиг. 5 - вид В на фиг.4.

На транспортном роторе 1 с вертикальной осью вращения установлены зажимы 2, содержащие зажимную цангу с посадочным гнездом под подключаемый прибор 3. Зажим 2 установлен в опоре вращения 4 и посредством вала с приводом возвратно-поступательного и вращательного движения (не показано). Над зажимом 2 транспортного ротора 1 с помощью кронштейна, связанного через тягу с приводом возвратно-поступательного движения (.вверх-вниз установлен контактный зажим 5, который крепится к кронштейну при помощи изоляционного корпуса 6 Контактный зажим 5 содержит волновую передачу 7, установленную в корпусе 6 на опорах вращения. Волновая передача 7 включает зубчатое колесо 8, жестко закрепленное в корпусе б, вал 9 гибкой зубчатой шестерни и ведущий вал (генератор колебаний) 1О, связанный через муфту 11 с приводом вращения 12, установленным на. кронштейне, жестко закрепленным к станине. Контактный зажим 5 содержиттакже Две кривошипно-шатунных пары 13 и 14, которые состоят из ползунов 15 и 16, кривошипов 17 и 18., шатунов 19 и 20. Шатуны 19 и 20 кривошипно-шатунных пар выполнены из двух частей, между которыми расположена пружина. Кроме того, ось 21 кривошипа 17 выполнена полой.

Одна из кривошипно-шатунных пар 13 установлена в плоскости катодного контакта, кинематически связана че;рез зубчатую шестерню 22, закрепленную на полой оси 21, зубчатое колесо 23 с валом 9 гибкой зубчатой шестерни волновой передачи, а вторая из кривошипно-шатунных пар 14 установлена в плоскости управляющего контакта и кинематически связана через зубчатую шестерню 24 j, укрепленную на оси 25 кривошипа 18, которая проходит через полую ось 21 кривошипа 17 и зубчатое колесо 26 с Ведущим валом ±0 волновой передачи. Зубчатое колесо 23 укреплено на валу 9, а зубчатое колесо 26 - на валу 10 волновой передачи. Такое расположение элементов привода устройства, когда ось 25 кривошипа 18 проходит через полую ось 21 кривошипа 17, позволяет уменьшить габаритные размеры и вес устройства. Катодные контакты 27 и28, укрепленные противоположно расположе1 ным пол зунам 15 кривошипной пары 13, выполнены плавающими, т.е. имеют возможность перемещаться в плоскости, перпендикулярной их возвратно-поступательному перемещению в горизонтальной плоскости. Катодные контакты 27 и 28 содержат упругие элементы 29, к передней торцовой поверхности кото рых укреплены дополнительные упругие контакты 30, выполненные в форме полуколец с переменной толщиной, убы вающей к продольной оси катодного контакта. Толщина полукольца в месте крепления 1,0-0,8 мм, а у продольной оси - 0,5-0,3 мм. Катодные контакты также имеют заходные фаски под катодный вывод прибора 3. Кроме того, размер зева катодных контактов, куда входит катодный вывод подключаемого прибора 3 и радиус1 полуколец выполнены на 0,15-0,4 мм меньше, чем;размер (диаметр ) вывода прибора. В катодном контакте 27 в его горизонталь ной плоскости. Перпендикулярной его возвратно-поступательному перемещению, выполнен паз, в который входит противоположно расположенный катодный кбнтакт 28. Катодный контакт 28 входит в паз 31 катодного контакта 27 при движении его к центру устройства, при подключении катодныхконтактов к катодному выводу подключаемого прибора 3. Боковые на;ружные поверхности упругих элементов 29 катодного контакта 27 выполнены с возможностью взаимодействия с боковой поверхность , паза переменной ширины 32, а боковые наружные поверхности упругих элементов катодного контакта 28 - с боковой поверхностью дополнительного паза переменной ,ширины 33 который выполнен в па&у переменной ширины 32 Паз 32 и дополнительный паз 33 выпбл нены в корпусе 6 и их переменная ширина убывает во взаимно противопо-ложных направлениях к периферии кор пуса. Управляющие контакты 34 -выполнены в виде сегмента и укреплены на шарнире с возможностью самоцентгриррва НИН (самоустановки) по управляющему выводу подключаел4ого прибора ко второй паре противоположно асположенных ползунов 16 кривошипно-шатунного механизма 14. Перпендикулярно плобкос ти расположены управляющих контак-: тов 34 установлены фотоизлучатели 35 например световоды, которые связаны со сконцентрированным источником ийлу чения 36. Внутренняя поверхностькорпуса 6 - место, где располагается управляющий вывод подключаемого прибора 3 при подключении, покрыта светопоглощающим покрытием. Световой поток от фотоизлучателей 35 направлен на противоположно установленные фотоприемники 37, например фототранзисторы, которые электрически связаны с блоком коммутации избира.тельной подачи напряжения на управляющие контакты и с приводом вращения зажима 2. Фотоизлучатели 35 установлены в створе окна (щели, образованного катодным и управляющим выводами подключаемого прибора 3 при его крайних положениях, т.е. когда управляющий вывод прибора 3 занимает крайнее правое или левое положение (на чертеже показано, когда управляющий вывод подключаемого прибора 3 занимает, крайнее правое положение). Анодный контакт 38 подпружинен, крепится -к ляционному корпусу 6 и имеет свободный ход в вертикальной плоскости. Катодные контакты, управляющие контакты и анодный контакт подключены соответственно к измерительной аппаратуре . Контактное устройство работает следующим образом. На позиции загрузки подключаемый прибор 3 с неориентированными выводами по отношению к контактному зажиму 5 автоматически загружается в посадочное гнездо раджатой цанги зажима 2, при этом зажим находится в покое . После чего прибор 3 зажимается цангой и транспортный ротор 1 перемещается вместе с зажатым прибором 3 на позицию замера одного из электрических параметров.При этом контактный зажим 5 занимает крайнее верхнее положение. На позиции замера электрических параметров, когда оси контактов зажима 5 и зажима 2 совпадают, осуществляется точное ориентирование выводов испытуемого прибора по подключаемым к ним контактам зажима 5. Последний из верхнего положения перемещается в крайнее нижнее положение, в результате чего происходит подключение анодного контакта 38 к анодному выводу прибора 3, т.е. корпус, прибора 3 входит в отверстие анодного конт-акта 38, которой впоследствии упирается, в технологический выступ прибора 3. Затем включается привод вращения зажима 2. Зажим 2 вращается с прибором 3 и, как только сконцентрированный источником излучения 36 поток света,передаваемый фотоизлучателем 35, узким направленным лучом попадает на соответствующий фотоприемник 37, включается привод вращения 12. При этом прибор 3 стремится занять такое положение, когда управляющий вывод его занимает одно из нужных крайних положений - левое или правое, т.е. управляющий вывод прибора находится с правой или с левой стороны. После этого привод вращения зажима 2 отклю чается. Таким образом, происходит ориентация подключаемого прибора 3, и, следовательно, его выводов по отношению контактов контактного зажи ма 5. Если при загрузке прибора 3 в цангу зажима 2, его управляющий вывод уже оказался в одном из крайних положений - левом или цравом,то при враицения зажима 2 не включается, а сразу включается привод 12, так как направленный луч света попадает на фотоприемник 37. Вращательное движение привода 12 и связанных с ним зубчатых передач преобразуется кривошипно-шатунными парами 13 и 14 в возвратно-поступа;тельное перемещение катодных контактов 27 и 28 и управляющих контактов 34, т.е. возвратно-поступательное движение обеспечивает подключение катодных и управляющих контактов к катодному и управляющему выводу прибора 3. Подключ:ение катодных контактов 27и 28 к катодным выводам прибора осуществляется следуницим образом. Вращательное движение привода 12 через муфту 11, волновую передачу 7 (ведущий вал волновой передачи 10, вал 9 гибкой зубчатой шестерни, зуб чатое колесо 23, зубчатую шестерню 22 передается кривошипно-шатунной паре 13, к ползунам которых закрепле ны катодные контакты 27 и 28. При этом катодные контакты 27 и 28 с бол шой скоростью перемещаются навстреч друг другу, к центру корпуса 6 и, . встречая на своем пути катодный вывод прибора 3, самоцентрируются, уп ругие элементы 29 и дополнительные упругие контакты в форме полуколец 30 деформируются и плотно обхватыва ют в контактное кольцо катодный выво прибора 3. Причем катодный контакт 28входит в паз 31 катодного контакта 27. Этим самым достигается со дание надежного контакта. Возможность самоцентрирования обе печивается из-за того,что катодные контакты выполнены плавающими,т.е. имеют, возможность перемещаться в дв взаимно перпендикулярных направлени ях - в возвратно-поступательном и в направлении, перпендикулярном ему. Подключение управляющих контактов 34 к управляющим выводам прибора 3 осуществляется следующим образом. Вращение от привода 12 через муф ту 11, ведущий вал 10 волновой пере дачи 7, зубчатЪе колесо 26, зубчату шестерню 24 передается кривошипношатунной паре 14, к ползунам которо укреплены управляющие контакты 34. Последние также перемещаются к цент ру корпуса 6, но с относительно мен шей скоростью, чем катодные контакты 27 и 28, встречают на своем пути управляющий вывод прибора 3, вступая с ним в контакт, самоцентрируются. Но подача напряжения осуществляется только на тот управляющий контакт, который непосредственно взаимодействует с управляющим выводом прибора 3, так как направленный луч света проходит и взаимодействует с напротив расположенным фотоприемником 37, злектрическн связанным с блоком коммутации с той стороны, с которой образуется окно (щель) катодным и управляющими выводами прибора 3. На чертеже показан случай, когда напряжение подается на правый управляющий контакт, так как управляющий вывод прибора 3 расположен с правой стороны и окно (щель), образованное катодным и управляющим выводами, расположена с той же правой стороны, и направленный луч света взаимодействует с правым, напротив установленным фотоприемником 37. Ускоренное перемещение катодных контактов 27 и 28 в 10-30 раз больше скорости перемещения управляющихКонтактов 34. Это достигается волновой передачей 7, которая дает возможность получить большое передаточное число. Ускоренное перемещение катодных контактов 27 и 28 дает возможность ориентировать прибор 3 не(| только по управляющему выводу, но и по катодному. Этим самым компенсируется неточность ориентирования прибора 3, осуществляемого по управляющему выводу, и дает возможность жестко закрепить его на время подключения в контактном зажиме 5. После подключения катодных и управляющего контактов к выводам прибора 3 привод 12 выключается, осуществляется замер электрического параметра прибора 3, а затем производится размыкание катодных и управляющих контактов, т.е. контакты устройства перемещаются от центра корпуса к периферии и занимают исходное положение, при последующем включении привода 12. При возвращении в исходное положение катодные контакты 27 и 28 боковыми поверхностями упругих элементов 29 взаимодействуют с боковыми поверхностями пазов 32 и 33 переменной ширины и центрируются по оси ползунов кри.вошипно-шатунных пар, так как они смещаются при самоцентрировании по катодному выводу прибора 3 в момент подключения. После этого привод 12 выключается, контактный зажим 5 перемещается в крайнее верхнее положение, размыкается анодный контакт 38, транспортный ротор 1 вместе с прибором перемещается на позицию разгрузки. На .позиции разгрузки цанга зажима 2 разжимается, и прибор из посадочного гне:зда изымается автоопёратором, после ч го цикл повторяется. Данное устройство обеспечивает то ность автоматического ориентирования выводов испытуемого прибора по отношению подключаемых контактов, обеспечивает выборочную подачу напря жения на управляк ие контакты, повышает производительность процесса исп таний полупроводниковых приборов при обеспечении надежности контактов, Кр ме того, предлагаемая конструкция по воляет уменьшить вес и габариты устр ства. Формула изобретения 1. Контактное устройство, преимущественно для подключения полупровод никовых приборов с выводами, перекры вающими один другой в вертикальной плоскости, содержащее корпус с подвижными жесткими управляющими кои тактами и упругими катодными контактами, размещенными в пазах переменной ширины, и прижимной механизм с зубчатым колесом, кинематически связанный с приводом, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения производительности работы устройства за счет повышения точности автоматической ориентации выводов подключаемого прибора и надежности контактирования, оно снабжен фотодатчиком, размещенным в плоскости управляющих контактов, электрически соединенным с приводом, причем прижимной механизм выполнен в виде двух кривошипно-шатунных пар, соединенных волновой передачей с приводом, на ползунах одной из пар, кинематически связанных с валом гибкого колеса волновой передачи, размещены катодные контакты, выполненные плавающими, на передней торцовой части которых закреплены дополнительные упругие контакты, в форме полуколец, при этом в одном из катодных контактов выполнен паз, в котором размещен другой катодный контакт, а на ползунах другой пары, кинематически связанных с ведущим валом волновой передачи, шарнирно закреплены управляющие контакты в виде сегментов. 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что в пазу переменной ширины, в котором разметен катодный контакт с пазом, выполнен дополнительный паз переменной ширины, убывающей в противоположном направлении, в котором размещен второй катодный контакт, а дополнительные упругие контакты в форме полуколец выполнены переменной толщины, убывающей к продольной оси катодного контакта. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 427408, кл. Н 01 G- 13/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 702555, кл. Н 05 К 13/08, 1977 (прототип).