УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ В СПУТНИКАХ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В УСТАНОВКАХ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ

Полезная модель относится к оборудованию для контроля полупроводниковых приборов и может быть использована, в частности, для подключения интегральных схем (ИС) в спутниках-носителях в устройствах контроля и сортировки их по электрическим параметрам, а также в устройствах для климатических испытаний полупроводниковых приборов.
Известны различные устройства [1-4] для коммутации выводов полупроводниковых приборов к измерителю. Однако из-за сложной кинематической схемы (наличие редуктора, цепной передачи, рычагов, подшипников) надежность их очень низка. Кроме того, эти устройства требуют дополнительного механизма ориентации и фиксации приборов в контактном устройстве на позиции измерения, выполненного либо в виде подпружиненного качающегося рычага, либо в виде гребенки и подпружиненного выталкивателя. При этом усилие прижатия выводов проверяемого прибора обеспечивается непосредственно воздействием пружинящих контактов на выводы или фиксирующим выступом рычага на корпус прибора. Это может привести к нарушению выводов или корпуса прибора.
Известно также устройство для подключения полупроводниковых приборов в спутниках-носителях [5], используемое в установках контроля полупроводниковых приборов по электрическим параметрам. Устройство содержит наклонный пенал, каретку (приемник), разделенную отсекателем на верхнюю и нижнюю части и установленную с возможностью
перемещения с помощью пневмопривода, а также транспортирующий канал для выгрузки интегральных схем в спутнике-носителе с позиции измерителя.
Недостатком известного устройства является низкая производительность его вследствие того, что при ходе каретки на позицию измерения к контактирующему устройству необходимо значительное время для перехода спутника-носителя из верхней части каретки в нижнюю, что вызывает необходимость увеличения длины хода каретки и ограничение скорости движения каретки на позицию измерения. Кроме того, в случае зависания спутника-носителя в каретке (что часто случается при работе при низких температурах) и неполного перемещения его в нижнюю часть каретки повреждаются контакты контактирующего устройства и прибора.
Из известных наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подключения полупроводниковых приборов в спутниках, преимущественно в установках для контроля по электрическим параметрам [6], содержащее механизм поштучной подачи интегральных схем в спутниках, выполненный в виде установленной на основании с возможностью перемещения каретки, упор для фиксации спутника в гнезде каретки и контактную колодку для закрепления на ней контактирующего устройства, механизм для выгрузки спутников, снабженный фиксирующими элементами. Фиксирующие элементы, установленные на подпружиненной планке со штоками с возможностью возвратно-поступательного перемещения, выполнены в виде подпружиненных заслонок. А фиксирующие элементы, установленные на основании с возможностью вращения, выполнены в виде собачек.
Недостаток известного устройства является невысокая надежность, обусловленная тем, что усилие, необходимое для перемещения планки со штоками, передается через каретку и спутник и поэтому возможно прилипание спутника к планке. При этом возникает вероятность заклинивания спутника при переходе в канал сортировки, что наиболее критично в условиях работы при температуре - 60°С. Кроме того, вследствие
зажатия спутника между подпружиненной планкой и кареткой затруднена автоматическая ориентация спутника относительно контактов контактирующего устройства в момент начала контактирования.
При плоско-параллельном перемещении планки со штоками последние образуют пары скольжения с втулками, неподвижно установленными в основании. При подаче спутника на позицию измерения, планка под действием усилия, передаваемого через каретку и спутник, перемещается также на позицию измерения, сжимая свои пружины. После окончания измерения каретка с планкой перемещает спутник на разгрузку.
Усилие, передаваемое спутнику по центру, а затем на подпружиненную планку, а через нее на втулки скольжения, образует вращающий момент, приложенный к поступательным парам скольжения, что вызывает их повышенный износ и вероятность заклинивания планки.
В случае зависания спутника на переходе между кареткой и каналом загрузки (загрузочным лотком) при поступательном движении вперед каретки происходит поломка спутника, поскольку он остается в жестком канале загрузки на определенную величину своей высоты, а подпружиненные собачки имеют высоту меньшую, чем высота спутника. Это не позволяет движущейся кареткой выталкивать спутник в соседний канал выгрузки.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение надежности устройства, а также повышение производительности.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подключения интегральных схем в спутниках, преимущественно в установках для контроля по электрическим параметрам, содержащем канал загрузки спутников, механизм поштучной подачи спутников на позицию измерения, выполненный в виде подвижной в горизонтальной плоскости каретки, снабженной упором для вертикальной фиксации спутника в гнезде каретки и подвижными собачками, подпружиненную планку с закрепленными на ней двумя штоками, содержащую профилированный паз,
образующий гнездо разгрузки для спутника, канал выгрузки спутников, шток каретки снабжен траверсой с двумя толкателями, установленными симметрично относительно штока каретки и взаимодействующими со штоками планки при движении каретки вперед, а паз планки выполнен профилированным с возможностью свободной фиксации спутника в гнезде разгрузки, при этом размеры подвижных собачек выбирают из условия:
сn
e
cn
<
<
,
Hh2H
e
где h - высота собачки,
cn
H - высота спутника.
«Шток каретки снабжен двумя толкателями..., взаимодействующими со штоками планки при движении каретки вперед» обеспечивает легкость перемещения планки за счет передачи усилия перемещения по центрам осей штоков. Это объясняется отсутствием вредных составляющих усилий, обусловленных отсутствием плеча относительно вертикальной оси симметрии планки до центров штоков. Это, кроме того, уменьшает износ втулок скольжения.
При этом одновременность взаимодействия толкателей и штоков планки обеспечивается с помощью регулировочной резьбы на толкателях. Регулировочная резьба на толкателях траверсы обеспечивает требуемый зазор между спутником и стенками паза планки. А это обеспечивает свободную фиксацию спутника в гнезде разгрузки и легкую ориентацию относительно контактов контактирующего устройства. Имеющийся зазор между стенками паза, планки и каретки обеспечивает также легкость выгрузки спутника при обратном ходе каретки, поскольку отсутствует прилипание спутника к рабочим поверхностям фиксирующих элементов из-за загрязнения рабочих поверхностей спутника (например, иния) при нахождении его в камере для климатических испытаний.
Выбор размеров собачек
сn
e
cn
<
<
,
Hh2H
e
где h - высота собачки,
сn
H - высота спутника
обусловлен тем, чтобы исключить зависание спутника при выгрузке его в гнездо разгрузки.
Таким образом, предложенная совокупность признаков является новой и обеспечивает новый технический результат, заключающийся в повышении надежности работы устройства за счет надежного контактирования спутника в контактирующем устройстве, а также за счет исключения заклинивания спутника на позициях выгрузки, в повышении производительности.
Следовательно, предложенная совокупность признаков соответствует критериям патентоспособности полезной модели: «новизна», «технический эффект», «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для подключения интегральных в спутниках; на фиг.2 - разрез устройства по А-А; на фиг.3 - момент зависания спутника на стыке между кареткой и загрузочной направляющей на величину ℓ.
На фиг.4 - момент загрузки в гнездо выгрузки.
Устройство для подключения интегральных схем (ИС) в спутниках (фиг.1-4) содержит канал загрузки 1 (фиг.1-3), закрепленный на основании 2, механизм поштучной подачи спутников, выполненный в виде каретки 3, установленной на основании 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения под каналом загрузки 1 (фиг.1). На штоке 4 каретки 3 (фиг.2, 4) установлена траверса 5 с двумя толкателями 6 (фиг.2, 4). Шток 4 каретки 3 перемещается во втулке 7 (фиг.1), имеющий продольный разрез 8 своей стенки. На нижней части каретки 3 закреплена заслонка 9. Каретка 3 в нижней части снабжена упором 10 для фиксации спутника 11 и подпружиненными собачками 12. Собачки 12 (фиг.2) установлены на основании 2 с возможностью вращения относительно осей 13, закрепленных на основании 2 (фиг.4). Внутренние, обращенные к каретке рабочие поверхности собачек 12, упор 10 и вертикальная стенка каретки 3 образуют приемное гнездо 14 (фиг.2) для спутника 11. Канал загрузки 1 и собачки 12 с
внутренними рабочими поверхностями образуют единый канал 15 (фиг.3, 4) для загрузки спутников в приемное гнездо 14 (фиг.2), разделенный на нижнюю и верхнюю части с зазором 0,5 мм.
Устройство (фиг.1-4) снабжено механизмом выгрузки спутников, выполненным в виде планки 16 с жестко закрепленными в ней двумя подпружиненными штоками 17, установленными симметрично относительно штока 4 каретки 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости во втулках 18. Планка 16 содержит профилированный паз 19. Выступы паза 19 и собачки 12 являются фиксирующими элементами для спутника и своими рабочими поверхностями образуют гнездо разгрузки 20 (фиг.2).
Штоки 17 снабжены накидными гайками 21, взаимодействующими с толкателем 6 штока 4. С помощью упоров 22 осуществляют регулировку обратного хода планки 16 со штоками 17. На основании 23 с выходным каналом разгрузки 24 с помощью стойки 25 закреплено контактирующее устройство 26, подключенное к измерительному блоку 27. Перемещение каретки осуществляется с помощью пневмопривода 28.
Работа устройства происходит следующим образом.
e
сn
Из канала загрузки 1 спутник 11 поступает в приемное гнездо 14, образованное вертикальной стенкой каретки 3, упором 10 и собачками 12 (фиг.1). Поскольку высоту собачки h выбирают больше, чем высоту спутника Н, но не больше чем в два раза, то отсутствует заклинивание спутников при загрузки их, так как собачки выталкивают спутники в случае торможения их в канале.
При ходе каретки 3 на позицию измерения собачки 12 расходятся и спутник 11 переходит в гнездо разгрузки 20, образованное стенками профилированного паза 19, планки 16 и собачками 12. За счет профиля паза 19, имеющего выступы, спутник устанавливается в гнездо разгрузки 20 (фиг.2), не касаясь стенок планки 16, что исключает прилипание спутника 11
к стенкам ее. В этот момент толкатели 6, установленные на траверсе 6, одновременно взаимодействуют с накидными гайками 21 по центральным осям штоков 17 планки 16 (фиг.4), что не создает вредных боковых нагрузок. И спутник 11 имеет возможность свободно перемещаться по координатам X-Y в пределах, ограниченных системой автоматической ориентации контактирующего устройства, выполненной в виде двух штифтов (на фиг. не показано).
После окончания измерений каретка 3 возвращается на позицию загрузки. А планка 16 под действием пружины сжатия 27 синхронно с кареткой и спутником 11 перемещается на позицию разгрузки. Планка возвращается до упоров 22. Спутник 11 располагается над каналом загрузки 24, сохраняя необходимую ориентацию. При дальнейшем движении каретки упор 10 открывает канал загрузки 24 и спутник свободно переходит в него под собственным весом.
На предприятии разработано устройство для подключения интегральных схем (ИС) в спутниках, используемое в установке контроля параметров ИС при крайних температурах (от -60° до +150°).
Предложенное техническое решение позволило повысить надежность работы установки, увеличить время безотказной работы, улучшить условия контактирования, уменьшить износ деталей в парах скольжения, а также повысить производительность.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство №1137549, кл. H01R 13/62, публикация 1985 г. «Контактное устройство для контроля ИС».
2. Патент США 4281314, кл. H01R 13/62, публикация 1981 г. «Контактное устройство для контроля ИС».
3. Авторское свидетельство №1781856, кл. Н05К 13/02, публикация 1992 г. «Устройство для поштучной подачи изделий электронной техники к механизму контактирования».
4. Авторское свидетельство №938340, кл. H01L 21/66, публикация 1982 г. «Контактное устройство».
5. Авторское свидетельство №1018179, кл. H01L 21/00, публикация 1983 г. «Устройство для сортировки».
6. Авторское свидетельство №1080682, кл. H01L 21/66, публикация 1981 г. «Устройство для подключения полупроводниковых приборов в спутниках, преимущественно в установках контроля по электрическим параметрам» (прототип).