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Auslegung eines Positionierrüttlers für ICs

 

In einem Testhandler für Halbleiterbauelemente werden die ICs mehrmals zwischen verschiedenen Behältnissen umgeladen. Da die Behältnisse unterschiedliche Rastertoleranzen aufweisen, müssen die ICs nach dem Umladen in ein enger toleriertes Raster noch feinpositioniert werden. Für diese Feinpositionierung sollte eine geeignete Schwingfördereinheit entwickelt werden.

Im ersten Schritt wurde ein geeigneter Schwingerreger ausgewählt. Im vorliegenden Fall fiel die Wahl auf einen pneumatischen Kolbenvibrator. Eine gerichtete Förderung wird durch eine Schrägstellung des Kolbenvibrators gegen die Plattennormale erzielt.

Parallel erfolgte die dynamische Auslegung der Schwingplatte. Um eine möglichst gleichmäßige Schwingförderung zu erzielen, sollten die Biege- und Torsionseigenfrequenzen der Schwingplatte deutlich oberhalb des Betriebsfrequenzbereiches der Schwingförderung liegen. Eine geeignete Entkopplung zwischen Schwingplatte und Reststruktur sollte zudem gewährleisten, dass die relevanten Starrkörpereigenfrequenzen der Schwingplatte deutlich unterhalb des Betriebsfrequenzbereiches zu liegen kommen.

Im mittleren Bild ist der Frequenzgang der Vertikalbeschleunigung an verschiedenen Positionen der Schwingplatte dargestellt. Diese ist im Betriebsbereich weitestgehend unabhängig von der Position auf der Schwingplatte. Die Schwingförderung erfolgt somit unabhängig von der IC-Position.

Schließlich erfolgten Zeitschrittsimulationen des Fördervorganges für verschiedene Haft- und Gleitreibbeiwerte zwischen IC und Schwingplatte. So kann die erzielbare Fördergeschwindigkeit abgeschätzt und der optimale Anstellwinkel des Kolbenvibrators bestimmt werden. Das untere Bild zeigt den zeitlichen Verlauf des Förderweges. Bereits nach etwa 480 [ms] wird der maximale Förderweg von 3 [mm] erreicht.

Der Positionierrüttler entsprach im Prototypentest allen an ihn gestellten Anforderungen und wird mittlerweile als Standardkomponente eingesetzt.

PDF-Download
Positionierruettler 1

Design / FE-Modell der Rütteleinheit

Positionierruettler 2

Frequenzgang der Vertikal-Beschleunigung an verschiedenen Auswertepositionen auf der Schwingplatte

Positionierruettler 3

Bewegung der Schwingplatte (grün) und resultierender zeitlicher Verlauf des IC-Förderweges (rot)

© ISMB Dautermann GmbH