Устройство для контроля и испытания полупроводниковых приборов

Устройство для контроля и испытания полупроводниковых приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >930787 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210880 (21) 2976441/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 2305.82 ° Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 2305.82

)51)М.Кп З

Н 05 К 13/08

Н 01 Ь 21/66

Государствеииый комитет

СССР по делам июбретеиий и открытий

РЙ УДК 621.319. .4.002.5 (088.8) (72) Автор изобретения

o ° Б. Домбровский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПРИБОРОВ

1 2

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов и может найти широкое применение в радиотехнической и электронной промышленности, при конструировании технологического оборудования для контроля электрических параметров силовых полупров одни к овых п ри боров .

Известно контактное устройство, со- 10 содержащее транспортный ротор с контактными зажимами, каждый из которых выполнен в виде двух размещенных в корпусе подвижных рычагов, причем одно плечо рычага снабжено диэлектрической перегородкой, а другое соединено зубчатой передачей со вторым подвижным рычагом, и приводной механизм.

Кроме того, каждый контактный зажим снабжен размещенным в корпусе штоком, в средней части которого на его поверхности закреплена подвижно в осевом направлении зубчатая рейка, взаимодействующая с первым рычагом, и собачка, жестко закрепленная прижимными подпружиненными элементами, размещенными на втором рычаге по обеим сторонам диэлектрической перегородки первого рычага, и закрепленным на втором рычаге роликом, взаимодействующим с собачкой штока, а приводной 30 механизм снабжен толкателем, перемещающим второй рычаг (1) .

Однак о данн ое устройство не обеспечивает одновременного нагрева испытуемого прибора и его структуры до рабочей температуры, например 125;ф5©С, и испытание прибора при указанной температуре за одну установку (загрузку) его в посадочном гнезде устройства, в результате чего снижается производительность процесса испытаний при массовом выпуске прибора.

Кроме того, недостатком известного устройства является недостаточно высокая надежность контактирования выводов испытуемого полупроводникового прибора с контактными элементами устройства при коммутации силовых токов и напряжений, например от 10 до 100 A при напряжении 250-2500 В.При необеспечении коммутации указанных токов и напряжений на выводах испытуемого прибора появляются прижоги, снижающие качество выпускаемой продукции.

Извес.гно устройство для контроля выводов полупроводниковых приборов, содержащее транспортирующий ротор, корпус с подпружиненными контактами, прижимной. механизм с приводом, подвижным кулачком с двуплечими рычага930 787 ми, одни концы которых соединены через щаровые опоры с кулачком, механизм регулирования усилия сжатия выводов (2) .

Это устройство также н е об еспечи нает Испытания полупроводниковых при1 боров с нагревом за одну установку в посадочном гнезде, а также надежное контактирование с анодным контактом испытуемого прибора.

Цель изобретения — расширение фун- 1О кциональных воэможностей и повышение надежности контактирования.

Цель достигается тем, что устройстно для контроля и испытания полупроводниковых приборон, содержащее транспортирующий ротор, подпружиненные контакты, прижимной механизм с приводом, подвижным кулачком и двуплечими рычагами, одни концы которых соединены через шаровые опоры с кулачками, оно снабжено климатической камерой с гибким нагревателем и под-. вижным теплоносителем в виде шариков, а прижимной механизм — фрикционной муфтой, на наружной полумуфте которой закреплены двуплечие рычаги, на вторых 25 плечах которых, снабженных уплотн яющими прокладками, закреплен гибкий нагреватель, а внутренняя полумуфта соединена через торцовую пружину с полой направляющей, в которой выпол- $Q нен продольный сквозной паз, и внутри которой размещен контакт для подключения анодного вывода полупроводникового прибора, соединенный с подвижным кулачком, размещенным на полой 35 н аправляющей .

На Фи г. 1 показано устройство, общий нид, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1) на фиг. 3 — ннутренн яя полумуф та с торцо- 4О в ой и ружи н ой . устройство содержит транспортирующий ротор 1 с вертикальной осью вращения и с прижимом 2, приводной вал которого связан с приводом воэвратнопоступательного движения (не показано) . Соосно под прижимом 2 транспортирующего ротора 1 на неподвижном столе 3 установлен прижимной механизм

4 на опорах вращения в корпусе 5. Прижимной механизм 4 выполнен н виде фрикционной муфты 6. К наружной полумуфте 7, выполненной из изоляционного материала, фрикционной муфты 6 на периферии равномерно по окружности на осях 8 вращения укреплены днуплечие рычаги 9 .

К наружной муфте 7 также укреплен корпус 10, который имеет окна

11 для прохода одних плеч днуплечих рычагов 9. Нижняя часть корпуса 10 6О заканчивается шестерней 12, которая связана с приводом 13 вращения.

Днуплечие рычаги 9 выполнены изогну- i той формы, например бочкообразной одни плечи которых находятся в корпусе, 65

5 прижимного механизма 4, а вторые плечи указанных рычагов расположены вне корпуса 5.

К одним иэ плеч концов днуплечих рычагов 9 закреплены шаровые опоры 14, взаимодействующие с наружной боковой поверхностью обратного конуса 15 подвижного кулачка 16, а к вторым плечам их концов эакреплены уплотняющие элементы 17, выполненные из термостойкой резины. Причем взаимодействующая поверхность уплотн яющих элементов повторяет наружную форму испытуемого прибора 18.

На внутренней поверхности вторых плеч двуплечих рычагов и на верхней торцовой поверхности наружной полумуфты 7 укреплен гибкий нагренатель

19, например, из графитированной углеродной ткани ЛВГ-250, образующий совместно с наружной поверхностью испытуемого прибора 18 рабочую полость 20,в которой размещен подвижный теплоноситель 21 с активной понерхностью нагрева, выполненный н ниде шариков диаметром

0,8-1,5 мм из материала повышенной теплопронодности например иэ меди.

Подвижный теплоноситель 21 имеет возможность контактировать с гибким нагревателем 19 и с наружной поверхностью испытуемого прибора 18.

Внутренняя полумуфта 22 размещена внутри наружной полумуфты 7. Гибкий нагреватель 19 через подвижные 23 и неподвижные контакты 24 электрически соединен с источником питания и с пускарегулирующей аппаратурой {не показано). Подвижные контакты 23 выполнены и виде колец, установленных на наружной полумуфте 7, а неподвижные контакты 24 — щеточные закреплены на неподвижном столе 3.

Внутренняя полумуфта 22 фрикционной муфты 6 выполнена за одно целое с торцовой пружиной 25, продолжением которой является полая нанранляю— щая 26. Внутри полой направляющей 26 установлен подпружиненный анодный контакт 27, служающий для подключения анодного вывода испытуемого прибора

l8, который сквозь продольной сквозной паз 28, выполненный н полой направляющей, посредством штифта 29 соединен с подвижным кулачком 16, установленным через изолятор на полой направляющей 26. Подвижный кулачок 16 имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение вверхвниз по полой направляющей 26 и вращаться совместно с другими элементами устройства. Полая направляющая 26 н верхней части, со стороны расположения внутренней полумуфты 7, установлена на опоре вращения н наружной полумуфте 7 фрикционной муфты 6, а в нижней части установлен через изоляционную прокладку 30 подпятник 31 на опорах

32 качения. Опоры 32 качения установ930787 лены в обойме 33 и изолированы от корпуса 10 прокладкой 34. Изоляционные прокладки 30 и 34 выполнены в виде втулок. В подпятнике 31 и в обойме 33 выполнены также сквозные отверстия для прохода электрического 5 проводника. Анодный контакт 27 в своей торцовой части имеет посадочную полость 35 под испытуемый прибор 18 и электрически соединен с разрезным пружинящим контактом 36, который закреплен на изоляционной прокладке 34.

Анодный контакт 27 выполнен таким образом, что длина цилиндрической части О больше высоты, образованной рабочей полости 20. В результате этого,1 когда испытуемый прибор 18 не находится в рабочей полости 20 (в своем посадочном гнезде), цилиндрическая часть Q анодного контакта выступает из-за рабочзйполости,тем самым предотвращается выпадание(утечка)подвижного теплоносителя 211медных шариков) из рабочей полости 20 ° Разрез-ной пружинящий контакт 36 соответственно электрически соединен с измерительной аппаратурой.

Таким образом, внутренняя полумуфта 22 совместно с торцовой пружиной

25 и полой направляющей 26, подвижным кулачком 16, анодным контактом

27 из оляционн ой прокладкой 30, под- 3О пятником 31 имеют возможность самостоятельяо совершать вращательное движение относительно наружной полумуфты 7 (или находится в окое при вращении наружной полумуфты 7) в мо- 3$ мент выхода из фрикциояного зацепле- ния внутренней полумуфты 22 от наружной полумуфты 7.

Устройство работает следующим образом. 46

Включают блок питания нагревателей 19. Реостатом блока питания устанавливают нужную величину тока и напряжения нагрева (не показано).

Затем включают привод 13 вращения 4 прижимного механизма 4. При включе.нии привода 13 вращения обе полумуфты-наружная 7 и внутренняя 22 вращаются совместно с укрепленными к ним элементами, так как внутренняя полумуф- © та 22 находится в зацеплении с наружной полумуфтой 7. При этом анодный контакт 27 не утоплен в полости направляющей 26,а находится в крайнем верхнем положении и выступает на 25 мм выше рабочей полости 20. Подвижная втулка 16 также находится в крайнем верхнем положении. При вращении прижимного механизма 4 под действием центробежной силы подзижиый теплоноситель 21 отбрасывается от центра прижимного механизма 4 к периферии полумуфты 7 (рабочей полости) и происходит контактирование указан- . ного теплоносителя с нагретой повер3сностью гибкого нагревателя 19. Под- 65 вижный теплоноситель (медные шарики)

21 контактирует с гибким нагревателем

19, как при вращении наружной полумуфты 7 совместно с двуплечими рычагами 9 и гибким нагревателем 19, так и в момент, когда внутренняя полумуфта 22 выходит иэ фрикционного эазацепления с наружной полумуфтой 7, т.е. когда загружаемый испытуемый прибор 18 выжимает внутреннюю полумуфту 22 вниз. Контактирование подвижного теплоносителя 21 с гибким нагревателем 19 в момент вращения наружной полумуфты 7 обеспечивает за счет центробежных сил, т.е. медные шарики прижимаются к внутренней поверхности гибкого нагревателя 19.

Контактирование подвижного теплоносителя 21 с поверхностью испытуемого прибора 18 происходит в момент, когда прибор погружается в образовавшуюся рабочую полость 20. При контактиров анин теплоносителя (медных шариков)

2i с поверхностью нагревателя происходит их нагрев до нужной температуры, а именно до температуры 125+5 C.

Указанная температура подвижного теплоносителя 21 постоянно поддерживается и контролируется термопарой с приборами. При вращении прижимного механизма 4. двуплечие рычаги 9 также поворачиваются и их плечи с шаровыми опорами 14 приближаются к вертикальной оси прижимного механизма 4, а плечи с укрепленным нагревателем 19 занимают противоположное положение, т. е. удаляются от вертикальной оси прижимного механизма 4. На позиции загрузки подключаемый полупроводниковый прибор 18 загружается в посадоч иое гнездо прижима 2, где управляющий и катодные выводы его обжимаются, обеспечивая тем самым подключение указанных выводов поибооа к соответствующим контактам Прижима 2. При этом прижим 2 находится в покое, в крайнем верхнем положении, после чего транспортирующий ротор 1 перемещается вместе с зажатым прибором 18 на позицию одного из электрических параметров. На пиэиции замера электрических параметров, когда оси прижимов 2 и прижимаемого механизма 4 совпали, прижим 2 из верхнего положения перемеща1 ется в крайнее нижнее положение. В результате перемещения прижима 2 с прибором 18 в крайнее нижнее положение происходит подключение анодного контакта 27 к анодному выводу прибора 18, т.е. корпус прибора 18, его штыревая часть входит в посадочную полость 35 и одновременно анодный контакт 27 перемещается в полости полой направляющей 26. Вместе с анодным контактом 27 в крайнее нижнее положение перемещается и подвижный кулачок 16. При этом корпус прибора

18 входит в рабочую полость 20, при930787 вод вращения 13 прижимного механизма

4 выключается, а двуплечие рычаги 9, плечи которых, расположенные в корпусе 5, взаимодействуя через шаро— вые опоры 14 с наружной боковой поверхностью обратного конуса подвижно- 5

ro кулачка 16, начинают принудительно проворачиваться вокруг своих осей

8. При принудительном провороте двуплечих рычагов 9 вокруг осей 8 их плечи, которые расположены вн е корпуса 5, с закрепленным к ним нагревателем 19 и уплотн яющими элементами

17, приближаются к вертикальной оси прижимного механизма 4 и уплотн яющие элементы 17 упруго охватывают корпус прибора 18. Одновременно находящийся подвижный теплоноситель 21 в рабочей полости 20 также приближается к вертикальной оси прижимного механизма 4 н уплотняясь, обхватывает корпус полупроводникового прибора 18. Испытуемый полупроводниковый прибор 18, перемещаясь в крайнее нижнее положение в рабочей полости 20, своим выступом упирается и давит в верхний торец внутренней полумуфты 22. Этим

25 самым обеспечивается дополнительный надежный электрический контакт анодного вывода прибора 18 с анодным контактом 27 прижимного механизма 4. Под действием вертикальной силы давления, З создаваемого прижимом 2, торцовая пружина 25 внутренней полумуфты 22 деформируется (сжимается) и внутренняя полумуфта 22 перемещается на ?5 мм вниз, выходя из зацепления с Зэ наружной полумуфтой 7, после чего

-привод возвратно-поступательного перемещения прижима 2 выключается.

С цновременно происходит принудительное дополнительное уплотнение и ак- 40 тивное контактирование теплоносителя

21 с наружной поверхностью находящегося в рабочей полости 20 испытуемого прибора 18 и с поверхностью гибкого нагревателя 19. Уплотнение 45 теплоносителя 21 вокруг поверхности испытуемого прибора 18, находящегося в рабочей полости 20, обеспечивается поверхностью гибкого нагревателя 19, который укреплен к внутренней щ поверхности вторых плеч двуплечих рычагов 9, расположенных вне корпуса

5.При взаимном контактировании теплоносителя 21 с разогретой поверхностью нагревателя 19 и с поверхностью испытуемогo прибора 18 теплоноситель (медные шарики) 21 разогрет до 125 +

+5 С,разогревают за 0,3-1,2 мин (в зависимости от массы прибора) до указанной температуры и испытуемый прибор 18. Затем производят испытание 6О полупроводникового прибора 18. После испытания прибора 18 включают привод возвратно-поступательного перемещения прижима 2 и привод 13 вращения прижимного механизма 4. При включении 65 привода 13 вращения прижнмно о механизма 4 начинает вращаться наружная полумуфта 7 с укрепленными к ней элементами, а внутренняя полумуфта 22 совместно с торцовой пружиной 25, полой направляющей 26 и анодным контактом 27, подвижным кулачком 16 еще не вращается, так как она не вошла в зацепление с наружной полумуфтой 7.

Как только прижим 2 переместится вверх (в крайнее верхнее положение) на 2

5 мм, внутренняя полумуфта 22 входит в зацепление с наружной полумуфтой 7 и начинает вращаться совместно с закрепленными к н ей элементами и с полумуфтой 7 . При дальнейшем движении прижима 2 в крайнее верхнее положение анодный контакт 27 совместно с подвижным кулачком 16 также перемещается в крайнее верхнее положение, вторые плечи двуплечих рычагов 9 и теплоноситель 21 под действием центробежных сил перемещаются от вертикальной оси прижимного механизма 4 к периферии полумуфты 7. При достижении прижимом 2 крайнего верхнего положения транспоргный ротор 1 вместе с прибором 18 перемещаются на позицию разгрузки. Испытуемый прибор 18 извлекается с прижима 2 и цикл работы устройства повторяется.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными дает возможностьь повысить произв одительн ость процесса испытаний полупроводниковых приборов, обеспечить высокую надежность контактирования вывода прибора с контактом устройства.

Производительность процесса испытаний полупроводниковых приборов достигается тем, что устройство дает возможность за одну загрузку подключаемого прибора производить нагрев его полупроводниковой структуры до рабочей температуры и одновременно производить его испытание.

Надежность контакта обеспечивается за счет дополнительного силового контактирования торца корпуса испытуемого прибора с контактными элементами устройства. Это дает возможность при испытании прибора коммутировать силовые токи от 10 до 100 А при напряжении от 250 до 2500 В, исключая прижоги на подсоединяемом выводе прибора.

Формула изобретения

Устройство для контроля и испытания полупроводниковых приборов, содержащее транспортирующий ротор, подпружиненные контакты, прижимной механизм с приводом, подвижным кулачком и двуплечими рычагами, одни концы которых соединены через шаровые опоры с кулачком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чт о, с целью расширения функци930787

10 ональных возможностей и повышения надежности контактирования, оно снабжено климатической камерой с гибким нагревателем и подвижным теплоносителем в виде шариков, а прижимной механизмфрикционной муфтой, на наружной полу- 5 муфте которой закреплены двуплечие рычаги, на вторых плечах которых, снабженных уплотняющими прокладками, закреплен гибкий нагреватель, а внутренняя полумуфта соединена через тор-lO цовую пружину с полой направляющей, в которой выполнен продольный сквозной паз и внутри которой размещен контакт для подключения анодного вывода полупроводникового прибора, соединенный с подвижным кулачком, размещенным на полой направляющей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 427408, кл. Н 05 К 13/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2967044/18-21, кл. Н 01 L 21/66, 28.07.80 (прототип) .

930787

Фиг. 2

Составитель Л.Прокопенко

Техред Т. Фанта Корректор H . Швыдк а я

Редактор С.Лыжова

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 35 39/89 Тираж 856

ВНИИПИ Государственного коми тета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5