以往技术的描述
正如我们社会所考虑的,电子工业以其新的和更多样化的产品与服务继续突破,发
现计算机和计算机元件具有更多用途,随着这些用途的扩大,存在着长久的减少计算机、
它们的元件以及涉及的线路的尺寸的压力,例如,老式的电容器从一根香烟大小的带有从
其末端延伸导线的圆柱缩小到称为“MLCC”(多层集成电路电容器)和“表面安装无源
元件”的微型的陶资器件,在其末端具有金属端接点,比大米粒还要小一些。目前,由于
众所周知的这些“集成块”在尺寸上已经减少到整体尺寸为0.04×0.02×0.02英寸的陶瓷
器件,它们的50个可以边对边的地放在1英寸以内,这些集成块达到如图1所示的尺寸
范围。
除去要使这些元件更小的压力而外,还存在比较快地处理它们的压力。在处理集成
块中,必须对每一块进行大量的电学测试,以便根据它们的电子性能加工分类,这些测试
的某一些已在美国专利5,676,799中进行了详细描述,可概括为耗散因子试验、电容高
度、强脉冲试验和抗绝缘试验。新的测试持续地建立,因此,引入了对这些持续增长微型
集成块进行测试的新测试组。
为了使处理集成块更有效,就需要避免外部有缺陷的集成块进入到电子测试阶段,
同时电子测试只对那些能满足线路所有要求的集成块进行,因此降低了整个处理时间。这
些外部可观察的缺陷是绝缘体的剥离、集成块外部的裂纹、从角上或沿边缘脱离、或者在
金属端接头中的缺陷诸如涂污、溢出和在末端糊剂中不可接受的波纹。这些缺陷被认为导
致在集成块的要求的电特性中的改变,因而它们可能被分开而要求较低的环境中使用。
因而,一场运动正在发展中,以便使测试前的集成块接受外部检查,因此已损伤的
集成块可被分开在工业的其它领域使用,在那些领域中这样的缺陷能被允许,因此使后续
的电测试更有效,同时因而增加使用率和降低生产可接受的高质量集成块的成本,为以一
有效的方式实施外部测试,必需的高的生产率处理它们,而且还是小心处理它们,寻求接
近75000件/小进的生产率,这就意味着一台设备每秒种必须外部检查20至21件微型陶
瓷集成块,为此要求一种设备以有效的方式处理大量的集成块,然而,任何明显的作用到
集成块上的力,诸如在有限的范围内塞满它们或以一距离将它们跌落在一平面上将产生其
自身的缺陷类型,通常是集成块的裂纹型式。
附图的描述
图1是说明中表示的从最大(型号CC1825)到最小(型号CC0402)到最大立方体
(型号CC0603)到最扁平的(CC1825)集成块外形尺寸范围;
图2是本发明的机械与元件的示意图;
图3是表示在图2的本发明的元件的位置的特写视图;
图4是本发明的装料轮的一个实施例的俯视图;
图5是图4所示的装料轮的一部分的特写视图;
图6是本发明的装料轮的一个实施例的顶表面、槽、穴和外边缘的一部分的特写视
图表示在用以在穴中夹持集成块的后穴壁上的一个真空入口;
图7是本发明的装料轮的顶表面、穴和外边缘的另一实施例的类似特写视图表示在
用以在穴中夹持集成块的后穴壁上的一个真空入口;
图8是装料轮与传递轮之间的最近点区域(传递区域)和为从传递轮移去集成块的
收集集合管的透视图;
图9是沿图8中装料轮与传递轮之间的传递区域的9-9线剖视图,表示集成块如何在
它们之间传递;
图10是本发明的前传递堵塞预防装配体的特写透视图;
图11回收外部检查已经报废的集成块的第一去除装置的说明图;
图12是本发明的用在回收剔除的和通过的集成块的料斗的说明视图;
图13是本发明的回收通过外部检查的集成块的第二去除装置的说明视图;
图14是料斗及其各自的侧边和地板的透视图,表示地板水平面的变化,它导致更轻
缓处理集成块;
图15是收集集合管与集成块指向的入口的下部的透视图;
图16是证明集成块处在传递轮上的一个位置的位置测定装置的特写剖视图;
图17是本发明的送料或装料轮的另一实施例的透视图,带有装料轮的连缘区域的一
部分的局部放大视图;
图18是在图17所示的实施例中形成的一个穴的特写俯视图;
图19是沿图17中19-19线的装料轮的实施例的剖视图;
图20是在图17中的所示的装料轮的实施例的俯视图,带有装料轮轮边缘区域的一
部分的局部放大视图;以及
图21是图17中所示的装料轮的实施例的装料轮和固定真空板的侧剖视图,表示用
于那里的穴与真空系统的特写。
较佳实施例的描述
现在转向附图,其中相同的元件用同样的数字标出,整个21幅图中相同的元件也用
同样的数字标出,图2、3和4表示本发明的处理微型陶瓷集成块3的机械1的实际元件
的总体布置,包括一圆的,最好是圆盘形的,由上表面7限定并由外边缘9终止的送料板
或装料轮5,装料轮5安装在中心轴13上,以便围绕那里旋转,由一电动机(未表示)
在一倾斜的,最好为45度,的基面15上驱动,并为了在围绕边缘9的固定位置上接受集
成块而布置,以便后面的外部检查。
如图4、5和6所示,在装料轮的上表面7中构成许多窄槽17,径向地向外指向边缘
9,并安排成通过集成块19的装料设备,在限定的方位从所述装料设备那里接受至少一个
集成块,所谓“限定的方位”意味着槽17的宽度要做成允许集成块以其边的一条(既可
是侧壁或前壁或后壁)以中心轴线(通过信成块的顶和底表面走向)处于径向向外但不横
跨槽在那里进入,由于槽17接近外边缘9,因此,每条槽转向下,绕斜面或斜角21,在
装料轮5中的槽17的底中形成,进入穴23中并形成穴的内壁25,当处理较大集成块时
通常采用槽17。
集成块的储备设备19从料斗27沿振动槽29通过,并轻缓地在装料轮5的上表面7
上的6点到5点钟的位置处放下来,具有许多向外延伸的臂确定槽33的中央环31并置于
装料轮上表面7的顶面,并缓慢地帮助集成块向外朝外边缘9移动。
对较小的集成块,如图7所示,可省去槽并且从装料轮的上表面7直接形成穴23,
在此实施例中,穴23由隔开的穴侧壁37,穴内壁25确定并由一个在穴侧壁37中在装料
轮5的旋转方向形成的角39伴随,。在本发明的一个最佳实施例中,角39是削斜的呈斜
面的形式,如图7所示,穴23从外边缘9面向外没有壁,因此构成一开口,因此当集成
块3保留在穴23中,如图6中假想的所示时,从外边缘9向外暴露集成块3的一侧面或
前面或后面。
第一真空装置包括第一固定真空空板41,如图6和7所示,该真空板置于装料轮5
下面,并与装料轮5分开一短的距离,诸如0.002英寸,并在装料轮5的下面向外延伸致
外边缘9的最外端处的下面,在周边43处终止,因此形成于其上每个穴23能保存集成块
3的地板45,如相同图中所示,在第一固定真空板41的上部和装料轮5的下部形成第一
真空腔49,从穴23向内与真空源(未表示)相连接,在装料轮5中形成小直径的通道,
在穴的内壁25中开始并通过装料轮5的内部与真空腔49连接,如图6和7所示,通道51
将穴23抽真空并在其中夹持集成块3,固定真空板41与装料轮5底面之间小缝隙提供另
一真空通道,它也协助为在穴23中夹持集成块3的保持力,如图6所示。
第一检查装置55,诸如电视摄像机57或充电电荷耦合装置,如图3中所示与装料轮
5具有一定的空间距离,并且当集成块3借助于暂时处在穴23中而移动时,观察与检查
集成块的外暴露表面,紧邻装料轮的外边缘9设置一壁59,从大约6点钟的位置到大约2:
30的位置,以帮助保持集成块3在穴23中抵住外边缘9,在壁59中2:00钟位置形成的
开口或窗口61为第一检查装置55,以便当它在穴23中经过时观察集成块3的暴露表面,
计算机/计算机处理器63(见图2)设置在机械1上并与第一检查装置55互联,以便当它
贯穿外部检查过程时一开始跟随集成块3的每一块。
还如图3、8和9所示,圆形的,最后是圆盘形的,由外边缘67终止的传递板或轮65
安装在中心轴69上以便绕那里旋转,传递轮65由电动机(未表示)在与装料轮5相同的
斜表面上驱动与装料轮5安排在同一平面内(即处于相同平面),并处于那里的协调的并
置运动,以便从装料轮5的外边缘9中的穴23将集成块3再放置到所述外边缘67上,所
谓“协调的并置运动”意味着装料轮5与传递轮65二者几乎是相切的接触,并处于相同
的圆周速度,因此集成块3可从外边缘9中的穴23中直接地和径向地向外准确地传递到
外边缘67因此提供集成块的仔细的处理。另外,如图9所示,建议把传递轮65的外边缘
67制造比接受检查的集成块的垂直高度薄一些,这样,集成电路的顶和底面、左和右侧
面、以及前面暴露出来,这种结构容许摄像机或观察装置和镜子和光束71同时检查集成
块的顶、底、左侧、右侧和前面,如图3所示,以便在少于5个方向并由少于5台摄像机
时将这5个表面聚焦检查。
第二真空装置包括固定的真空板73,图9中所示,被置于传递轮65下面并与它分开
一短的距离,如0.002英寸,并向外延伸,在传递轮65的下面终止于外周边75,短于外
边缘67。如同一图中所示,第二真空腔77形成于第二固定真空板73的上部和传递轮65
的下部,从外边缘67和外周边75向内,并被连接到真空源(未表示),一对相互分隔开
的小直径通道79形成于传递轮65中,在外边缘67处开始并经过传递轮65的内部与第二
真空腔77相连接。如图9所示的,在此实施例中,一条通道79可代替图9所示的二条,
通道79以及传递轮65的底和第二固定真空板73的顶之间的空间输送真空功力到外边缘
67,以便将集成块3保持于其上,集成块3由第一真空保持在装料轮5中的穴23中,并
且径向向外地从穴23被传递到传递轮65的外边缘67,同时此后由第二真空通过一对真
空通道79并通过传递轮65下面和第二真空板73的上面的空间保持在外边缘67上,已经
发现,由于在第二真空腔77中具有第二真空压力,例如3″Hg,强于第一真空腔49中的
第一真空压力,例如1″Hg,实现集成块3的更可靠的传递,在传递过程中,有少数集成
块从轮子上掉落。
如图8和10中,提供了一预传递堵塞防止装配体81,以便确保当集成块3在装料轮
5和传递轮65之间的最低点83或最近点传递时不堵塞,装配体81包括带有锁紧沉头螺
钉87的基座85,并具有在其上形成的第一曲线壁89,并且最好是具有与装料轮5的外边
缘9相同的曲率半径,同时设置在最低点83前面与它紧邻,在壁89中形成一斜面91,
同时当壁89接近最低点83时向上升高,任何集成块3从穴23向外伸展(称为“重合”),
超过外边缘9,沿斜面91缓慢地指向上并且与装料轮5脱离接触,将集成块3从穴23传
递到外边缘67,否则在轮之间成为堵塞,在可能导致损伤机械1时将其清除。
第二检查装置93,诸如单一或多个电视摄像机95或冲电电荷耦合装置,如图3所示
与传递轮65处于隔开的关系,处在大约9点钟的位置,以便当它们转过摄像机暂时保持
在传递轮65的外边缘67上时观察并检查集成块的外表面,通过使用多于一个观察装置和
/或将镜子99或其它反射装置聚焦于集成块3的顶、底、前和左与右表面上,当它们被真
空以其后侧或表面保持在外边缘67上时完成所有5个表面的同时观察,当集成块3保持
在装料轮5的穴23中时,集成块3的后侧或表面已经被第一检查装置55检查,一个或多
个镜子可以放在机械1上的各个区域,以便为了特殊摄像机或其它观察装置,增强集成块
3的特殊表面的反射。
如图8和11以及图15部分地所示,为排出报废的集成块或从传递轮65的外边缘67
排出集成块,以便在第一位置如收集料斗103收集而放置第一排出装置101,如图12所
示,第一装置101包括安装在邻近传递轮的边缘67和附近(上和下面)的收集管道,并
包括许多排出开口或出口107,处于边缘67以下,它们最好是锥形的实际上向下引导到
柔性管子109,诸如聚乙烯管子,它转引到收集料斗103,第一正向空气压力管道111通
过气阀115向空气管线113供应气压,该气阀在一个空气喷嘴117处终止,所述的阀由计
算机/处理器63操作控制。当一个集成块3已经由外部测试报废时,它被传递轮65移到
越过出口107的位置,计算机/处理器63指令传递轮65瞬间停止并打开空气阀115,以便
从集成块顶上的空气喷嘴117提供向下指向的正压力空气的短促喷发,迫使集成块向下离
开它在传递轮65边缘67上的位置,并进入出口107,在那里它由重力和空气压力落到收
集料斗103中,最好是在出口107的每一侧设置尺寸与形状类似于出口107的安全出口
121,并由柔性塑料管109连接到分离的容器123上。
可以对计算机/处理器63编程,在所述计算机/处理器中保持短时记忆(未表示),以
便区别由于某些可外部观察的缺陷和在传递轮65上的位置而被剔除的集成块,,因此第一
空气压力管道111能够被操作,以便不仅从那些已经通过外部检测试验的集成块中分离并
回收报废的集成块,而且能够确定具有不同外部缺陷的报废集成块,并通过多重口107分
离它们进入不同的料斗。
如图8和13所示,为排出集成块设置第二去除装置125,该集成块从传递轮65的外
边缘67通过外部测试,以便收集到第二位置诸如另一料斗127如图12所示,第二装置125
包括一个排出开口或出口129,该出口处于上边缘67面的收集管道内,向上导入柔性管
131,如聚乙烯管,转而导入收集料斗127,第二正向空气压力管道135通过在一空气喷
嘴141处终止的空气阀139向空气管线137供应气压,计算机/处理器63操纵地控制所述
的阀139,当一个已经通过外部测试的集成块3被传递轮65移到出口129下面的一个位
置时,计算机/处理器63指令传递轮45以便瞬间停止并打开空气阀139,以便从空气喷嘴
141向集成块的底提供向上指向的正向压力空气的短时间喷发迫使集成块向上,离开其在
传递轮65的边缘67上的位置并进入出口129,在该出口处集成块被压缩空气气流提高进
入收集料斗127。
如图14所示,料斗103和127的每一个是多边形的,诸如长方形,由一对相对布置
的侧壁143、一对相对布置的端壁145和一互联的底壁或地板147整体地连接以提供所示
的结构,料斗是开口顶部设计的,料斗103和127在本发明中是独特的,在其中它们各自
的底壁或地板147的每一个被提高到其几何中心并向下朝着各个壁的下边缘155倾斜,这
种几何形状在每一料斗中提供一种倾斜的地板147并确保每一集成块3不跌落在平的表面
上,该平的表面在工业中被认为引起集成块损伤,由于跌落在倾斜地板上,集成块消耗它
们从传递轮65跌落时所得到的大部分动能。
为确保已经通过外部测试的集成块被正确地跟随,设置位置定位装置157如图15和
16所示,在最佳实施例中,位置定位装在图16中表示,包括一光源,如发光二极管,向
下(或向上)指向横跨外边缘67,该集成块3由经过一对真空管道79吸入的真空功力所
保持其位置处,照亮边缘67。光接受器161被置于边缘67的相对边上的收集管道105中,
并安排成从所述光源159接受光,对计算机/处理器63编程,以协调所有集成块的位置
并在贯穿传递轮65的旋转中跟踪它们,已经通过外部测试的集成块,在一个位置向上翻
转时,不被认为是一个好的时,警告闪铄同时启动安全方法,诸如停止装料轮5和传递
轮65的旋转,因此有问题的集成块可以被除去。
在本发明的其它实施例中,有问题的集成块可以允许继续通过第二去除装置125,并
被刮板163(图15)抓取,该刮板将集成块推入到分离的料斗中。
在本发明的另一实施例中,同时特别是当处理最小的集成块时,诸如“0402”集成
块具有0.040×0.020×0.020英寸的尺寸,装料轮5被修改,如图17所示,以便消除中心
环31和窄槽17二者,圆形装料轮165是替换件,并如图17-20所示是一个确定成具有第
一平顶面169从被螺钉172或其它紧固件固定的中心轴171向外延伸的结实的,非柔性轮
子,如图所法,由向下一步倾斜的顶表面区域173为界的所述平顶表面169,该倾斜顶表
面区域与第二平顶表面175交叠并从那里向外延伸到末端圆形边缘177,许多穴181,其
具有的尺寸和形状以便在那里接收直立位置的集成块3,在第二平顶面175中的边缘177
处形成,并且每个穴181向外开向边缘177,并且由在穴181的侧边上的一削斜的或倾斜
的表面183在装料轮165的旋转方向引入,如箭头所示,倾斜面183有助于将集成块,在
正常的方位引入穴中,很像鞋拔子帮助人穿上一双鞋,将集成块放入储存设备19中,类
似于图4中所示的,同时新的装料轮165如前所述在相同的斜面上,在箭头的方向开始旋
转,在此实施例中不需要中心环31,穴181制造得比集成块3稍宽一点,因此,借助于
斜面183,每个集成块能从平顶表面的表面横跨斜面183移动并以接近100%的填充率进
入穴181中。
新的装料轮165还是独特的,其中它实际上由于2个轮子165a与165b层叠起的,每
一个分别具有其自己的边缘177a与177b,同时每一个具有不同的半径,如图17、18和19
所示,装料轮下部165b具有一平滑的边缘177b,该边缘放置得从装料轮上部165a和其
边缘177a稍向内侧,穴181仅在上轮部分中165a形成向外开入边缘177a,使用这种设计,
在穴181中的集成块3稍微伸出边缘177b之外。
此外,固定真空板41和真空通道51已被形成真空通道179代替,该真空通道从固
定真空板41向上并经过基础装料轮下部165b进入上部165a然后向外进入穴181的角,
其在穴后壁182和穴侧壁185a与185b之间,在穴181的相对边从斜面183形成如图17
和18所示。在此形态中,如图17、18和19所示,第一真空装置对准所述穴侧壁185b的
下角中,相对斜面183,和所述穴后壁182的下部,在所述穴侧壁185b和所述穴后壁182
之间形成的角中,穴181向外开向边缘177a并被形成得稍微宽于集成块3的宽度因此集
成块容易地从平顶表面175下落到斜面183被真空横跨穴181拉过以保留在穴181的相对
部分,如图17所示。这设计已经被认为将极有效地以集成块充填所有的穴并直立对准在
每个穴中,并以高的装料率充填,还发现为支持以后的测量集块的高度,通过集成块暴露
的底和项的光照设备并以标准的测量比较影相,正确的高度测量是集成块的重要规格之
一,有机械螺钉172将轮165a与165b紧固在一起。
还是在此实施例中,可能使用多个摄像机以观察集成块的各个表面,此外,传递轮65
经常设计成具有使其外边缘65比集成块的垂直高度厚,因为较厚的轮比较容易制造,集
成块容易稳定在较厚的边缘67上,同时当进行1至4有边的集成块检查时而不是全6个
有边的集成块检查时较厚的轮工作得很好。
尽管本发明参考其特殊实施例已经被描述,本领域的技术人员在不偏离其精神和范围
的情况下将能对本发明的被描述的实施例作各种修改,希望以基本相同的方法完成基本相
同功能达到基本相同结果的元件和步骤和所有组合处在本发明范围以内。