專利名稱：包括接觸力控制機(jī)構(gòu)的用于致動(dòng)電子部件接觸器的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于致動(dòng)接觸器的系統(tǒng)，該接觸器用于電子部件的自動(dòng)檢驗(yàn)，該系統(tǒng)包括接觸力控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體部件的生產(chǎn)線或電子電路的組裝線通常包括在其上對(duì)電子部件進(jìn)行一系列操作的作業(yè)線，其包括至少一個(gè)電氣檢驗(yàn)階段。該電氣檢驗(yàn)階段將檢查每一部件的功能并且將任何有缺陷的部件在例如傳送到另一生產(chǎn)線之前或在集成到電子電路中之前排除掉。
由于制造的原因，這些生產(chǎn)線或組裝線是全自動(dòng)的，并且其操作處理率必須達(dá)到最大。部件在每一操作工位處停止不動(dòng)的停止時(shí)間取決于最長(zhǎng)操作所需的時(shí)間。這樣，每一操作必須在最短的時(shí)間內(nèi)完成。包括電氣檢驗(yàn)的操作通常是最長(zhǎng)的，這是因?yàn)樗鼈冃枰诖龣z驗(yàn)的部件和檢驗(yàn)設(shè)備之間建立電氣連接，隨后進(jìn)行該檢驗(yàn)，再斷開(kāi)該電氣連接。因?yàn)閴嚎s檢驗(yàn)時(shí)間本身是困難的，所以，重要的是使得建立和斷開(kāi)電氣連接所需的時(shí)間最小化。
在部件具有徑向出口的情況下，待檢驗(yàn)的部件與檢驗(yàn)設(shè)備之間的電接觸通常借助于接觸器來(lái)建立，該接觸器包括一系列彈性金屬閘刀，該閘刀在特定的精確接觸點(diǎn)處壓制在待檢驗(yàn)的部件上，或者該閘刀成對(duì)布置，以鉗子的鉗口的形式來(lái)擠壓部件的一個(gè)或多個(gè)接觸點(diǎn)，例如其多個(gè)引入端中的一個(gè)。兩個(gè)接觸形式可組合在同一個(gè)接觸器上。對(duì)于格柵陣列式的部件，例如“插針格柵陣列(PGA)”或“球狀件格柵陣列(BGA)”的形式，其中接觸器通常包括金屬觸點(diǎn)板，其布置成與部件的觸點(diǎn)相對(duì)并抵靠其下表面施加。該接觸器制成全自動(dòng)的并集成在作業(yè)線中。它們通常由它們的運(yùn)動(dòng)發(fā)生器來(lái)移動(dòng)，使得與部件的作業(yè)線的速率同步。
接觸器必須執(zhí)行精確的運(yùn)動(dòng)和可重現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。特別是，在建立與部件的接觸過(guò)程中，柔性閘刀的速度以及接觸力必須完全理想地被控制，以便避免部件的損壞，而同時(shí)確保電接觸的良好狀態(tài)。
大多數(shù)的現(xiàn)有系統(tǒng)例如運(yùn)動(dòng)發(fā)生器、線性運(yùn)動(dòng)發(fā)生器，通常使用了氣動(dòng)起重器，其的運(yùn)動(dòng)通過(guò)一組凸輪傳遞給接觸器。該凸輪通過(guò)其輪廓型面將線性運(yùn)動(dòng)發(fā)生器的不太精確的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成可致動(dòng)接觸器的運(yùn)動(dòng)。因此這種系統(tǒng)的困難和復(fù)雜性保留在確定和精確制造這些凸輪的型面中。此外，因?yàn)殡娮硬考鳂I(yè)線的高的處理速率，凸輪的型面經(jīng)受摩擦而被快速地磨損，這樣降低致動(dòng)系統(tǒng)的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于，提供一種用于致動(dòng)部件接觸器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由于其機(jī)械零件輕微摩擦而具有較長(zhǎng)的壽命。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于致動(dòng)部件接觸器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)式是精確的和可重現(xiàn)的。
這些所述的目的可通過(guò)一種具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；該系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例包括從屬權(quán)利要求的特征。特別是，為了補(bǔ)償線性運(yùn)動(dòng)發(fā)生器的位移的不準(zhǔn)確性，作用在待檢驗(yàn)的部件上的接觸器速度控制和壓制力調(diào)節(jié)借助于包括至少一個(gè)連接桿的控制機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行。
連接桿是在兩個(gè)末端部處接合的剛性桿并被設(shè)計(jì)成在兩個(gè)可移動(dòng)的零件之間傳遞運(yùn)動(dòng)。使用連接桿而不使用凸輪的第一優(yōu)點(diǎn)在于，連接桿運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性僅取決于它們兩個(gè)接合部之間的距離的精確性，這比凸輪復(fù)雜型面的精確性更易于實(shí)現(xiàn)。另一優(yōu)點(diǎn)在于，連接桿與其連接的機(jī)械零件之間的接觸由圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的接合部實(shí)現(xiàn)。因此它們的磨損可最小化。


借助于描述本發(fā)明的致動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的附圖1和2，可更好地理解本發(fā)明，附圖僅示例性地說(shuō)明而不是限定實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的致動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖；和圖2是用于控制本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的接觸器的速度和擠壓力的系統(tǒng)的功能原理圖。
具體實(shí)施例方式
在其優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的致動(dòng)系統(tǒng)包括線性運(yùn)動(dòng)發(fā)生器，其包括兩個(gè)固定的永久磁體塊2、3和電氣線圈4，該磁體塊優(yōu)選為彼此平行地連接到系統(tǒng)的框架1上，該電氣線圈設(shè)置在兩個(gè)磁體塊2、3之間，其軸線大致垂直于兩個(gè)磁體塊2、3的平面。電氣線圈4固定在滑架8上(圖1)，該滑架有在導(dǎo)軌9上的滑道81、82來(lái)保持和引導(dǎo)，導(dǎo)軌大致平行于該兩個(gè)磁體塊2、3之間最短部段的正中垂直平面。止動(dòng)件91、92位于滑架的兩個(gè)側(cè)邊上，以便限定其運(yùn)動(dòng)的幅度，這樣就確定了滑架8的兩個(gè)分立的位置?；?包括兩個(gè)可調(diào)節(jié)的標(biāo)志件，優(yōu)選為金屬磁頭的螺紋件95、96。當(dāng)滑架8處于其第一分立位置時(shí)，其抵靠第一止動(dòng)件91，優(yōu)選為第一螺紋件95的頭部的第一標(biāo)志件位于第一位置檢測(cè)器之上，該檢測(cè)器優(yōu)選為第一感應(yīng)傳感器93。當(dāng)滑架處于其第二分立位置時(shí)，其抵靠第二止動(dòng)件92，優(yōu)選為第二螺紋件96的頭部的第二標(biāo)志件位于第二位置檢測(cè)器之上，該檢測(cè)器優(yōu)選為第二感應(yīng)傳感器94。
示例中所示的接觸器包括兩個(gè)系列的柔性金屬閘刀58、68，該閘刀成對(duì)布置并以鉗子的鉗口夾持的方式擠壓待檢驗(yàn)部件的插針，在圖1中只能看到第一對(duì)閘刀。接觸器由兩個(gè)夾爪56、66的相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)來(lái)打開(kāi)和閉合。每一夾爪在其運(yùn)動(dòng)中通過(guò)電絕緣的圓柱體57、67來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)系列的柔性閘刀58、68中的一個(gè)。每一夾爪56、66在軸55、65的上末端部處固定，該軸由穿過(guò)框架1的垂直氣缸來(lái)導(dǎo)向。
第一連接桿5通過(guò)其下軸連接到滑架8上并且通過(guò)其上軸連接到第一軸55的下末端部。第二連接桿6通過(guò)其下軸固定到滑架8上并且通過(guò)其上軸固定到大致水平的反向桿7上，該反向桿可圍繞位于其中部的軸旋轉(zhuǎn)。反向桿7的另一末端部圍繞旋轉(zhuǎn)軸線連接到第二軸65的下末端部上。
在其優(yōu)選實(shí)施例中，線性電-機(jī)械變換器使得本發(fā)明的致動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，該線性電-機(jī)械變換器是直線馬達(dá)。該直線馬達(dá)包括兩個(gè)永久磁體塊2、3和設(shè)置在該磁體之間的可移動(dòng)的電氣線圈4，并且包括電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)(未示出)發(fā)出經(jīng)過(guò)該線圈的不同強(qiáng)度和方向的連續(xù)電流，這樣產(chǎn)生了基于線圈4的一個(gè)力，該力使得在其導(dǎo)軌上的滑架8發(fā)生位移。該滑架的位移方向可通過(guò)使流經(jīng)線圈4的電流的方向逆向來(lái)改變。
通過(guò)快速地使流經(jīng)線圈4的電流的方向交替變化，可在滑架的兩個(gè)分立位置之間產(chǎn)生快速的來(lái)回運(yùn)動(dòng)，這樣導(dǎo)致接觸器的快速閉合和打開(kāi)。
檢測(cè)螺紋件95、96出現(xiàn)的感應(yīng)傳感器93、94告知控制系統(tǒng)處在其第一或第二分立位置處的滑架的位置，這樣對(duì)于檢驗(yàn)的開(kāi)始或滑架處于待確定的先前位置可提供最佳的時(shí)刻。
線性運(yùn)動(dòng)發(fā)生器的運(yùn)動(dòng)，特別是直線馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)，是難以控制的。特別困難的是精確地限制滑架運(yùn)動(dòng)的速度和幅度，因此難以在不抵靠止動(dòng)件91、92而回彈的情況下停止滑架。這種用于致動(dòng)電子部件的接觸器的運(yùn)動(dòng)發(fā)生器通過(guò)將其結(jié)合到適配的控制系統(tǒng)上使得其的使用成為可能，以確保接觸器的柔性閘刀58、68接近待檢驗(yàn)的部件時(shí)逐步地減小閘刀的速度，并特別地限定閘刀58、68的最大壓制力，以使得不會(huì)損壞待檢驗(yàn)的部件，并獲得合格的電接觸，足以進(jìn)行狀態(tài)良好的檢驗(yàn)。
參照?qǐng)D2，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)包括兩個(gè)連接桿5、6，該連接桿通過(guò)其下軸固定到滑架8上。第一連接桿5的上軸直接固定到第一軸5 5的下部，該第一軸在穿過(guò)系統(tǒng)框架1的垂直導(dǎo)向件中被導(dǎo)向。第二連接桿6的第二軸62連接到反向桿7上，該反向桿由大致水平放置的且能圍繞處于其中部的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的剛性金屬件構(gòu)造成。該反向桿7的另一末端部連接到第二軸6 5的下末端部，該第二軸也在穿過(guò)系統(tǒng)框架1的垂直導(dǎo)向件中被導(dǎo)向。
當(dāng)滑架8處于其第一分立的位置時(shí)，其抵靠止動(dòng)件91，連接桿5、6相對(duì)于垂直平面成一角度α，并且它們的第二軸處于在垂直軸線上的其下部位置。夾爪56由軸55向下拉，而夾爪66由軸65向上推，該軸65經(jīng)反向桿7連接到第二連接桿6。接觸器打開(kāi)，部件從一個(gè)操作工位移動(dòng)到下一個(gè)工位。在本發(fā)明的示例圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)接觸器打開(kāi)時(shí)，這些連接桿具有相同的長(zhǎng)度并相對(duì)于垂直平面成相同的角度α。同樣應(yīng)當(dāng)構(gòu)想到，借助于不同長(zhǎng)度和位置的連接桿也可控制本發(fā)明的線性電-機(jī)械變換器的運(yùn)動(dòng)，并且可使接觸器動(dòng)作。
當(dāng)滑架8處于其第二分立的位置時(shí)，其抵靠第二止動(dòng)件92，連接桿5、6處在大致垂直的位置中。它們的第二軸因而處于在垂直軸線上的其最高位置。夾爪56由軸55向上推，而夾爪66通過(guò)反向桿7由軸65向下拉。接觸器閉合，可進(jìn)行部件的檢驗(yàn)。
連接桿5、6的作用由圖2示出。當(dāng)接觸器打開(kāi)時(shí)，連接桿5、6相對(duì)于垂直平面成角度。連接到滑架上的連接桿5、6的下軸水平移動(dòng)。連接到一軸或反向桿7上的連接桿5、6的上軸沿垂直運(yùn)動(dòng)被導(dǎo)向。當(dāng)滑架8朝向其第二分立位置移動(dòng)以閉合接觸器時(shí)，連接桿5、6處于垂直位置。滑架的水平位移b導(dǎo)出連接桿5、6的上軸的垂直位移d。位移b和d的關(guān)系由以下公式表示d=b·(1-cosαsinα)]]>
這樣，如果角度α保持成小的角度，連接桿的上軸的垂直位移保持成明顯小于其下軸的水平位移。以上公式的推導(dǎo)還示出，當(dāng)接近連接桿5、6的垂直位置時(shí)垂直位移速度明顯地減小。
垂直位移和水平位移之間的關(guān)系提供了以下一些優(yōu)點(diǎn)。
第一優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)接近與待檢驗(yàn)的部件的接觸點(diǎn)時(shí)，接觸器的柔性閘刀58、68的速度降低。在連接桿的垂直位置附近，滑架快速地水平位移，在這種情況下，連接桿5、6的上軸的垂直速度大大降低，因此接觸器的閘刀58、68的速度大大降低。
第二優(yōu)點(diǎn)是，滑架8的振蕩在其第二分立位置附近對(duì)柔性閘刀58、68的位置幾乎沒(méi)有影響。
第三優(yōu)點(diǎn)是，線性電-機(jī)械變換器的力成倍地增加。因此，在待檢驗(yàn)的部件上將接觸器保持在閉合位置僅需要由變換器施加最小程度的力。
附加的優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)檫B接桿5、6的上軸的垂直位置達(dá)到了絕對(duì)最大值，所以接觸器的夾爪56、66之間最小距離也達(dá)到可精確確定的最大值，由此作用在特別類型的部件上的擠壓力或壓制力也達(dá)到可精確確定的最大值。
超過(guò)其理想的第二分立位置的滑架運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致接觸器略微地再打開(kāi)，這樣防止了待檢驗(yàn)的部件的損壞或防止了柔性的閘刀58、68過(guò)度地受迫。作用于待檢驗(yàn)部件的接觸器的閉合的精確時(shí)刻借助于第二感應(yīng)傳感器94來(lái)確定，而其檢測(cè)的精確時(shí)刻可通過(guò)作用于第二螺紋件96來(lái)調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的致動(dòng)系統(tǒng)的變型實(shí)施例中，不使用反向桿7，并且第二連接桿6的上軸直接固定到第二軸65的下末端部。當(dāng)滑架8壓靠第一止動(dòng)件91時(shí)，例如通過(guò)第二連接桿6的垂直定位，可實(shí)現(xiàn)反向桿的功能。以這種方式，朝向滑架的第二分立位置的滑架位移導(dǎo)致第一連接桿5的第二軸向上移動(dòng)并且導(dǎo)致第二連接桿6的第二軸向下移動(dòng)，以使其定位成與垂直平面成一角度α，這使得夾爪56、66彼此靠攏地移動(dòng)。
以上描述的優(yōu)選實(shí)施例參照示例詳細(xì)描述了用于電子部件的接觸器的致動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)由水平線性直線馬達(dá)產(chǎn)生，并且該系統(tǒng)通過(guò)控制機(jī)構(gòu)用于致動(dòng)，該控制機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)連接桿，接觸器沿垂直軸線移動(dòng)。
然而，本發(fā)明的原理還可應(yīng)用于任何線性運(yùn)動(dòng)的發(fā)生器，其包括氣動(dòng)起重器或脈沖馬達(dá)，或者應(yīng)用于圓形運(yùn)動(dòng)的發(fā)生器，其包括致動(dòng)曲軸的旋轉(zhuǎn)汽缸引擎，在曲軸上裝有一定數(shù)量的連接桿。然而，該在后的實(shí)施例通常具有曲軸制造復(fù)雜的缺點(diǎn)。
在本發(fā)明的變型實(shí)施例中，電-機(jī)械變換器具有大于兩個(gè)的有限數(shù)量的分立位置，這樣對(duì)應(yīng)于分立位置的數(shù)量需壓制致動(dòng)系統(tǒng)，以便例如接觸各個(gè)部件，該部件的接觸點(diǎn)的設(shè)置是較復(fù)雜的。
由這種系統(tǒng)致動(dòng)的接觸器可以是以上示例所述中的不同類型。例如其可包括一對(duì)或多對(duì)致動(dòng)柔性閘刀的夾爪；一對(duì)或多對(duì)這樣的夾爪，其上夾爪或下夾爪是可移動(dòng)的；一對(duì)或多對(duì)柔性金屬閘刀，通過(guò)壓在其接觸點(diǎn)上使得與待檢驗(yàn)的部件接觸；或這些系統(tǒng)的任意組合。其可以是用于格柵陣列式的部件，例如“插針格柵陣列(PGA)”或“球狀件格柵陣列(BGA)”的形式，其中接觸器則包括例如金屬觸點(diǎn)板，其布置成與部件的觸點(diǎn)相對(duì)并抵靠其下表面施加。
這些不同類型的觸點(diǎn)需要本發(fā)明的致動(dòng)系統(tǒng)的適配，使得例如致動(dòng)系統(tǒng)可包括僅一個(gè)連接桿，以用于啟動(dòng)單個(gè)系列的觸點(diǎn)；或者相反的是，可包括不同長(zhǎng)度并且與垂直平面成不同角度的多個(gè)連接桿，以便作用于具有不同速度和幅度的接觸器運(yùn)動(dòng)的不同要素。
權(quán)利要求
1.一種用于致動(dòng)半導(dǎo)體部件的接觸器的系統(tǒng)，其包括運(yùn)動(dòng)發(fā)生器；和接觸力控制機(jī)構(gòu)，其獨(dú)立于由所述發(fā)生器產(chǎn)生的不同的運(yùn)動(dòng)幅度，其特征在于，所述控制機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)連接桿。
2.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)連接桿(5、6)的第一末端部用所述運(yùn)動(dòng)發(fā)生器的可移動(dòng)的部分(4、8)聯(lián)接起來(lái)。
3.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)連接桿(5、6)的該第二末端部用半導(dǎo)體部件的接觸器的第一夾爪(56)聯(lián)接起來(lái)。
4.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)連接桿(5、6)的該第二末端部的位移軸線沿一根與所述至少一個(gè)連接桿(5、6)的該第一末端部的位移軸線無(wú)關(guān)的軸線被導(dǎo)向。
5.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，其包括兩個(gè)連接桿(5、6)。
6.如權(quán)利要求5所述的致動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)連接桿(5、6)中的每一個(gè)致動(dòng)半導(dǎo)體部件的接觸器的夾爪(56、66)。
7.如權(quán)利要求5所述的致動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，其包括固定到第二連接桿(6)的該第二末端部上的反向桿(7)。
全文摘要
一種用于致動(dòng)電子部件的接觸器的系統(tǒng)，其用于該部件的電氣檢驗(yàn)，該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)由一機(jī)構(gòu)控制，該機(jī)構(gòu)限定了作用在待檢驗(yàn)部件上的接觸器壓制力。
文檔編號(hào)G01R1/02GK1440091SQ03106029
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者L·黑尼格爾, C·弗洛伊德沃克斯, J·佩爾雷特, P·霍斯特特勒 申請(qǐng)人:伊斯梅卡控股公司