Устройство для механических испытаний и разбраковки полупроводниковых приборов Советский патент 1982 года по МПК H01L21/66 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И РАЗБРАКОВКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

I - . ,

. Изобретение относится к испытательной технике, в частности к удар-э ным стендам-автоматам для механических испытаний и разбраковки полупроводниковых приборов.

Одним из важнейших требований, предъяв/;яемых в настоящее время к изделиям электронной техники, является их стопроцентная проверка на . устойчивость к воздействию механических ударов.

Известно устройство для механических испытаний и разбраковки полупроводниковых приборов, содержащее вибробункер с питателем, механизм штучной выдачи полупроводниковых приборов, транспортирующий механизм с контактно-зажимными элементами, ударный механизм с приводом, механизмы разгрузки с приводом, блок управления, соединенный с приводом, и блок коммутации для подключения приборов к измерительному блоку 1 j.

Однако известное устройство не Обеспечивает обработки полупроводниковых приборов с гибкими выводами и не обеспечивает необходимого воспроизведения параметров ударной;нагрузки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для механических

10 испытаний и разбраковки полупроводниковых прибо|эов, преимущественно с гибки 1и выводами, содержащем вибробункер с питателем, механизм поштучной выдачи полупроводниковых

IS приборов, транспортирующий механизм с контактно-зажимными элементами, ударный механизм с приводом, механизмы разгрузки с приводом, блок управления, соединенный с привода20ми, и блок коммутации для подключения полупроводниковых приборов к измерительному блоку, механизм поштучной выдачи полупроводниковых приборов выполнен в виде установленного свозможностью пошагового поворота полого корпуса с отсекателем, ориентирующими подпружиненными гребенками и толкателями с гребенками-захватами, причем ориентирующие гребенки установлены с возможностью поворота и взаимодействия с толкателями, которые размещены в полом корпусе с возможностью осевого перемещения, снабжены приемным магазином и соединены между собой, при этом каждый контактно-зажимной элемент транспор тирующего механизма выполнен в виде полой призмы, установленной с возможностью взаимодействия с ударным механизмом и механизмом разгрузки. KjJOMe того, каждый механизм разгрузки выполнен в виде полого корпуса с окнами, в котором расположен подпружиненный шток .с подпружиненными гребенками-захватами, установленными с возможностью поворота. На фиг.1 показано устройство общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг. 1 ; на фиг. - разрез В-В на фиг.1; на фиг.З - то же, механизм разгрузки при захвате приборов. Устройство для механических испы таний и разбраковки полупроводниковых приборов, например, транзисторо может быть выполнено следующим, обра зом. На станине 1 устройства размещены два механизма загрузки, включающих в себя вибробункер 2, питатель укладчик приборов в контактло-зажимные элементы 5 из питателя 3. Укладчик Ц приборов снабжен шаговым приводом 6. При этом питатель выполнен в сечении по голЬвкв транзистора 7 и имеет ориентирующий ножки транзисторов 7 продольный паз Питатель 3 закреплен на вибробункере 2, установлен вертикально и в нижней части имеет переход в горизо тальную плоскость, повернутый сечен ем под углом 45°. С питателем 3 вза имодействует укладчик 4 приборов. Укладчик t приборов выполнен в виде полого корпуса 8 (фиг. 2), ного с возможностью поворота на 180 от. шагового привода 6. На корпусе 8 закреплен отсекатель 9 в виде диска перекрывающего выход из питателя 3 при поворота корпуса 8. На периферии корпуса 8 диаметрально размещены две ориентирующие гребенки 10 ДЛЯ ориентации ножек приборов, взаимодействующие с толкателями 11, размещенными в корпусе 8 с возможностью осевого перемещения. На толкателях 11 диаметрально установлены гребенки-захваты 12, захватывающие головки транзисторов 7. При этом толкатели 11 снабжены магазином 13 Для приема транзисторов 7, соединены между собой и взаимодействуют с приводом Ц возвратнопоступательного движения, ориентирующие гребенки 10 и гребенки-захваты 12 подпружинены пружиной 15 и срабатывают с одной стороны корпуса 8 для возможности раскрытия при укладке транзисторов 7 при выходе толкателя 11 из корпуса 8 и одновременно, с другой стороны, при выходе толкателя 11 в корпус 8 для возможности захвата транзисторов 7 в магазине 13 и втягивания их в корпус 8 с расчесыванием гибких ножек. Два укладчика приборов (фиг.1) взаимодействуют между собой от одного шагового привода 6 посредством зубчатой передачи (фиг.2) в виде двух зубчатыхлколес 16, закрепленных на корпусах 8 укладчика Ц. На станине 1 устройства (фиг.1) закреплен цепной транспортер, включающий в себя цепи 17, ведущие и .ведомые звездочки 18 и 19, шаговый привод 20, койтактно-зажимные элементы 5 Д-пя транзисторов 7- При этом на цепях 17 транспортера размещены несколько .контактно-зажимных элементов 5, выполненных в виде куба, которые соединены с цепями 17 посредством упругих связей 21 (фиг.2). Причем куб элементов 5 установлен Своими гранями под углом З к го.ризонтальной плоскости и снабжен .выступами 22 для крепления транзистоjpoB 7, в Kotopbix имeютcя отверстия, снабженные контактами 23 для ввода .ножек транзисторов 7. Указанные контакты электрически соединены с контактами 23 (фиг.З), выведенными на грани куба элементов 5. Привод 20 цепного транспортера осуществляет перемещение контактнозажимных элементов 5 на один шаг. Причем в месте расположения ведучих звездочек 18 расположены укладчики Ц механизмов загрузки, а через один шаг движения цепи 17 транспортера установлены (фиг.1) прижимной механизм 2, два механических волновода 25, ударный возбудитель. 26. При этом (фиг.З) прижимной механизм выполнен в виде двух резиновых мешков 27, закрепленных на корпусе 28 и Соединенных с источником сжатого воздуха, посредством штуцеров 29. Кроме того, имеется шарнирно устано ленный блок 30 коммутации с прижимными контактами 31, взаимодействующими с контактами 23 куба контактно зажимных элементов 5- Резиновые меш ки 27 осуществляют режим транзисторов 7 к выступам 22 куба элемента 5 прижим.контактов 31 блока 30 коммутации к контактам 23 куба контактно зажимного элемента 5 и прижим его через набор прокладок 32 к плоским граням механическихволноводов 25. Механические волноводы 25 установлены взаимно перпендикулярно по отношению друг к другУ, что обеспечйвает приложение ударной нагрузки во взаимно перпендикулярных направлениях по контактно-зажимному элеме ty 5, установленному между их плоск ми торцами. Ударная нагрузка воспроизводится от трех ударных возбудителей 2б, взаимодействующих с механическими волноводами 25 и выполненных в виде двух шаров-бойков, закрепленных на двуплечих рычагах 33,.снабженных роликами 3 и пружинами 35- Ро лики З взаимодействуют с кулачком 36, выполненным по архимедовой спирали с отвесносбрасывающим уступом Вращение кулачка 36 производится от привода 38 {фиг.1). , Через один шаг движения цепи 17 транспортера от прижимного механизма 2k установлены . IVмеханизмы 39 разгрузки негодных приборов, а через 1 шаг движения цепи 17 от механизмов 39 разгрузки установлены механизмы kQ разгрузки годных приборов . Механизмы 39 разгрузки годных и механизмы lO разгрузки негодных приборов могут бь1ть выполнены (фир.1) в виде полого корпуса 41, установлен ного под углом к горизонтальной плоскости и снабженного окнами k2. В корпусе помещен с возможностью осевого перемещения подпружиненный 5: - 6 возвратной пружиной 43 шток , соединенный с механизмом kS возвратно-поступательного движения, например, в виде пневмоцилиндра. На штоке размещены подпружиненные пружиной «б гребенки-захваты Л7 для приборов . (транзисторов 7), срабатывающие для захвата приборов (транзисторов 7) при входе штока kk в корпус фиг.) и для сброса приборов (транзисторов 7) в месте расположения окон (фиг.46) . При этом число одновременно загружаемых в магазин 13 одного укладчика 4 транзисторов может быть порядка трех, а всего загружаемых в контактно-зажимной элемент 5 транзисторов от двух укладчиков k порядка шести. Число же механизмов 39 и 40 разгрузки годных и негодных приборов соответствует числу одновременно .загружаемых транзисторов 7, причем механизмы S возвратно-постпательного движения механизмов (0 разгрузки негодных приборов работают независимо один от другого по сигналу, поступающему от измерительного блока tS на блок +9 управления. Блок. управления воздействует на приводы (механизм «5 возвратнопоступательного движения) механизмов «О разгрузки годных приборов, привод прижимного механизма 2, . приводы И и 6 укладчика t, привод 20 цепного транспортера и привод 38 ударных возбудителей 2б. Кроме того, приводы 6 укладчика 4 и 20 цепного транспортера снабжены механизмами фиксации положения укладчика k и цепного транспортера, выполненными в виде подпружиненного фиксатора 50, взаимодействующего с валом привода 6 укладчика привода 20 транспортера и датчиком 51 прложения укладчика . и цепного транспортера, взаимодействующим с блоком управления. Устройство снабжено разгрузочными лотками 52. . Устройство работает следующим образом. Полупроводникове приборы, например транзисторы, загружаются навалом в чаши вибробункеров 2 механизмов загрузки. В вибробункерах 2 транзисторы 7 перемещаются по наклонным спиралям,, поднимаясь по ним вверх и ориентируясь в горизонтальной П.ПОСКОСТИ.

79

Затем транзисторы 7 падают в вертикально установлены накопители, которые имеют ориентирующие ножки, транзисторов 7 продольные пары, а в нижней части переход в горизонтальную плоскость. Перемещаясь в накопителях, транзисторы попадают в магазин 13 укладчиков приборов по три штуки. Включается механизм Ц возвратнопоступательного движения (фиг,2), толкатель 11 делает ход внутрь корпуса 8, При входе толкателя 11 в корпус 8 гребенки захваты 12 захлопываются, захватывая головку прибора, а гребенки 10 под. воздействием толкателя 11 смыкаются у основания гибких ножек транзисторов 7- Так как гребенки 12 размещены на толкателях 11, то при движении толкателей 11 внутрь корпуса 8 транзисторы 7 втягиваются, а гребенки 10, установленные на корпусе 8, орнамируют .ножки транзисторов 7, расчесывая их.

Далее происходит поворот укладчика 4 на iSO от шагового привода 6, после которого корпус В укладчика 4 устанавливается напротив выступа 22 куба контактно-зажимного элемента 5Механизм возвратно-поступательного движения делает обратный ход, при этом ориентированные ножки .транзисторов 7 входят в отверстия, расположенHbie на выступах 32 контактно-зажимных элементов 5. Под воздействием толкателя 11 транзисторы 7 устанавливаются на выступах 22, а под воздействием пружины 15 гребенки 10 и 12 раскрываются для возможности укладки.

До момента укладки транзисторов 7 в контактно-зажимной элемент 5 при повороте корпуса 8 отсекатель 9 в виде диска перекрывает выход из накопителя 3. После поворота на 180 с другой стороны корпуса 8 имеется в диске отсекателя 9 окно, позволяющее загрузить второй магазин 13 укладмика 4 тремя транзисторами 7 так, что при указанном выше обратном ходе механизма возвратно-поступательного движения происходит одновременно с одной стороны корпуса 8 укладка транзисторов 7 в контактно-зажимной элемент 5, а с другой стороны корпуса 8 захват транзисторов 7, втягивание их а корпус 8 с расчесыванием гибких ножек.

После укладки транзисторов 7 в контактно-зажимной элемент 5 шаговый

58

привод 20 перемещает цепи 17 транспортера на один шаг, при котором загруженный контактно-зажимной элемент 5 устанавливается под прижимным механизмом над торцами .механических волноводов 25А другой контактно-зажимной элемент 5, последующий за загруженным, становится под загрузку.

После установки загруженного

контактно-зажимного элемента 5 между торцами механических волноводов 25 включается прижимной механизм 2t, резиновые мешки 27 которого под воздействием сжатого воздуха раздуваются, прижимая тра.нзисторы 7 к выступам 22, контакты 31 блока 30 коммутации к контактам 23 куба, а сам контактно-зажимной элемент 5 прижимается к торцам механических волноводов 25. Включается измерительный блок 48, и на транзисторы 7 подается электрическая нагрузка.

Включается привод ЗЗ ударного возбудителя 26, кулачок 36 осуществляет вращение с заданной частотой. Выступ 37 кулачка последовательно, посредством двуплечего рычага происходит взвод прижимного ускорителя 35

(пружины) и его спуск, -При этом ударный возбудитель 26 нагружает механические волноводы 25 заданное число ударов. По механическим волноводам 25 распространяется ударная волна сжатия, которая, проходя через набор прокладок 32, растягивается по длительности и нагружает испытуемые транзисторы 7 с амплитудой ускорения и длительностью 0, мс с полусинусоидальной формой ударного импульса, Причем ударная, нагрузка воспроизводится в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. После воспроизведения 10 ударов по транзисторам 7 в каждом направлении привод 38 отключается, Отключается привод прижимного механизма 2, который освобождает контактнозажимной элемент 5- А информация об обрывах и коротких замыканиях записывается в измерительном блоке 8. Привод транспортера осуществляет перемещение цепи 17 и контактно-за- . жимных элементов 5 ещена .

Первый загруженный контактно-зажимной элемент 5 становится под загрузку негодных приборов, второй последующий за ним контактно-зажимной элемент 5 становится под ударную 9 нагрузку, а третий контактно-зажимной элемент 5 на позицию загрузки. Включаются приводы 6 и укладчика, которые загружают третий конт.актно-зажимной элeмeнt 5. Второй контактно-зажимной элемент 5 подвергается ударной нагрузке, а первый контактно-зажимной элемент 5 взаимодействует с механизмами 39 разгрузки негодных приборов. По сигналу, с измерительного блока «б на блок +9 управления включается механизм 5 возвратно-поступательного движения того механизма 39 разгрузки, который разме.щен против транзистора 7, в котором при приложении ударной нагрузки произошел КЗ или обрыв. Механизм kS возвратно-поступател ного движения воздействует на шток который втягивается в корпус k. Пр этом гребенки 7 захватывают головку транзистора 7 и Вытягивают ножки транзистора 7 из выступа 22. При своем движении в корпусе 1 гребенки Ц7 достигают окон k2, где под действием пружины 6 гребенки раскр ваются и негодный транзистор 7 пада в лоток 52, в поток негодных приборов. ПРИ своем дальнейшем движении механизм 5 возвратно-поступательного движения отключается, и шток 4 под воздействием возвратной пружины 6 возвращается в исходное положение, а гребенки 47 устанавливаются в раскрытом виде для лриема негодных транзисторов 7Включается привод транзистора, который осуществляет перемещение цепи 17 и контактно-зажимного элемента 5 еще на один шаг. Первый загруженный контактно-зажимной элемент 5 становится под раз грузку годных приборов, второй посл дующий - под разгрузку негодных при боров, третий - под ударную нагрузку,, а четвертой - под загрузку. Включаются приводы 6 и И укладчи ка, которые загружают четвертый контактно-зажимной элемент 5, третий элемент 5 ударной нагрузки, из второго элемента 5 при наличии негодног прибора извлекается транзистор, имеющий обрывы или КЗ, который отправляется в поток негодных приборов, а первый контактно-зажимной элемент 5 взаимодействует с механизмом АО разгрузки негодных приборов. 5О По сигналу с блока 9 управления вкпючаются механизмы 5 возвратно-, поступательного движения механизмов Q разгрузки, которые воздействуют на штоки Ц. Последние втягиваются 8 корпус 1. При этом гребни kj захватывают . головки транзисторов 7 и вытягивают ножки транзисторов 7 из выступов 22. При своем движении в корпуее U1 гребенки достигают окон 2, где под действием пружин «б гребёнки раскрываются и годные транзисторы 7 подают в лоток 52, в поток годных приборов. При своем дальнейшем движении механизм S возвратно-поступательного движения отключается, и шток Ц1 под во.здействием возвратной пружины k3 возвращается в исходное положение, а гребенки «7 устанавливаются в раскрытом виде для приема годных транзисторов 7. Привод транспортера перемещает цепь 17 еще на один шаг, первый разгруженный контактно-зажимной элемент 5 выходит из рабочей зоны, второй становится на позицию разгрузки годных приборов, третий на позицию разгрузки негодных приборой, четвертый - под ударную нагрузку, а пятый - на позицию загрузки. Устройство межет быть установлено в технологическую линию производства транзисторов. Оно решает задачу испытаний и разбраковки с гибкими выводами, механизация загрузки которых сопряжена со значительными трудностями. Формула изобретения 1. Устройство для механических испытаний и разбр.аковки полупроводниковых приборов, преимущественно с гибкими выводами, содержащее вибробункер с питателем, механизм поштучной выдачи полупроводниковых приборов, транспортирующий механизм с контактно-зажимными элементами, ударный механизм с приводом, механизмы разгрузки с приводом, блок управления, соединенный с приводами, и блок коммутации для подключения полупроводниковых приборов к измерительному блоку, отличающее с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей. 9 механизм поштучной выдачи полупровод никовых приборов выполнен в виде установленного с возможностью пошагового поворота полого корпуса с отсекателем, с ориентирующими.под пружиненными гребенками и толкателями с гребенками-захватами, причем ориентирующие гребенки установлены с возможностью поворота и взаимодействия с толкателями, которые размёщены в полом корпусе с возможностью осевого перемещения, снабжены приемным магазином и соединены между собой, при этом каждый контактно-зажимной элемент транспортирующего механизма выполнен в виде полой приз5мы, установленной с возможностью м взаимодействия с ударным механизмом и механизмом разгрузки. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что каждый механизм разгрузки выполнен в виде полого корпуса с окнами, в котором расположен подпружиненный шток с подпружиненными гребенками- захвата-, ми, установленными с возможностью поворота. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 22Ц68Э, кл. Н 01 L 21/66, 10.-05.67.

itS

,

Фив. I

5-Б