DE69015966T2

DE69015966T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vereinzelung, Orientierung und Prüfung elektronischer Komponenten.

Info

Publication number: DE69015966T2
Application number: DE69015966T
Authority: DE
Inventors: Ronald Eugene Hunt; Verlon Eugene Whitehead
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2010-09-18
Also published as: EP0425087A3; DE69015966D1; JPH03158773A; JPH0727006B2; EP0425087B1; US5042668A; EP0425087A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum zufälligen Auswählen eiektronischer Bauteile aus einer Mehrzahl von Bauteilen und zum automatischen Testen der ausgewählten Bauteile.
Vorrichtungen zum Testen elektronischer Bauteile sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Viele verschiedene Hersteller stellen verschiedene Meß- und/oder Testvorrichtungen her, die verwendet werden können, um genau und einfach zu bestimmen, ob ein bestimmtes elektronisches Bauteil innerhalb seiner Auslegungsspezifikationen liegt oder nicht. Obgleich diese Testvorrichtungen im wesentlichen befriedigend für die meisten Anwendungsfälle sind, machen die modernen elektronischen Vorrichtungen mit anwachsender Komplexität eine sehr hohe Anzahl von elektronischen Bauteilen notwendig, die während des Zusammenbaus getestet werden müssen, um einen hohen Grad von Qualitätssicherheit zu erzielen.
Gegenwärtig zielt der Zusammenbau von elektronischen Geräten nach dem Stand der Technik in Richtung automatisierter Vorrichtungen, die in der Lage sind, elektronische Bauteile schnell, genau und ohne menschliches Zutun zu positionieren. Eine große Anzahl derartiger Geräte ist bekannt, die in der Lage sind, reproduzierbar sehr kleine elektronische Bauteile auf Substraten oder Schaltkreiskarten unter Verwendung von Roboter-Techniken auszurichten. Gegenwärtig werden Anstrengungen gemacht, um diesen Stand der Technik mittels Maschinen zu verbessern, die in der Lage sind, eine Mehrzahl von elektronischen Bauteilen auf einem Substrat oder einer Schaltkreiskarte gleichzeitig anzuordnen. Beispielsweise bietet Panasonic National ein System mit der Bezeichnung "Panasert Simultaneous Chip Component Placenent Machine Model No. NM8270" an. Ein anderes vorgeschlagenes System zur gleichzeitigen Anordnung einer großen Anzahl von elektronischen Bauteilen auf Substraten oder Schaltkreiskarten verwendet Trägerröhren aus Kunststoff, die mit einer großen Anzahl von elektronischen Bauteilen gefüllt sind. Ein Beispiel dieses Typs von System ist in der US-Patentanmeldung mit der Nr. 07/155,945 offenbart.
Bei jedem Anwendungsfall, bei dem viele elektronische Bauteile auf einem Substrat oder einer gedruckten Schaltkreiskarte angeordnet werden müssen, ist es notwendig, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um die große Anzahl der elektronischen Bauteile zu testen, so daß die Systemqualität erhalten werden kann. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Qualitätssicherung ergibt sich, daß, obgleich es für gewöhnlich ausreicht, nur einen geringen Prozentsatz aus der Gesamtzahl der zu verwendenden elektronischen Bauteile zu testen, um einen hohen Qualitätsgrad zu erzielen, diese modernen Systeme eine derart hohe Anzahl von elektronischen Bauteilen verwenden, daß selbst ein geringer Prozentsatz der Bauteile eine sehr hohe Zahl ergeben kann. Von daher ist zu verstehen, daß ein Testen dieser Geräte von Hand keine effektive Maßnahme zum Aufrechterhalten der Systemqualität angesichts der großen Anzahl von betroffenen Bauteilen ist. Es besteht daher eine Notwendigkeit für ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen es möglich ist, elektronische Bauteile rasch und beliebig mit einem hohen Grad von Genauigkeit zu testen.
Die vorliegende Erfindung schafft demzufolge eine Chip-Testvorrichtung zum beliebigen Auswählen und automatischen Testen von elektronischen Bauteilen, wobei die Chip-Testvorrichtung aufweist:
eine Magazineinrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von zufällig ausgerichteten elektronischen Bauteilen;
eine Aufreiheinrichtung zum Zwangsbewegen zufällig ausgewählter elektronischer Bauteile in eine einheitliche Ausrichtung;
eine Chip-Erkennungseinrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles in einer bestimmten Testposition;
eine Testeinrichtung, die mit der Chip-Erkennungseinrichtung verbunden ist zum automatischen Testen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles als Reaktion auf dessen Erkennung in der bestimmten Testposition; und
eine Auswurfeinrichtung zum Auswerfen eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteils aus der bestimmten Testposition als Reaktion auf einen erfolgreichen Test desselben.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren rum beliebigen Auswählen und automatischen Testen von elektronischen Bauteilen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bevorraten einer Mehrzahi von elektronischen Bauteilen in zufälliger Ausrichtung;
Bewegen der Mehrzahl von elektronischen Bauteilen in eine einheitliche Ausrichtung;
Erkennen des Vorhandenseins eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles in einer bestimmten Testposition;
Testen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles als Reaktion auf die Erkennung hiervon; und
Auswerfen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles aus der bestimmten Testposition als Reaktion auf einen erfolgreichen Test desselben.
Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes Testverfahren für elektronische Bauteile und eine Vorrichtung hierfür, die geeignet sind zum automatischen Testen einer großen Anzahl von Bauteilen während eines Elektronik-Zusammenbauvorganges, sowie zum zufälligen Auswählen bestimmter elektronischer Bauteile aus einer großen Anzahl von Bauteilen und zum automatischen Testen dieser Bauteile.
Die obenstehenden Merkmale werden wie nachfolgend beschrieben erzielt. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwenden ein entfernbares Magazin zur Aufnahme einer Mehrzahl von beliebig ausgerichteten elektronischen Bauteilen, die pneumatisch bewegt werden und durch Vibration und Schwerkraft in eine einheitliche Ausrichtung innerhalb einer Ausnehmung in einer geneigten Führungsplatte zwangsbewegt werden. Eine Verschlußplatte wirkt mit der Ausnehmung innerhalb der Führungsplatte zusammen, um einen langgestreckten Durchiaß mit einer Engstelle zu schaffen, die periodisch durch einen pulsierenden Pneumatikdruck freigeräumt wird, um eine Verstopfung zu verhindern. Ein Bauteil-Erkennungsschaltkreis wird verwendet, um das Vorhandensein eines elektronischen Bauteiles in einer bestimmten Testposition innerhalb der Ausnehmung zu erfassen und ein Paar von beweglichen leitfähigen Tastköpfen wird dann in Kontakt mit dem Bauteil gebracht, um einen Testvorgang zu ermöglichen. Um eine zufallsmäßige Probennahme der Bauteile zu erhalten, beinhaltet die Führungsplatte bevorzugt eine Mehrzahl von Ausnehmungen, in die die Bauteile zwangsbewegt werden. Eine Untergruppe dieser Ausnehmungen führt die Bauteile in Richtung der vorher bestimmten Testpositionen. Als Reaktion auf einen erfolgreichen Test wird das getestete Bauteil pneumatisch zurück in das entnehmbare Magazin ausgeworfen. In der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung macht es ein nicht bestandener Test notwendig, daß das nicht zufriedenstellende Bauteil von Hand von einer Bedienungsperson aus einer Testhalterung entfernt wird.
Um die Erfindung vollständig zu erklären, wird nun eine bevorzugte Ausführungsform desselben exemplarisch unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
Figur 1 eine Ansicht eines Teiles des Testsystems für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei eine Chip-Bewegung von einem Magazin durch eine Vereinzelungskammer zu einer Führungsplatte dargestellt ist, die einer Testhalterung für ein elektronisches Bauteil zugeordnet ist;
Figur 2 eine Teildraufsicht auf die Führungsplatte ist, die mit der Testhalterung für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Figur 3 eine Seitenansicht der Testhalterung für elektronische Bauteile der vorliegenden Erfindung in einer offenen Stellung ist;
Figur 4 eine Seitenansicht der Testhalterung für elektronische Bauteile der vorliegenden Erfindung in einer Test-Stellung ist;
Figur 5 eine Vorderansicht der Testhalterung für elektronische Bauteile der vorliegenden Erfindung ist; und
Figur 6 eine Schnittdarstellung eines Teiles der Testhalterung für elektronische Bauteile der vorliegenden Erfindung ist.
Unter Bezug auf die Figuren und insbesondere unter Bezug auf Figur 1 ist eine Ansicht eines Teiles eines Testsystems 10 für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie zu erkennen ist, weist das Testsystem 10 für die elektronischen Bauteile zwei Haupt-Unteranordnungen auf. Genauer gesagt, eine Testhalterung 12 für elektronische Bauteile, welche nachfolgend noch im Detail beschrieben wird, und einen Tester 14 für elektronische Bauteile. Der Fachmann erkennt, daß der Tester 14 für die elektronischen Bauteile unter Verwendung einer beliebigen Testvorrichtung für elektronische Bauteile erstellt werden kann, beispielsweise unter Verwendung des "Precision Component Analyzer Model No. 6425", das von der Wayne Kerr Company hergestellt wird.
Wie dargestellt, wird das Testsystem 10 für elektronische Bauteile bevorzugt in Verbindung mit einem Chip-Handhabungssystem verwendet, beispielsweise wie es in der US-Patenanmeldung mit der Nr. 07/347,691 offenbart ist. In einem solchen Chip-Handhabungssystem ist ein entfernbares Magazin 16 vorhanden, welches einen Hohlraum 18 genügender Größe beinhaltet, um als Reservoir für Tausende von auf einer Oberfläche anzuordnenden passiven elektronischen Bauteilen oder Chips 20 wie Widerständen oder Kondensatoren zu dienen. Die Chips 20 können in den Hohlraum 18 durch Anheben oder Entfernen einer oberen Platte 34 des Magazins 16 eingebracht werden. Das entfernbare Magazin 16 wird bevorzugt mittels einer Mehrzahl von Verriegelungen, wie der Verriegelung 38, an Ort und Stelle gehalten und kann entfernt werden, um den Hohlraum 18 zu entleeren.
Wie dargestellt, ist eine Mehrzahl von Chips 20 innerhalb des Hohiraumes 18 in einer zufälligen oder nicht einheitlichen Ausrichtung vorhanden, und diese müssen daher geeignet ausgerichtet werden, um diese Bauteile zu testen oder verwenden zu können. Wie in der bezuggenommenen Offenbarung vorgeschlagen, hat es sich herausgestellt, daß eine kombinierte Maßnahme einer Vibrationswirkung und Bewegung durch pulsierenden Luftdruck verwendet werden kann, um eine gewünschte einheitliche Ausrichtung der Chips 20 zu bewirken und diese Wirkung kann noch effektiver hinsichtlich des sich ergebenden Durchflusses gemacht werden, wenn versucht wird, weniger als den Gesamtinhalt des Hohlraums 18 zu bearbeiten.
Es wird demzufolge ein Mechanismus verwendet, um selektiv die Anzahl von Chips 20 zu steuern, welche der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile zugeführt werden. Dies wird bewerkstelligt durch Bereitstellen eines Luftverteilers 24, der unterhalb einer Bodenplatte 22 des Hohlraums 18 angeordnet ist. Unter Druck stehende Luft wird dem Luftverteiler 24 mittels einer Düsenanordnung 36 zugeführt, und der sich ergebende Luftdruck wird dann in den Hohlraum 18 mittels einer Mehrzahi von Öffnungen, beispielsweise der Öffnung 26, eingebracht. Wie dargestellt, ist die Öffnung 26 innerhalb des Hohlraumes 18 derart angeordnet, daß bei einer Inbetriebnahme einer Druckluftzufuhr innerhalb des Luftverteilers 24 ein Teil der Chips 20 innerhalb des Hohlraumes 18 durch eine Kammer 32, die von einer Platte 28 und einer Abschirmung 30 gebildet ist, nach oben und somit in eine Kammer 40 einer Vereinzelungskammer bewegt wird.
Nachfolgend fallen diejenigen Chips 20, welche pneumatisch in die Kammer 40 der Vereinzelungskammer 42 gefördert wurden, auf eine Führungsplatte 44. Ein Vibrator 48 wird dann in Zusammenwirkung mit der Neigung der Führungsplatte 44 verwendet, um zu bewirken, daß die Chips 20 nach unten in Richtung der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile sowohl durch Vibrationskräfte als auch Schwerkraft zwangsgefördert werden. Wie dargestellt, dient die Vereinzelungskammer 42 auch dazu, einen Sensor 46 zu halten, der beispielsweise unter Verwendung eines optischen Sensors oder einer anderen Einrichtung realisiert werden kann. Der Sensor 46 wird verwendet zur Erkennung der Größe von Chips, die innerhalb der Vereinzelungskammer 42 vorhanden sind. Eine geeignete Steuerschaltung kann dann als Reaktion auf ein Ausgangssignal von dem Sensor 46 verwendet werden, eine periodische Energieversorgung der pneumatischen Zuführleitungen zu bewirken, die mit der Düsenanordnung 36 verbunden sind, wenn eine unzureichende Anzahl von Chips 20 von dem Sensor 46 innerhalb der Vereinzelungskammer 42 erkannt wird.
Auf diese Weise kann eine bestimmte Menge von Chips 20 in der oben beschriebenen Weise dazu gebracht werden, von dem Hohlraum 18 her in die Kammer 32 einzutreten. Bei einem typischen Betrieb der beschriebenen Vorrichtung hat sich herausgestellt, daß die Energieversorgung der Zufuhrleitungen an die Düsenanordnung 36 mit einer Rate von zwei Pulsen pro Sekunde periodisch ausreichend ist, den Durchsatz des beschriebenen Handhabungssystens zu verbessern. Selbstverständlich können diese Parameter so eingestellt werden, wie sie für einen bestimmten Anwendungsfall notwendig sind. Beispielsweise hat der Winkel, mit welchem die Führungsplatte 44 geneigt ist, einen erheblichen Effekt auf die Geschwindigkeit, mit der die Chips 20 durch das Testsystem 10 für elektronische Bauteile gehandhabt werden.
Nachdem ein Chip innerhalb der mit der Ausnehmung versehenen Führungsplatte 44 korrekt ausgerichtet worden ist und dann in die Testhalterung 12 für elektronische Bauteile vibrationsgefördert wurde, veranlaßt das Testsystem 10 für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung automatisch und genau, daß dieser Chip mittels des Tests 14 für elektronische Bauteile getestet wird. Die Merkmale der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile werden nachfolgend noch im Detail beschrieben.
In Figur 2 ist eine teilweise Draufsicht auf die Führungsplatte 44 dargestellt, welche mit der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Wie zu sehen ist, ist die Testhalterung 12 für elektronische Bauteile bevorzugt an der äußersten linken Ecke der Führungsplatte 44 angeordnet, so daß elektronische Bauteile während des Prozesses beliebig getestet werden können, wobei die Chips 20 in Vorratsröhren oder anderen Geräten gehandhabt und aufbewahrt sind. Die Führungsplatte 44 beinhaltet bevorzugt eine Mehrzahl von Röhrenbeladespuren 52, die auf eine Weise wie in der bezuggenommenen Offenbarung beschrieben verwendet werden können, um das Einladen einer großen Anzahl von elektronischen Bauteilen in Handhabungsröhren oder andere Vorrichtungen zu erleichtern.
Wie in Figur 2 dargestellt, ist eine Testspur 50 ebenfalls in der Führungsplatte 44 beinhaltet, so daß Chips 20, welche in die Vereinzelungskammer 42 vibrationsgefördert wurden (siehe Figur 1) sowohl durch Schwerkraft als auch durch Vibrationseinwirkung richtig ausgerichtet und gefördert werden können, um eine richtige Ausrichtung zum Testen mittels der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile zu haben. Wie dargestellt ist die Testhalterung 12 für elektronische Bauteile bevorzugt auf der Führungsplatte 44 mittels Montagebolzen 54 befestigt. Dem Fachmann erschließt sich jedoch, daß in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Testhalterung 12 für elektronische Bauteile genau so gut in die Führungsplatte 44 integriert sein kann.
In den Figuren 3 und 4 ist eine Seitenansicht der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung in einer offenen bzw. in einer Testposition dargestellt. Wie dargestellt, ist die Testhalterung 12 für elektronische Bauteile in Zusammenwirkung mit der Führungsplatte 44 so angeordnet, daß Chips 20, welche durch Schwerkraft und Vibrationskräfte innerhalb der Testspur 50 richtig ausgerichtet wurden, der Testhalterung für elektronische Bauteile zugeführt werden. Eine Verschlußplatte 56 stellt sicher, daß Chips 20 innerhalb der Testspur 50 richtig ausgerichtet sind zum Einführen in einen Testblock 70 in aufeinanderfolgender Weise mit einem Chip pro Zeiteinheit.
Wie zu erkennen ist, beinhaltet die Testhalterung 12 für elektronische Bauteile eine bewegliche Tastkopfhalterung 58, welche bezüglich einer Halteanordnung 104 mittels Luftdruck beweglich ist, der einem Pneumatikzylinder 60 zugeführt wird. Wie dargestellt, wird, wenn Luftüberdruck dem pneumatischen Zylinder 60 zugeführt wird, eine Zylinderstange 62 aus fahren, an einer Sokkelplatte 64 anschlagen und die bewegliche Tastkopfhalterung 58 nach oben gegen eine mechanische Vorspannkraft bewegen, die von einer Feder 66 erzeugt wird.
Auf diese Weise kann die bewegliche Tastkopfhalterung 58 in der oberen oder offenen Stellung gemäß Figur 3 gehalten werden, bis ein Chip 20 auf eine Weise, die nachfolgend noch erläutert werden wird, innerhalb des Testblocks 70 erkannt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck innerhalb des Pneumatikzylinders 60 abgebaut, und die mechanische Vorspannkraft der Feder 66 zwingt die bewegliche Tastkopfhalterung 58 in die untere Position gemäß Figur 4, was bewirkt, daß ein Paar von federbelasteten leitfähigen Sonden 68 in Kontakt mit einem Chip 20 innerhalb des Testblockes 70 gebracht wird.
Wie oben beschrieben, werden die Drähte, die mit den federbelasteten leitfähigen Tastköpfen 68 verbunden sind, mit einem geeigneten Tester 14 für elektronische Bauteile (siehe Figur 1) verbunden, um rasch und genau zu bestimmen, ob der Chip 20 innerhalb des Testblockes 70 innerhalb der Auslegungsspezifikationen liegt oder nicht. Die untere Hälfte der Testhalterungen 12 für elektronische Bauteile weist einen Luftverteiler 72 auf, der verwendet wird, einen Näherungssensor aufzunehmen, der in der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um das Vorhandensein eines Chips 20 innerhalb des Testblocks 70 zu erkennen. Der Ausgang dieses Näherungssensors (nicht dargestellt) wird über einen Sensorausgang 84 mit einer geeigneten Steuervorrichtung verbunden.
Weiterhin dargestellt ist in dem Luftverteiler 72 ein Paar von Lufteinlässen 80 und 82. Wie unter Bezug auf Figur 6 erläutert werden wird, wird der Auswurf-Lufteinlaß 80 verwendet, einen erfolgreich getesteten Chip 20 aus dem Testblock 70 zurück in die Kammer 40 der Vereinzelungskammer 42 zu werfen. Auf ähnliche Weise kann der ein Verstopfen verhindernde Lufteinlaß 82 verwendet werden, um zu verhindern, daß eine Mehrzahl von Chips 20 den engpaßartigen Durchlaß verstopft, der von der Testspur 50 und der Verschlußplatte 56 gebildet wird.
In der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die bewegliche Tastkopfhalterung 58 und ihre Halteanordnung 104 auch in Längsrichtung entlang einer Sondenhalteschiene 76 bewegt werden, um es zu ermöglichen, daß ein nicht erfolgreich getesteter Chip 20 von Hand aus dem Testblock 70 entfernt werden kann. Ein Schienenanschlag 78 ist am oberen Ende der Sondenhaiteschiene 76 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Halteanordnung 104 vollständig von der Sondenhalteschiene 76 entfernt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Halteanordnung 104 gleitbeweglich an der Sondenhalteschiene 76 unter Verwendung von Präzisionskugellagern geführt.
In Figur 5 ist eine Vorderansicht der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie dargestellt, beinhaltet der Testblock 70 eine Testblockspur 92, die mit der Testspur 50 der Führungsplatte 44 derart fluchtet, daß richtig ausgerichtete Chips 20 durch Schwerkraft- und Vibrationskräfte in eine bestimmte Testposition innerhalb des Testblockes 70 für ein automatisches Testen gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zwangsgefördert werden können. Wie dargestellt, kann die Halteanordnung 104 an der Sondenhalteschiene 76 unter Verwendung einer Tastkopfhalterungs-Sperrschraube 86 fixiert werden. Somit kann im Falle eines nicht erfolgreichen Testens eines Chips 20 die Tastkopfhalterungs-Sperrschraube 86 teilweise gelöst werden, was es gestattet, die Halteanordnung 104 entlang der Sondenhalteschiene 76 anzuheben, um ein Entfernen des Chips 20 aus der Testblockspur 92 zu ermöglichen.
Schließlich ist in Figur 6 eine Schnittdarstellung eines Teiles der Testhalterung 12 für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie dargestellt, ist die Testblockspur 92 des Testblockes 70 in Fluchtung mit der Testspur 50 der Führungsplatte 44, so daß Chips 20, die durch Vibration und Schwerkraft richtig ausgerichtet wurden, in die Testblockspur 92 hintereinander eintreten, wobei die Verschlußplatte 56 eine Beschränkung bildet. Wie dargestellt, dienen die Verschlußplatte 56 und die Testblockspur 92 dazu, einen langgestreckten engpaßähnlichen Durchlaß zu bilden. Wie zu sehen ist, ist der das Verstopfen verhindernde Lufteinlaß 82 mit einem Luftkanal 88 verbunden, der wiederum mit einer schräg verlaufenden, ein Verstopfen verhindernden Öffnung 90 verbunden ist. Man hat herausgefunden, daß das Anlegen einer pulsierenden Luftzufuhr mit einer Frequenz von ungefähr 8 Hz und einem Druck von 6,9 x 10&sup4; Pa (ten pounds per square inch) verwendet werden kann, um zu verhindern, daß eine Mehrzahl von Chips 20 den engpaßähnlichen Durchlaß zwischen der Verschlußplatte 56 und der Testblockspur 92 verstopft. Dem Fachmann erschließt sich jedoch, daß die optimale Frequenz, mit der die Luftzufuhr pulsiert, die an den das Verstopfen verhindernden Lufteinlaß 82 angeschlossen ist, abhängig ist von dem Winkel, um den die Führungsplatte 44 geneigt ist und vom Gewicht eines jeden einzelnen Chips 20; diese Frequenz und der Druck können jedoch ohne unzumutbaren Experimentieraufwand bestimmt werden, so daß ein maximaler Durchsatz ohne Verstopfung möglich ist.
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Nachdem eine ausreichende Anzahl von Chips 20 innerhalb der Testblockspur 92 ausgerichtet ist, wird ein Chip 20 eine Sensoröffnung 94 überdecken. Hier kann nun ein Reflektionssensor 96 verwendet werden, um ein Signal zu erzeugen, das das Vorhandensein eines Chips 20 in einer vorher festgelegten Testposition anzeigt. Der Ausgang vom Reflektionssensor 96 wird dann über den Sensorausgang 84 einer geeigneten Steuerschaltung zugeführt, die verwendet wird, den Luftdruck abzubauen, der an dem Pneumatikzylinder 60 anliegt (siehe Figuren 4 und 5), so daß sich die Zylinderstange 62 zurückzieht. Nachfolgend wird die von der Feder 66 erzeugte mechanische Vorspannung die federbelasteten leitfähigen Tastköpfe 68 nach unten zwangsbewegen, so daß Schneidenkontaktpunkte 98 in elektrischen Kontakt mit den Leitungen des Chips 20 gebracht werden. Durch Herstellen des Testblockes 70 aus keramischen Materialien oder anderen geeigneten nicht leitfähigen Materialien ist es einfach möglich, den Chip 20 während dieses Testvorganges elektrisch zu isolieren.
Die Ausgänge der federbelasteten Tastköpfe 68 werden hierbei mit dem Tester 14 für elektronische Bauteile (siehe Figur 1) verbunden. Für den Fall, daß der Tester 14 für elektronische Bauteile anzeigt, daß der Chip 20 innerhalb der Auslegungsspezifikationen für das bestimmte getestete Bauteil fällt, wird dem Auswurf- Lufteinlaß 80 ein Pneumatikdruck zugeführt und über einen Luftkanal 102 in die bestimmte Testposition innerhalb des Blockes 70 geführt. Ein Luftdruck innerhalb des Luftkanales 102 wird um einen zylindrischen Anschlagzapfen 100 herumgeführt und bewirkt nachfolgend den Auswurf jeglicher Chips 20 innerhalb der Testblockspur 92. Die so ausgeworfenen Chips 20 werden dann über die Führungsplatte 44 in die Vereinzelungskammer 42 zurück zwangsbewegt. Auf diese Weise kann eine Reihe von Chips 20 zufallsmäßig von den bewegten und zufällig ausgerichteten Gruppen von Chips innerhalb der Vereinzelungskammer 42 ausgewählt werden und durch Vibration und Schwerkraft in die bestimmte Testposition innerhalb der Testblockspur 92 gegen den zylindrischen Anschlagzapfen 100 zwangsbewegt werden. Nach jedem erfolgreichen Test eines Chips 20 wird ein Pneumatikdruck verwendet, um den Chip 20 in die Vereinzelungskammer 42 zurückzuwerfen, so daß ein anderer Chip zufallsweise in die Testposition zwangsbewegt werden kann.
Für den Fall, daß ein Chip 20 die Auslegungsspezifikationen nicht erfüllt, was durch den Tester 14 für elektronische Bauteile festgestellt wird, bewirkt die dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, daß die bewegliche Tastkopfhalterung 58 eine Anzahl von Malen angehoben und abgesenkt wird, um den Chip 20 erneut zu testen, um hierbei sicher zu stellen, daß ein richtiger elektrischer Kontakt hergestellt wurde Wenn nach einer bestimmten Anzahl von Folgetests der Chip 20 immer noch nicht die Auslegungsspezifikationen erfüllt, was durch den Tester 14 für elektronische Bauteile festgestellt wird, wird ein hörbarer Alarm erzeugt, und die Bedienungsperson des Testsystems 10 für elektronische Bauteile muß die Tastkopfhalterungs-Sperrschraube 86 lösen (siehe Figur 5) und die Halteanordnung 104 anheben, so daß der Chip 20 von Hand entfernt werden kann.
Dem Fachmann erschließt sich bei Bezugnahme auf die vorangehende Beschreibung, daß die Anmelder der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung geschaffen haben, mit der individuelle elektronische Bauteile zufallsmäßig aus Tausenden derartiger Bauteile ausgewählt und automatisch getestet werden können, um zu bestimmen, ob das Bauteil die Auslegungsspezifikationen erfüllt oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird das Bauteil oder der Chip in die Masse der elektronischen Chips zurückgefördert, die in der Vereinzelungskammer 42 enthalten sind, und der Prozeß wird wiederholt. Auf diese Weise kann die Qualitätssicherung eines komplexen elektronischen Gerätes, das unter Verwendung einer Mehrzahl von Chips 20 aufgebaut ist, sichergestellt werden, indem zufallsmäßig ein geringer Prozentsatz der in diesem Gerät verwendeten Chips ausgewählt und automatisch getestet wird.
Obgleich die Erfindung unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen in Form und Detail möglich sind, ohne daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Eine Chip-Testvorrichtung zum zufälligen Auswählen und automatischen Testen elektronischer Bauteile, wobei die Chip- Testvorrichtung aufweist:

eine Magazineinrichtung (16) zur Aufnahme einer Mehrzahl von zufällig ausgerichteten elektronischen Bauteilen (20);

eine Aufreiheinrichtung (44) zum Zwangsbewegen zufällig ausgewählter elektronischer Bauteile in eine einheitliche Ausrichtung;

eine Chip-Erkennungseinrichtung (96) zum Erkennen des Vorhandenseins eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles in einer bestimmten Testposition;

eine Testeinrichtung (14), die mit der Chip-Erkennungseinrichtung (96) verbunden ist zum automatischen Testen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles als Reaktion auf dessen Erkennung in der bestimmten Testposition; und

eine Auswurfeinrichtung (102) zum Auswerfen eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteils aus der bestimmten Testposition als Reaktion auf einen erfolgreichen Test desselben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronischen Bauteile auf einer Oberfläche anzuordnende, passive elektronische Bauteile sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufreiheinrichtung eine Führungsplatte (44) beinhaltet, welche wenigstens eine Ausnehmung hierin zum Halten der elektronischen Bauteile in einer einheitlichen Ausrichtung hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Aufreiheinrichtung weiterhin eine Verschlußplatte beinhaltet, welche oberhalb der Führungsplatte angeordnet ist und zusammen mit der wenigstens einen Ausnehmung einen langgestreckten engpaßähnlichen Durchlaß bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Aufreiheinrichtung weiterhin eine Pneumatikeinrichtung zum periodischen Entfernen elektronischer Bauteile aus dem langgestreckten engpaßähnlichen Durchlaß aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Pneumatik-Einrichtung eine pulsierende Luftzufuhr aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Testposition eine Öffnung hierin umfaßt und wobei die Chip-Erkennungseinrichtung einen Reflektionssensor aufweist, der benachbart der Öffnung angeordnet ist, um ein Vorhandensein-Signal als Reaktion auf das Vorhandensein eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles in der Öffnung zu erzeugen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Testeinrichtung eine Mehrzahl von leitfähigen Tastköpfen und eine Einrichtung zum Zwangsbewegen der Mehrzahl von leitfähigen Tastköpfen in vorübergehenden Kontakt mit dem einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteil als Reaktion auf das Vorhandensein-Signal aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswurfeinrichtung das einheitlich ausgerichtete elektronische Bauteil aus der bestimmten Testposition in die Magazineinrichtung als Reaktion auf einen erfolgreichen Test desselben auswirft.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswurfeinrichtung eine Pneumatikeinrichtung zum Auswerfen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles aus der bestimmten Testposition als Reaktion auf einen erfolgreichen Test desselben aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Steuereinrichtung zum Halten des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles in der bestimmten Testposition als Reaktion auf einen nicht erfolgreichen Test desselben.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Testposition einen nicht leitfähigen Block umfaßt, in welchem wenigstens eine Ausnehmung ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der nicht leitfähige Block einen Block aus einem Keramikmaterial aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Führungsplatte derart geneigt ist, daß Schwerkraft die Zwangsbewegung der elektronischen Bauteile in die wenigstens eine Ausnehmung unterstützt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin mit einer Vibratoreinrichtung, die mit der Führungsplatte gekoppelt ist, um die elektronischen Bauteile durch Vibration in die wenigstens eine Ausnehmung zu fördern.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5, 6, 14 und 15, wobei die Führungsplatte eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, wobei eine Untergruppe hiervon die elektronischen Bauteile in Richtung der bestimmten Testposition führt.

17. Ein Verfahren zum zufälligen Auswählen und automatischen Testen elektronischer Bauteile, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bevorraten einer Mehrzahl von elektronischen Bauteilen in zufälliger Ausrichtung;

Bewegen der Mehrzahl von elektronischen Bauteilen in eine einheitliche Ausrichtung;

Erkennen des Vorhandenseins eines einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles in einer bestimmten Testposition;

Testen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles als Reaktion auf die Erkennung desselben; und

Auswerfen des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles aus der bestimmten Testposition als Reaktion auf einen erfolgreichen Test desselben.

18. Ein Verfahren nach Anspruch 17, wobei die elektronischen Bauteile auf einer Oberfläche anzuordnende, passive elektronische Bauteile sind.

19. Ein Verfahren nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei der Schritt des Auswerfens weiterhin den Schritt des Auswerfens des einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteiles aus der bestimmten Testposition zurück zu der Mehrzahl von elektronischen Bauteilen umfaßt, die in zufälliger Ausrichtung bevorratet werden.

20. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, weiterhin mit dem Schritt des Vibrationsbewegens der einheitlich ausgerichteten elektronischen Bauteile in Richtung auf die bestimmte Testposition.

21. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der Schritt des Bewegens weiterhin den Schritt des periodischen Zwangsbewegens der Mehrzahl von elektronischen Bauteilen weg von der bestimmten Testposition beinhaltet.