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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft das Gebiet von automatischen Handhabungsvorrichtungen.
Genauer gesagt, betrifft sie eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung
für das
Laden, die Sichtprüfung
und das Klassifizieren von oberflächenmontierbaren passiven Bauteilen
(eine Art von elektronischen Miniaturbauteilen) mit größter Vorsicht
und besonderer Genauigkeit.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Angesichts
der Fortschritte unserer Gesellschaft bringt die Elektronikindustrie
ständig
neue und diversifiziertere Produkte und Dienstleistungen auf den
Markt. Es werden immer mehr Anwendungen für Computer und Computerbauteile
gefunden. Mit der Ausweitung dieser Anwendungen besteht ein konstanter
Druck, die Größe von Computern,
ihren Bauteilen und den verwendeten Schaltungen zu reduzieren. Beispielsweise
ist die Größe des ursprünglichen Kondensators
von einem Zylinder in Zigarettengröße mit Drähten, die sich von dessen Enden
erstrecken, auf die von winzigen Keramikvorrichtungen, die als "MLCC" (Multi-Layer Chip
Capacitor) und "OBER-FLÄCHENMONTIERBARE
PASSIVE BAUTEILE" bezeichnet
werden und kleiner als ein Reiskorn mit Metallanschlüssen an
den Enden sind, geschrumpft. Derzeit wurde die Größe dieser "Chips", wie sie im Allgemeinen
bekannt sind, auf eine Keramikvorrichtung mit Dimensionen von 10,16 × 5,08 × 5,08 mm
(0,040 × 0,020 × 0,020
Zoll) reduziert. 50 von diesen könnten
in 25,4 mm (1 Zoll) nebeneinander angeordnet werden. Diese Chips
liegen in den in 1 angeführten Größenbereichen vor.
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Zusätzlich zu
dem Druck, diese Bauteile kleiner zu machen, besteht ein ähnlicher
Druck, diese schneller zu verarbeiten. Bei der Verarbeitung von Chips
müssen
zahlreiche elektronische Tests jedes Chips durchgeführt werden,
um sie anhand ihrer elektronischen Eigenschaften zu klassifizieren.
Manche dieser Tests werden detailliert in
US-Patent Nr. 5.673.799 beschrieben,
können
jedoch als Verlustfaktor-Test, Ka pazitätstest, Überschlagstest und Isolationswiderstandstest
zusammengefasst werden. Es werden fortlaufend neue Tests erstellt,
so dass die Reihe an Tests, denen diese winzigen Chips unterzogen
werden müssen,
ständig
wächst.
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EP 0 427 611 offenbart eine
Vorrichtung für die
Messung charakteristischer elektrischer Werte von Chipkondensatoren
und die Einteilung dieser Kondensatoren anhand der gemessenen Werte,
wobei diese Vorrichtung zwei Tangentialräder umfasst, die es ermöglichen,
dass zu überprüfenden Kondensatoren
an ihrem Rand getragen werden. Das erste Rad dient der Zufuhr und
der Messung, während
das zweite für
das Sortieren gedacht ist.
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Um
die Verarbeitung von Chips effizienter zu gestalten, ist es erforderlich,
sichtbar beschädigte Chips
aus der elektronischen Testphase zu eliminieren, um die Gesamtverarbeitungszeit
zu reduzieren und elektronische Tests nur an den Chips durchzuführen, die
allen Anforderungen der Schaltung gerecht werden. Beispiele für solche
durch Sichtprüfung
erkenntliche Schäden
sind die Schichtspaltung des dielektrischen Körpers, Sprünge an der Außenseite
des Chips, Beschädigungen
an den Ecken oder entlang einer Außenrandkante oder Beschädigungen der
Metallanschlüsse,
wie z.B. Schmieren, Überlauf und
nicht annehmbare Welligkeit der Anschlusspaste. Es ist bekannt,
dass diese Schäden
Veränderungen
der erwünschten
elektrischen Eigenschaften des Chips hervorrufen, so dass sie für die Verwendung unter
weniger anspruchsvollen Umständen
von den anderen getrennt werden können.
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Dementsprechend
bestehen Bestrebungen, zuvor getestete Chips Sichtprüfungen zu
unterziehen, so dass beschädigte
Chips für
die Verwendung in anderen Industriebereichen, in denen diese Schäden toleriert
werden können,
von den anderen getrennt werden können, wodurch die folgenden
elektrischen Tests effizienter gestaltet, die Handhabungsraten gesteigert
und die Herstellungskosten für
Chips mit einer annehmbar hohen Qualität gesenkt werden können. Um
eine Sichtprüfung
auf effiziente Weise durchzuführen,
ist es erforderlich, die Chips mit einer hohen Durchsatzrate zu
verarbeiten, aber gleichzeitig vorsichtig mit ihnen umzugehen. Raten
um die 75.000 pro Stunde werden angestrebt. Das bedeutet, dass eine
Vorrichtung jede Sekunde 20 bis 21 kleinste Keramikchips sichtprüfen muss.
Dafür ist
eine Vorrichtung erforderlich, die eine große Menge an Chips effizient
handhaben kann. Gleichzeitig verursacht jedoch jede Form von Kraft,
die auf die Chips angewandt wird, wie z.B. sie auf engem Raum zusammenzudrängen oder
aus einer Distanz auf eine flache Oberfläche fallen zu lassen, eine
eigene Art von Schäden,
gewöhnlicherweise
in Form von Sprüngen in
dem Chip.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei
der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Sichtprüfvorrichtung
für Mehrschicht-Kleinstkondensatorchips
(Chips), wobei diese Folgendes umfasst: ein drehbares Laderad mit
einer bestimmten, durch einen Außenrand bestimmten Dicke für das Aufnehmen
der 3-dimensionalen Kleinstchips auf dem Rand; ein erstes Prüfmittel,
das in einem Abstand von dem Laderad angeordnet ist für die Sichtprüfung einer
Außenoberfläche des Chips,
während
dieser auf dem Rad bewegt wird; ein drehbares Beförderungsrad,
das durch eine Außenrandkante
definiert ist und planar zu dem Laderad und in koordinierter, angrenzender
Bewegung mit diesem angeordnet ist, für das Verschieben der Chips
von dem Rand des Laderads zu der Außenrandkante des Beförderungsrads,
nachdem diese das erste Prüfmittel
passiert haben; ein zweites Prüfmittel,
das in einem Abstand von dem Beförderungsrad
angeordnet ist, umfassend Fernsehkameras und möglicherweise den Einsatz von
Spiegeln, LEDs, Stroboskoplichtern, Prismen und dergleichen zur Sichtprüfung der
anderen Oberflächen
des Chips, während
dieser auf dem Beförderungsrad
bewegt wird; einen Computer für
das Lokalisieren und Verfolgen jedes Chips, ausgehend von der ersten
Position auf dem Laderad bis er auf das Beförderungsrad übergeht,
um den Chip als sichtgeprüft
und als "bestanden" oder "nicht bestanden" zu identifizieren
sowie die Chips, die nicht bestanden haben, bezogen auf den Grund
des Nicht-Bestehens
zu klassifizieren, d.h. Schichtablösung, abgeplatzte, verschmierte
Anschlüsse
etc.; eine erste pneumatische Vorrichtung zur Entfernung der Chips,
die "nicht bestanden" haben (entweder
als gesamte Gruppe oder anhand des jeweiligen Grunds für das Nicht-Bestehen)
von der Außenrandkante
des Beförderungsrads, damit
diese in einem oder mehreren Behältern
aufgefangen werden; sowie eine zweite pneumatische Vorrichtung für die Entfernung
der Chips, die die Sichtprüfung
bestanden haben, von der Außenrandkante
des Beförderungsrads,
damit diese in einem oder mehreren Behältern aufgefangen werden.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung umfassen die Fähigkeit,
einen der kleinsten Chips, der in der Industrie als "0402"-Chip bekannt ist und
Außendimensionen
von 10,16 × 5,08 × 5,08 mm (0,040 × 0,020 × 0,020
Zoll) aufweist, zu handhaben und sichtzuprüfen; die Fähigkeit, eine Durchlaufleistung,
die 100% der maximalen Ladekapazität der Vorrichtung entspricht,
zu handhaben; diese kleinen Chips vorsichtig zu bewegen, so dass
die Handhabung durch die Vorrichtung nicht zu Beschädigungen der
Chips führt;
die Fähigkeit,
einen Teil der oder die gesamte Außenoberfläche des Chips sichtzuprüfen, indem
der Chip in nur zwei Positionen angeordnet wird; den Chip von der
Vorrichtung vorsichtig in Sortierbehälter zu entfernen und sicher
und effizient sicher zu stellen, dass nur Chips, die die Sichtprüfung bestanden
haben, in den entsprechenden Behälter gelangen.
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Dementsprechend
ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
bereitzustellen, die eine schnelle und sichere Sichtprüfung von diesen
winzigen Keramikchips bei einer hohen Durchlaufleistung unter Anwendung
einer vorsichtigen Förderungstechnik
durchführt,
um sicher zu stellen, dass die Chips durch die Handhabung nicht
beschädigt
werden. Weitere Ziele dieser Erfindung umfassen eine Vorrichtung,
die bis zu alle 6 Seiten eines Chips überprüfen kann, wobei nur zwei Positionen des
Chips für
die Überprüfung eingesetzt
werden; eine Vorrichtung, die sicherstellt, dass es während allen Überprüfungs- und
Klassifizierungsphasen des Tests nicht zu einer Oberflächenbeschädigung des Chips
kommt; eine Vorrichtung, die eine betriebssichere Klassifizierung
und Sammlung der Chips, die die Überprüfung bestehen,
an einem Ort bereitstellt; sowie eine Vorrichtung, die in der Sichtprüfungsphase
mehr als 70.000 Chips pro Stunde fördern kann.
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Diese
und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch die Lektüre der Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beige fügten
Zeichnungen ersichtlich. Der von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung
angestrebte Schutzumfang geht aus der sorgfältigen Lektüre der Ansprüche, die
dieser Beschreibung nachfolgen, hervor.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Datenblatt, das den Bereich der Maße von Chips vom Größten (Typ
CC1825) bis zum Kleinsten (Typ CC0402), vom Quadratischsten (Typ CC0603)
bis zum Flachsten (Typ CC1825) anführt;
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2 ist
eine veranschaulichende Ansicht der Vorrichtung und Bauteile der
vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine veranschaulichende Nahansicht der Position der Bauteile der
vorliegenden Erfindung, die in 2 angeführt sind;
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4 ist
eine Draufsicht einer Ausführungsform
des Laderads der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Nahansicht eines Teils des in 4 dargestellten
Laderads;
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6 ist
eine Nahansicht eines Teils der Oberfläche, der Nut, des Hohlraums
und des Außenrands
einer Ausführungsform
des Laderads der vorliegenden Erfindung, die eine Vakuumeintrittsöffnung an
der hinteren Hohlraumwand zeigt, die zum Halten des Chips in dem
Hohlraum dient;
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7 ist
eine ähnliche
Nahansicht einer weiteren Ausführungsform
der Oberfläche,
des Hohlraums und des Außenrands
des Laderads der vorliegenden Erfindung, die eine Vakuumeintrittsöffnung an
der hinteren Hohlraumwand zeigt, die zum Halten des Chips in dem
Hohlraum dient;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht des Perigäumbereichs (Beförderungsbereich)
zwischen dem Laderad und dem Beförderungsrad
und des Auffangverteilers zur Entfernung der Chips von dem Beförderungsrad;
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9 ist
eine Querschnittsansicht des Beförderungsbereichs
zwischen dem Laderad und dem Beförderungsrad,
die entlang der Linie 9-9 in 8 angeordnet
ist und zeigt, wie ein Chip zwischen diesen befördert wird;
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10 ist
eine perspektivische Nahansicht der vor der Beförderung eingesetzten Stauungsverhinderungsanordnung
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine veranschaulichende Ansicht des ersten Entfernungsmittels für de Chips,
die die Sichtprüfung
nicht bestanden haben;
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12 ist
eine veranschaulichende Ansicht der Behälter der vorliegenden Erfindung
für die
Aufnahme der Chips, die die Sichtprüfung bestanden haben, und die
Chips, die die Sichtprüfung
nicht bestanden haben;
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13 ist
eine veranschaulichende Ansicht des zweiten Entfernungsmittels für die Chips,
die die Sichtprüfung
bestanden haben;
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14 ist
eine perspektivische Ansicht der Behälter und der entsprechenden
Seiten und Böden, die
Veränderungen
der Bodenerhöhung
zeigt, die zu einer sanfteren Handhabung der Chips führt;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des Auffangverteilers
und der Öffnungen,
in die die Chips geleitet werden;
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16 ist
eine Querschnittsnahansicht des Positionslokalisierungsmittels,
das bestätigt,
dass sich ein Chip auf dem Beförderungsrad
befindet;
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17 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Zuführplatte
oder des Laderads der vorliegenden Erfindung, mit einer herausgelösten Ansicht
eines Teils des Randbereichs des Laderads;
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18 ist
eine Nandraufsicht eines der Hohlräume, die in der in 17 dargestellten
Ausführungsform
ausgebildet sind;
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19 ist
eine Schnittansicht der Ausführungsform
des Laderads entlang der Linien 19-19 in 17;
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20 ist
eine Draufsicht der in 17 dargestellten Ausführungsform
des Laderads mit einer herausgelösten
Ansicht eines Teils des Randbereichs des Laderads; und
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21 ist
eine Schnittansicht des Laderads und der stationären Vakuumplatte der in 17 dargestellten
Ausführungsform
des Laderads, die eine Nahansicht des in diesem eingesetzten Hohlraum- und
Vakuumsystems zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen Elemente mit Zahlen bezeichnet
sind, wobei in den 21 Figuren dieselben Elemente mit denselben Zahlen
bezeichnet sind, zeigen 2, 3 und 4 die
Gesamtanordnung der physikalischen Elemente der vorliegenden Erfindung
einer Vorrichtung 1 für
die Handhabung von kleinsten Keramikchips 3, die eine runde,
vorzugsweise kreisförmige,
Zuführplatte
oder Laderad 5 umfasst, das durch eine Oberfläche 7 definiert
ist und durch einen Außenrand 9 abgeschlossen
ist. Das Laderad 5 ist auf einer zentralen Achse 13 angebracht,
um um diese zu rotieren, wird von einem Motor (nicht dargestellt)
auf einer, vorzugsweise im Winkel von 45° geneigten Grundfläche 15 angetrieben
und ist zur Aufnahme von Chips an festgelegten Positionen an dem
Rand 9 für
die spätere
Sichtprüfung
angeordnet.
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Wie
in 4, 5 und 6 dargestellt
ist eine Vielzahl von schmalen Nuten 17 in der oberen Laderadoberfläche 7,
die strahlenförmig
nach außen in
Richtung des Rands 9 ausgerichtet ist, ausgebildet und
so angeordnet, dass sie sich durch ein Lager an Chips 19 hindurchbewegen
und zumindest einen der Chips aus diesem Lager in eingeschränkter Ausrichtung
in sich aufnehmen. Unter "eingeschränkter Ausrichtung" versteht man, dass
die Nuten 17 eine Breite aufweisen, die es einem Chip ermöglicht,
nur auf einer seiner Seiten (entweder eine Seitenwand oder eine
Vorderwand oder eine Hinterwand) mit der Mittelachse (die durch
die obere und untere Oberfläche des
Chips verläuft)
in diese einzutreten, um strahlenförmig nach außen, aber
nicht quer in der Nut zu liegen. Wenn sich die Nut 17 dem
Außenrand 9 nähert, neigt
sich jede Nut nach unten, um eine abgeschrägte oder abgekantete Ecke 21,
die am Boden der Nut 17 in dem Laderad 5 ausgebildet
ist, in einen Hohlraum 23 und bildet die Hohlrauminnenwand 25.
Nuten 17 werden im Allgemeinen im Umgang mit größeren Chips
eingesetzt.
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Das
Lager 19 der Chips wird von einem Magazin 27 entlang
einer vibrierenden Rutsche 29 befördert und sanft in einer 6-
bis 5-Uhr-Position auf der oberen Oberfläche 7 des Laderads 5 abgelagert.
Ein zentraler Ring 31 mit einer Vielzahl an Armen, die sich
nach außen
erstrecken und Aussparungen 33 definieren, ist auf der
oberen Oberfläche 7 des
Laderads angeordnet und unterstützt
die sanfte Beförderung
der Chips nach außen
in Richtung des Außenrandes 9.
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Für kleinere
Chips werden keine Nuten ausgebildet und der Hohlraum 23 wird
direkt, wie in 7 dargestellt, von der oberen
Oberfläche 7 des Laderads
gebildet. In dieser Ausführungsform
wird der Hohlraum 23 durch in einem Abstand angeordnete
Hohlraumseitenwände 37,
eine Hohlrauminnenwand 25 definiert und weist eine Ecke 39 auf,
die in der Hohlraumseitenwand 37, wie in 7 dargestellt,
in Rotationsrichtung des Laderads 5 ausgebildet ist. In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Ecke 39 in Form einer Schrägkante abgeschrägt, wie
in 7 dargestellt. Der Hohlraum 23 weist
keine Wand auf, die von dem Außenrand 9 nach
außen
gerichtet ist, wodurch er eine Öffnung
bildet und somit eine seitliche oder vordere oder hintere Oberfläche eines
Chips 3 von dem Außenrand 9 nach
au ßen
freilegt, wenn dieser sich, wie in 6 in Durchsicht
dargestellt, in dem Hohlraum 23 befindet.
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Ein
erstes Vakuummittel, das eine erste stationäre Vakuumplatte 41 umfasst
und in 6 und 7 dargestellt ist, ist unter
dem Laderad 5 angeordnet und davon ein wenig beabstandet,
wie z.B. in einem Abstand von 0,051 mm (0,002 Zoll), und erstreckt
sich nach außen
unterhalb des Laderads 5 und endet an einer Umfangskante 43 unter
dem äußersten
Rand des Außenrands 9,
wodurch ein Boden 45 für
jeden Hohlraum 23 gebildet wird, auf dem ein Chip 3 ruhen
kann. Wie in denselben Zeichnungen dargestellt, ist eine erste Vakuumkammer 49 im
oberen Teil der ersten stationären
Vakuumplatte 41 und dem unteren Teil des Laderads 5 von
den Hohlräumen 23 nach
innen ausgebildet und mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt)
verbunden. Ein Durchgang mit geringem Durchmesser 51 ist
in dem Laderad 5 ausgebildet, beginnend in der Hohlrauminnenwand 25,
durch das Innere des Laderads 5 verlaufend, um eine Verbindung
mit der Vakuumkammer 49, wie in 6 und 7 dargestellt,
herzustellen. Der Durchgang 51 liefert dem Hohlraum 23,
der den Chip 3 in sich trägt, ein Vakuum. Der geringe
Abstand zwischen der Oberseite der stationären Vakuumplatte 41 und
der unteren Oberfläche
des Laderads 5 stellt einen weiteren Vakuumpfad bereit,
der das Haltevermögen
für das
Halten eines Chips 3 in dem Hohlraum 23, wie in 6 dargestellt,
verstärkt.
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Ein
erstes Prüfmittel 55,
wie z.B. eine Fernsehkamera 57 oder ein ladungsgekoppeltes
Bauelement (CCD-Element), ist in 3 in einer
von dem Laderad 5 beabstandeten Anordnung dargestellt und ist
für das
Sichten und Prüfen
der nach außen
freigelegten Oberfläche
des Chips 3 bereitgestellt, wenn der Chip durch das Mittel 55 bewegt
vorrübergehend in
dem Hohlraum 23 positioniert ist. Eine Wand 59 ist eng
neben dem Außenrand 9 des
Laderads bereitgestellt, etwa von der 6-Uhr- bis etwa zu der 2-Uhr-30-Position,
um das Halten der Chips 3 gegen den Außenrand 9 und in den
Hohlräumen 23 zu
unterstützen.
Eine Öffnung
oder ein Fenster 61 ist in der Wand 59 etwa an
der 2-Uhr-Position ausgebildet, damit das erste Prüfmittel 55 die
freigelegte Oberfläche des
Chips 3 sichten kann, wenn dieser durch die Rotation in
den Hohlraum 23 am Außenrand 9 gelangt. Ein
Computer/Computerprozessor 63 (siehe 2) wird
auf der Vorrichtung 1 bereitgestellt und mit dem ersten
Prüfmittel 55 verbunden,
um jeden Chip 3 bei seinem Fortschritt in dem Sichtprüfverfahren
zu verfolgen.
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Wie
in 3, 8 und 9 dargestellt,
ist ein rundes, vorzugsweise kreisförmiges, Rad 65, das durch
eine Außenrandkante 67 begrenzt
ist, auf einer Mittelachse 69 angebracht, um um diese zu
rotieren. Das Beförderungsrad 65 wird
durch einen Motor (nicht dargestellt) auf derselben abgeschrägten Oberfläche wie
das Laderad 5 angetrieben, ist zu dem Laderad 5 planar
(d.h. in derselben Ebene befindlich) und in koordinierter, angrenzender
Bewegung mit diesem angeordnet, um die Chips 3 aus den Hohlräumen 23 in
dem Außenrand 9 des
Laderads 5 an der Außenrandkante 67 anzuordnen.
Unter "koordinierter,
angrenzender Bewegung" versteht
man, dass das Laderad 5 und das Beförderungsrad 65 fast in
tangentialem Kontakt stehen und dieselbe Umfangsgeschwindigkeit
aufweisen, so dass die Chips 3 aus den Hohlräumen 23 in
dem Außenrand 9 auf sanfte
Weise direkt und strahlenförmig
nach außen an
die Außenrandkante 67 befördert werden
können, wodurch
eine sanfte Handhabung der Chips bereitgestellt wird. Zusätzlich dazu
ist die Außenrandkante 67 des
Beförderungsrads 65,
wie in 9 dargestellt, absichtlich dünner als die vertikale Höhe des zu prüfenden Chips
ausgebildet, so dass die obere und untere Oberfläche sowie die linke und die
rechte Seitenfläche
und die Vorderseite des Chips frei liegen. Diese Anordnung ermöglicht die
gleichzeitige Prüfung
der oberen, unteren, linken seitlichen, rechten seitlichen und vorderen
Oberfläche
des Chips durch Kameras oder Sichtvorrichtungen und Spiegel und Lichter 71,
wie in 3 dargestellt, um die Ansicht dieser fünf Oberflächen in
weniger als fünf
Richtungen zu fokussieren und die Prüfung durch weniger als fünf Kameras
zu ermöglichen.
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Ein
zweites Vakuummittel, das eine stationäre Vakuumplatte 73 umfasst
und in 9 dargestellt ist, ist unterhalb des Beförderungsrads 65 angeordnet
und etwas von diesem beabstandet, wie z.B. in einem Abstand von
0,051 mm (0,002 Zoll), und erstreckt sich unterhalb des Beförderungsrads 65 nach außen, um
an einem Außenumfang 75 und
kurz vor der Außenrandkante 67 zu
enden. Wie in derselben Zeichnung dargestellt, ist eine zweite Vakuumkammer 77 im
oberen Teil der zweiten stati onären
Vakuumplatte 73 und dem unteren Teil des Beförderungsrads 65 von
der Außenrandkante 67 und
dem Außenumfang 75 nach
innen ausgebildet und mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt)
verbunden. Ein Paar voneinander beabstandeter Durchgänge 79 mit
geringem Durchmesser sind in dem Beförderungsrad 65 ausgebildet,
beginnend an der Außenrandkante 67 und
verlaufen durch das Innere des Beförderungsrads 65, um
eine Verbindung mit der zweiten Vakuumkammer 77, wie in 9 dargestellt,
herzustellen. In dieser Ausführungsform
kann ein Durchgang 79 die beiden in 9 dargestellten
Durchgänge
ersetzen. Die Durchgänge 79 und
der Abstand zwischen dem Boden des Beförderungsrads 65 und
der Oberseite der zweiten stationären Vakuumplatte 73 liefern der
Außenrandkante 67 Vakuumleistung,
um die Chips 3 darauf zu halten. Die Chips 3 werden
durch ein erstes Vakuum in Hohlräumen 23 in
dem Laderad 5 gehalten und werden dann strahlenförmig von
den Hohlräumen 23 in
Richtung der Außenrandkante 67 des
Beförderungsrads 65 befördert und
danach durch ein zweites Vakuum durch ein Paar an Vakuumdurchgängen 79 und
durch den Abstand unter dem Beförderungsrad 65 und
oberhalb der zweiten Vakuumplatte 73 an der Außenrandkante 67 gehalten.
Es wurde festgestellt, dass, wenn der zweite Vakuumdruck in der
zweiten Vakuumkammer 77, z.B. 76 mmHg (3 ''Hg), höher ist als der erste Vakuumdruck,
z.B. 25 mmHg (1 ''Hg), in der ersten
Vakuumkammer 49, die Beförderung der Chips 3 besser
erfolgt und weniger Chips während
der Übertragung von
einem der beiden Räder
fallen.
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Eine
vor der Beförderung
verwendete Stauungsverhinderungsanordnung 81 wird bereitgestellt und
in 8 und 10 dargestellt, um sicherzustellen,
dass es während
der Übertragung
der Chips am Perigäum 83 oder
dem engsten Punkt zwischen dem Laderad 5 und dem Beförderungsrad 65 nicht
zu einem Stau der Chips 3 kommt. Die Anordnung 81 umfasst
eine Basis 85 mit Einrastschrauben 87 und weist
eine erste gebogene Wand 89 auf, die auf dieser ausgebildet
ist, vorzugsweise mit demselben Kurvenradius wie der Außenrand 9 des
Laderads 5, und ist vor dem Perigäum 83 angeordnet,
um nahe neben dem Laderad 5 angeordnet zu sein. Eine Rampe 91 ist
in der Wand 89 ausgebildet und erstreckt sich mit der Näherung der
Wand 89 an den Perigäum 83 nach oben.
Alle Chips 3, die sich von dem Hohlraum 23 über den
Außenrand 9 hinaus
nach außen
erstrecken (als "Verdopplung" bekannt), die sonst während der Beförderung
der Chips 3 aus dem Hohlraum 23 in Richtung der
Außenrandkante 67 zwischen
den Rädern
eingeklemmt würden,
werden entlang der Rampe 91 sanft aufwärts gerichtet und stehen so
nicht länger
mit dem Laderad 5 in Kontakt, wodurch sie nicht länger einen
Schaden an der Vorrichtung 1 verursachen können.
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Ein
zweites Prüfmittel 93,
wie z.B. eine einzige oder eine Vielzahl an Fernsehkameras 95 oder
ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD-Elemente), ist in 3 von
dem Beförderungsrad 65 beabstandet dargestellt
und befindet sich etwa in einer 9-Uhr-Position zu diesem, damit die Außenoberflächen der Chips
gesichtet und geprüft
werden können,
wenn diese an den Kameras vorbei rotieren, wobei sie vorrübergehend
auf der Außenrandkante 67 des
Beförderungsrads 65 gehalten
werden. Dieses gleichzeitige Sichten aller fünf Oberflächen erfolgt unter Einsatz von
mehr als einer Sichtvorrichtung und/oder durch das Fokussieren eines
Spiegels 99 oder einer Reflexionsvorrichtung auf die obere,
untere, vordere, linke seitliche und rechte seitliche Oberfläche der
Chips 3, wenn diese durch Vakuum auf deren Hinterseite
oder -oberfläche
nur an der Außenrandkante 67 gehalten werden.
Die Hinterseiten oder -oberflächen
der Chips 3 wurden schon durch das erste Prüfmittel 55 geprüft, als
die Chips 3 in den Hohlräumen 23 auf dem Laderad 5 gehalten
wurden. Der Spiegel oder die Spiegel kann/können in verschiedenen Bereichen
der Vorrichtung 1 angeordnet sein, um die Reflexion einer bestimmten
Oberfläche
des Chips 3 für
eine bestimmte Kamera oder Sichtvorrichtung zu verbessern.
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Wie
in 8 und 11 und teilweise in 15 dargestellt,
ist ein erstes Entfernungsmittel 101 für das Auswerfen der Ausschusschips
oder von Chips aus der Außenrandkante 67 des
Beförderungsrads 65 zur
Aufnahme an einer ersten Stelle, wie z.B. einem Auffangbehälter 103,
wie in 12 dargestellt. Das erste Mittel 101 umfasst
einen Auffangverteiler 105, der neben der und um (darüber und
darunter) die Außenrandkante 67 angeordnet
ist und umfasst eine Veilzahl an Auswurföffnungen 107, die
unter der Randkante 67 angeordnet sind und vorzugsweise
kegelförmig
nach unten zu einer flexiblen Röhre 109,
wie z.B. einer Polyethylenröhre,
führen, die
wiederum zu dem Auffangbehälter 103 führt. Ein erster
Luftüberdruckverteiler 111 versorgt
eine Luftleitung 113 durch ein Luftventil 115,
das an einer Luftdüse 117 endet,
mit Druckluft, wobei die Betätigung des
Ventils 115 durch einen Computer/Prozessor 63 gesteuert
wird. Wenn ein Chip 3, der die Sichtprüfung nicht bestanden hat, durch
das Beförderungsrad 65 zu
einer Position über
der Öffnung 107 befördert wird,
steuert der Computer/Prozessor 63 das Beförderungsrad 65 so,
dass es kurz stehen bleibt, und öffnet
das Luftventil 115, um einen kurzen, nach unten gerichteten Überdruckluftstrom
aus der Luftdüse 117 auf
die Oberseite des Chips bereitzustellen und diesen so nach unten
zu bewegen, weg von seiner Position auf der Kante 67 des
Beförderungsrads 65 und in
die Öffnung 107,
wo er durch die Schwerkraft und den Luftdruck in den Auffangbehälter 103 fällt. Vorzugsweise
ist eine Sicherheitsöffnung 121 mit ähnlicher
Größe und Form
wie die Öffnung 107 auf
jeder Seite von Öffnung 107 angeordnet
und kann durch eine flexible Kunststoffröhre 109 mit einem
eigenen Behälter 123 verbunden
werden.
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Der
Computer/Prozessor 63 kann so programmiert werden, dass
er die Chips, die aussortiert werden, unterscheiden kann, da die
durch Sichtprüfung
erkennbaren Fehler und deren spezifische Position auf dem Beförderungsrad 65 in
einem Kurzzeitspeicher (nicht dargestellt) in dem Computer/Prozessor
gespeichert werden, so dass der erste Luftdruckverteiler 111 so
betätigt
werden kann, dass er nicht nur Chips, die die Prüfung nicht bestanden haben, von
den Chips, die die Sichtprüfung
bestanden haben, abtrennt und sammelt, sondern auch aussortierte
Chips mit verschiedenen sichtbaren Fehlern unterscheiden und durch
mehrere Öffnungen 107 in
verschiedene Behälter
aufteilen kann.
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Wie
in 8 und 13 dargestellt, wird ein zweites
Entfernungsmittel 125 für
das Auswerfen von Chips, die die Sichtprüfung bestanden haben, aus der
Außenrandkante 67 auf
dem Beförderungsrad 65 bereitgestellt,
damit diese an einer zweiten Stelle, wie z.B. in einem anderen Behälter 127,
wie in 12 dargestellt, aufgenommen
werden. Das zweite Mittel 125 umfasst eine Auswurföffnung 129,
die in dem Auffangverteiler 105 über der Randkante 67 angeordnet
ist, zu einer flexiblen Röhre 131,
wie z.B. einer Polyethylenröhre,
aufwärts
führt,
wobei die Röhre wiederum
zu einem Auffangbehälter 127 führt. Ein zweiter Überdruckluftverteiler 135 versorgt
eine Luftleitung 137 durch ein Luftventil 139,
das in einer Luftdüse 141 endet,
mit Überdruckluft,
wobei der Betrieb der Düse 139 durch
einen Computer/Prozessor 63 gesteuert wird. Wenn ein Chip 3,
der die Sichtprüfung bestanden
hat, durch das Beförderungsrad 65 zu
einer Position unter die Öffnung 129 befördert wird, steuert
der Computer/Prozessor 63 das Beförderungsrad 65 so,
dass es kurz stehen bleibt, und öffnet das
Luftventil 139, um einen kurzen, nach oben gerichteten Überdruckluftstrom
aus der Luftdüse 141 auf
die Unterseite des Chips bereitzustellen und diesen so nach oben
zu bewegen, weg von seiner Position auf der Kante 67 des
Beförderungsrads 65 und in
die Öffnung 129,
wo er durch den Überdruckluftstrom
in den Auffangbehälter 127 nach
oben getragen wird.
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Wie
in 14 dargestellt, weisen die Behälter 103 und 127 jeweils
eine polygonale, wie z.B. rechteckige, Form auf, die durch ein Paar
gegenüber voneinander
angeordneten Seitenwänden 143,
ein Paar von gegenüber
voneinander angeordneten Endwänden 145 und
einer verbindenden unteren Wand oder Unterseite 147 einstückig ausgebildet sind,
um die dargestellte Konstruktion bereitzustellen. Die Behälter weisen
eine offene Oberseite auf. Die Behälter 103 und 127 sind
in dieser Erfindung insofern einzigartig, als dass sich die jeweiligen
unteren Wände
oder Böden 147 jeweils
von dem geometrischen Zentrum 153 von diesen nach unten
in Richtung der unteren Kanten 155 der jeweiligen Wand
abgeschrägt
erstrecken. Dieser geometrische Aufbau stellt einen geneigten Boden
in jedem Behälter
bereit und stellt sicher, dass jeder Chip 3 nicht auf eine
flache Oberfläche
fällt,
was, wie in der Industrie bekannt ist, Beschädigungen des Chips verursachen
kann. Dadurch, dass die Chips auf einen geneigten Boden fallen,
verbrauchen diese einen Großteil
der im Fall von dem Beförderungsrad 65 gewonnenen
kinetischen Energie.
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Um
sicherzustellen, dass ein Chip, der die Sichtprüfung bestanden hat, richtig
verfolgt wird, wird ein Positionslokalisierungsmittel 157,
wie in 15 und 16 dargestellt,
bereitgestellt. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Positionslokalisierungsmittel 157 in 16 gezeigt,
wobei es eine Lichtquelle 159, wie z.B. eine LED, umfasst,
die über die
Außenrandkante 67 abwärts (oder
aufwärts)
gerichtet ist und so angeordnet ist, dass sie über die Kante 67 hinaus
auf Stellen scheint, an denen Chips 3 angezogen durch die
Vakuumkraft der Paare von Vakuumdurchgängen 79 gehalten werden.
Ein Lichtempfänger 161 ist
in dem Auffangverteiler 105 auf der der Kante 67 gegenüberliegenden
Seite so angeordnet, dass er Licht von der Lichtquelle 159 empfängt. Der
Computer/Prozessor 63 ist so programmiert, dass er die
Position aller Chips koordiniert und diese während der Rotation des Beförderungsrads 65 verfolgt.
Wenn ein Chip an einer Stelle auftaucht und es sich dabei nicht
um einen guten Chip handelt, die die Sichtprüfung bestanden hat, wird eine
Warnung angezeigt und Sicherheitsmaßnahmen werden ergriffen, wie
z.B. das Stoppen der Rotation des Laderads 5 und des Beförderungsrads 65,
so dass der fragwürdige
Chip entfernt werden kann.
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In
anderen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darf der fragwürdige Chip das zweite Entfernungsmittel 125 passieren
und wird dann durch einen Schaber 163 (15)
entfernt, der den Chip in einen eigenen Behälter leitet.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und insbesondere beim Umgang mit den
kleinsten Chips, wie z.B. dem "0402"-Chip mit Dimensionen
von 0,040 × 0,020 × 0,020
Zoll, wird das Laderad 5 wie in 17 dargestellt
modifiziert, um den zentralen Ring 31 und die schmalen
Nuten 17 zu entfernen. Das kreisförmige Laderad 165 dient als
Ersatz und wird in den 17–20 als
starkes, unflexibles Rad dargestellt, dass eine erste flache, obere
Oberfläche 169 aufweist,
die sich von der zentralen Achse 171 durch Schrauben 172 oder
andere Befestigungsvorrichtungen angebracht, wie dargestellt, nach
außen
erstreckt, wobei diese flache, obere Oberfläche 169 mit einer
nach unten geneigten oberen Oberfläche 173 verbunden
ist, die in eine zweite flache, obere Oberfläche 175 übergeht,
die sich von dort zu einem abschließenden kreisförmigen Rand 177 erstreckt.
Eine Vielzahl an Hohlräumen 181,
die eine Größe und Form
aufweisen, um Chips 3 in einer aufrechten Position darin
aufzunehmen, sind in der zweiten flachen, oberen Oberfläche 175 an
dem Rand 177 ausgebildet, und jeder Hohlraum 181 öffnet sich
nach außen
hin auf den Rand 177 und wird durch eine abgeschrägte Oberfläche 183 an
der Seite des Hohlraums 181 in Rotationsrichtung des Laderads 165 gerichtet,
wie durch die Pfeile angezeigt. Die abgeschrägte Oberfläche 183 unterstützt das
Einführen
eines Chips in der richtigen Ausrichtung in den Hohlraum, wie ein
Schuhlöffel
einem Menschen hilft, ein Paar Schuhe anzuziehen. Die Chips werden
in ein Lager 19 gegeben, das dem in 4 dargestellten ähnlich ist,
und das neue Laderad 165 wird in Pfeilrichtung in derselben
Neigung wie zuvor beschrieben in Rotation versetzt. Der zentrale
Ring 31 ist in dieser Ausführungsform nicht erforderlich.
Die Hohlräume 181 sind
etwas weiter als die Chips 3, so dass jeder Chip mit Hilfe
der Abschrägung 183 mit
einer Füllrate
von annähernd
100% von der Oberfläche
der flachen, oberen Oberfläche 175 über die
Abschrägung 183 in
die Hohlräume 181 befördert werden
kann.
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Das
neue Laderad 165 ist insofern auch einzigartig, als dass
es eigentlich aus einem Laminat aus zwei Rädern 165a und 165b besteht,
wobei jedes einen eigenen Rand 177a und 177b und
einen anderen Radius aufweist, wie in 17, 18 und 19 dargestellt.
Der untere Teil des Laderads 165b weist einen glatten Rand 177b auf,
der etwas weiter innen angeordnet ist als der obere Teil des Laderads 165a und
sein Rand 177a. Die Hohlräume 181 sind nur auf
dem oberen Radteil 165a ausgebildet und sind in den Rand 177a hinein
geöffnet.
Bei dieser Anordnung steht der Chip 3 in dem Hohlraum 181 leicht über den
Rand 177b hinaus. Zusätzlich dazu
wurden die stationäre
Vakuumplatte 41 und der Vakuumdurchgang 51 durch
einen Vakuumdurchgang 179 ersetzt, der von der stationären Vakuumplatte 41 nach
oben ausgebildet ist und durch den unteren Basisteil des Laderads 165b in
den oberen Teil 165a und dann in die Ecke des Hohlraums 181 verläuft, die
auf der gegenüberliegenden
Seite de Hohlraums 181 von der Abschrägung 183 aus zwischen der
Hohlraumhinterwand 182 und den Hohlraumseitenwänden 185a und 185b ausgebildet
ist, wie in 17 und 18 dargestellt.
In dieser Anordnung, die in 17, 18 und 19 dargestellt
ist, wird das erste Vakuummittel in die untere Ecke der Hohlraumseitenwand 185b,
gegenüber
der Abschrägung 183,
und den unteren Teil der Hohlraumhinterwand 182, in die
Ecke, die zwischen der Hohlraumseitenwand 185b und der
Hohlraumhinterwand 182 ausgebildet ist, gerichtet. Der
Hohlraum 181 öffnet
sich nach außen
auf den Rand 177a und ist etwas breiter als die Breite
des Chips 3 ausgebildet, so dass der Chip von der flachen,
oberen Oberfläche 175 leicht auf
die Abschrägung 183 fällt und
durch das Vakuum durch den Hohlraum 181 gezogen wird, um
dann im dem Hohlraum 181 gegenüberliegenden Teil, wie in 17 dargestellt,
zu ruhen. Es wurde festgestellt, dass diese Anordnung extrem wirksam
alle Hohlräume
mit Chips in einer aufrechten Anordnung füllt und eine hohe Laderate
aufweist. Es wurde auch festgestellt, dass diese für die spätere Messung
der Höhe des
Chips durch Beleuchten der unteren und oberen freigelegten Kanten
des Chips und den Vergleich der Bilder mit Standardmessungen hilfreich
ist. Eine geeignete Höhenmessung
ist eine der wichtigen Angaben in Bezug auf den Chip. Die Räder 165a und 165b sind
durch Maschinenschrauben 172 aneinander befestigt.
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In
dieser Ausführungsform
können
weiters mehr Kameras eingesetzt werden, um die verschiedenen Oberflächen des
Chips zu sichten. Zusätzlich dazu
ist das Beförderungsrad
oft so gestaltet, dass die Außenrandkante 67 dicker
als die vertikale Höhe des
Chips ist, da ein dickeres Rad leichter hergestellt werden kann,
der Chip auf der dickeren Kante 67 leicht stabilisiert
werden kann und dickere Räder
gut funktionieren, wenn 1 bis 4 Seiten des Chips anstelle von 6
Seiten geprüft
werden.