DE3531143A1

DE3531143A1 - Einrichtung zum pruefen und sortieren von elektronischen bauelementen, insbesondere integrierten chips

Info

Publication number: DE3531143A1
Application number: DE19853531143
Authority: DE
Inventors: Hans-Heinrich 8000 München Willberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE3531119C2; DE3531119A1; DE3531120C2; DE3531120A1; DE3531142A1

Description

Einrichtung zum Prüfen und Sortieren
von elektronischen Bauelementen, insbesondere integrierten Chips Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Prüfen und Sortieren von elektronischen Bauelementen, insbesondere integrierten Chips, bei der die Bauelemente durch einen Prüfkanal geführt und ihre Anschluß-Kontakte dort in Verbindung mit entsprechenden Prüfkontakten gebracht werden.
Derartige Einrichtungen sind bekannt (DE-OS 32 17 531, EP-OS 00077650, US-PS 3,727,757). Mit diesen bekannten Vorrichtungen sollen sog. dual-in-line-Bauelemente geprüft und sortiert werden. Für die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Anschluß-Kontakte der Bauelemente und den Prüfkontakten wird auf die Prüfkontakte mittels einer magnetischen Verstellvorrichtung eine Kraft ausgeübt, die zu einer Bewegung der Prüfkontakte in Richtung auf die Anschlußkontakte führt. Mit anderen Worten, bei allen diesen bekannten Einrichtungen wird das jeweils zu prüfende Bauelement im Prüfkanal in Ruhestellung gehalten, während die Prüfkontakte an die Anschlußkontakte des Bauelementes durch Bewegung herangeführt werden. Die Prüfkontakte müssen dazu lang und flexibel) d.h. biegbar ausgebildet sein. Wegen Ihrer Länge haben sie eine relativ hohe Ei geni ndukti vi tät.
Hinzukommt, daß sie wegen ihrer Länge relativ hohe Kapazitäten untereinander bilden. Weitere Kapazitäten werden mit den ihrer Bewegung bewirkenden magnetisierbaren Bauelementen gebildet. Die erwähnten Induktivitäten und Kapazitäten bilden schädliche Streuimpedanzen, die insbesondere der Verarbeitung von hohen Frequenzen, für die moderne Bauelemente eingesetzt werden sollen, entgegenstehen.
Weiterhin sind die vorstehend beschriebenen Einrichtungen nicht zur Verarbeitung von sog. CC-Bauelementen (chip carrier) geeignet, da diese an allen vier Kantenbereichen Anschlußkontakte haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß die einen Betrieb mit hohen Frequenzen entgegenstehenden schädlichen Streuimpedanzen reduziert werden und eine Verarbeitung moderner CC-Bauelemente möglich ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bauelementen in dem Prüfkanal quer zur Transportrichtung verschiebbar und so in Verbindung mit den ortsfesten Prüfkontakten bringbar sind. Doch die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einem anderen Konstruktionsprinzip.
Die Prüfkontakte können kürzer gehalten werden und brauchen nicht mehr ausbiegbar sein. Auch müssen keine magnetisierbaren Elemente in der Nähe der Prüfkontakte mehr vorgesehen sein, die deren Auslenkung bewirken.
Stattdessen wird das Bauelement selber gegen die Prüfkontakte bewegt, wobei die Prüfkontakte selbst keine Änderung erfahren.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß zum Verschieben der Bauelemente im Prüfkanal ein einen Prüfraum enthaltender Prüfkäfig vorgesehen ist, wobei der Prüfraum einen Teil des Prüfkanales bidlet, daß die Prüfkontakte von Prüfstiften gebildet sind, die in einem Prüfstifthalter ortsfest angeordnet sind, und daß ein Verschiebeantrieb für den Prüfkäfig vorgesehen ist.
Eine praktische Ausgestaltung des Prüfkäfigs für die Verarbeitung von Bauelementen mit Goldkontakten, insbesondere CLCC's, kann darin bestehen, daß der Prüfkäfig mit Löchern versehen wird, durch den die ortsfesten Prüfstifte bei Bewegung des Prüfkäfigs in den Prüfraum zur Kontaktierung des Bauelementes eintauchen können.
An dem Prüfstifthalter kann zwischen den Prüfstiften ein Raum freigelassen werden, in dem - falls gewünscht -Erdungskapazitäten untergebracht werden, mit denen bei der Prüfung die tatsächlichen Verhältnisse simuliert werden können, die beim Einsatz des zu prüfenden Bauelementes auf einer Leiterplatte herrschen.
Um eine sichere Verbindung zwischen den Prüfstiften und den Anschlußkontakten der CLCC's zu gewährleisten, kann der dem Prüfkäfig zugewandte Endbereich der Prüfstifte gegenüber dem Hauptteil der Prüfstifte teleskopisch verschiebbar gemacht werden, wobei zusätzlich an diesem Endbereich ein Stiftkopf vorgesehen wird, der vorzugsweise die Form einer gezackten Krone hat.
Bei Bauelementen mit verzinnten Anschlußkontakten, insbesondere PLCC's können gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung Prüfstifte aus flachem Metallblech verwendet werden, wobei diese Prüfstifte in Stützschlitzen des Prüfstifthalters und/oder des Prüfkäfigs geführt sind, derart, daß sie an ihrer dem zu prüfenden Bauelement abgewandten Kante abgestützt sind. Die Abmessungen sollten dabei so gewählt werden, daß die Anschlußkontakte des im Prüfkäfig befindlichen Bauelmentes beim Verschieben des Prüfkäfigs mit der anderen Kante der Prüfstifte in Reibkontakt treten. Durch den Reibkontakt werdenKorrosionsschichten, die sich bei den verzinnten Anschlußkontakten bilden können, abgerieben und auch bei diesen Bauelementen eine einwandfreie Kontaktverbindung gewährleistet.
Es ist ferner zweckmäßig, die zuletzt erwähnten Prüfstifte in dem Bereich, in dem sie Anschlußkontakte der zu prüfenden Bauelemente berühren sollen, einen verbreiterten Abschnitt zu geben, der am Ende spitz zuläuft.
Eine fertigungstechnisch günstige Konstruktion ergibt sich, wenn sowohl der Prüfstifthalter als auch der Prüfkäfig an jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten mit die Stützschlitze für die Prüfstifte enthaltenen Vorsprünge versehen werden.
Eine Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung; Fig. 2 eine Längsschnitt durch das Eingangsmagazin; Fig. 3 einen Querschnitt durch das Eingangsmagazin; Fig. 4 eine Draufsicht IV in Fig. 1 auf das Eingangsmagazin (ohne Decke); Fig. 5 eine Ansicht V von hinten gegen die Vorrichtung (ohne Stecker); Fig. 6 einen Schnitt durch die Testeinheit und das Shuttle; Fig. 7a und 7b Schnitte durch die Vereinzelungsvorrichtung und die Kippvorrichtung in verschiedenen Stellungen; Fig. 8a bis 8c Schnitte durch die Wendevorrichtung und das Shuttle in verschiedenen Stellungen; Fig. 9a einen Schnitt durch den Prüfstifthalter und den Prüfkäfig für CLCC's; Fig. 9b eine perspektivische Darstellung des Prüfkäfigs für CLCC's; Fig. 10a einen Schnitt durch den Prüfstifthalter und den Prüfkäfig für PLCC's; Fig. lOb eine perspektivische Explosionsdarstellung vom Prüfstifthalter und Prüfkäfig für PLCC's; Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines CLCC's; Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines PLCC's.
Die in den Figuren Seitenansicht gezeigte Einrichtung ist in einem Gehäuse 1 untergebracht. Im oberen Teil des Gehäuses ist ein Eingangsmagazin 2 für die Bauelemente schräg angeordnet, so daß die darin befindlichen Bauelemente durch die Schwerkraft schräg nach unten rutschen.
Über dem Eingangsmagazin 2 ist ein Deckel 3 angeordnet, der - um das Eingangsmagazin 2 zugänglich zu machen -hochklappbar und mittelns federnder Teleskopstangen 4 in dieser hochgeklappten Stellung abstützbar ist.
Das Eingangsmagazin 2 weist eine Vielzahl von (hier nicht sichtbaren) Magazinkanälen auf, in denen die Bauelemente angeordnet sind. Ferner ist das Eingangsmagazin mittels eines Antriebsmotors 5 senkrecht zur Zeichenebene verfahrbar, um einen gewünschten Magazinkanal in Flucht mit der Eingangsöffnung an einer Prüfeinheit 6 zu bringen.
In der stationär angeordneten Prüfeinheit 6 werden die Bauelemente nacheinander einzeln getestet. Die Prüfeinheit 6 ist dazu über einen Stecker 7 und ein Kabel mit einem (nicht dargestellten) Auswerte-Computer verbunden. Aufgrund der dem Auswerte-Computer zugeführten elektrischen Signale stellt dieser fest, ob die Bauelemente "gut" oder "schlecht" sind. Bei dem "guten" Bauelementen unterscheidet er noch zwischen verschiedenen Güteklassen.
Das Auswerteergebnis wird der Einrichtung wiederum über das Kabel 8 zugeführt.
Unterhalb der Testeinheit ist ein Shuttle 9 angeordnet, welches mit einem Aufnahmekanal für ein Bauelement versehen ist. Das Shuttle 9 ist an einem Shuttle-Schlitten 10 angeordnet und um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse 11 schwenkbar. Der Shuttle-Schlitten 10 ist ferner auf einer Führungsstange 12 längs verschiebbar angeordnet. Die Führungsstange 12 verläuft ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene.
Unterhalb des Shuttles 9 ist stationär ein schräg verlaufendes Ausgangsmagazin 13 angeordnet. Dieses weist ebenfalls eine Vielzahl von schräg verlaufenden Magazinkanälen zur Aufnahme der geprüften Bauelemente auf. Jeder Magazinkanal ist einer Güteklasse für die Bauelemente zugeordnet. Aufgrund der der Einrichtung von dem Auswerte-Computer zugeführten Auswertesignale verfährt der Shuttle Schlitten 10 mit dem Shuttle 9 nach Aufnahme eines Bauelementes aus der Prüfeinheit 6 in eine Position, in der er mit dem der festgestellten Güteklasse entsprechenden Magazinkanal des Ausgangsmagazins 13 fluchtet und übergibt das Bauteil an diesen Magazinkanal.
Mit der Bezugsziffer 14 sind Bedienungsknöpfe der Einrichtung bezeichnet.
Aus dem Ausgangsmagazin 13 können dann die sortierten Bauelemente durch Abfüllen in Magazinstangen entnommen werden.
Es ist ebenso möglich, daß die noch nicht geprüften Bauelemente in die Magazinkanäle des Eingangsmagazins 2 dadurch eingeführt werden, daß ein Stangenmagazin schräg an den entsprechenden Magazinkanal angesetzt wird, derart, daß das Stangenmagazin und der Magazinkanal miteinander fluchten.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des Eingangsmagazins 2. Wie bereits erwähnt, ist das Eingangsmagazin verfahrbar, derart, daß es in einer bestimmten Position zu der stationären Prüfeinheit 6 gebracht werden kann. Das Ausgangsmagazin 13 ist im Prinzip ebenso wie das Eingangsmagazin 2 aufgebaut, mit dem Unterschied, daß es jedoch stationär ist. Es genügt deshalb, wenn das Eingangsmagazin 2 detailliert beschrieben wird.
Das Eingangsmagazin 2 besteht aus einer schräg angeordneten ebenen Grundplatte 15. An der Unterseite der Grundplatte 15 sind winkelförmige Trägerelemente 16, 17 befestigt, die Laufrollen 18, 19 und 20 tragen. Die Laufrollen 18 laufen auf einer sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckenden Laufschiene 21. Die Laufrollen 19 und 20 laufen auf sich ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene erstreckenden miteinander verbundenen Laufschienen 22 und 23. An der Laufschiene 23 sitzt eine Halteplatte 24, an welcher der Antriebsmotor 5 für das Eingangsmagazin 2 befestigt ist. Die Antriebswelle 25 des Antriebsmotors 5 trägt einen Exzenterkopf 26, an dem diagonal gegenüberliegend zwei Exzenterstifte 27, 28 befestigt sind.
Diese greifen (nicht dargestellte) Rastausnehmungen einer Transportschiene 29 ein, welche an der Unterseite der Grundplatte 15 befestigt ist und sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Dieser Antrieb ist bekannt und bereits in der DE-OS 33 40 182 beschrieben.
Wie man der Fig. 4 entnehmen kann, erstrecken sich die Laufschienen 21 und 22, 23 zwischen zwei Trägerstangen 30, 31, die mit weiteren Rahmenelementen 32, 33 einen Trägerrahmen für das verfahrbare Eingangsmagazin 2 bilden.
Wie insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann, sitzen auf der Grundplatte 15 im Schnitt T-förmige Führungsschienen 34, die die Magazinkanäle 35 für die Bauelemente 36 bilden. Die Führungsschienen 34 sind mittels sich quer über das Eingangsmagazin 2 erstreckenden Verbindungsleisten 37 miteinander verbunden. Zwischen den einzelnen Führungsschienen 34 verlaufen Spalten 38. Auf diese Weise bilden die über die Verbindungsleisten 37 zusammenhängenden Führungsschienen 34 ein gitterartiges Gebilde. Dieses kann dann, wenn Bauelemente 36 anderer Größe getestet werden sollen, gegen ein anderes gitterartiges Gebilde ausgetauscht werden, welches aus entsprechend angepaßten Führungsschienen 34 besteht. Die Führungsschienen 34 sind lediglich auf die Grundplatte 15 aufgelegt, und das ganze gitterartige Gebilde ist kann ohne weiteres von der Grundplatte 15 abgehoben.
In die Spalte 38 zwischen den Führungsschienen 34 ragen in Abständen Bremsrollen 39, die auf Trägerstangen 40 angeordnet sind. Der Innendurchmesser der Bremsrolle 39 ist sehr viel größer als der der Trägerstangen 40.
In Fig. 4 sind die Bremsrollen 39 der übersichtlichkeithalber nur in einem Spalt 38 gezeigt. Es sind jedoch in jedem der Spalte 38 entsprechende Bremsrollen angeordnet.
Wenn sich in den Magazinkanälen 35 keine Bauelemente 36 befinden, so liegen die Bremsrollen auf der Grundplatte 15 auf. Wenn ein Bauelement 36 den Magazinkanal 35 infolge der Schwerkraft herabrutscht, so hebt er nacheinander die Bremsrollen 39 an und leitet unter diesen durch. Durch die Bremsrollen wird die Gl ei tgeschwi ndi gkei t der Bauelemente 36 auf ein bestimmtes Maß reduiert.
Dies ist notwendig, damit die Bauelemente 36 nicht beschädigt werden, wenn sie am Ende des schrägen Magazinkanals 35 gegen einen Anschlag treffen. Die Trägerstangen 40 für die Bremsrollen 39 sitzen in Halteschienen 41, 42, welche Teil des gitterartigen Gebildes sind.
Wenn aus einem bestimmten Magazinkanal des Eingangsmagazins 2 Bauelemente entnommen werden sollen, so wird das Eingangsmagazin in die Position gefahren, in der der Magazi nkanal mit einem Vereinzelungskanal 43 einer Vereinzelungsvorrichtung 44 fluchtet. Die Vereinzelungsvorrichtung 44 soll nachfolgend anhand der Fig. 7a und 7b beschrieben werden.
Die Vereinzelungsvorrichtung besteht aus einem Basisteil 45, welches eine Laufebene 46 für die Bauteile bildet.
Über der Laufebene ist mit Abstand eine Deckplatte 47 angeordnet, die mit dem Basisteil den Vereinzelungskanal 43 bildet. Im Basisteil 45 sind verschiebbar zwei Führungsstangen 48 gelagert, welche an ihrem oberen Ende durch einen Trägerblock 49 und an ihrem unteren Ende durch einen Trägerblock 50 miteinander verbunden sind. Der obere Trägerblock 49 trägt einen sich nach unten erstreckenden Schieber 51, welcher in Fig. 7b den Vereinzelungskanal 43 verschließt und in Fig. 7a freigibt.
Zwischen dem Basisteil 45 und dem unteren Trägerblock 50 sind die Führungsstangen 48 umgebende Federn 52 angeordnet, die den Schieber 51 in der in Fig. 7b gezeigten Schließstellung zu halten suchen. Die Betätigung des Schiebers 51 erfolgt durch einen hier nicht dargestellten Antrieb, welcher vorzugsweise an dem unteren Trägerblock 50 angreift. Dieser Antrieb kann beispielsweise ein Elektromagnet oder ein pneumatisch betriebener Zylinder sein.
An der Unterseite des Basisteiles 45 ist ein Pendelträger 53 befestigt. An diesem ist um einen Gelenkpunkt 54 ein Pendel rahmen 55 schwenkbar angeordnet. Außerdem sind in dem Pendelträger 53 zwei Blattfedern 56, 57 eingeklemmt. Eine weitere Blattfeder 58 geht von dem Pendel rahmen 55 aus. Die drei Blattfedern 56, 57, 58 sind ferner an ihrem einen Ende mit einem Klemmstösselträger 59 verbunden, welcher mit einem Klemmstössel 60 versehen ist. Dieser erstreckt sich durch eine Öffnung 61 in dem Basisteil 45. Das andere Ende der beiden Blattfedern 56, 57 sowie der Pendel rahmen 55 sind mit einem Schließteil 62 verbunden, welches an seinem oberen Ende eine Schließnase 63 aufweist. In Fig. 7a verschließt die Schließnase den Vereinzelungskanal 43, während sie ihn in Fig. 7b freigibt. Zwischen dem Schließteil 62 und dem Pendel träger 53 befindet sich eine Feder 64, welche das Schließteil 62 nach oben zu drücken sucht, derart, daß die Schließnase 63 den Vereinzelungskanal 43 verschließt (Fig. 7a).
An die Vereinzelungsvorrichtung 43 schließt sich eine Kippvorrichtung 65 an, die aus einem Kippteil 66 besteht, welches einen Kippkanal 67 enthält und um eine Drehachse 68 drehbar. Unterhalb der Kippvorrichtung 65 liegt ein senkrecht verlaufender Prüfkanal 69.
Die Kippvorrichtung 65 arbeitet mit der Vereinzelungsvorrichtung 44 zusammen. Das Zusammenwirken ist in den Fig. 7a und 7b dargestellt. Es besteht im wesentlichen darin, daß das Kippteil 66 in der in der Fig. 7b gezeigten Aufnahmeposition auf eine Schulter 70 des Schließteiles 62 drückt und dieses entgegen der Wirkung der Feder 64 in einer unteren Position hält, in der die Schließnase 63 den Weg zwischen dem Vereinzelungskanal 43 und dem Ki ppkanal 67 freigibt. Gleichzeitig wird der Pendel rahmen 55 um den Drehpunkt 54 geschwenkt, mit der Folge, daß diese Bewegung über die Blattfedern 56, 57, 58 auf den Klemmstösselträger 59 übertragen, welcher dadurch in eine obere Position gezwungen wird, in der der Klemmstössel 60 durch das Loch 61 in dem Basisteil 46 hindurch in den Vereinzelungskanal 43 eintaucht und ein über ihm befindliches Bauelement gegen die Deckplatte 47 preßt und dadurch am Weiterrutschen nicht hindert.
Die Funktion der Vereinzelungsvorrichtung ist nun wie folgt: Zunächst wird der Schieber 51 geöffnet, so daß, wie in Fig. 7a dargestellt, zwei Bauelemente in den Vereinzelungskanal 43 hineinrutschen können und dort gegen die Schließnase 63 treffen. Die Länge des Vereinzelungskanales 43 ist gerade so bemessen, daß sie der Länge von zwei Bauelementen 36 entspricht. Dann wird, wie in Fig. 7b gezeigt, der Schieber 51 wieder geschlossen und die Kippvorrichtung 65 geschwenkt, derart, daß das Kippteil 66 das Schließteil 62 nach unten drückt.
Dadurch gibt die Schließnase 63 den Weg zwischen dem Vereinzelungskanal 43 und dem Kippkanal 67 frei. Gleichzeitig wird der Klemmstössel 60 nach oben gedrückt und preßt das in Transportrichtung vorletzte Bauelement 36 gegen die Deckplatte 47. Das in Transportrichtung letzte Bauelement 36 kann nun in den Kippkanal 67 rutschen.
Es kann diesen aber nicht verlassen, weil der Kippkanal an seinem unteren Ende durch ein bogenförmiges Sperrteil 71 verschlossen ist. Danach wird die Kippvorrichtung 65 wieder in die in Fig. 7a gezeigte Stellung geschwenkt mit der Folge, daß der Kippkanal 67 mit dem Prüfkanal 69 fluchtet und daß im Kippkanal 67 befindliche Bauelement in den Testkanal 69 rutschen kann. Gleichzeitig verschließt die Schließnase 63 wieder den Vereinzelungskanal 43, und der Klemmstössel 60 wird aus dem Vereinzelungskanal 43 zurückgezogen. Dadurch kann das in Transportrichtung bisher vorletzte Bauelement weiterrutschen, bis es gegen die Schließnase 63 trifft. Bei erneutem Öffnen des Schiebers 51 kann nun ein weiteres Bauelement aus dem Magazinkanal in den Vereinzelungskanal 43 rutschen.
Wenn ein Magazinkanal des Eingangsmagazins leer ist, schließt der Schieber 51. Nun wird das Eingangsmagazin 2 seitlich verfahren bis der nächste Magazinkanal vor dem Vereinzelungskanal zu liegen kommt. Nun öffnet der Schieber 51 wieder bis auch die Bandelemente dieses Magazinkanals abgearbeitet sind. Dieser Vorgang spielt sich in wiederholter Folge ab.
Die weitere Verarbeitung der Bauelemente soll anhand von Fig. 6 beschrieben werden. Wenn die Kippvorrichtung 65 aus der dargestellten geneigten Position (wie in Fig. 7b) in die vertikale Position (wie in Fig. 7a) geschwenkt wird, fällt das darin enthaltene Bauteil in den Prüfkanal 69 der Prüfvorrichtung 72. Es trifft zunächst auf einen Anschlag 73, der in vorgeschobener Position dargestellt ist. Der Anschlag 73 ist über einen Stössel 74 mit dem Kolben 75 eines Pneumatikzylinders 76 verbunden. Eine Feder 77 versucht den Anschlag 73 in Öffnungsstellung zu halten. Wenn Luft auf den Pneumatikzylinder gegeben wird, wird der Anschlag 73 entgegen der Wirkung der Feder 77 in die in Fig. 6 gezeigte Position geschoben.
Wenn der Anschlag 73 zurückgezogen wird, so fällt das Bauteil weiter durch den Prüfkanal 69 in einen Prüfkäfig 78. Der Prüfkäfig ist über einen Stössel 79 mit dem Kolben 80 eines weiteren Pneumatikzylinders 81 verbunden.
Eine Feder 82 versucht den Prüfkäfig 78 in der zurückgezogenen dargestellten Stellung zu halten. Wenn Druck auf den Zylinder 81 gegeben wird, so wird der Prüfkäfig 78 mit den darin befindlichen Bauteil um ein kleines Stück nach rechts verschoben.
Unterhalb des Prüfkäfigs befindet sich ein weiterer Anschlag 83, der über einen Stössel 84 mit dem Kolben 85 eines Pneumatikzylinders 86 verbunden ist. Eine Feder 87 versucht den Anschlag 83 in eine zurückgezogene Stellung zu drängen. Wenn Luft auf den Pneumatikzylinder 86 gegeben wird, so wird der Anschlag 83 entgegen der Wirkung der Feder 87 in die in Fig. 6 gezeigte Position vorgerückt. In der vorgeschobenen Position hält der Anschlag 83 das Bauteil in dem Prüfkäfig.
Der Prüfkäfig 78 ist in Fig. 9a im Schnitt vergrößert und in Fig. 9b perspektivisch dargestellt. Er besteht aus einem gefrästen Metallteil 138 mit einer aufgesetzten Kunststoff-Platte 139. Beide schließen einen einen Teil des Prüfkanales 69 bildenden Prüfraum 88 ein.
Die Kunststoff-Platte 139 ist mit im Viereck angeordneten Löchern 89 versehen. In die Löcher 89 ragen die Endabschnitte von Prüfstiften 90. Beide Endabschnitte der Prüfstifte 90 sind gegenüber dem Mittelteil teleskopisch verschiebbar. Die in die Löcher 89 ragenden Endabschnitte der Prüfstifte 90 sind am Ende mit gezackten Kontaktkronen versehen. Die Prüfstifte sind in einem zweiteiligen Prüfstifthalter 91 angeordnet, der aus Isoliermaterial besteht. Die rechts aus dem Prüfstifthalter 91 herausragenden teleskopisch verschiebbaren Endabschnitte der Prüfstifte 90 werden mit dem in Fig. 1 gezeigten Stecker 7 in Kontakt gebracht. Es ist auch möglich, den durch die gestrichelten Linien 92 angedeuteten Teil aus dem Prüfstifthalter 91 herauszunehmen, um so Platz zu schaffen, für Erdungskapazitäten, die ganz nah an die Endabschnitte der Prüfstifte herangeführt werden können. Mit diesen Erdungskapazitäten können die Verhältnisse simuliert werden, die nach einem Einlöten der Bauelemente auf der Leiterplatte herrschen.
Für den zur vorbeschriebenen Prüfkäfig 78 sowie die entsprechenden Prüfstifte 90 kommen Bauelemente in Frage, von denen eines in Fig. 11 dargestellt ist.
Es handelt sich hierbei um ein sog. CLCC (ceramec leadless chip carrier). Dieses CLCC besteht aus einem Keramikgrundkörper 93, der in der Mitte mit einer Erhöhung 94 versehen ist. Von dieser Erhöhung 94 gehen nach allen vier Seiten vergoldete Kontaktbahnen 95 aus, die sich bis zum Rand des Keramikgrundkörpers 93 erstrecken. In Fig. 11 sind der Einfachheit halber nur einige Kontaktbahnen 95 angedeutet. Die Kontaktkronen der sich durch die Löcher 89 des Prüfkäfigs erstreckenden Endabschnitte der Prüfstifte 90 setzen auf diese vergoldeten Kontaktbahnen 95 auf, wenn der Prüfkäfig 88 gegenüber der in Fig. 9a gezeigten Stellung nach rechts verschoben wird.
Anstelle der in Fig. 11 gezeigten CLCC's können auch PLCC's verwendet werden, wie sie in Fig. 12 gezeigt sind. Diese bestehen aus einem Plastikgehäuse 149, von dessen Rand an allen vier Seiten Anschlußkontakte 150 ausgehen, die an der Unterseite nach innen umgebogen sind. Die Anschlußkontakte sind verzinnt. Da Zinn korrodiese, kann ein sicherer Kontakt nur gewährleistet werden, wenn die Prüfstifte in Reibkontakt mit den Anschlußkontakten 150 gebracht werden. In den Fig.
lOa und lOb sind ein Prüfkäfig 182 sowie ein entsprechender Prüfstifthalter 140 gezeigt, die diese Bedingung erfüllen.
Der zweiteilige Prüfstifthalter 140 besteht aus Kunststoffmaterial. Er ist mit Schlitzen 149 versehen, in die Prüfstifte 141 eingesteckt sind. Die Prüfstifte sind aus Kontaktblech ausgestanzt. Sie weisen an ihrem linken Ende einen verbreiterten Kontaktbereich 148 auf. Mit den seitlichen Stirnkanten dieser verbreiterten Kontaktbereiche 148 sollen die Prüfstifte in Reibkontakt mit den Anschlußkontakten der PLLC's treten. Dazu müssen sie seitlich abgestützt werden. Der Prüfstifthalter 140 weist dazu an seiner linken Seite oben und unten Vorsprünge 146, 147 auf, die mit Schlitzen 145 versehen sind, in welche die verbreiterten Kontaktbereich 148 der in der oberen und unteren Reihe angeordneten Prüfstifte 141 über den größten Teil ihrer Breite eintauchen.
Der ebenfalls aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellte Prüfkäfig 142 ist - von oben gesehen - C-förmig ausgebidet und umschließt einen Prüfraum 88. An den beiden vertikalen Seiten ist der Käfig 142 mit nach innen vorspringenden Leisten 143, 144 versehen, die ebenfalls Schlitze 145 aufweisen.
In diese Schlitze tauchen die verbreiterten Kontaktbereiche 148 derjenigen Prüfstifte 141 ein, die in den beiden vertikalen Prüfstift-Reihen angeordnet sind. Auch hier tauchen die verbreiterten Kontaktbereich 148 nicht über die ganze Breite in die Schlitze 145, sondern nur über den größten Teil ihrer Breite. Wenn der Prüfkäfig 142 in Fig. 10a nach rechts verschoben wird, so kommen die verbreiterten und vornangeschrägten Kontaktbereiche 148 der Prüfstifte 141 mit den Kontaktbahnen 150 der PLCC's (Fig. 12) in Reibkontakt. Der Prüfstifthalter 140 ist auch hier nur einem freien Raum 151 versehen, in dem - falls gewünscht - Erdungskapazitäten untergebracht werden können.
Der weitere Gang der Bauelemente soll nunmehr wiederum anhand von Fig. 6 beschrieben werden. An dem unteren Teil des Prüfkanales 69, d.h. an denjenigen, der auf den Prüfkäfig 78 folgt, schließt sich eine Wendevorrichtung 93 an. Diese besteht aus einem um eine 94 drehbaren Wendeteil 95, welches einen Wendekanal 96 enthält.
Der Wendekanal 96 ist am Ende geschlossen.
Wenn der Prüfkäfig 78 nach dem Prüfer eines in ihm befindlichen Bauelementes in die in Fig. 6 gezeigte Stellung zurückgezogen und der Anschlag 83 nach links verschoben wird, so fällt das im Prüfraum 88 befindliche Bauelement in den Wendekanal 96. Die Überführung dieses Bauteiles in das Shuttle 9 und von diesem in das Ausgangsmagazin 13 soll nunmehr anhand der Fig. 8a bis 8c beschrieben werden.
Das Shuttle 9 kann drei Stellungen einnehmen. Fig.
8a zeigt das Shuttle 9 in Beladestellung. Das Shuttle 9 ist mit einem Shuttle-Kanal 97 zur Aufnahme eines Bauelementes versehen. Ein das offene Ende des Wendekanals 96 normalerweise verschließendes Verschlußteil 98 wird entgegen der Wirkung einer Feder 99 durch das Shuttle zurückgedrückt, so daß der Wendekanal 96 geöffnet wird und das daran befindliche Bauteil in den mit dem Wendekanal 96 fluchtenden Shuttle-Kanal 97 gleiten kann. Das Herausfallen des Bauteiles aus dem Shuttle-Kanal 97 verhindert eine an dem Shuttle-Schlitten 10 befindliche Schaufel, deren Oberseite eine um die Schwenkachse 11 des Shuttles 9 verlaufende Zylinderkrümmung aufweist.
Fig. 8b zeigt das Shuttle 9 in Endladestellung. Hier fluchtet der Shuttle-Kanal 97 mit einem Magazinkanal des Ausgangsmagazins. Das obere Ende der Schaufel 100 erstreckt sich gerade bis zur Unterkante des Shuttle-Kanals 97. Ein im Shuttle-Kanal 97 befindliches Bauteil kann demnach in den ensprechenden Magazinkanal des Ausgangs- magazins 13 gleiten. Die Wendevorrichtung 93 ist wieder nach oben geschwenkt (wie Fig. 6).
Fig. 8c zeigt das Shuttle 9 in Transportstellung. Diese Transportstellung ist eine Zwischenstellung zwischen der Beladestellung und der Entladestellung. Einerseits verschließt die Schaufel 100 das untere Ende des Shuttle-Kanales 97; andererseits drückt das Shuttle 9 nicht mehr gegen das Verschlußteil 98 (wie in Fig. 8a). Das Verschlußteil 98 ist daher in vorgeschobener Stellung und würde den Wendekanal 96 verschließen, wenn die Wendevorrichtung 93 nach unten geschwenkt werden würde (wie in Fig. 8a).
Der weitere Aufbau des Shuttles 9 und des Shuttle-Schlittens 10 sowie der Quertransport des Shuttles soll nunmehr anhand von Fig. 5 erläutert werden. Der Shuttle-Schlitten 10 weist zwei Seitenwangen 101, 102 auf, die durch ein Basisteil 103 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Seitenwangen 101, 102 erstreckt sich die Schwenkachse 11 des Shuttles 9. Ferner erstreckt sich zwischen den beiden Seitenwangen 101, 102 drehbar eine Kugelbüchse 104. Diese ist drehfest mit der Führungsstange 12 verbunden, jedoch auf dieser verschiebbar. Die Führungsstange 12 weist dazu eine Nute 138 auf, in der eine Kugel reihe der Kugelbüchse 104 zur Erzielung der Längsverschiebbarkeit und Drehmitnahme läuft. Die Kugelbüchse 104 ist mit einem Ansatz 136, der über einen Hebel 137 gelenkig mit dem Shuttle 9 verbunden ist und eine 3ehung der Kugel büchse 104 auf das Shuttle 9 überträgt.
Wie man aus den Fig. 6 sowie 8a bis 8c entnehmen kann, sitzen an der Unterseite des Basisteiles 103 zwei Rollen 105, 106, die an den gegenüberliegenden Seiten einer gerätefesten Führungsschiene 107 anliegen. Diese ist der übersichtlichkeithalber in Fig. 5 nicht gezeigt.
Ebenfalls mit dem Basisteil 103 verbunden ist ein Klemmteil 108, mittels welchem der Shuttle-Schlitten 10 mit einem Zahnriemen 109 verbunden ist. Der Zahnriemen 109 läuft über zwei gerätefeste Zahnrollen 110, 111. Die Rolle 110 ist mit einem Antriebsmotor 112 verbunden. Wenn der Antriebsmotor 112 in Betrieb gesetzt wird, so wird der Shuttle-Schlitten über den Zahnriemen 109 auf der Führungsstange 12 verschoben.
Der Antrieb zum Schwenken des Shuttles 9 wird von einem Schrittschaltmotor 113 (s. Fig. 5) gebildet. Die Antriebswelle 114 des Motors 113 ist über ein Exzentermechanismus 115 mit der Führungsstange 12 verbunden. Ferner trägt die Antriebswelle 114 des Motors 113 eine Schlitzscheibe 116 mit zwei (nicht dargestellten) Schlitzen, die von Lichtschranken 117, 118 abgetastet werden. Die beiden Schlitze definieren die Beladestellung (Fig. 8a) und die Entladestellung (Fig. 8b) des Shuttles 9. Die Transportstellung (Fig. 8c) ist weniger kritisch als die beiden vorhergenannten Stellungen. Sie wird lediglich bestimmt durch den Schrittmotor 113 zugeführte Schrittschalt-Impulse. Die Exzenter-Kupplung zwischen dem Motor 113 und der Führungsstange 12 ermöglicht eine ausreichende Kraftübersetzung in der Beladestellung des Shuttles 9 (Fig. 8a), in welcher das Shuttle 9 das Verschlußteil 98 entgegen der Kraft der Federn 99 verschieben muß.
Die Fig. 5 zeigt ferner die Antriebe für die Kippvorrichtung 65 und die Wendevorrichtung 93. Der Antrieb für die Kippvorrichtung wird von einem Schrittschaltmotor 119 gebildet. Die Antriebswelle 120 des Motors 119 ist auch hier wiederum über ein Exzenter-Gestänge 121 mit einer Verbindungswelle 122 verbunden, welche über eine lösbare Kupplung 123 mit der Drehachse 68 der Kippvorrichtung 65 (Fig. 7a und 7b) gekuppelt ist.
Das Exzentergestänge 121 ist notwendig, damit die Kippvorrichtung in der in Fig. 7b gezeigten Kippstellung das Schließteil 62 entgegen der Kraft der Feder 64 nach unten drücken kann. Auf der Verbindungswelle 122 sitzt ferner eine Schlitzscheibe 123 mit zwei (nicht dargestellten) Schlitzen, die die beiden Stellungen der Kippvorrichtung 65 in den Fig. 7a und 7b definieren. Die Schlitze werden durch Lichtschranken 124 und 125 abgetastet.
Der Antrieb für die Wendevorrichtung 93 (Fig. 6 und 8a bis 8c) ist von einem Schrittschaltmotor 126 gebildet.
Die Ausgangswelle 127 des Motors 126 ist eine Kupplung direkt mit einer Verbindungswelle 128 verbunden, welche ihrerseits über eine lösbare Kupplung 129 mit der Drehachse 94 der Wendevorrichtung gekuppelt ist. Auf der Verbindungswelle 128 sitzt wiederum eine Schlitzscheibe 130 mit zwei (nicht dargestellten) Schlitzen, die von zwei Lichtschranken 131, 132 abgetastet werden. Die Schlitze definieren die beiden in den Fig. 8a und 8b gezeigten Stellungen der Wendevorrichtung 93.
Die Fig. 5 zeigt die Prüfeinheit 6 noch von der Rückseite.
Man erkennt die Enden der Prüfstüfte 90 in dem Prüfstifthalter 91, auf die der Stecker 7 (s. Fig. 1) für den Anschluß zum Auswerte-Computer aufgesteckt wird.
Wie bereits erwähnt, müssen bei verschiedenen zu prüfenden Bauelementen (IC's) sowohl das Eingangsmagazin 2, als auch das Ausgangsmagazin 13 als auch die gesamte Prüfeinheit 6 ausgewechselt werden. Daneben wurde bei der Konstruktion der Einrichtung darauf geachtet, daß die Führungskanäle für die Bauelemente für den Fall stets zugänglich sind, daß ein Bauelement stecken bleiben sollte. Dazu sind die Führungskanäle über den größten Teil ihrer Länge C-förmig gestaltet. In Fig. 6 kann dazu der die Zylinder 81 und 86 sowie den Prüfkäfig 78 enthaltende Block aus der Prüfeinheit herausgenommen werden, wenn der Hebel 133 nach unten geschwenkt und eine nur im Ansatz sichtbare um eine Achse 134 schwenkbare Klemmgabel 135 von dem erwähnten Block weggeklappt wird. Ferner sind die ebenfalls in Fig. 6 sichtbare Kippvorrichtung 65 und die Wendevorrichtung 93 so konstruiert, daß darin befindliche Bauelemente auch von einer Seite zugänglich sind. Dies gilt ebenso für die Vereinzelungsvorrichtung 44 und das Shuttle 9.
Sämtliche Teile, die Bauelemente führende Kanäle enthalten, werden vorzugsweise aus Metall hergestellt. Bei dem Prüfkäfig müssen jedoch die mit den Prüfstiften bzw.
den Kontaktbahnen der Bauelemente in Berührung kommenden Teile aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, damit die Prüfstifte bzw. die Kontaktbahnen keine elektrische Verbindung haben. Das gleich gilt für den Prüfstifthalter.
In Zusammenhang mit Fig. 5 ist auch noch folgendes zu bemerken. Die Prüfeinheit 6 ist dort mit seitlichen Platten 150 zur Wärme- bzw. Kälteisolierung versehen.
Wenn eine oder beide Platten 150 entfernt werden, so können weitere Prüfeinheiten 6 angesetzt werden, deren Kippvorrichtung und Wendevorrichtung ebenfalls von den Schrittmotoren 119 und 126 betätigt werden, indem die entsprechenden Achswellen einfach gekoppelt werden.
Auf diese Weise können mehrere Prüfeinheiten 6 parallel betrieben werden. Die Zahl der parallel betreibbaren Prüfeinheiten 6 hängt von der Zeit ab, die der Auswerte-Computer benötigt. Diese ist umso länger, je mehr Anschlußkontakte die Bauelemente haben. Die Auswertezeit kann also so lang sein, daß mehrere Prüfeinheiten 6 von einem einzigen Eingangsmagazin 2 nacheinander mit Bauelementen geladen und von einem einzigen Shuttle nacheinander entladen werden.
Anstelle eines beweglichen Eingangsmagazins 2 kann auch ein ortsfestes Eingangsmagazin verwendet werden.
In diesem Fall kann zwischen dem Eingangsmagazin und der Prüfeinheit ebenfalls ein Shuttle vorgesehen werden.
Ebenso ist es möglich anstelle des ortsfesten Ausgangsmagazins ein bewegliches Ausgangsmagazin zu verwenden und dann das bisher zwischen der Prüfeinheit und dem Ausgangsmagazin vorgesehene Shuttle einzusparen.
Die CC-Bauelemente (chip carrier) haben eine freie Rückenfläche. Das Durchlaufkonzept für diese IC-Bauelemente ist bei der zuvor beschriebenen Einrichtung so gewählt, daß die Bauelemente auf der freien Rückenfläche sowohl in das Eingangsmagazin als auch - nach der Prüfung -in das Ausgangsmagazin einlaufen. Allerdings sind die CC-Bauelemente beim Einlaufen in das Ausgangsmagazin um 1800 gedreht worden, derart, daß diejenige Stirnfläche, die im Eingangsmagazin in Transportrichtung vorn ist, im Ausgangsmagazin nunmehr hinten liegt. Diese Drehung ist notwendig, weil die CC-Bauelemente in der Regel in Magazinstangen transportiert werden, in denen sie hintereinander in Reihe angeordnet sind. Die ungeprüften Bauelemente werden dadurch in einen Magazinkanal des Eingangsmagazins eingeführt, daß ein mit ihnen gefülltes Stangenmagazin mit seinem Füllende an den Eingang des Magazinkanals angesetzt wird, worauf die Bauelemente in den Magazinkanal rutschen. Die Füllung eines leeren Stangenmagazins mit geprüften Bauelementen erfolgt dadurch, daß das Füllende des leeren Stangenmagazins an den Ausgang des Ausgangsmagazins angesetzt wird, wobei die geprüften Bauelemente aus dem betreffenden Magazinkanal des Ausgangsmagazins in das Stangenmagazin hineinrutschen. Die Bauelemente müssen in dem Stangenmagazin eine bestimmte Ausrichtung haben, dergestalt, daß beispielsweise ein an einer Stirnseite des Bauelementes befindliche Anschlußkontakt (z.B. NULL-pin) zum Füllende des Stangenmagazins zeigt. Um dies zu gewährleisten, ist die 180°-Drehung der Bauelemente in der zuvor beschriebenen Weise erforderlich. Sie wird durch die dem Shuttle vorgeschaltete Wendevorrichtung erreicht.

Claims

Ansprüche 1. Einrichtung zum Prüfen und Sortieren von elektronischen Bauelemente, insbesondere integrierten Chips, bei der die Bauelemente durch einen Prüfkanal geführt und ihre Anschluß-Kontakte dort in Verbindung mit entsprechenden Prüfkontakten gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (36) in dem Prüfkanal (69) quer zur Transportrichtung verschiebbar und so in Verbindung mit den ortsfesten Prüfkontakten (90; 148) bringbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben der Bauelemente (36) im Prüfkanal (69) ein einen Prüfraum (88) enthaltender Prüfkäfig (78; 142) vorgesehen ist, wobei der Prüfraum (88) einen Teil des Prüfkanales (69) bildet, daß die Prüfkontakte von Prüfstiften (90; 148) gebildet sind, die in einem Prüfstifthalter (91; 140) ortsfest angeordnet sind, und daß ein Verschieberantrieb (80, 86) für den Prüfkäfig (78; 142) vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkäfig (78) für Bauelemente (36) mit Goldkontakten, insbesondere CLCC's (Fig. 11), mit Löchern (89) versehen ist, durch die die ortsfesten Prüfstifte (90) bei Bewegung des Prüfkäfigs (78) in den Prüfraum (88) zur Kontaktierung des Bauelementes (36) eintauchen können.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Prüfstifhalter (91, 140) zwischen den Prüfstiften (90; 141) ein Raum (92, 151) zur Unterbringung von Erdungskapazitäten vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Prüfkäfig (78) zugewandte Endbereich der Prüfstifte (90) gegenüber dem Hauptteil der Prüfstifte (90) teleskopisch verschiebbar ist, und daß an diesem Endbereich ein Stiftkopf, vorzugsweise in Form einer gezackten Krone vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für zu prüfende Bauelemente mit verzinnten Anschlußkontakten, insbesondere PLCC's (Fig. 12), Prüfstife (141) aus flachem Metallblech verwendet sind, daß die Prüfstifte (141) in Stützschlitzen (145) des Prüfstifthalters (140) und/oder des Prüfkäfigs (142) geführt sind, derart, daß sie an ihrer dem prüfenden Bauelement (36) abgewandten Kante abgestützt sind, und daß die Abmessungen so gewählt sind, daß die Anschlußkontakte (150) des im Prüfkäfig (142) befindlichen Bauelementes (36) beim Verschieben des Prüfkäfigs (142) mit der anderen Kante der Prüfstifte (141) in Reibkontakt treten.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfstifte (141) in dem Bereich, in dem sie die Anschlußkontakte (150) der zu prüfenden Bauelemente (36) berühren sollen, einen verbreiterten Abschnitt (148) aufweisen, der am Ende spitz zuläuft.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Prüfstifthalter (140) als auch der Prüfkäfig (142) an jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten mit die Stützschlitze (145) für die Prüfstifte (141) enthaltenen Vorsprüngen (143 bis 147) versehen ist.