CH628196A5 - Procede et appareil de montage de dispositifs sur un substrat. - Google Patents

Description

L'invention se rapporte à un procédé et à un appareil de - la figure 6 est une vue suivant la coupe VI-VI de la tête montage de dispositifs sur un substrat. représentée sur la figure 5 ;

L'illustration de l'invention sera faite par la suite dans le cas - la figure 7 est une vue de face suivant la flèche VII de la particulier d'un montage de dispositifs tels que des composants figure 5, illustrant les systèmes associés à l'outil ;

électroniques à circuits intégrés. En effet, les techniques moder- 65 - la figure 8 est une vue en perspective avec arrachement nés mises actuellement en œuvre pour réaliser des équipements partiel de l'étrier associé à la table de support du substrat et électroniques et, plus particulièrement, des ensembles de traite- destiné à coopérer avec les plaques à fentes portées par les têtes ment de l'information, font de plus en plus appel à l'emploi de de découpe et de soudage ;

628 196

4

— la figure 9 illustre schématiquement le circuit électrique associé à chaque cellule photo-électrique portée par l'étrier représenté sur la figure 8 ;

— la figure 10 illustre schématiquement les moyens de mise en place du substrat sur le plateau de la machine représentée sur les figures 2 et 3 ;

— la figure 11 illustre un exemple de réalisation de détermination des positions représentant les centres des domaines prévus pour les dispositifs semiconducteurs destinés à équiper le substrat;

— la figure 12 illustre une plaque à fentes d'abscisses résultant de l'application de la détermination représentée par la figure 11, cette plaque à fentes étant destinée à coopérer avec l'étrierreprésenté sur la figure 8 ;

— la figure 13 illustre une plaque à fentes d'ordonnées résultant de l'application de la détermination représentée par la figure 11, cette plaque étant destinée à coopérer avec l'étrier relatif au plateau de support de substrat;

-la figure 14 représente sous forme synoptique les circuits de contrôle et de commande de l'appareil représenté sur la figure 2;

— la figure 15 A représente un autre exemple de substrat de connexion à équiper au moyen d'un appareil conforme à l'invention;

— la figure 15B indique le plan d'équipement externe relatif au substrat représenté sur la figure 15A ;

— la figure 15C indique le plan d'équipement interne destiné à l'unité de contrôle et de commande de la machine représentée sur la figure 14;

— la figure 15D illustre une séquence de découpe non optimisée relative au substrat représenté sur la figure 15A;

— la figure 15E indique une séquence de découpe optimisée par l'unité de contrôle et de commande ;

— la figure 15F indique le chemin de découpe résultant de la mise en œuvre de la séquence optimisée indiquée à la figure 15E;

-la figure 15G indique une séquence de soudure non optimisée relative au substrat représenté sur la figure 15A;

— la figure 15H indique une séquence de soudure optimisée par l'unité de contrôle et de commande;

— la figure 151 illustre le chemin de soudure résultant de l'exécution de la séquence de soudage optimisée indiquée à la figure 15H;

—la figure 16 illustre en exemple une relation entre les appellations des positions utilisées dans la rédaction des plans d'équipement indiquée aux figures 15 et les coordonnées relatives x, y associées au substrat;

— la figure 17 illustre des relations qui permettent de passer de l'abscisse relative x du premier système de référence à l'abscisse absolue X du second système de référence relatif à la table de support du substrat et

— la figure 18 décrit un exemple de chemin sur lequel s'appuie la détermination de l'optimisation des séquences liées aux déplacements en ordonnées Y d'un substrat.

Le but de l'invention est très bien illustré par la figure 1 des dessins. Dans cette figure est représenté un substrat de connexion 10 comprenant un réseau de conducteurs intérieurs 12 partant de plages de connexion 14 réparties autour de différents domaines 16 destinés à recevoir chacun un dispositif ou composant, ici un dispositif semiconducteur d'un certain type 18 désigné plus couramment sous le nom de pastille. Certains conducteurs 12 aboutissent à des bornes de connexion extérieures 20 destinées à être reçues dans un équipement électronique, tel qu'un ensemble de traitement de l'information par exemple.

Les pastilles 18 peuvent être classées de deux manières. Une première manière est de les considérer selon leurs types de fonctionnement. Par exemple, les pastilles 18a et 18'a appartiennent

à un premier type, tandis que la pastille 18b appartient à un second type. Une seconde manière est dé les répertorier selon leurs dimensions. Dans l'exemple illustré, les pastilles 18a et 18b appartiennent respectivement à une première et une seconde catégorie. Cependant, il peut se faire que des dispositifs de types différents puissent appartenir à une même catégorie.

Les dispositifs d'un même type qui sont destinés à venir sur le substrat 10 proviennent d'un élément de support 22, tel qu'un film ou ruban, fait d'une matière souple inextensible. Ce film est pourvu, le long de chacun de ses bords, d'une série de perforations 24 équidistantes et symétriques par rapport à l'axe longitudinal du film. Par ailleurs, ce film présente, dans sa partie centrale, une série d'ouvertures rectangulaires 26 autour de chacune desquelles se trouve un réseau de conducteurs 28. A l'origine, chaque ouverture est occupée par une pastille 18 d'un même type (ici le type 18a), comme cela est illustré dans les ouvertures 26a et 26b. Les conducteurs du réseau 28 s'appuient en porte-à-faux sur le film 22 pour soutenir la pastille respectivement par ses plots de sortie. Une particularité du film 22 est aussi de comporter des marques associées à des pastilles du film 22 qui n'ont pas satisfait aux critères prédéterminés d'un test de fonctionnement fait au préalable sur tous les dispositifs du film. Le dessin illustre l'une de ces marques par la référence 30. Selon l'exemple illustré, cette marque est un petit trou fait sur un bord du film, entre les perforations 24 du bord correspondant et le réseau 28 associé à la pastille de la fenêtre 26a. Evidemment, tout autre type de marque peut être envisagé sans intéragir sur les principes de l'invention. En d'autres termes, le dispositif 18 de la fenêtre 26a a été jugé non valide lors d'un test fait au préalable sur le film 22. Le fonctionnement des autres dispositifs 18 représentés sur la figure 1 a été jugé satisfaisant.

La figure 1 illustre aussi le principe de base du procédé. A partir d'un film 22 et en référence à l'ouverture 26c, le procédé consiste à déplacer le substrat 10 pour mettre en correspondance, suivant l'axe 32 représenté en traits mixtes, le centre de l'ouverture 26c avec le centre 34 d'un domaine (ici le domaine 16c). Puis la pastille 18'a est séparée du film 22 par sectionnement du réseau 28 entre la pastille et les bords de l'ouverture 26c, les conducteurs solidaires de la pastille 18'a étant désignés dans le texte par les conducteurs extérieurs de cette pastille. La pastille 18'a est ensuite posée dans le domaine 16c. Par cette opération, la pastille 18'a sera disposée comme la pastille 18a de la figure 1, cette pastille étant supposée provenir de l'ouverture 26d du film 22. Par la suite, un outil de fixation, tel qu'un outil de soudage (non représenté) viendra s'appliquer sur les conducteurs extérieurs pour les fixer aux plages de connexion 14 correspondantes du domaine 16. L'état final est représenté sur la figure 1 par la pastille 18b, qui a ses conducteurs desortie soudés au substrat 10.

En conclusion, la description qui précède montre qu'il faut disposer d'un film 22 différent pour chaque type de pastille que le substrat requiert. Il faudra par conséquent autant d'outils de découpe qu'il y a de types de pastilles nécessaires à un substrat, pour sectionner les pastilles des films correspondants. Par contre, étant donné que la soudure se fait par pressage et chauffage des conducteurs extérieurs d'une pastille, les dimensions de celles-ci sont seules déterminantes pour choisir le nombre d'outils de soudage nécessaires. Autrement dit, il faudra au moins autant d'outils de soudage que de catégories de dispositifs requises pour garnir un substrat 10 de tous ses dispositifs.

Par la suite, on appellera «positions prédéterminées» d'un substrat de connexion les centres respectifs 34 des domaines 16 du substrat.

Les figures 2 et 3 illustrent globalement un appareil 40 conforme a l'invention, destiné au soudage des conducteurs extérieurs de dispositifs semiconducteurs sur un substrat de connexion. A partir de cet appareil va être ensuite décrit le procédé de montage par soudage conforme à l'invention.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

628 196

L'appareil 40 se compose d'une machine de soudage 42 associée à une unité de contrôle et de commande 44 conçue pour contrôler et commander le fonctionnement de la machine 42. En l'occurence, l'unité 44 est un calculateur connu sous la désignation H316 et fabriqué par la société US «HONEY-WELL». Une description sous forme synoptique de cette unité est donnée par la suite en référence à la figure 14.

La machine 42 illustrée aux figures 2 et 3 comprend un bâti 46 sur lequel peuvent être montées des têtes de découpe 48 et des têtes de soudage 50 en un nombre qui dans l'exemple décrit, est au plus égal à dix, ce nombre n'étant pas limitatif. La description relative à la figure 1 a révélé que le nombre de têtes de découpe et/le nombre de têtes de soudage étaient fonction respectivement du nombre de types et du nombre de catégories des dispositifs requis pour équiper tout un substrat. Dans l'exemple illustré, on supposera qu'il faut cinq types pour quatre catégories de dispositifs. Par conséquent, la machine doit donc comporter cinq têtes de découpe 48A-48E et quatre têtes de soudage 50a-50d. La dixième tête 48F n'est pas nécessaire et n'est pas tenue en compte en fonctionnement normal de la machine 42. Pour les raisons qui vont être données ultérieurement, on supposera que cette tête est une tête de découpe.

Le bâti 46 comporte aussi une table mobile 52 portant un plateau mobile 54 destiné à recevoir un substrat de connexion 56 tel que le substrat 10 représenté sur la figure 1. Le déplacement de la table 52 se fait le long d'une tige filetée 58 entraînée par un moteur 60 commandé par l'unité 44. D'une manière appropriée, le moteur 60 est un moteur à faible inertie, tel qu'un moteur à courant continu à rotor plat. Le déplacement du plateau 54 se fait le long d'une tige filetée 62 entraînée par un moteur 64 commandé par l'unité 44. D'une manière appropriée, le moteur 64 est un moteur à faible inertie, tel qu'un moteur cloche à courant continu (sans fer dans le rotor).

La table 52 est solidaire d'un étrier 66 ayant ses deux branches parallèles à la tige filetée 58 et destiné à coopérer avec des premières plaques à fentes 68 connectées respectivement aux têtes de découpe et de soudage 48,50, comme cela va être décrit plus loin. Le plateau 54 est aussi solidaire d'un étrier 70 ayant ses branches parallèles à la tige filetée 62 et destiné à coopérer avec une seconde plaque à fentes 72 reliée fixement, mais amoviblement, à la table 52.

Les figures 2 et 3 montrent aussi que la table 52 se déplace suivant deux guides 74 parallèles à la tige filetée 58 grâce à un système de roulement à rouleaux croisés, bien connu dans la technique par la stabilité qu'il procure à l'élément déplacé. De même, le plateau 54 se déplace suivant deux guides 76 grâce au même système de roulement.

Le bâti 46 comporte aussi des moyens de déroulement pas à pas de film, ces moyens étant constitués ici par dix dérouleurs pas à pas de film 78 associés respectivement aux-dites têtes de la machine. Les dérouleurs 78 sont de construction classique, entraînés chacun par un système pourvu d'un moteur 80 et décrit par exemple dans le brevet français N° 2 225 977.

La figure 3 illustre aussi la position du film correspondant à chaque tête de découpe 48. Dans cette figure, le film 22 tel que représenté sur la figure 1 est enroulé sur une bobine 82. Le bâti 46 comporte dix axes 84 pouvant recevoir une bobine 82. Une bobine 82 est associée à une étiquette 86 désignant la bobine au moyen d'un code quelconque et reliée à l'unité 44. La figure 4 représente un exemple d'exécution de l'étiquette 86. Cette étiquette comporte un fil commun 88 et sept fils 90 terminés par des plots 92. Une liaison 93 ou non de chaque plot au fil commun 88 forme un nombre binaire. Par exemple la liaison désignera le chiffre 0 et l'absence de liaison, le chiffre 1. Avec l'étiquette représentée sur la figure 4,126 types différents de pastilles semiconductrices peuvent être identifiés par l'unité 44 à laquelle les fils 88 et 90 sont reliés. Avec ce code, on pourra aussi par exemple indiquer l'absence de bobine par le code

0000000, et l'absence de codage par le code 1111111. Bien sur, dans d'autres applications, ce code pourra être choisi en fonction du nombre de types de pastilles pour leur identification.

Revenant à la figure 3, on voit que le film 22 de la bobine 82 5 s'appuie sur divers galets 94. La machine 42 comporte aussi un détecteur de fin de ruban 96 relié électriquement à l'unité 44.

La figure 5 illustre, par une vue en coupe, la structure schématique d'une tête de découpe 48. Des têtes analogues ont déjà été décrites dans le brevet français no 2 205 800 de la titulaire. 10 La tête 48 de la figure 5 comprend un corps 98 sensiblement rectangulaire, ayant un côté pourvu d'une rainure 100 destinée à s'engager coopérativement avec une nervure 102 (figure 2) du bâti 46 de la machine 42, pour le montage amovible de la tête sur le bâti 46. Le côté opposé à celui portant la rainure 100 de la 15 tête 48 comporte une fenêtre 104 traversée par un organe de support 106 solidaire, d'un côté, d'un coulisseau 108 portant un outil de découpe 110 et, d'un autre côté, d'une lame-ressort 112 fixée à son autre extrémité à une pièce de transmission 114 coopérant avec une vis sans fin 116 entraînée par un engrenage 20118 couplé à un moteur à courant continu 120. La vis sans fin 116 est couplée à des éléments d'arrêt haut et bas 122. La pièce de transmission 114 est traversée par la vis sans fin 116 et est maintenue immobile en rotation afin de transformer le mouvement rotatif engendré par le moteur 120 en un mouvement de 25 translation dans le sens de l'axe de la vis sans fin. La pièce de transmission 114 comporte, du côté en vis-à-vis de l'organe 106, des moyens de détection de pression constitués ici par un capteur en potentiomètre linéaire dans l'exemple illustré ayant sa partie fixe solidaire de la pièce 114 et coiffée à une source de 30 tension (non représentée) et sa partie mobile (le curseur du potentiomètre) 126 fixée à l'organe de support 106. Cet organe 106 comporte aussi la partie mobile (curseur) 128 d'un moyen de contrôle de course de l'outil constitué ici par un potentiomètre linéaire 130 fixé au corps 98 de la tête 48 et relié à une 35 source de tension (non représentée). Les curseurs 126 et 128 sont reliés respectivement à l'unité 44 par l'intermédiaire de moyens non représentés.

L'unité 44 est aussi reliée électriquement au moteur 120 pour commander ce dernier.

40 La paroi inférieure du corps 98 de la tête 48 présente une lumière 132 destinée au passage d'un film 22, comme cela est représenté sur la figure 3. Sous l'outil 110, cette paroi se prolonge pour former une matrice 134 décrite en détail plus bas à l'occasion de la figure 7. Toutefois, on notera la présence d'un 45 détecteur de validité de pastille 136 destiné à coopérer avec les trous 30 (figure 1) formés dans un film 22 pour indiquer la non validité d'un dispositif semiconducteur. Dans l'exemple illustré, le détecteur 136 est un microrupteur recevant un élément qui agit par la pression d'un gaz pour détecter la présence d'un trou so 30. Les moyens d'alimentation de ce détecteur ne sont pas illustrés. Ce détecteur est relié à l'unité 44 et au dérouleur pas à pas 78 correspondant à la tête 48 de manière à actionner ce dérouleur pour sauter le dispositif semiconducteur non valide et placer sous l'outil 110 un dispositif semiconducteur valide. 55 La figure 6 est une vue à plus grande échelle suivant la coupe VI-VI de la figure 5.

La figure 6 donne des détails sur le guidage de l'organe de support 106 dans la fenêtre 104 du corps 98 de la tête de découpe 48. L'organe 106 comporte deux rainures latérales oppo-60 sées 138 coopérant respectivement avec deux autres rainures latérales en V140 de la fenêtre 104. L'accouplement est fait par billes 142 ayant pour guides les rainures en V138 et 140. Le coulisseau 108 représenté sur les figures 5 et 6 comporte un élément de support d'outil 144 fait en une matière mécanique-65 ment rigide.

Les figures 5 et 7 représentent la structure associée à l'outil 110. Comme représenté sur la figure 5, l'outil de découpe 110 comporte un canal central 146 relié à un conduit extérieur 148

628 196

6

communiquant avec une source de dépression (non représentée). Cela est destiné à retenir le dispositif semiconducteur qui a été découpé pendant la course de l'outil jusqu'au substrat 56. Cette particularité a été décrite dans le brevet français N° 2 205 800 précité.

L'outil de découpe 110 est associé à un système de positionnement et de maintien 150 du film 22. Le système 150 comprend deux axes 152 pourvus respectivement de tétons de retenue 154 et de ressorts hélicoïdaux de rappel 156 ayant une extrémité s'appuyant sur l'extrémité inférieure du coulisseau 108. Les deux axes 152 sont reliés fixement à une barrette 158 sur laquelle s'appuie l'autre extrémité des ressorts 156. Cette barrette est destinée à presser le film 22, tandis que les axes sont destinés à s'engager légèrement à force dans les perforations 24 du film, afin d'obtenir un positionnement stable du film pendant la découpe d'une pastille 18. Bien sûr, la barrette 158 et la matrice 134 sont pourvues d'un trou central pour laisser passer l'outil 110. La matrice 134 est aussi pourvue d'orifices 160 prévus pour recevoir les extrémités des axes 152 et pour fixer ceux-ci avec le film 22 pendant la découpe.

Les têtes de soudage 50 peuvent être du même type que la tête 48 décrite aux figures 5 à 7. Dans ce cas, l'outil 110 est un outil de soudage. Dans l'exemple illustré, l'outil de soudage est un outil de soudure associé à un élément de chauffage électrique. La durée de passage du courant peut être contrôlée de façon connue à l'aide d'un thermocouple (non représenté). On peut aussi adjoindre à la tête un circuit de refroidissement par azote de la soudure (non représenté). En outre, comme une tête de soudure ne coopère pas avec un film 22, une tête de soudure 50 ne comportera pas de lumière 132, ni d'un système de positionnement et de maintien de film 150.

Enfin, les têtes de soudage 48 et 50 sont toutes pourvues à leur base d'une nervure 162 prévue pour recevoir amoviblement et de manière réglable une plaque à fentes 68 (figures 2,8 et 12).

La figure 8 illustre le système émetteur-récepteur lié à l'étrier 66 en coopération avec une plaque à fentes 68. On supposera que les plaques 68 comportent quatre rangées de fentes 164 oblongues (voir figure 12) ayant toutes leur grand axe parallèle à une direction donnée (la verticale dans les dessins). Le système émetteur-récepteur comprend un dispositif émetteur formé dans cet exemple par une lampe électrique de forme linéaire, orientée suivant la direction donnée (la verticale dans les dessins) et d'une longueur recouvrant les quatre rangées de fentes 164. Cette lampe est montée sur une branche de l'étrier 66 et est connectée électriquement à une source d'énergie électrique (non représentée). Le système émetteur-récepteur comprend aussi un dispositif récepteur 168 se présentant sous la forme d'une plaquette 170 comprenant quatre cellules photoélectriques 172 alignées suivant ladite direction donnée (la verticale dans les dessins). Chacune de ces cellules comprend deux plages de réception 174a, 174b adjacentes, séparées selon une ligne parallèle à ladite direction donnée. La plaquette 170 est montée sur l'autre branche de l'étrier 66, de manière que le pinceau lumineux 176 traversant une fente 164 (une fente de la rangée R4 dans la figure 12) vienne couvrir les plages 174 sur toute leur longueur selon iadite direction donnée, mais seulement en partie la largeur de ces plages.

La figure 9 illustre schématiquement le circuit électrique associé à chacune des cellules 172. Les plages 174a et 174b sont connectées respectivement par des fils de connexion 176a, 176b aux entrées (+) et (— ) d'un amplificateur opérationnel 178 connecté par ailleurs à deux sources de tension +V et — V. La sortie de l'amplificateur opérationnel 178 est reliée à une borne d'excitation du moteur 60, dont la seconde borne d'excitation est connectée à la masse. Les fils 176a et 176b sont aussi couplés à l'unité de commande 44, celle-ci sélectionnant la rangée de fentes à prendre en considération et comptant le nombre de fentes défilant dans cette rangée, comme cela apparaîtra par la suite.

Le positionnement de l'étrier 66 par rapport à une fente 164 s'effectue comme suit. Quand le pinceau lumineux 176 frappe s d'une manière quelconque les deux plages 174a et 174b, celles-ci engendrent respectivement des courants électriques de valeurs différentes, dont la différence se répercutera, par l'intermédiaire de l'amplificateur opérationnel 178, par une excitation du moteur 60 pour entraîner la table 52 et l'étrier 66 dans un io sens dépendant du signe de la différence des courants. Delà sorte, la table 52 et l'étrier 66 s'immobiliseront lorsque les plages 174a et 174b recevront des flux lumineux égaux et délivreront des signaux électriques de grandeurs égales.

Le positionnement du plateau 54 est fait par l'étrier 70 îs ayant un système émetteur-récepteur analogue à celui de l'étrier 66. Les cellules seront aussi reliées par des amplificateurs opérationnels au moteur 64 d'entraînement du plateau. De la même manière, l'étrier 70 s'immobilisera sur une fente de la plaque 72, déterminée par l'unité 44.

20 II reste à décrire les moyens de positionnement du substrat 56 sur le plateau 54 de la machine 42. La figure 10 illustre ces moyens. Avant de décrire ces moyens, il est à préciser que le positionnement d'un substrat 56 est fait en référence à un système de trois points 180a, 180b, 180c sélectionnés Sur la péri -25 phérie du substrat. Afin de mieux faire ressortir les propriétés de la disposition adaptée on a grossi à la figure 10 les irrégularités des bords du substrat 56. Les trois points 180a-c sont trois points de ces bords qui ont été déterminés par rapport à un système de référence donné de façon que, placé à nouveau dans 30 un système de référence analogue, il occupe précisément la même position que celle déterminée par rapport au système de référence d'origine. Dans le cas de la figure 10, ce système de référence est constitué par trois galets 182a, 182b, 182c pouvant pivoter librement autour d'un axe fixe. Quand le substrat 56 est 35 en place, les points 180a, b et c doivent correspondre respectivement avec un point de la périphérie des galets 182a, b et c. Cette position restitue convenablement la position sélectionnée à l'origine. Pour mettre ainsi en place le substrat 56 et le maintenir, trois autres galets 184 sont prévus, ces galets étant libres en 40 rotation respectivement autour d'axes pouvant se déplacer dans des lumières 186. Par rétraction des galets 184, le substrat 56 est inséré entre les galets 182 et 184, puis par relâchement, un système mécanique (non illustré) sollicite les axes des galets 186 vers les galets 182 de manière à positionner automatiquement le 45 substrat. La figure 10 représente une étape intermédiaire de ce positionnement. Sous l'effet de la poussée des galets 184, on voit à la figure 10 que le mouvement du grand bord du substrat va entraîner en rotation les galets 182 en fonction des irrégularités. H est à noter que si les galets 182 étaient des pions immo-50 biles en rotation, les bords frotteraient contre les galets. Selon les irrégularités rencontrées, les forces de frottement seraient plus ou moins fortes et entraveraient le mouvement du substrat. En outre, il y aurait risque de déplacement de matière des irrégularités qui pourrait compromettre la précision et laposition ss désirées de la mise en place du substrat. L'utilisation des galets mobiles remédie à tous ces inconvénients. Une fois le substrat en place sur le plateau, il y est maintenu par un système de dépression (non représenté) agissant sous le substrat.

Maintenant que les détails de la structure de la machine 42 so ont tous été décrits, le fonctionnement de cette machine va être décrit en relation avec un substrat particulier donné uniquement à titre d'exemple. On rappellera qu'on a désigné par 34 les centres des domaines réservés à chaque pastille dans le substrat 10 représenté sur la figure 1. Pour le substrat 56 représenté sur 65 la figure 11, les Centres 34 de ses domaines sont référencés par rapport à un premier système de référence (coordonnées relatives) défini dans l'exemple illustré en coordonnées cartésiennes par deux axes perpendiculaires Ox et Oy représentés par deux

7

628 196

bords voisins du substrat. Ainsi, les centres 34 peuvent être définis par l'intersection de deux lignes parallèles à ces axes. Pour les raisons qui apparaîtront plus clairement ci-après, on partage le substrat en quatre rangées (encore appelées «canaux») RI, R2, R3, R4 et quatre colonnes Cl, C2, C3, C4, de manière que les centres 34 occupent respectivement une seule case définie par une colonne et une rangée. Pour la commodité de désignation des positions 34, on les appellera par la suite chacune par la lettre P référencée par le chiffre de sa colonne et de sa rangée. Dans chaque case, les positions (centres 34) sont définies par l'intersection de deux segments parallèles aux axes. Les segments horizontaux sont désignés par la lettre H pourvus des mêmes références que les positions correspondantes, et les segments verticaux par la lettre V associés aux références correspondantes. Par exemple, la position P44 correspond aux segments H44 et V44. On forme les fentes des plaques 68 à partir des segments verticaux V, comme cela est représenté sur la figure 12. Bien entendu, la longueur des fentes est indépendante de celle des segments V. De même, les fentes des plaques 72 sont formées à partir des segments H, comme cela est illustré dans la figure 13.

Les types de pastille destinés au substrat 56 sont ensuite déterminés en fonction des positions respectives P des pastilles 18 destinées au substrat 56. On a supposé ci-dessus qu'il fallait cinq types de pastilles pour garnir le substrat, ce qui impliquait la présence des cinq têtes de découpe 48A-48E. On a supposé aussi que ces cinq types représentaient quatre catégories de dimensions, nécessitant l'existence des quatre têtes de soudage 50a-50d. Le tableau ci-dessous illustre un exemple de correspondance entre les positions P et les types et catégories des pastilles à placer sur le substrat. On a désigné les têtes de découpe et de soudage par les lettres correspondant aux types et catégories.

Type

A B C D E

Catégorie Positions a b a c d

P14P34P42 Pu P13P24P44

P32

P21P22 P33 P43 P23P41

Cet exemple suppose que les types a et c correspondent à la même catégorie a.

Pour la réalisation de la machine 42, on s'est fixé un second système de référence (coordonnées absolues x, y) indépendant du premier et par rapport auquel sont définis les emplacements des dispositifs destinés à être mis en place sur le substrat et les lieux de soudage. Lesdits emplacements correspondent dans la machine 42 aux axes des outils de découpe des têtes 48A-48E et lesdits lieux de soudage correspondent aux axes des outils de soudage des têtes 50a-50d (figure 2).

Dans l'exemple de réalisation, les axes des outils de découpe sont disposés suivant une première ligne droite et les axes des outils de soudage suivant une seconde ligne droite confondue avec la première. Comme on le voit sur les dessins, l'alignement des outils de découpe et de soudage est fait suivant une ligne parallèle à la tige filetée 58 de déplacement de la table 52. Cela correspond aussi ici à une direction parallèle à l'axe Ox définie précédemment relativement au substrat 56 (figure 11) quand il est monté sur le plateau 54 de la manière représentée par la figure 10. Les plaques à fentes 68 sont alignées suivant cette direction.

Le fonctionnement de la machine 42 peut maintenant être aisément expliqué. D'abord, on place le substrat 56 sur le plateau 54 d'une manière très précise, comme indiqué à la figure 10. Cela signifie dans l'exemple illustré que le substrat 56 est disposé de manière que son axe des abscisses soit parallèle à la ligne commune des outils de découpe et de soudage. Au départ aussi, la table 52 et le plateau 54 ont des positions bien précises (Xo, Yo) par rapport à la ligne des outils. Cette position est déterminée par l'unité 44, comme indiqué ci-après.

5 A partir de la position de départ (Xo, Yo) de la table et du plateau, l'unité 44 commande les moteurs 60 et 64 pour placer correctement le substrat sous l'outil de la tête 48a. En supposant que les types et catégories indiqués au tableau précédent correspondent respectivement aux têtes représentées sur la figure 2, 10 l'unité 44 commandera les moteurs 60 et 64 pour placer l'axe de l'outil de la tête 48a en correspondance avec, par exemple, la position P14. La table et le plateau 54 se positionnent alors respectivement sur la fente VI4 de la plaque 68 relative à la tête 48A et H14 de la plaque 72 de la façon indiquée précédemment is en référence aux figures 8 et 9. Les fentes sont connues de l'unité 44, à laquelle on a indiqué le premier système de référence, les types et catégories des dispositifs semiconducteurs à utiliser, la correspondance des positions P avec les types et catégories, et la répartition des têtes les unes par rapport aux autres. 20 En supposant que la plaque 68 de la tête 48A se présente comme indiquée à la figure 12, l'unité 44 sélectionne la première fente de toute la rangée R4 constituée par l'alignement des plaques 68. Après immobilisation du substrat sur la position P14 suivant un axe analogue à l'axe 32 de la figure 1, l'unité 44 2S commande l'actionnement de la tête 48A pour la découpe du dispositif du film 22a (relatif au type a). Le fonctionnement de cette tête sera indiqué plus tard. Quand la pastille a été déposée à la position P14, l'unité 44 sélectionne alors par exemple la position P34 (voir le tableau précédent) et commande les mo-30 teurs 60 et 64 en conséquence. La sélection par l'unité 44 de la position P34 se fait par comptage des fentes de la rangée R4 de la plaque 68 (ici la troisième), alors que le positionnement en ordonnées reste identique. Après que toutes les opérations relatives à la tête 48a ont été faites, la table et le plateau se position-35 nent relativement à la tête 48B conformément au tableau précédent. Cela décrit le déplacement du substrat avec son premier système de référence par rapport à la ligne d'emplacement des outils qui définit ledit second système de référence, pour mettre en correspondance chaque position avec le dispositif semi-con-40 ducteur 18 correspondant.

Une fois que le substrat reçoit son dernier dispositif 18 de la tête 48E, il passe ensuite sous les têtes de soudure correspondantes. Par exemple, la tête 50a relative à la catégorie a travaillera en relation avec les positions P14, P34, P42, et P32. 45 Une remarque peut être maintenant faite au sujet de la subdivision des abscisses et des ordonnées déterminées sur le substrat en rangées et colonnes, comme cela est représenté sur la figure 11. S'il n'y avait pas cette subdivision, la plaque 68 par exemple comprendrait une série de fentes 164 occupant toute la 50 largeur de la plaque. De la sorte, des fentes correspondant par exemple aux segments V34 et V32 seraient très proches l'une de l'autre, ce qui perturberait le positionnement du substrat, ainsi que la commande d'asservissement des moteurs. Grâce à la subdivision montrée par exemple à la figure 11, les fentes de chaque 55 rangée sont suffisamment espacées pour obtenir un bon asservissement et un positionnement correct du substrat.

Le fonctionnement d'une tête 48 va maintenant être décrit en référence aux figures 5 à 7. Quand le substrat a une position 60 désirée P dans l'axe 32 de l'outil 110, l'unité 44 commande le moteur 120 pour faire descendre la pièce de transmission 114 et, par suite, l'outil 110 par l'intermédiaire de la lame 112. La course de l'outil 110 est représentée sur la figure 5 par l'axe 88 ayant son origine 190 au niveau inférieur de l'outil 110 quand 65 celui-ci est dans sa position initiale haute. La marque 192 correspond sensiblement au plan du réseau de conducteurs 28 du substrat 22 (figures 1 et 7). De 190 à 192, l'outil ne rencontre aucun obstacle, de sorte que la lame 112 est tendue normale

628196

8

ment d'une grandeur traduite électriquement parle curseur 126 du potentiomètre 124. En même temps, le mouvement de la pièce 114 est traduit électriquement par le curseur 128 du potentiomètre 130. Les positions 190 et 192 ont été reproduites près du potentiomètre 130 de la figure 5 par les positions correspondantes du curseur. Par conséquent, l'unité 44 contrôle dans la zone prédéterminée 190-192 la tension de la lame 112, grâce aux potentiomètres 124 et 130. Quand l'outil arrive au niveau 192, il percute les conducteurs du réseau 28 rattachés à la pastille 18, tandis qu'une dépression est créée dans le canal 146. La force d'impact de l'outil sur le réseau 28 est répercutée par la lame 112 sur le curseur 126 et est traduite électriquement par le potentiomètre 124. L'unité 44, qui connaît la position 192 grâce au potentiomètre 130, est en mesure d'apprécier la valeur de la force d'impact. Par exemple, si une telle force s'était produite dans l'espace 190-192, cette force d'impact aurait été jugée comme un défaut de la machine et aurait déclenché l'arrêt de la tête 48. De même, au niveau 192, l'unité 44 reconnaît la force d'impact et a connaissance de sa valeur par le potentiomètre 124. Des moyens sont prévus dans l'unité 44 pour comparer la valeur de cette force à une valeur limite supérieure prédéterminée. Si la force d'impact venait à dépasser la valeur limite, l'unité 44 jugerait la force d'impact comme un défaut de l'appareil et arrêterait le fonctionnement de la tête 48. Entre le niveau 192 et le niveau 194 représentatif de la surface supérieure du substrat 56, l'outil descend avec sa pastille 18 en suspension grâce à la dépression dans le canal 146. Cette course est détectée par le potentiomètre 130 et la pression mesurée à l'aide du potentiomètre 124. Là encore, l'unité procède aux mêmes contrôles de pression. Quand l'unité 44 sait, du potentiomètre 130, que l'outil atteint le niveau 194 représentant la surface supérieure du substrat 56, la dépression dans le canal 146 cesse pour déposer la pastille 18, tandis que l'unité 44 ramène l'outil 110 à sa position initiale 190. Au niveau 194, l'unité contrôle aussi la force d'appui de l'outil sur le substrat.

Les têtes de soudage 50 peuvent être analogues aux têtes 48 dans lesquelles l'outil 110 avec son canal 146 serait remplacé par un outil de soudage associé aux fils d'alimentation de la résistance électrique de soudage. Dans ce cas, le niveau 192 n'a pas à être tenu en compte. Le contrôle du soudage peut être fait par un thermocouple associé à l'outil de soudage 110, ou bien en fonction du temps de l'application de l'intensité de soudage.

L'unité 44 va maintenant être décrite. La description qui précède a révélé ses fonctions de contrôle et de commande du fonctionnement de la machine 42. L'unité 44 est aussi pourvue d'un programme pour optimiser le rendement de la machine, en sélectionnant la succession des séquences de fonctionnement et en réduisant au minimum leur durée. En d'autres termes, l'unité 44 calcule le chemin minimal pour équiper un substrat donné en un minimum de temps. Cela se fait en fonction du plan d'équipement du substrat, tel qu'il a été illustré par la figure 11 et le tableau précédent, de la répartition des têtes et des données de contrôle que l'unité reçoit en permanence de la machine 42 (pression exercée par les outils, détection de la validité des dispositifs semiconducteurs 18, détection d'une fin de bande ... ). Par exemple, au cas où, en cours d'opération, une détection de fin de bande serait faite par le détecteur de fin de bande 96, le processus continuerait pendant que l'opératuer remplace la bande, que ce soit sur la tête correspondante ou sur une autre tête, telle que la tête 48F demeurée en réserve.

La figure 14 est une vue synoptique de l'appareil 40 vu par l'unité 44. La figure 14 fait ressortir les principaux composants de l'unité 44 fonctionnant par rapport à la machine 42. Sous une forme synoptique, l'unité 44 voit l'unité 42 formée d'un bloc de contrôle 196 relié à l'ensemble mécanique 198 de la machine 42, cet ensemble comprenant notamment les têtes de découpe et de soudage, les moyens de déplacement du substrat, les moyens d'avancement des rubans, etc. Quant à l'unité 44, il a été dit précédemment qu'elle était essentiellement constituée par le calculateur H316 déjà cité. A la figure 14, ce calculateur est représenté par l'armoire 200. Cette armoire se compose d'un bloc d'alimentation 202 relié à un pupitre 204 communiquant s avec un bloc d'interface 206 servant d'interface entre l'unité 44 et la machine 42. Le bloc d'interface 206 est en relation avec un bloc mémoire 208 ayant dans l'exemple illustré une capacité 8K mots. Le bloc de contrôle et de commande 196 communique avec le pupitre 204 et le bloc d'interface 206, et réciproque-io ment. Le bloc mémoire reçoit un lecteur de bande 210 les informations concernant les plans d'équipement des substrats représentés par le bloc 212 et des informations relatives au contrôle du fonctionnement de la machine 42 par le calculateur 200, ces informations étant représentées par le bloc 214. Ce contrôle est 15 fait à l'aide d'un programme appelé dans la suite «moniteur». Le bloc mémoire 208 est aussi en communication avec un télétype 216. Par ailleurs, un perforateur de bande 218 reçoit du bloc mémoire des informations pour la sauvegarde du moniteur, ces informations étant représentées par le bloc 220. 20 Quelques notes préliminaires sont à donner avant d'étudier le contrôle du processus par le calculateur. Le fonctionnement de la machine vu par l'opérateur est le suivant. Celui-ci assure d'abord l'alimentation de la machine 42 en bobines 82. Il n'est pas assigné de poste déterminé à un type de pastille donné. 25 L'opérateur est libéré de la nécessité de contrôler, avant lancement du processus, que tous les types de pastille nécessaires sont présents, que les quantités disponibles sont suffisantes, que les pastilles disponibles à un poste sont compatibles avec le type de tête de découpe qui s'y trouve, que toutes les têtes de soudage 30 requises sont présentes. Ensuite, l'opérateur met en place le substrat à équiper sur le plateau 54. Il entre le type de substrat par le télétype 216, et initialise le processus. A partir de ce moment, l'opérateur n'aura plus à intervenir, sauf en cas d'incident. Mais son intervention restera sous contrôle du calculateur. 35 Le calculateur extraira de sa mémoire 208 le plan d'équipement du substrat à équiper, contrôlera si tous les types de pastilles 18 requises sont présents grâce aux étiquettes 86, déterminera le chemin le plus court que la table devra suivre, et lancera le processus.

40 L'équipement du substrat se fait comme décrit précédemment.

Avec la machine décrite ci-dessus, l'équipement d'un substrat de 64 positions demande environ 10 minutes, temps pendant lequel l'opérateur n'a pas à intervenir.

45 II est donné à l'opérateur la possibilité d'interrompre le processus automatique d'équipement d'un substrat à n'importe quel moment de son déroulement. Mais cet arrêt est contrôlé par le calculateur, de façon que le processus puisse être repris et achevé normalement.

50 On a dit précédemment que le contrôle du processus par le calculateur était fait à l'aide d'un programme appelé moniteur. On donnera ici quelques informations complémentaires.

Au sujet de l'organisation générale du moniteur, les plans d'équipement sont entrés dans le moniteur, soit «en-ligne» au 55 télétype pour les plans occasionnels simples, soit individuellement par bandes perforées pour être utilisés de suite, soit collectivement par bandes perforées pour constitution dans le calculateur d'un fichier de plans d'équipement. La partie du bloc mémoire 208 non utilisée par le moniteur est réservée à un tel 60 fichier. Environ 50 plans d'équipement de substrat à 64 positions peuvent y être logés. Le chargement d'un tel fichier ne demande qu'environ 30 secondes et se fait indépendamment du chargement du moniteur. En utilisation de production, c'est évidemment le troisième mode d'entrée du plan d'équipement qui 65 est systématiquement utilisé.

Comme options de travail, on trouve en option principale l'équipement des substrats et en options de service: la mise à jour dans le moniteur d'une table contenant les types et catégo-

9

628 196

ries de dispositifs reconnus et les types de têtes de découpe et de On donnera maintenant des indications sur l'élaboration et soudage associés, table utilisée lors du contrôle de vraisem- l'optimisation des séquences.

blance du plan d'équipement et de l'élaboration des séquences L'ensemble des états par les quels passent les informations d'équipement ; l'impression de l'état de cette table ; l'impression lors du déroulement des opérations est représenté par les figures de la liste des plans d'équipement contenus dans le fichier en 515 à l'aide d'un exemple simple, différent de celui déjà présenté

mémoire ; l'impression de l'état de la machine 42 types et caté- auparavant afin de donner une meilleure illustration de l'inven-gories de dispositifs 18, de têtes de découpe 48 et de soudage 50 tion.

présents, état des bobines) ; enfin, la sauvegarde du moniteur, Soit à équiper un substrat avec des dispositifs de types cette option permettant de sauvegarder sous la forme d'une donnés 3 et 5 aux emplacements indiqués à la figure 15A. On bande perforée autochargeable le moniteur dans son état actuel, 10 suppose que ces dispositifs sont disponibles aux postes 4 et 5

en particulier après une mise à jour de la table dispositifs-têtes représentés sur la figure 2 par l'emplacement des têtes 48D et ou une modification des paramètres du processus. _ 48E. On suppose encore que les deux types 3 et 5 font partie

On parlera maintenant des tâches assumées par le moniteur, d'une même catégorie et sont traités par une tête de soudure de

Avant le lancement du processus d'équipement, le moni- type 1 en place au poste 1 occupé à la figure 2 par la tête 48A.

teur" ,. . , 15 Le plan d'équipement en format externe (figure 15B) définit

- appe le le plan d équipement (du fichier en memoire ou de ?our chaque emplacement à équiper le type de dispositif à y exteneur), implanter. Cette liste peut être dans un ordre quelconque. Dans

-contrae etat general du banc de la machine; le moniteur, elle sera dans le format interne précisé à la figure

- contrôle la presence des types de dispositifs requis (ceux-ci pouvant être montés indifféremment dans lat machine) ; 20 A ch emplacement à équiper est associé 1 mot de mé-

- contrôle la compatibilite entre le type de dispositif et le moire du calculateur 200 contenant les coordonnées relatives x,

type etete e ecoupe, y de l'emplacement à l'intérieur du substrat et le code du type de

- contrôle la presence des outils de soudage requis, (ces disoositif outils pouvant être montés indifféremment les uns des autres) ; La relation entre les appeliations des positions utilisées dans

- indique a 1 operateur les actions correctives a entreprendre 25 ,a rédaction des lans d'équipement et les coordonées relatives et contrôle ces actions; x, y est explicitée dans la figure 16.

- et termine la sequence d équipement du substrat qui mim- Le du ,an d.équipement aux séquences de découpe mise le temps d équipement, compte tenu du plan d'equipement et de SQud consistera à remplacer les informations (x, y, type qui peut etre défini dans un ordre quelconque et des emplace- de dispositif) du plan d-équipement par ies coordonnées abso-

ments esoutis. 30 lues X, Y de la position que le plateau devra occuper pour que la

Pendant le déroulement du processus d équipement, le mo- positionà

équiper x, y se trouve sous la tête d'un outil contenant iiiteur. le type de dispositif requis (en séquence de découpe) sous une

1 ) En phase découpé: ,, tête de soudure compatible (en séquence de soudage).

- provoque et contrôle les déplacements en X, Y de la table Qn considérera maintenant le système de ^ordonnées ab-qui amenent la positon P a equiper sous la tete de découpé 35 x Y du plateau 54 Le moniteur œnnaît la position du requise, .. , . plateau à l'aide d'un système de coordonnées absolues ou

- contrôle 1 etat de la bobine d approvisionnement, previeni éche„es x et y L,échelJe x ya d,abord ê{re considérée Les

1 operateur s. la bobine est devenue vide et reoptimise si neces- différents a ts de réchelle x sont représentés sur la figure saire la sequence de découpé en cas de changement de bobine; 1? Quand ,a {able est en marche avant on utiUse une éche„e

-en simultanéité du mouvement de la table, il provoque 40 dans ,e ^ itions successives d>arrêt de ]a table à partir

1 avance du film 22 jusqu a obtention d'un dispositif valide ; du int de chargement x = 0 sont numérotées 1,2,...

- contrôle la descente de outil de découpé, l'aspiration du Qn a yu ch ée ou canal d,une la à fentes dispositif découpé, 1 arrêt de 1 outil sur le substrat avec un effort possède une échelIe qui M ^ propre; les repères de même rang contrae,puis aremontee e outi , n'occupant pas obligatoirement la même position physique.

- et enchame avec 1 opération decoupe-placement suivante. 45 Dam ,e cas considéré maintenant la valeur maximale de X sur )11 assure 1 enchaînement automatique de la phase de réchelle <<avance>> est 8 x 10=80.

découpé à la phase de soudage.

3°) En phase soudage: Quand la table est en recul, on utilise une échelle dans la-

- il provoque et contrôle les déplacements en abscisses et quelle les positions successives d'arrêt de la table sont repérées à

ordonnées du substrat qui amènent le dispositif à souder sous 50 partir d'un point fictif à l'extrême droite de la machine 42 telle l'outil de soudage requis ; qu'on la voit à la figure 2 (Xn = 128) et sont numérotées 129,

- descend l'outil et l'arrête sur le substrat avec un effort 130 ... chaque rangée possède évidemment une échelle de re contrôlé ; cul qui lui est propre.

- contrôle la soudure du dispositif, soit en température, soit Vues du moniteur, les échelles avance et recul forment une en durée, avec des paramètres dépendant du type de l'outil de 55 échelle unique à abscisses croissantes. Cet artifice permettra soudage utilisé ; d'utiliser le même algorithme d'optimisation des séquences

- contrôle le refroidissement de la soudure, puis la remontée d'équipement, que la table soit en avance ou en recul.

de l'outil ; Les relations qui permettent de passer de l'abscisse relative

- et enchaîne avec l'opération de soudage suivante. x à la position absolue X de la table sont explicitées à la figure

4°) En permanence, il surveille les fonctions de sécurité de la 60 17.

machine (présence de la source de dépression, absence d'effort En ce qui concerne l'échelle Y, il y a correspondance entre excessif sur les outils, état du générateur électrique de soudure), l'ordonnée relative y et la position absolue Y de la table (Y =

et intervient en cas d'incident pour avertir l'opérateur et lui y).

indiquer les actions correctives à entreprendre, tout en contro- On va maintenant décrire le passage du plan d'équipement à

lant ces actions. 65 ]a séquence de découpe non optimisée. Dans tous les cas, la

En fin d'équipement, il ramène le substrat au point de char- séquence de découpe est toujours élaborée et amorcée en pré-

gement, assure l'enchaînement avec le travail suivant et incré- voyant pour la table une succession de déplacement dans le sens mente. des avances.

628 196

10

Dans le cas de l'exemple choisi, on passera du plan d'équipement (figure 15C) à la séquence de découpe non optimisée (figure 15D) en utilisant la relation (1) de la figure 17, avec:

— adresse poste 4 pour les dispositifs de type 5,

- adresse poste 5 pour les dispositifs de type 3.

On notera que dans les deux tableaux des figures 15, les différents emplacements à équiper figurent dans le même ordre.

Avant d'être exécutée, la séquence de découpe est optimisée.

La procédure d'optimisation consiste à minimiser le chemin parcouru par l'ensemble table-plateau, tant en abscisse qu'en ordonnée.

Les deux mouvements étant indépendants et simultanés, on minimise indépendamment l'un de l'autre le chemin X et le chemin Y.

On considérera tout d'abord l'optimisation en X. En X, on se trouve dans une situation pratique qui simplifie l'opération: la distance entre deux têtes successives (55 mm dans l'exemple choisi) est supérieure à la dimension du plus grand substrat accepté par la machine (50 mm environ). Il en résulte que si la table est déplacée d'un mouvement de sens constant, d'un bout à l'autre de la machine, le substrat qu'elle porte passe complètement sous une tête avant d'arriver sous la tête suivante. Par conséquent, pour minimiser le chemin X, il suffit de commander la table de façon qu'elle aille du point de chargement X0 au point requis le plus à droite, par une succession d'avances (avec arrêt aux points requis), puis de commander son retour en X0 par une succession de reculs (avec arrêt aux points requis).

Ce résultat est atteint en classant les différents termes du tableau 15D dans l'ordre des valeurs croissantes. Le résultat de ce classement donne la séquence de découpe optimisée en X. On notera que, du fait de ce classement, toutes les ordonnées Y d'une même abscisse X sont également dans l'ordre croissant.

L'optimisation Y sera comprise en se référant à la figure 18 qui présente le cas général suivant. Pour une certaine abscisse Xos la dernière position à équiper Y0 est équipée. Les positions suivantes se trouvent aux abscisses Xl5 puis X2. Les abscisses Xq, Xj et X2 ne sont pas obligatoirement contigues. Entre les positions extrêmes Yu et Yln, il peut y avoir un nombre quelconque de positions à équiper. Il en est de même entre Y21 et Y2n,

Pour minimiser le chemin Y, on applique les régies suivantes:

1. Si chemin (Y0 Yu) < chemin (Y0 Yln), on ira de Y0 en Yn Yln

2. Si chemin (Y0 Yu) > chemin (Y0 Yln), on ira de Y0 en Yin Yu.

3. Si les deux chemins sont égaux, on prendra en compte la situation à l'abscisse X2.

3.1. plus petit des plus petit des

Si chemins < chemins

(Yn Y21)&(Yn Y2n) (Yin Y21)&(Yi„ Y2n)

3.2. plus petit des

Si chemins

(Y u Y21)&(Yn Y2n)

5 on ira de Y0 en Yu"..-. Yln plus petit des chemins

(Y,„Y21)&(YlnY2n)

on ira de Y0 en Yln Y

Ln

Compte tenu du fait qu'après optimisation en X, toutes les ordonnées Y ayant une même abscisse X sont déjà dans l'Ordre croissant, l'application des régies précédentes conduira, soit à 10 laisser toutes les ordonnées Y d'une même abscisse X dans cet ordre, soit à inverser cet ordre dans la séquence d'équipement. L'application de cette optimisation en Y à l'exemple de là figure 15A conduit à inverser les ordonnées Y barrées du tableau 15E.

Comme conséquence de cette optimisation, les dispositifs 15 sont découpés et placés dans l'ordre indiqué par le chemin de découpe de la figure 15F.

La modification, pendant exécution, de la séquence de découpe intervient si, à un moment donné, la bobine du poste qui est en train de fournir des dispositifs 18 devient vidé et si le 20 moniteur trouve des dispositifs identiques à un autre poste, soit à droite, soit à gauche du poste devenu vide. Pour tenir compte de la nouvelle situation, la partie de la séquence de découpe non encore exécutée est réévaluée et réoptimisée. Dans le cas où ce nouveau poste est à gauche de l'ancien, les positions qui n'ont 25 pas pu être équipées le seront pendant la phase de retour de la table, avant la séquence de soudure. Dans tous les cas, la réoptimisation utilise le même algorithme que celui utilisé pour la première optimisation. Cette opération pourra être répétée avec la seule restriction que, pendant la phase de rétour de la table, le 30 moniteur ne recherchera pas de poste de découpe de remplacement à droite de celui qui peut se trouver vide.

Après achèvement de la séquence de découpe, le moniteur revient au plan d'équipement-(figure 15C) et, pour chaque dispositif à souder, recherche l'adresse d'un poste de soudure con-35 tenant un outil de soudure compatible avec la catégorie de ces dispositifs. Dans notre exemple, tous les dispositifs requièrent la même tête de soudure qui se trouve au poste 1. La séquence de soudure a toujours lieu pendant la phase de retour de la table. Les positions X seront donc définies par l'échelle recul. En utili--40 sant la relation (2) de la figure 17 avec l'adresse du poste 1, on passera du plan d'équipement (figure 15C) à la séquence de soudure non optimisée (figure 15G). Par l'application de l'algorithme d'optimisation à cette séquence, on obtiendra la séquence de soudure optimisée (figure 15H). Son exécution con-45 duit à décrire le chemin de soudure indiqué à la figure 151.

L'appareil 40 qui vient d'être décrit peut subir de nombreuses variantes de réalisation. Par exemple, le premier système de référence qui est associé à un substrat circulaire sera de préférence à système de référence à coordonnées polaires. De 50 même, les lignes définissant le second système de référence associé aux outils de découpe et de soudage peuvent être différentes et autres qu'une ligne droite.

En outre, la découpe et le soudage peuvent être faits par un même outil, sans changer l'esprit de l'invention. Cela ressort à 55 l'évidence de la description précédente.

8 feuilles dessins

Claims (30)

1. 628 196

   2

   REVENDICATIONS

   1. Procédé de montage de dispositifs sur un substrat, caractérisé en ce qu'il consiste: à définir sur le substrat un premier système de référence par rapport auquel sont définies des positions du substrat où des dispositifs sont à placer; à déterminer pour chacune de ces positions le dispositif correspondant; à définir un second système de référence indépendant du premier système de référence et par rapport auquel sont définis les emplacements des dispositifs destinés à être montés dans lesdites positions définies sur le substrat; à placer précisément le substrat par rapport au second système de référence ; à déplacer le substrat en faisant varier le premier système de référence relativement au second système de référence pour mettre en correspondance chaque position du substrat avec le dispositif correspondant; et à fixer chaque dispositif mis en place dans la position respective du substrat.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de référence est un système géométrique à coordonnées cartésiennes par rapport auquel sont définies lesdites positions représentatives des centres de domaines du substrat prévus pour le montage des dispositifs.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de référence est un système à coordonnées polaires.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, pour le montage de dispositifs de plusieurs types, et selon lequel les dispositifs d'un même type sont montés sur un élément de support et sont découpés de cet élément par un outil de découpe, caractérisé en ce qu'il consiste à placer ces outils suivant au moins une première ligne dudit second système de référence.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, selon lequel les dispositifs sont classés en diverses catégories selon leurs dimensions et les dispositifs découpés sont montés sur le substrat par des outils de fixation correspondant chacun à une catégorie, caractérisé en ce qu'il consiste à placer ces outils suivant au moins une seconde ligne dudit second système de référence.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à faire correspondre lesdites première et seconde ligne.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, selon lequel la phase de la mise en place du substrat par rapport au second système de référence comprend l'utilisation d'un troisième système de référence à trois points fixes correspondant respectivement à trois points prédéterminés du substrat, caractérisé en ce qu'il consiste à attribuer à chacun des points fixes un point quelconque de la circonférence d'un élément mobile en rotation pour faciliter la mise en place du substrat et améliorer la précision et la position de celle-ci.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la phase de déplacement du substrat relativement au second système de référence comprend le déplacement du substrat relativement à un jeu de fentes et l'émission concomitante d'un rayonnement prédéterminé qui traverse ainsi successivement les fentes quand le substrat se déplace, et en ce que la phase de mise en correspondance d'une position du substrat avec le dispositif correspondant comprend l'équilibrage du flux du rayonnement traversant une fente déterminée et reçu sur deux zones de réception adjacentes séparées suivant une direction sensiblement normale à ce rayonnement.
9. 9. Procédé selon les revendications 5 et 8, caractérisé en ce qu'au moins l'un des axes du premier système de référence étant parallèle à l'une des lignes précitées du second système de référence, il consiste à associer à chacun des outils un premier groupe desdites fentes, chacune de celles-ci étant représentatives d'une abscisse desdites positions, et à associer au substrat un groupe de fentes respectivement représentatives des ordonnées desdites positions du substrat.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à diviser chaque groupe de fentes en plusieurs sous-groupes parallèles de fentes.
11. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à accomplir lesdites phases de mise s en place et de fixation des dispositifs sur le substrat suivant un trajet minimal de déplacement du substrat relativement au second système de référence.
12. 12. Procédé selon les revendications 5 et 11, caractérisé en ce que la phase d'accomplissement du trajet minimal comprend io le contrôle permanent de la disposition des outils les uns par rapport aux autres et des types et catégories de dispositifs qui leur correspondent, ainsi que desdites positions du substrat destinées auxdits dispositifs, et la commande des outils et du déplacement du substrat en fonction des résultats dudit contrôle. 15 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la phase de contrôle comporte le contrôle de la pression subie par l'outil de découpe le long de son parcours.
13. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le contrôle de la pression comprend le contrôle de la course de 20 l'outil, la détermination de zones de course prédéterminées correspondant à des pressions prédéterminées, le contrôle de la pression dans au moins lesdites zones, et des moyens d'arrêt de course déclenchés quand la pression observée sort d'une limite prédéterminée relative à chaque zone.

    25 15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la phase de fixation comporte le contrôle de la pression exercée par l'outil de fixation sur le substrat.
14. 16. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, dans lequel des dispositifs sont destinés à occu-

    30 per des positions prédéterminées d'un substrat comprenant une pluralité de positions prédéterminées, ces dispositifs étant répartis en une pluralité de types et une pluralité de catégories selon leurs dimensions, ledit appareil comprenant une table mobile comportant un plateau dé support de substrat, des moyens 35 de déplacement de la table et du plateau, et des outils de découpe et de fixation connectés à des moyens de commande, caractérisé en ce que lesdits outils sont disposés suivant au moins une ligne, les dispositifs de chaque type étant attribués à au moins l'un des outils de découpe et les outils de fixation 40 correspondant au moins respectivement auxdites catégories, et en ce que des moyens de positionnement sont couplés d'une part, auxdits moyens de déplacement de la table et du plateau pour placer correctement une desdites positions prédéterminées du substrat sous l'outil correspondant et, d'autre part, auxdits 45 moyens de commande pour actionner ledit outil correspondant quand ladite position prédéterminée est correctement placée sous cet outil. _
15. 17. Appareil selon la revendication 16, dans lequel les dispositifs de même type sont montés sur un élément de support

    50 souple tel qu'un film enroulé sur une bobine, caractérisé en ce qu'une telle bobine est associé à chaque outil de découpe, et que des moyens de déroulement pas à pas dudit élément de support enroulé sont prévus afin de placer successivement chaque dispositif de l'élément de support en correspondance avec l'outil. 55 18. Appareil selon la revendication 17, dans lequel l'élément de support comporte des marques associées à des dispositifs dudit élément souple qui ne sont pas fonctionnels, caractérisé en cé qu'il comporte des moyens de détection desdites marques reliés audits moyens de déroulement pas à pas pour les 60 activer de manière à sauter le dispositif correspondant à la marque détectée.
16. 19. Appareil selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les moyens de positionnement comprennent des moyens fixes à fentes et des moyens mobiles émetteurs-récep-

    65 teurs d'un rayonnement adapté pour traverser lesdites fentes.
17. 20. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens fixes à fentes comprennent des premières plaques à fentes couplées respectivement de manière réglable auxdits ou-

    3

    628 196

    tils, et en ce que lesdits moyens émetteurs-récepteurs compren- dispositifs semiconducteurs à circuits intégrés non enfermés nent un premier système émetteur-récepteur couplé à la table. dans des boîtiers. Ces dispositifs sans boîtier sont désignés le
18. 21. Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce que plus souvent sous le nom de pastilles de circuits intégrés les moyens fixes à fentes comportent au moins une seconde («chips» en langue anglo-saxonne). Ils se présentent générale-

    plaque à fentes couplée à ladite table et en ce que lesdits moyens 5 ment sous une forme rectangulaire et sont pourvus sur au moins émetteurs-récepteurs comprennent un second système émet- un de leurs côtés de conducteurs de sortie. Parmi ces dispositifs, teur-récepteur couplé audit plateau. on distingue le type de fonctionnement ou la catégorie repré-
19. 22. Appareil selon la revendication 21, caractérisé en ce que sentative de leurs dimensions (généralement de l'ordre de quelles premier et second systèmes émetteurs-récepteurs compren- ques millimètres).

    nent respectivement un premier et un second dispositif récep- i0 Afin de faciliter la manipulation de ces dispositifs, on a son-teur ayant deux plages de réception adjacentes séparées selon gé à les fixer sur un film plastique souple comprenant une plura-une ligne parallèle aux fentes. lité d'ouvertures rectangulaires ayant chacune en leur centre un
20. 23. Appareil selon la revendication 22, caractérisé en ce que dispositif if rattaché au film par un réseau de conducteurs ayant les moyens de positionnement comprennent des moyens d'as- chacun l'une de leurs extrémités soudée à un plot de la pastille et servissement desdits moyens de déplacement de la table et du 15 leur autre extrémité fixée à un bord de l'ouverture. Pour dispo-plateau, ces moyens d'asservissement comprenant des moyens ser de l'une des pastilles, il suffit de sectionner ces conducteurs de comptage de fentes desdits moyens à fentes, reliés auxdits dans l'espace qui sépare la pastille du film.

    premier et second dispositifs récepteurs. D'un autre côté, on connaît bien l'emploi des substrats de
21. 24. Appareil selon l'une des revendications 16 à 23, caracté- connexion, qui se présentent communément sous la forme d'une risé en ce que les moyens de déplacement de la table et du 20 plaquette faite généralement d'un matériau isolant pourvu de plateau comprennent des premier et second moteurs électriques conducteurs de liaison réalisés sous forme de circuits imprimés couplés respectivement à la table et au plateau. sur la plaquette. Ces conducteurs partent en général de plages
22. 25. Appareil selon l'une des revendications 16 à 24, caracté- de connexion distribuées autour de domaines réservés chacun à risé en ce que les moyens de commande des outils comprennent un type de pastille et aboutissent, soit à des plages de connexion des moyens de contrôle de la pression. 25 analogues, soit à des bornes de connexion extérieures destinées
23. 26. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce que à coiffer le substrat à un équipement électronique.

    les moyens de contrôle de la pression comprennent une lame- Etant donné, d'une part, qu'il existe une grande variété de ressort ayant une extrémité reliée à une pièce de transmission et configurations de substrats et, d'autre part, qu'un substrat fait l'autre extrémité reliée à l'outil, ladite autre extrémité étant intervenir divers types de dispositifs selon leur fonction, qui reliée à des moyens de détection de pression. 30 entrent eux-mêmes dans diverses catégories selon leurs dimen-
24. 27. Appareil selon la revendication 26, caractérisé en ce que sions, le montage des dispositifs sur un substrat soulève un proies moyens de détection de pression comprennent un capteur blême pour l'adapter à toutes les variétés de substrats et de dont la partie fixe est solidaire de ladite pièce de transmission et dispositifs. D'autre part, il faut tenir compte des faibles dimen-dont la partie mobile est couplée à ladite autre extrémité de la sions des dispositifs et de leurs conducteurs de sortie, ainsi que lame-ressort. 35 celles des plots du substrat, de sorte que le montage requiert en
25. 28. Appareil selon l'une des revendications 25 à 27, caracté- outre une grande précision. Par ailleurs, la durée du montage de risé en ce que les moyens de contrôle de la pression comportent tous les dispositifs sur un substrat est un paramètre important, des moyens de contrôle de course d'outil. l'amélioration du rendement devant conduire à une optimisa-
26. 29. Appareil selon la revendication 28, caractérisé en ce que tion du procédé de montage.

    les moyens de contrôle de course comprennent un capteur ayant 40 L'invention résoud ces problèmes, en prévoyant un procédé une partie fixe par rapport au corps d'une tête portant l'outil et qui est défini dans la revendication 1. Pour la mise en œuvre de une partie mobile reliée à l'outil. ce procédé, il est prévu un appareil qui est défini dans la reven-
27. 30. Appareil selon l'une des revendications 16 à 29, dans dication 16.

    lequel le plateau comporte trois pions fixes destinés à position- Les propriétés et avantages de l'invention ressortiront plus ner précisément le substrat sur le plateau, caractérisé en ce que 45 clairement de la description qui suit, faite en référence au dessin ces pions sont des galets montés fous sur des axes fixes. annexé.
28. 31. Appareil selon l'une des revendications 16 à 30, caracté- Dans le dessin:

    risé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle permanent de - la figure 1 est une vue en perspective d'un film de support fonctionnement connectés à des moyens de détermination du de dispositifs semiconducteurs à circuits intégrés coopérant avec trajet minimal de déplacement du substrat. 50 Un substrat de connexion, destinée à illustrer le but de l'inven-
29. 32. Appareil selon les revendications 17 et 31, caractérisé en tion ;

    ce que les moyens de contrôle de fonctionnement comprennent - la figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de des moyens de désignation des bobines. réalisation d'un appareil conforme à l'invention, composé d'une
30. 33. Appareil selon les revendications 25 et 31, caractérisé en machine de soudage et d'une unité de contrôle et de commande ; ce que les moyens de contrôle de fonctionnement sont reliés aux 55 - la figure 3 est une vue de côté de la machine représentée moyens de contrôle de la pression ainsi qu'aux moyens de dépla- ■ sur la figure 2 ;

    cernent et de positionnement. — la figure 4 illustre un exemple de réalisation d'une étiquet te de désignation de bobine ;

    - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une tête de

    60 découpe vue suivant la coupe V-V de la figure 6 ;