УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
DEVICE FOR CLIMATIC TESTS OF SEMICONDUCTOR INSTRUMENTS

Изобретение относится к контрольно-испытательному оборудованию изделий электронной техники и может быть использовано для измерения внешним измерителем электрических параметров микросхем в спутниках-носителях при положительных и отрицательных температурах.
Известно устройство для климатических испытаний полупроводниковых приборов, включающее проходную камеру, узлы загрузки, выгрузки, контактирования и сортировки. В проходной камере размещены нагреватель и накопитель. Накопитель содержит транспортирующий ротор с продольными направляющими в виде лотков для полупроводниковых приборов и неподвижную винтовую направляющую, установленную внутри ротора. На входе и выходе винтовой направляющей продольные направляющие ротора имеют соответственно входное и выходное окна в виде поперечных приемных пазов (описание к патенту RU 1572342, МПК 6 H01L 21/66, опубликовано 20.10.1995).
Известное устройство позволяет проводить испытания только при высокотемпературных режимах, что ограничивает его функциональные возможности в части использования для проведения испытаний в низкотемпературных условиях.
Кроме того, конструкция накопителя в известном устройстве не исключает возможности заклинивания и выпадения приборов при прохождении ими первой половины витка винтовой направляющей. Это является причиной не только механического повреждения приборов, но и снижения производительности установки.
Задача изобретения - усовершенствование устройства для климатических испытаний полупроводниковых приборов, улучшение его эксплуатационных возможностей.
Технический результат изобретения - универсальность работы устройства при переходах с низкотемпературных рабочих режимов на высокотемпературные и наоборот, снижение механического повреждения приборов и не производительных затрат в процессе эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для климатических испытаний полупроводниковых приборов, включающем проходную камеру с приемным каналом перед узлом загрузки, размещенный в ней накопитель с неподвижной винтовой направляющей, установленной внутри транспортирующего приводного ротора с продольными направляющими в виде лотков с поперечными пазами для загрузки и выгрузки приборов, узел контактирования с приемным лотком приборов из накопителя и механизм сортировки, накопитель дополнительно снабжен вертикальной направляющей приборов на выходе приемного канала в виде плоского кольца с поддерживающими сегментами, закрепленными на его внутренней образующей и размещенными между кромками приемных пазов соседних лотков с образованием кольцевой поверхности, и гибкой ленты, подпружиненной концами относительно приемного канала и охватывающей приемные пазы лотков и поддерживающие сегменты, а размещен накопитель на опорных стойках, установленных на плите, консольно закрепленной на корпусе камеры, причем одна опорная стойка, установленная на свободном конце плиты, жестко связана с приемным каналом, который дополнительно жестко связан с направляющим лотком узла загрузки, выполненным с возможностью продольного перемещения, другая опорная стойка выполнена регулируемой по высоте и с возможностью поворота вокруг своей оси, при этом узел контактирования жестко соединен с корпусом камеры, а его приемный лоток жестко соединен с плитой накопителя со стороны закрепленного конца. При этом камера выполнена бескаркасной, а отверстия в ее корпусе для приводного вала, приемного и выгрузного каналов вала снабжены герметичными уплотнениями с плавающими заслонками.
Привод вала ротора выполнен в виде ременной передачи с пассиком и размещен на внешней стенке камеры.
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства; на фиг.2 - поперечный разрез устройства; на фиг.3-вид А-А фиг.1; на фиг.4 - вид А-А при подаче прибора в накопитель; на фиг.5 - поперечное сечение регулируемой опоры, вид Б-Б фиг.1; на фиг 6 - плоское кольцо с поддерживающими сегментами; на фиг.7 - вид А-А фиг.6.
Устройство содержит теплоизолированную бескаркасную проходную камеру 1, в которой размещен накопитель, состоящий из транспортирующего ротора 2 с продольными направляющими в виде лотков 3 с поперечными пазами для загрузки и выгрузки полупроводниковых приборов 4. Лотки 3 закреплены на ступицах 5, установленных на оси 6 неподвижной винтовой направляющей 7, размещенной внутри продольных направляющих ротора 2.
Накопитель на входе снабжен вертикальной направляющей приборов в виде плоского кольца 8 с поддерживающими сегментами 9. Плоское кольцо 8 размещено в вертикальной плоскости. Поддерживающие сегменты 9 закреплены на внутренней образующей кольца 8 и размещены между кромками приемных пазов 10 соседних лотков 3 с образованием кольцевой поверхности. Приемные пазы 10 лотков 3 и поддерживающие сегменты 9 охвачены гибкой лентой 11, подпружиненной концами относительно приемного канала.
Накопитель установлен на плите 12 на опорных стойках 13 и 14. Плита 12 консольно закреплена в корпусе камеры 1, что обеспечивает возможность перемещения ее свободному концу и накопителю в результате теплового воздействия.
К опорной стойке 14 закреплен приемный канал 16 для загрузки полупроводниковых приборов 4 в накопитель. Канал 16 своим верхним концом дополнительно жестко прикреплен к узлу загрузки 17, который содержит механизм 18 поштучной подачи приборов 4 и лоток 19 для подачи приборов 4 через канал 16 в приемный паз 10 направляющих ротора 2.
Жесткая связь приемного канала 16 с опорой 14 обеспечивают надежность загрузки приборов 4 в накопитель. Возможность для перемещения накопителя от закрепленного конца плиты 12 при тепловом расширении или сжатии позволяет точно и постоянно поддерживать механическую связь между входом приборов 4 в накопитель из узла загрузки 17 через лоток 19 и канал 16 и выходом приборов 4 из камеры 1.
Конструкция опоры 13 за счет вращения регулировочного винта 40 позволяет с высокой точностью произвести настройку по высоте опоры 13 относительно передней опоры 14 по общей для двух опор продольной оси винтовой направляющей 7, что, в свою очередь, обеспечивает легкость вращения ротора 2 накопителя. Контргайка 42 обеспечивает фиксацию настройки опоры 13 по высоте.
На выходе винтовой направляющей 7 лотки 3 имеют выходное окно 20 для подачи приборов 4 к узлу контактирования 21, включающему каретку 22 и привод 23. Узел контактирования 21 ориентирован относительно выходного окна 20 накопителя и жестко соединен с закрепленным концом плиты 12 и корпусом камеры 1, оставаясь неподвижным при тепловом расширении или сжатии. Конструкция и принцип действия узла контактирования 21 и каретки 22 описаны в устройстве для подключения интегральных схем в спутниках (описание к патенту на полезную модель RU 78029).
Под узлом контактирования 21 размещен механизм сортировки, содержащий канал 24 и отсекатели 25 для подачи испытанных приборов в пеналы 26.
Выход приборов 4 к узлу контактирования 21 в механизм сортировки осуществляется через выходной канал 27.
В камере 1 установлены также спиральный нагреватель 28, тангенциальный вентилятор 29 с рабочим колесом 30, отражатель 31 и испаритель 32 для подачи хладагента в камеру 1. Длина нагревателя 28, длина рабочего колеса 30, отражателя 31 и испарителя 32 равны длине транспортирующего ротора 2.
Конструкция камеры 1 имеет бескаркасный тип и содержит вводы и выводы 33 с герметичными уплотнениями с плавающими заслонками 34 для приемного канала 16 и выходного канала 27 соответственно, а также ввод 35 с герметичным уплотнением с плавающей втулкой 36 для приводного вала 15 накопителя.
Плавающие заслонки обеспечивают компенсацию температурных изменений размеров накопителя относительно корпуса камеры 1, также компенсацию до нескольких миллиметров неточностей изготовления бескаркасного корпуса камеры 1 при общей сборке.
Привод 37 вала ротора размещен на внешней стенке камеры 1 и выполнен в виде ременной передачи с пассиком 38 круглого сечения и ведомым шкивом 39, размещенным на приводном валу 15.
Использование пассика круглого сечения позволяет компенсировать неточности изготовления внутренней обшивки камеры 1 относительно внешней, а также предотвращает возможность механического повреждения приборов 4 в случае их заклинивания относительно продольных направляющих ротора и витков неподвижной винтовой направляющей 7 в накопителе.
Опорная стойка 13 содержит регулирующий винт 40 и вилку-держатель 41, установленную в паз оси 6 верхним концом и в центральное отверстие винта 40 своим нижним концом, а также фиксирующую контргайку 42. Регулировочный винт 40 позволяет с высокой точностью производить настройку по высоте опорной стойки 13 относительно опорной стойки 14 по общей для двух опор продольной оси винтовой направляющей 7. Это, в свою очередь, обеспечивает легкость вращения ротора 2 накопителя. Контргайка 42 обеспечивает фиксацию настройки опоры 13 по высоте.
Узел загрузки 17 закреплен на корпусе камеры 1 на кронштейне 43, установленном в направляющий паз основания 44, и имеет возможность продольного перемещения по пазу (не показан) при тепловом сжатии или расширении накопителя за счет продольного перемещения незакрепленного конца плиты 12 вместе с опорной стойкой 14. Это повышает надежность загрузки приборов 4 в накопитель и их выгрузки из камеры 1, обеспечивая универсальность работы всего устройства при переходах с низкотемпературных рабочих режимов на высокотемпературные и наоборот.
Устройство работает следующим образом.
В узел загрузки 17 устанавливают пенал с приборами 4 в спутниках, которые механизмом поштучной выдачи 18 подаются в лоток 19 и далее в приемный канал 16. Загрузка приборов 4 осуществляется до заполнения приемного канала 16, при этом образовавшийся столб загрузки из спутников с приборами обеспечивает значительную герметизацию входа в камеру 1 и за счет воздействующей массы верхних приборов на нижний прибор 4 облегчает загрузку приборов в накопитель.
После загрузки последнего прибора 4 в столб загрузки ротор 2 накопителя поворачивается на шаг и стенки лотков 3 ротора 2 перемещают прибор 4 по неподвижной винтовой направляющей 7 с позиции загрузки, освобождая ее под следующий прибор.
Через канал 16 приборы по одному поступают в приемные пазы 10 лотков 3 продольных направляющих ротора 2. При движении в приемный паз прибор вертикальной стенкой контактирует с поверхностью плоского кольца 8, сохраняя вертикальное положение, а горизонтальной стенкой опирается на поддерживающий сегмент 9 и плавно перемещается по нему до приемного паза 10. Попадая в паз 10, нижняя часть спутника прибора 4 фиксируется между двумя соседними витками неподвижной винтовой направляющей 7, а верхняя часть продольными стенками лотка 3.
При дальнейшем повороте ротора 2 очередной сверху стоящий спутник с прибором 4 из столба загрузки перемещается на поддерживающий сегмент 9, и после окончания скольжения по сегменту 9 по мере окончания шага вращения ротора 2 прибор 4 загружается в приемный паз 10 очередного лотка 3.
При прохождении первой половины заходного витка винтовой направляющей 7 подпружиненная лента 11 обеспечивает поддержание и легкое прижатие к цилиндрической части винтовой направляющей 7 приборов 4, предотвращая их выпадение из приемных пазов 10 и заклинивание между витками винтовой направляющей 7 и верхней стенкой лотка 3. Пройдя всю винтовую направляющую 7, прибор выходит на позицию выгрузки.
На всем своем пути в накопителе прибор 4 равномерно обдувается потоком воздуха заданной температуры. Вращение ротора 2 накопителя позволяет менять положение прибора 4 относительно направления потока теплоносителя, что значительно улучшает равномерность и увеличивает скорость достижения прибором заданной температуры. Отсутствие застойных зон объясняется малым объемом камеры 1 и замкнутостью траектории движения теплового потока. Эти особенности позволяют устройству быстро выходить на рабочий режим, расходуя минимальное количество энергии.
На позиции выгрузки прибор 4 попадает в выходное окно 20, откуда поступает в направляющую узла контактирования 21, и далее в подвижную каретку 22. Каретка 22 подает прибор 4 в спутнике на контакты узла 21. После контактирования каретка 22 совершает обратное движение, выгружая измеренный прибор 4 и возвращаясь на прием очередного прибора. Выгруженный из узла контактирования 21, прибор 4 поступает в канал 24 механизма сортировки, где по команде от измерительного устройства (не показано) срабатывает, перекрывая канал, отсекатель 25 той группы сортировки, к которой относится прибор. Поймав прибор 4, отсекатель 25 загружает его в пенал 26, освобождая канал 24 для следующих приборов.