CA1091818A - Procede et appareil de montage de dispositifs sur un substrat - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un nouveau procédé de montage de dispositifs sur un substrat de connexion qui consiste: à définir sur le substrat un premier système de référence par rapport auquel sont définies les positions des dispositifs à souder sur le substrat; 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 destines à être montes sur le substrat; à placer précisément le substrat par rapport au second système de référence; à déplacer le substrat en faisant varier son 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 sur le substrat.

Description

-- 1 --L'invention se rapporte à un procédé et à un appareil de montage de dispositifs sur un substrat.
L'illustration de l'invention sera faite par la suite dans le cas particulier d'un montage de dispositifs tels que des composants électroniques a circuits intégrés.
En effet, les techniques modernes mises actuellement en oeuvre pour réaliser des équipements électroniques et, plus particulierement, des ensembles de traitement de l'informa-tion, font de plus en plus appel a l'emploi de dispositifs semiconducteurs a circuits intégrés non enfermés dans des boîtiers. Ces dispositifs sans boîtier sont désignés le plus souvent sous le nom de pastilles de circuits intégrés ("chips"
en langue anglo-saxonne). Ils se présentent généralement sous une forme rectangulaire et sont pourvus sur au moins un de leurs côtés de conducteurs de sortie. Parmi ces dispositifs, on distingue le type de fonctionnement ou la catégorie repré-sentative de leurs dimensions (généralement de l'ordre de quelques millimetres).
Afin de faciliter la manipulation de ces dispositifs, on a songé a les fixer sur un film plastique souple comprenant une pluralité d'ouvertures rectangulaires ayant chacune en leur centre un dispositif rattaché au film par un réseau de conducteurs ayant chacun l'une de leurs extrémités soudée a un plot de la pastille et leur autre extrémité fixée a un bord de l'ouverture. Pour disposer de l'une des pastilles, il suffit de sectionner ces conducteurs dans l'espace qui sépare la pastille du film.
D'un autre côté, on connaît bien l'emploi des substrats de connexion, qui se présentent communément sous la forme d'une plaquette faite généralement d'un matériau isolant pourvu de conducteurs de liaison réalisées sous forme de ., i81t~

circuits imprimés sur la plaquette. Ces conducteurs partent en général de plages de connexion distribuées autour de domaines réserves chacun à un type de pastille et aboutissant, soit à des plages de connexion analogues, soit à des bornes de connexion exterieures destinees à coiffer le substrat à un equipement electronique.
L'invention presente un procede et un appareil de montage de dispositifs, notamment de composants electroniques, sur un substrat de connexion, à partir de films de support de ces dispositifs.
Le nouveau procedé de montage de dispositifs sur un substrat de connexion est caractérisé en ce qu'il consiste:
à définir sur le substrat un premier système de reference par rapport auquel sont definies les positions des dispositifs à
souder sur le substrat; à determiner pour chacune de ces posi-tions le dispositif correspondant; à definir un second système de référence indépendant du premier système de référence et par rapport auquel sont définis les emplacements des disposi-tifs destines à etre montes sur le substrat; à placer preci-2n sément le substrat par rapport au second système de référence;à deplacer le substrat en faisant varier son premier système de reference relativement au second système de reference pour mettre en correspondance chaque position du substrat avec le dispositif correspondant; et à fixer chaque dispositif mis en place sur le substrat.
En corollaire, l'appareil de montage conforme à l'inven-tion est du type selon lequel des dispositifs sont destines à
occuper des positions predeterminees d'un substrat de con-nexion comprenant une première pluralite de positions pre-determinees, ces dispositifs etant repartis en une secondepluralite de types et une troisième pluralite de categories 18~8 selon leurs dimensions, ledit appareil comprenant une table mobile comportant un plateau de support du substrat, des moyens 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 les outils sont disposés suivant au moins une ligne, les dispositifs de chaque type sont attribués à au moins l'un des outils de découpe, les outils de fixation correspondent 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 pr~déterminée du substrat sous l'outil correspondant et, d'autre part, auxdits moyens de commande pour actionner ledit outil quand ladite position prédéterminée est correctement placée sous cet outil.
~9i81~
Les caracteristiques et avantages de l'invention ressor-tiront plus clairement de la description qui suit, faite en reference aux dessins annexes.
Dans les dessins:
- la figure 1 est une vue en perspective d'un film de support de dispositifs semiconducteurs a circuits integres cooperant avec un substrat de connexion, destinée a illustrer le but de l'invention;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un appareil conforme à l'invention, composé
d'une machine de soudage et d'une unité de contrôle et de commande;
- la figure 3 est une vue de côté de la machine repré-sentée sur la figure 2;
~ 15 - la figure 4 illustre un exemple de réalisation d'une - - étiquette de désignation de bobine conforme a l'invention, cette figure apparaît sur la feuille illustrant la figure l;
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une ; tete de decoupe conforme a l'invention vue suivant la coupe V-V de la figure 6;
- la figure 6 est une vue suivant la coupe VI-VI de la tête représentée sur la figure 5;
- la figure 7 est une vue de face suivant la fleche VII
de la figure 5, illustrant les systèmes associes a l'outil;
- la figure 8 est une vue en perspective avec arrachement partiel de l'etrier associe à la table de support du substrat et destine à cooperer avec les plaques a fentes portees par les têtes de decoupe et de soudage;
- la figure 9 illustre schematiquement le circuit elec-trique associe à chaque cellule photo-el.ectrique portee par l'etrier représenté sur la figure 8;
~)9181fl - la figure 10 illustre schematiquement les moyens de mise en place du substrat sur le plateau de la machine repré-sentée sur les figures 2 et 3, cette figure apparait sur la feuille illustrant la figure 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 a fentes d'abscisses résultant de l'application de la détermination représentée par la figure 11, cette plaque a fentes étant destinée a coopérer avec l'étrier représenté sur la figure 8;
- la figure 13 illustre une plaque a fentes d'ordonnées résultant de l'application de la détermination representée par la figure 11, cette plaque étant destinée a 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 représente sur la figure 2;
- la figure 15A représente un autre exemple de substrat de connexion a équiper au moyen d'un appareil conforme a 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 a l'unité de contrôle et de commande de la machine représentée sur la figure 14;
- la figure 15D illustre une séquence de decoupe non optimisee relative au substrat represente sur la figure 15A;
- la figure 15E indique une sequence de decoupe optimisee par l'unite de contrôle et de commande;
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- la figure 15F indique le chemin de découpe résultant de la mise en oeuvre de la séquence optimisée indiquée a la figure 15E;
- la figure 15G indique une sequence de soudure non optimisee relative au substrat representé sur la figure 15A;
- la figure 15H indique une séquence de soudure optimisée par l'unité de contrôle et de commande;
- la figure 15I 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 utilisees dans la redaction des plans d'équipement indiquée aux figures 15 et les coordonnées relatives x,y associées au substrat, cette figure apparait sur la feuille illustrant la figure 14;
- la figure 17 illustre des relations qui permettent de passer de l'abscisse relative x du premier système de réfé-rence à l'abscisse absolue X du second système de référence relatif à la table de support du substrat;
- 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, cette figure apparalt sur la feuille illustrant la figure 14;
- la figure 19 décrit l'organigramme général du fonction-nement d'une machine conforme à l'invention;
- la figure 20 décrit un organigramme relatif à l'elabo-ration et l'optimisation de la sequence de decoupe d'une machine conforme à l'invention;
- la figure 21 decrit un organigramme représentatif du 30 : départ de la séquence de découpe et de la mise en place de la table, du plateau et des films;
'-'' 1~91818 - la figure 22 décrit un organigramme concernant l'avance du ruban et le contrôle de validité des dispositifs semi-conducteurs;
- la figure 23 décrit un organigramme relatif à la descente d'une tête de d~coupe;
- la figure 24 décrit un organigramme relatif à l'en-chalnement et l'élaboration de la séquence de soudage;
- la figure 25 décrit un organigramme relatif à la mise en place de la table et du plateau et de la descente des têtes de soudage;
- la figure 26 décrit un organigramme relatif à la soudure et au refroidissement de la soudure;
- la figure 27 décrit un organigramme relatif à la remontée d'une tête de soudage;
- la figure 28 décrit un organigramme relatif à la fin du fonctionnement de la machine; et - la figure 29 décrit les positions successives de la tête dont il est question dans les figures 19 à 28.
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Le but de l'inventlon est trèC blen lllustr~ par la flgure 1 des desslns. Dans cette flgure est représenté un substrat de connexlon 10 comprenant un réseau d~ conducteurs intérieurs 12 partant de plages de connexlon 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 de 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 m8me catégorie.
Les dispositifs d'un même type qui sont destinés à
~enir sur le substrat 10 proviennent d'un élément de support 22, tel qu'un film ou ruban, fait d'une matière souple inex-tensible. 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 longitu~inal du film. Par ailleurs, ce ~ilm présente, dans sa partie ce~trale, une série d'ouverturcs 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 1~a), 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 . L~
~ 818 dessin illustre l'une de ces marques par l& r~férence 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 ~ la pastille de la fenêtre 26a. Evidemment, tout autre type de marque peut être envisagé sans intéragir sur les principes de 1'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 dis-positifs 18 représentés sur la figure 1 a été jugé satis-faisant.
La figure 1 illustre aussi le principe de base del'invention. A partir d'un film 22 et en r8férence à l'ou-verture 26c, l'invention consiste à d~placer le substrat 10 pour mettre en correspondance, suivant l'axe ~ 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 conduc-teurs solidaires de la pastille 18'a étant désignés dans le texte par les conducteurs extérieurs de cette pastille. Lapastille 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 3~ 1~b, qui a ses conducteurs de sortie 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 consé-quent 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 con-ducteurs extérieurs d'une pastille, les dimensions de celles-9181~ li cl sont seules déterminantes pour cholsir la 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 à l'invention, destiné au soudage des conducteurs ex-térieurs de dispositifs semiconduct0urs sur un substrat de con-nexion. A partir de cet appareil va être ensuite décrit le pro-c~dé de montage par soudage conforme à l'invention.
L'appareil 40 se compose d'u~e machlne de soudage 42 asso-ciée à une unité de contrôle et de commande 44 conçue pour con-trôler et commander le fonctionnement de la machine 42. En l'oc-curence, l'unité 44 est un calculateur connu sous la désignation H316 et fabriqué par la société US "HON~YWELL". Une d~scription 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 bati 46 sur lequel peuvent être montées des têtes de découpe 48 et des t~tes de soudage 50 en un nombre qui dans l'exemple décrit, est au plus égal à dix, ce nombre ~'é*ant pas limitatif. La description relative à la figure 1 a révélé que le nombre de têtes de découpe et/le nombre de tê*es de soudage étaient fonc-tion respectivement du nombre de types et du nombre de catégo-ries des dispositifs requis pour équiper tout un substrat. Dans l'exemple illustré, on supposera qu'il faut cinq types pour qua-tre catégories de dispositifs. Par conséquent, la machine doit - 30 donc comporter cinq t~tes de découpe 48A-48E et quatre têtes de soudage 50a-50d. La dixième tete 48F n'est pas nécessaire et n'est pas tenue en compte en fonctionnement normal de la machi-ne 42. Pour les raisons qui vont être données ultérieurement, on supposera que cette t~te est une tête de découpe.
Le bati 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 entraInée par un moteur 60 commandé
I
18~
g par l'unité 44. D'une maniere appropriee, le moteur 60 est un moteur à faible inertie, tel qu'un moteur à courant continu à
rotor plat. Le deplacement du plateau 54 se fait le long d'une tige filetee 62 entrainee par un moteur 64 commande par l'unite 44. D'une manière appropriee, 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 etrier 66 ayant ses deux branches parallèles à la tige filetée 58 et destiné à coopérer avec des premières plaques à fentes 68 connectées respective-ment 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 a 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 47 comporte aussi des moyens de déroulement pas à
pas de film, ces moyens étant constitués ici par dix dérou-leurs pas à pas de film 78 associés respectivement auxdites tetes de la machine. Les dérouleurs 78 sont de construction classique, entrainés chacun par un système pourvu d'un moteur 80 et décrit par exemple dans le brevet Français N~ 2 225.977 publie le 8 novembre 1974 au nom de Societe Honeywell Bull.
La figure 3 illustre aussi la position du film correspon-dant à chaque tête de decoupe 48. Dans cette figure, le film22 tel que representé sur la figure 1 est enroulé sur une ~a~918~fl bobine 82. Le bâti 46 comporte dix axes 84 pouvant recevoir une bobine 82. Une bobine 82 est associée ~ 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 appli-cations, ce code pourra être choisi en fonction du nombre detypes de pastilles pour leur identification.
Revenant à la figure 3, on voit que le film 22 de la bobine 82 s'appuie sur divers galets 94. La machine 42 com-porte aussi un de~tecteur de fin de ruban 96 relié électrique-ment à l'unité 44.
La figure 5 illustre, par une vue en coupe, la structureschématique d'une tête de découpe 48. Des têtes analogues ont déjà été décrites dans des brevets en France, notamment celui portant le numéro 2,205,800 publié le 31 mai 1974 au nom de Société Industrielle Honeywell Bull. 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 coopérati-vement 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 tête 48 comporte une fenêtre 104 traversée par un organe de support 1~911~18 - lOA -106 solidaire, d'un côté, d'un coulisseau 108 portant un outil de découpe llO 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 entrainée par un engrenage 118 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 mouve-ment de 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 tension (non représentée) et sa partie ~ i:' 1~91818 l mobile (le curseur du potentiomètre) 126 flxée ~ l~organe de support 106. Cet organe 106 comporte aussi la partie mobi~e (cur-seur) 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 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.
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 ~ l'occasion de la figure 7. Toutefois, on notera la présence d'u~détecteur de ~alidité de pastille 136 de~tiné à coopérer avec les trous 30 (figure 1) formés dans un film 22 pour indiquer la non validlté d'un dispositif semiconducteur. Dans l'exemple il-lustré, le détecteur 136 est un microrupteur recevant un élément qui agit par la pression d'un gaz pour/détecter la présence d'un trou 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.
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 slir le guidage de 1'organe de support 106 dans la fenetre 104 du corps 98 de la tête de dé-coupe 48. L'organe 106 com~orte deux rainures latérales opposées 138 coopérant respectivement avec deux autres rainures latéra-les en V 140 de la fen8tre 104. L'accouplement est fait par bil-les 142 ayant pour guides les rainures en V 138 et 140. Le coulisseau 108 représenté sur les figures 5 et 6 com~orte un élément de support d'outil 144 fait en une matière mécaniquement rigide.
Les figures 5 et 7 représentent la structure associée ~ l'outil 110. Comme représenté sur la figure 5, l'outil de découpe 110 comporte un canal central 146 relié à un 8i8 conduit extérieur 148 communiquant avec une source de depres-sion (non representee). Cela est destiné à retenir le dispo-sitif semiconducteur qui a été decoupe pendant la course de l'outil jusqu'au substrat 56. Cette particularit8 a ete decrite dans le brevet français No. 2,205,800.
L'outil de decoupe 110 est associe à un système de posi-tionnement et de maintien 150 du film 22. Le système 150 comprend deux axes 152 pourvus respectivement de tetons de retenue 154 et de ressorts helicoïdaux de rappel 156 ayant une extremite s'appuyant sur l'extremite inferieure du coulisseau 108. Les deux axes 152 sont relies fixement à une barrette 158 sur laquelle s'appuie l'autre extremite des ressorts 156.
Cette barrette est destinee à presser le film 22, tandis que les axes sont destines ~ s'engager legèrement 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 extré-20 mites des axes 152 et pour fixer ceux-ci avec le film 22 pendant la decoupe.
Les têtes de soudage 50 peuvent être du même type que la tête 48 decrite aux figures 5 à 7. Dans ce cas, l'outil 110 est un outil de soudage. Dans l'exemple illustre, l'outil de soudage est un outil de soudure associe à un element de chauffage electrique. La duree de passage du courant peut être contrôlee de façon connue à l'aide d'un thermocouple (non representé). 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, i8~8 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 prevue pour recevoir amovible-ment et de manière réglable une plaque à fentes 68 (figures 1, 8 et 12).
La figure 8 illustre le système emetteur-recepteur lie à l'etrier 66 en cooperation avec une plaque à fentes 68. On supposera que les plaques 68 comportent quatre rangees de fentes 164 oblongues (voir figure 12) ayant toutes leur grand axe parallèle à une direction donnee ~10~18i8 I ~!
(la verticale dans les dessins). Le système émetteur-récep~eur comprend un dispositif émetteur ~ormé 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 ladite 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 ampli-ficateur opérationnel 178 connecté par ailleurs à deux sources de tension ~V et -V. La sortie dP l'amplificateur opérationnel 178 est reliée à une borne ~'excitation du moteur 60, dont la seconde borne d'excitation est connec-tée 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 apparaS-tra 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 d'une manière quelconque les deux plages 174a et 174b, celles-ci engendrent respectivement des courants électriques de valeurs différentes, dont la différence se ~0~91818 ;~

répercutera, par l'intermédiaire de l'amplificateur opéra-tionnel 178, par une excitation du moteur 60 pour entraîner la table 52 et l'étrier 66 dans un sens ~épendant du signe de la différence des courants. De la 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 ayant un système émetteur-récepteur a~alogue à celui de l'étrier 660 Les cellules seront aussi reliées par des amplificateurs opérationnels au moteur 64 d~entratnement du plateau. De la m8me manière, l'etrier 70 s'immobilisera sur une fente de la plaque 72, déterminée par l'unité 44.
Il 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 périphérie du substrat. Afin de mieux faire ressortir une caractéristique de l'invention, 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 un système de référence analogue, il occupe precisé-ment 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 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 étanl~libres en 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 l~D9:1818 !.
182 et 184, puis par relachement, un système mécanique (non illustré) sollicite les axes des galets 186 vers les galets 182 de manière à positionner automatiquement le substrat. La figure 10 représente une étape intermédiaire de ce positionnement.
Sous l'effet de la paussée des galets 184, ~n voit à la figure 10 que le mouvement du grand bord du substrat va entra~ner en rotation les galets 182 en fonction des irregularités. Il est à
noter que si les galets 182 étaient des pions immobiles en rota-tion, les bords frotteraient contre les galets. Selon les irré-gularités rencontrées, les forces de frottement seraient plusou moins fortes et entraveraient le mouvement du substrat. En outre, il y aurait risque de déplacement de matière des irrégu-larités qui pourrait compromettre la précision et la position désirées de la mise en place du substrat. L'utilisation des ga-lets mobiles remédie à tous ces inconvé~ients. Une fois le subs-trat en place sur le plateau, il y est maintenu par un système de dépression (non représenté) agissant s~us le substrat.
Maintenant que les détails de la structure de la machine 42 ont tous été décrits, le fonctionnement de cette machine va être décrit en relation avec u~ su~strat particulier donné uni-quement à titre d'exemple. On rappellera que nous avons désigné
par 34 les centres des domaines réser~és à chaque pastille dans le substrat 10 représenté sur la figure 1. Pour le substrat 56 représenté sur la figure 11, les centres 34 de ses domaines sont référencés par rapport à un premier système de référence (coor-données relatives) défini dans l'exemple illustré en coordonnées cartésiennes par deux axes perpendiculaires Ox et Oy représen-tés par deux bords voisins du substrat. Ainsi, les centres 34 peuvent être définis par l'intersection de deux lignes paral~
les à ces axes. Pour les raisons qui apparaitront plus claire-ment ci-après, on partage le substrat en quatre rangées (encore appelées "canaux") R1, R2, R3, R4 et quatre colonnes C1, 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~a suite chacune par la lettre P référencée par le chiffre de sa colonne et de sa rangée. Dans chaque case, le$ positions (centres 34) sont définies par l'intersection 10~18~8 ;i' de deux segments parallèles aux axes. Le~ segments horizontaux sont désignés par la lettre H pourvus des m8mes références que les positions oorrespondantes, 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 ~entes 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 plaq~es 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-48~. On a supposé aussi que ces cinq types représentaient quatre catégories de dimensions, nécessitant ~ ~'q l'existence des quatre t8tesde 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 ¦Catégorie Positions A a P14 P34 P42 C b P11 P13 P24 44 D ¦ c P21 P22 P33 P43 9i818 Cet exemple suppose que les types a et c correspondent à la même caté~orie a.
Pour la réalisation de la machine 42, on s'est fixé un second système de référence (coordonnées absoluesx,y~
~épendant 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 fentes68 sont alignées suivant cette direction, Le fonctio~nement de la machine 42 peut maintenant être aisément expliqué. D'abord, on place le substrat 56 sur le plateau54 d'une manière très précise, comme indiqué
à la figure 10. Cela signi~ie dans l'exemple illustré que le substrat 56 est disposé de manière que son axe des abscissessoit 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)parrapport à
la ligne des outils. Cette position est déterminée par l'unité 44,comme indiqué ci-après.
A partir de la position de départ(Xo,Yo)delab~e et du plateau, l'unité 44 commande les moteurs 60 et 64 pour placer correctement le substrat sous l'outil de la t~te 4&a. En supposant que les types et catégories indiqués au tableau précédent correspondent respectivement aux t~tes représentées sur la figure 2, 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 respective-ment sur la fente V14 de la plaque 68 relative à la tête 48A et H14 de la plaque 72 de la façon indiquée précédemment 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. En supposant que la plaque 68 de la t8te 48A se présente comme indiquée à la figure 12, - l'unité 44 sélectionne la premi~re fente de toute la rangée R4 constituée par l'alignement des plaques 680 Après immobilisation du substrat sur la position P14 suiva~t un axe analogue à l'axe 32 de la figure 1, l'unité 44 commande l'actionnement de la t8te 48A pour la découpe du dispositif du film 22a (relatif au type a). Le fonctionnement de cette t8te 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 moteurs 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 troisieme), 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 positionnent relativement à la tête 48B conformément au tableau précédent.
Cela décrit le déplacement du substrat avec son premier système de référence par.~u~c~à ~ ~gned'~pl~ement ~soutils qui définitledit second système de référence, pour mettre en correspondance chaque position avec le dispositif semi-conducteur 18 correspondant~
Une fois que le substrat reçoit son dernier dispositif 18 de la tête 48E, il passe ensuite sous les têtes de sou-dure correspondantes. Par exemple, la tete 50a relative à
la catégorie a travaillera en relation avec les positions P14, P34, P42, et P32~
1 Y 16)9i8~8 Une remarque peut atre maintenant faite au su~et de la subdlvision des abscisseset des ordonnées déterminées sur le substrat en rangées et colonnes; c~mme cela est représenté sur la figure 11. S'il n'y avait pas cette subdi~ision, la plaque 68 par exemple comprendrait une série de fentes 164 occupant toute la 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 ~ue la commande d'asservissement des moteurs. Grâce à la subdivision montrée par exemple à la figure 11, les ~entes de c~aque rangée sont su~fisamment espacées pour obtenir un bon asservissement et un positionnement correct du substrat.
Le fonctionnement d'une tate 48 va ma~ntenant ~tre décrit en référence aux figures 5 à 7. Quand le substrat a une position 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 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 19~ a 192, l'outil ne rencontre aucun obstacle, de sorte que la lame 112 est tendue normalement d'une grandeur traduite électrique-ment par le 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 ~ 30 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 prédéter-minée 190-192 la tension de la lame 112, grâce aux potentio-mètres 124 et 130. Quand l'outil arrive au nive~u 192, il percute les conducteurs du réseau 28 rattachés à la pastille 18, tandis qu'une dépression est créée dans le canal 146.
La ~orce d'impact de l'outil sur le réseau 28 est réper-~utéepar la lame 112 sur le curseur 126 et est traduîte 1~9~8it3 ~i ~() ~lectriquement par le potentlom~tre 124. L'unit~ 44, ~ui connait la position 192 grâce au potentiom~tre 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 reconnalt 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 prédéterminé~. 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 t8te 48. Entre le niveau 192 et le niveau 194 représentatif de la surface sup~rieure du subs-trat 56, 1-'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 auKm~mes contrôles de pression. Quand l'unité 44 sait, du potentiomètre 130,~el'o~ii atteint le niveau 194 représen-tant la surface supérieure du substrat 56, la dépres~ion dans le canal 146 cesseplrd~x6er la pastille 18, tandis que l'unité 44 ramène l'outil 110 à sa position initiale ~90.
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 , ,'1 109~818 '' de la machine, en sélectionnant la successlon des ~équences 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 minirnum 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 fai-te par le détecteur de fin de bande 96, le processus conti-nuerait pendant que l'opérateur 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 for-mée d'un bloc de contrôle 196 relié à l'ensemble mécanique 198 de la machine 42, cet ensemble comprenant notamment les tetes 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 consti-tuée 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 pu-pitre 204 communiquant avec un bloc d'interface 206 servant d'interface entre l'unité 44 et la machine 42. Le bloc d'inter-face 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 putitre 204 et le bloc d'in-terface 206, et réciproquement. Le bloc mémoire reço~tun lecteur de bande 210 les in~ormations concernant les plans d'équipement des substrats représentés par le bloc 21~ et des informations ~2 1~ ~ 18 1~
relstives au contrôle du fonctionnement de la machi~e 42 par le calculateur 200, ces informations étant représentées par le bloc 214. Ce contrôle est fait à l'aide d'un program-me appelé dans la suite "moniteur". Le bloc mémo$re 208 est aussi en communication avec un téletype 216. Par ailleurs, un perforateur de bande 218 reçoit du bloc mémoire des informations pour la sauvegarde du moniteur, ces in-formations étant représentéespar le bloc 220.
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 ~a machine 42 en bobines82. Il n'est pas assigné de poste déterminé à un type de pastille donné. L'opérateur est libér~ de la nécessité de contrôler, avant lancemen~ du processus, que tous les types de pastille néces-saires sont présents, que les quantités disponibles sont suffisan-tes, que les pastilles disponibles à un poste sont compa-tibles avec le type de tête de découpe qui s'y trouve, que toutes les têtes de soudage requises sont présentes.
Ensuite, 1'opérateur met en place le substrat à équip~r 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 contrale du calculateur.
Le calculateur extraira de sa mémoire 208 le plan d'équipement du substrat à équiper, contrôlera si ~ous les types de pastilles 18 requises sont présents grâce aux étiquettes 86, déterminera le chemin le plus court~ue la table devra suivre, et lancera le processus.
L'équipement du substrat se fait comme décrit précédem-ment.
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.
Il est donné à l'opérateur la possibilité d'interrom-pre le processus automatique d'équipement d'un substrat à
.
Z3 1~918~fl ;' n'importe quel moment de son déroulement. Mals cet arr~t est contr81~ par le calculateur, de façon que le processus puisse atre repr~s et achevé normalement.
On a dit précédemment que le contrôle du processus par le calculateur était fait à l'aide d'un programme appelé moniteur. Son organisation générale et le détail de son action appara~ssent dans les organigrammes illustrés aux figures 19 à 29 qui font partie du texte de la descrip-tion. 0~ donnera ici quelques informations complémentaires.
Au su~et de l'organisation générale du moniteur, les plans d'équipement sont entrés dans le moniteur, soit "en-ligne" au 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 ~ichier de plans d'équipement. La partie ~u bloc mémoire 208 non utilisée par le moniteur est réservée à un tel fichier. Environ 50 plans d'équipement de substrat à 64 positions peuve~t y être logés. Le chargement d'un tel fichier ne demande qu'environ 30 secondes et se fait indépendamment du charge-ment du moniteur. En utilisation de production, c'est évidemment le troisième mode d'entrée du plan d'équipement qui est systématiquement utilisé.
Comme options de travail, on trouve en option princi-pale l'équipement des substrats et en options de service :
la mise à jour dans le moniteur d'une table contenant les types et catégories de dispositifs reconnus et les types de têtes de découpe et de soudage associés, table utilisée lors du contrôle de vraisemblance du plan d~équSpement et de l'élaboration des séquences d'équipement ; l'impression de l'état de cette table ; l'impression de la liste des plans d'équipement contenus dans le fichier en mémoire ;
l'impression de l~état de la machine 42 types et catégo- -ries de dispositifs 18, de t8tes de découpe 48 et de soudage 50 présents, état des bobines) ; enfin, la sauvegarde du moniteur, cette option permettant de sauvegarder sous la forme d'une bande perforée autochargeable le moniteur dans son état actuel, en particulier après une mise à jour de 24 ~ i8 la table dispositifs-têtes ou une modification desparamètres du processus.
Nous parlerons maintenant des t~ches assumées par le moniteurO L'énumération ci-dessous constitue un résumé
S des actions décrites avec plus de détail dans les organi-grames représentés dans les dessins annexés (figures 19 à 29 ).
Avant le lancement du processus d'équipement, le moniteur :
- appelle le plan d'équipement (du fichier en mémoire ou de l'extérieur);
- contrôle l'état général du banc de la machine ;
- contrôle la présence des types de dispositifs requis (ceux-ci pouvant être mont~s indiff~remment dans la machine) ;
- contr81e la compatibilité entre le type de dlsposi-tif et le type de tête de découpe ;
- contr81e la présence des outils de soudage requis9 (ces outils pouvant être montés indifféremment les uns des autres) ;
- indique à l'opérateur les actions correctives à
entreprendre et contrôle ces actions ;
- et termine la séquence d'équipement du substrat qui minimise le temps d'équipement, compte ten~ du plan d'équi-pement qui peut être défini dans un ordre quelconque et des emplacements des outils.
Pendant le déroulement du processus d'équipement, le moniteur :
1~) En phase découpe :
- provoque et contrôle les déplacements en X,Y de la table qui amènent la position P à équiper sous la tate de découpe requise ;
- contrôle l'état de la bobine d'approvisionnement, prévient l'opérateur si la bobine est devenue vide, et réoptimise si nécessaire la séquence de découpe en cas de changement de bobine ;
- en simultaneité du mouvement de la table, il provo-que l'avance du film 22 jusqu'à obtention d'un dispositif ~ ~5 ~)91818 $' ~alide ;
- contr81e la descente de l'outil de découpe, l'aspi-ration du dispositif découpé, l'arr~t de l'outil sur le substrat avec un effort contralé, puis la remontée de l'outil ;
- et enchaine avec l'opération découpe-placement suivante.

2~) Il assure l'enchatnement automatique de la phase de découpe à la phase de soudage.

3~) En phase soudage :
- il provoque et contr~le les déplacements en abscisses et ordonnéesdu substrat qui amènent le dispositi~ à souder sous l'outil de soudage requis ;
- descend l'outil et l'arrete sur le substrat avec un effort contr~lé ;
- contrôle la soudure du dispositif, soit en tempéra-ture, soit en durée, avec des paramètres dépendant du type de l'outil de soudage utilisé ;
- contrôle le refroidissement de la soudure, puis la remontée de l'outil ;
- et encha~ne avec 1'opération de soudage suivante.

4~) En permanence, il surveille les fonctions de sécurité de la machine (présence de la source de dépression, absence d'effort excessif sur les outils, état du générateur électrique de soudure), et intervient en cas d'incident pour avertir l'opérateur et lui indiquer les actions correc-tivés à entreprendre, tout en contrôlant ces actions.
En fin d'équipement, il ramène le substrat au point de chargement , assure l'encha1nement avec le travail suivant et incrémente.
Nous donnerons maintenant des indications sur 1'élabo-ration et l'optimisation des séquences.
L'ensemble des états par lesquels passent les informa-tions lors du déroulement des opérations est représenté par les figures 15 à l'aide d'un exemple simple, différent de celui déjà présenté auparavant afin de donner une meilleure illustration de l'invention.
Soit à équiper un substrat avec des dispositifs de i~9~818 types donnés 3 et 5 aux emplacements indiques ~ la figure 15A.
On suppose que ces dispositifs sont disponibles aux postes 4 et 5 representes sur la figure 2 par l'emplacement des têtes 48D et 48E. On suppose encore que les deux types 3 et 5 font partie d'une même categorie et sont traites par une tête de soudure de type l en place au poste l occupe à la figure 2 par la tête 48A.
Le plan d'equipement en format externe (figure 15B) definit pour chaque emplacement à equiper le type de disposi-tif à y implanter. Cette liste peut être dans un ordre quel-conque. Dans le moniteur, elle sera dans le format interne precise à la figure 15C.
A chaque emplacement à equiper est associe 1 mot de memoire du calculateur 200 contenant les coordonnees relatives x,y de l'emplacement à l'interieur du substrat et le code du type de dispositif.
La relation entre les appellations des positions utili-sees dans la redaction des plans d'équipement et les coor-donnees relatives x,y est explicitee dans la figure 16.
Le passage du plan d'equipement aux sequences de decoupe et de soudage consistera à remplacer les informations (x, y, type de dispositif) du plan d'equipement par les coordonnees absolues X,Y de la position que le plateau devra occuper pour que la position à equiper x, y se trouve sous la tête d'un outil contenant le type de dispositif requis (en sequence de decoupe) sous une tête de soudure compatible (en sequence de soudage).
On considérera maintenant le système de coordonnees absolues X, Y du plateau 54. Le moniteur connaît la position du plateau a l'aide d'un systeme de coordonnees absolues ou echelles X et Y. L'echelle X va d'abord être consideree. Les 1~91818 differents aspects de l'echelle X sont representes sur la figure 17. Quand la table est en marche avant, on utilise une echelle dans laquelle les positions successives d'arrêt de la table à partir du point de chargement XO = O sont numerotées 1, 2, ...
On a vu que chaque rangee ou canal d'une plaque à fentes possède une échelle qui lui est propre,les repères de même rang ~7 1~9~818 l~
n'occupant pas obligatoirement la même po~ition physique.
Dans le cas considéré maintenant, la valeur maximale de X sur l'échelle "avance" est 8x10-80.
Quand la table est en recul , on utilise une échelle dans laquelle les positions successives d'arret de la table sont repérées à partir d'un point fictif à l'extrame droite de la machine 42 telle qu'on la voit à la figure 2 (~= 128) et sont numérotées 129, 130... chaque rangée possède évidem-ment une échelle de recul qui lui est propre.
Vue~du moniteur, les échelles avance et recul forment une échelle unique à abscissescroissantes. Cet artifice permettra d'utiliser le m8me algorithme d'optimisation des séquences d'équipement, que ia table ~oit en avance ou en recul .
Les relations qui permettent de passer de l'abscisse relative x à la position absolue X de la table sont explici-tées à la figure 17.
En ce qui concerne l'écheile Y, il y a correspondance entre l'ordonnée relative y et la position absolue Y de la table (Y = y)~ .
On va maintenant décrire le passage du plan d'équipement à la séquence de découpe non oitimisee.Dans tous le~ cas, la séquence de découpe est toujours élaborée et amorcée en prévoyant pour la table une succession de déplacement dans le sens des avances.
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 *ype 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'8tre exécutée, la séquence de découpe est optimisée.
La procédure d'optimisation consiste à minimiser le chemin parcouru par l'ensemble table-plateau, tant en 28 10~8t~ 'I
abscisse qu'en ordonnée.
Le~ deux mouvements étant ind~pendants et simultan~s, 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 têt~s successives (5~mm dans l'exemple choisi) est supérieure à la dimension du plus grand substrat accepté par la machine (50mm environ). Il 10 ' 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 t~te avant d'arri-~er 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 XO au point requis le plus droite, par une succession d'avances (avec arr~t aux points requis), puis de commander son retour en XO par une succes-sion de reculs (avec arrêt aux points requis).
Ce résultat est atteint en classant les dif~érents termes du tableau 15D dans lfordre des valeurs crois~antes.
Le résultat de ce classement donne la séquence de découpe optimisée en X. On notera que,du fait de ce classement, to~esles ordonné~ Y d'une même abscisse X sont également dans l'ordre croissant.
- L'optimisation Y sera comprise en se référant à la ~igure 18 qui présente le cas général suivant. Pour une certaine abscisse XO, la dernière position à équiper YO
est équipée. Les positions suivantes se trouvent aux abscis-ses Xj, puis X2. Les abscisses XO, X1 et X2 ne sont pas obligatoirement contigues. Entre les positions extrêmes Y
et Y1n, il peut y avoir un nombre quelconque de positions à équiper. Il en est de mame entre Y21 et Y2n.
Pour minimiser le chemin Y, on applique les régles suivantes :
1. Si chemin (YO Y11) < chemin (YO Y1n)~
~ 11 ........... Y1n . I
29 ~ Bi~
2- Sl chemin (Y0 Y11) ~ chemin (Y0 Y1n)' on ~ra de Y0 en Y1n ~ Y11.
3. Si les 2 chemins sont ~gaux, on prendra en compte la situation à l'abscisse X2.
3.1. (plus petit des (plus petit des Si~chemins ~ ~chemins ~(Y11 Y21 )&(Y11 Y2n ~(Y1n Y21)&(Y1n Y2n on ira de Y0 en Y1n ~---~ Y1~
3.2. plus petit des ~ rplus petit des Si chemins ~ ~ lchemins (Y11 Y21)&~Y11 Y2n)J ¦(Y1n Y21)&(Y~n Y2~
on ira de Y0 en Y11 ~~ Y1n Compte tenu du fait qu'après optimisation en X, tou.tes les ordonnéesY ayant une même abscisse X sont déj~ dans - l'ordre croissant , l'application des régles préc~dentes conduira, soit à laissertoutesles ordonné~sY d'une m~me abscisse X dans cet ordre, soit à inverser cet ordre dans la séquence d'équipement. L'application de cette optimisa-tion en Y à l'exemple de la figure 15R conduit à inverser les ordonné~sY barréesdu tableau 15E.
~ Comme conséquence de cette optimisation, les disposi-tifs sont découpés et placés dans l'ordre indiqué par le chemin de découpe de la figure 15F~
La modification, pendant exécution, de la sé~uence de découpe intervient si, à un moment donne, la bobine du poste qui est en train de fournir des dispositifs 18 devient vide et si le 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 ex~cutée est réévaluée et réoptimisée. Dans le cas où ce nouveau poste est à gauche de l'ancien, les positions qui n'ont pas pu ~tre équipées le seront pendant la phase de retour de la i.,, table, avant la séquence de soudure. Dans tou~ les cas, la réoptimisation utilise le même algorithme que celui utilisé
pour la première optimisation. Cette opération pourra etre ré-pétée avec la seule restriction que, pendant la phase de retour de la table, le 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 dis-positif à souder, recherche l'adresse d'un poste de soudure contenant un outil de soudure compatible avec la catégorie de ces dispositifs. Dans notre exemple, tous les dispositifs requiè-rent la même tête de soudure qu.i se trouve au poste 1. La sé-quence de soudure a tou~ours lieu pendant la phase de retour de la table. Les positions X seront donc définles par l'~chelle recul. En utilisant la relatlon (2) de la figure 17 avec l'adres-se du poste 1, on passera du plan d'équipement (figure 15C) à la séquence de soudure non optimisée (figure 15G). Par l'applica-~tion de l'algorithme d'optimisation à cette séquence, on obtien-dra la séquence de soudure optimisée (figure 15H). Son exécution conduit à décrire le chemin de soudure indiqué à la figure ~5I.
L'appareil 40 qui vient d'être décrit peut subir de ~om-breuses variantes de réalisation. Par exemple, le premier sys-tème de référence qui est associé à un substrat circulaire sera de préférence à système de référence à coordonnées polaires. De même, les lignes définissant le second système de référence as-socié aux outils de découpe et de soudage peuvent être diffé-rentes et autres qu'une ligne droite.
En outre, la découpe et le soudage peuvent 8tre faits par un même outil, sans changer l'esprit de l'invention. Cela res-sort à l'évidence de la description précédente.
D'une manière générale, l'invention n'est nullement limi-tée aux exemples de réalisation décrits et illustrés, mais com-prend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées dans 1'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims (33)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de montage de dispositifs, caractérisé
en ce qu'il consiste: à définir sur le substrat un premier système de référence par rapport auquel sont définies les positions des dispositifs à souder sur le substrat; à déter-miner pour chacune de ces positions le dispositif correspon-dant; à définir un second système de référence indépendant du premier système de référence et par rapport auquel sont définis les emplacements des dispositifs destines à être montes 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 sur le substrat.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de référence est un système géo-métrique à coordonnées cartésiennes par rapport auquel sont définies les positions précitées représentatives des centres des domaines du substrat prévus pour les dispositifs.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de référence est un système à coor-données polaires.

4. Procédé selon la revendication 1, du type selon lequel lesdits dispositifs existent sous divers types, et 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. Procédé selon la revendication 4, du type selon lequel les dispositifs sont classes en diverses catégories selon leurs dimensions et les dispositifs découpés sont montes 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. Procédé selon la revendication 4 ou 5, carac-térisé en ce qu'il consiste à faire correspondre lesdites première et seconde lignes.

7. Procédé selon la revendication 1, du type selon lequel la phase précitée 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 circon-férence 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. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase précitée de déplacement du substrat relative-ment au second système de référence comprend le déplacement du substrat relativement à un jeu de fentes successivement traversées par un rayonnement représentatif du mouvement du substrat, et en ce que la phase précitée de mise en correspon-dance d'une position du substrat avec le dispositif correspon-dant comprend l'équilibrage du flux du rayonnement traversant une fente déterminée et reçu sur deux zones de réception adja-centes séparées suivant une direction sensiblement normale au plan de déplacement dudit rayonnement.

9. Procédé selon la revendication 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 pré-cités un premier groupe desdites fentes, chacune de celles-ci étant représentatives d'une abscisse desdites positions, et à
associer au plateau de support du substrat un groupe de fentes respectivement représentatives des ordonnées desdites posi-tions du substrat.

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. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à accomplir lesdites phases de mise 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. Procédé selon la revendication 11, caractérisé
en ce que la phase d'accomplissement du trajet minimal comprend 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 posi-tions de substrat destinées auxdits dispositifs, et la commande des outils et du déplacement du substrat en fonction des résultats dudit contrôle.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé
en ce que la phase de contrôle précitée comporte le contrôle de la pression subie par l'outil de découpe le long de son parcours.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé
en ce que le contrôle de la pression comprend le contrôle de la course de l'outil, la détermination de zones de course pré-déterminées 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.

15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la phase de fixation précitée comporte le contrôle de la pression exercée par l'outil de fixation sur le substrat.

16. Appareil du type selon lequel des dispositifs sont destinés à occuper des positions prédéterminées d'un substrat de connexion comprenant une première pluralité de positions prédéterminées, ces dispositifs étant repartis en une seconde pluralité de types et une troisième pluralité de catégories selon leurs dimensions, ledit appareil comprenant une table mobile comportant un plateau de support de substrat, des moyens 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 disposes suivant au moins une ligne, les dispositifs de chaque type sont attribués à au moins l'une des têtes de découpe, les outils de fixation correspondent au moins respectivement aux-dites 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 correspon-dant et, d'autre part, auxdits moyens de commande pour action-ner ledit outil correspondant quand ladite position prédéter-minée est correctement placée sous cet outil.

17. Appareil selon la revendication 16, du type selon lequel les dispositifs de même type sont montés sur un élément de support souple tel qu'un film enroulé sur une bobine, caractérisé en ce qu'il consiste à associer à chaque outil de découpe une bobine, et des moyens de déroulement pas à pas dudit élément de support destinés à placer successive-ment chaque dispositif de l'élément de support en correspon-dance avec l'outil.

18. Appareil selon la revendication 17, du type selon lequel l'élément de support comporte des marques asso-ciées à des dispositifs dudit élément souple qui ne sont pas fonctionnels, caractérisé en ce que l'appareil comporte des moyens de détection desdites marques reliés auxdits moyens de déroulement pas à pas pour les activer de manière à sauter le dispositif correspondant à la marque détectée.

19. Appareil selon la revendication 16, caractérisé
en ce que les moyens de positionnement comprennent des moyens fixes à fentes et des moyens mobiles émetteurs-récepteurs d'un rayonnement adapté pour traverser l'une desdites fentes.

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 outils, et en ce que lesdits moyens émetteurs-récepteurs comprennent un premier système émetteur-récepteur couplé à la table.

21. Appareil selon la revendication 20, caractérisé
en ce que les moyens fixes à fentes comportent au moins une seconde plaque à fentes couplée à ladite table et en ce que lesdits moyens récepteurs comprennent un second système émetteur-récepteur couplé audit plateau.

22. Appareil selon la revendication 20, caractérisé
en ce que les premier et second systèmes émetteurs-récepteurs précités comprennent un dispositif émetteur ayant deux plages de réception adjacentes séparées selon une ligne parallèle aux fentes.

23. Appareil selon la revendication 22, caractérisé
en ce que les moyens de positionnement comprennent des moyens d'asservissement desdits moyens de déplacement de la -table et du plateau, lesdits moyens d'asservissement comprenant des moyens de comptage de fentes desdits moyens à fentes, reliés auxdits premier et second dispositifs récepteurs.

24. Appareil selon la revendication 16, caractérisé
en ce que les moyens de déplacement de la table et du plateau comprennent des premier et second moteurs électriques couplés respectivement à la table et au plateau.

25. Appareil selon la revendication 16, caractérisé
en ce que les moyens de commande des outils comprennent des moyens de contrôle de la pression.

26. Appareil selon la revendication 25, caractérisé
en ce que les moyens de contrôle de pression comprennent des moyens souples tels qu'une lame-ressort ayant une extrémité
reliée à une pièce de transmission et l'autre extrémité reliée à l'outil, ladite autre extrémité étant reliée à des moyens de détection de pression.

27. Appareil selon la revendication 26, caractérisé
en ce que les moyens de détection de pression comprennent un capteur dont la partie fixe est solidaire de ladite pièce de transmission et dont la partie mobile est couplée à ladite autre extrémité de la lame-ressort.

28. Appareil selon la revendication 23, caractérisé
en ce que les moyens de contrôle de pression précités compor-tent des moyens de contrôle de course d'outil.

29. Appareil selon la revendication 28, caractérisé
en ce que les moyens de contrôle de course comprennent un capteur ayant une partie fixe par rapport au corps de la tête portant l'outil et sa partie mobile reliée à l'outil.

30. Appareil selon la revendication 16, du type selon lequel le plateau comporte trois pions fixes destinés à
positionner précisément le substrat sur le plateau, caracté-risé en ce que ces pions sont des galets montés fous sur des axes fixes.

31. Appareil selon la revendication 16, caractérisé
en ce qu'il comporte des moyens de contrôle permanent de fonc-tionnement connectés à des moyens de détermination du trajet minimal de déplacement du substrat.

32. Appareil selon la revendication 31, caractérisé
en ce que les moyens de contrôle de fonctionnement comprennent des moyens de désignation des bobines.

33. Appareil selon la revendication 31, caractérisé
en ce que les moyens de contrôle précités sont reliés aux moyens de contrôle de pression précités ainsi qu'aux moyens de déplacement et de positionnement précités.