Brevet FR2284404A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne les machines à souder et plus particulièrement les machines à souder point par point. La technologie moderne, notamment dans les circuits intégrés, est suffisamment avancée pour pouvoir prévoir dès maintenant un certain automatisme dans la réalisation en grande série des circuits intégrés. Un problème se pose, notamment l'encapsulation des circuits intégrés ou hybrides. Jusqu'à présent, la technique consistait à placer le circuit intégré dans un bottier et à fermer ce bottier hermétiquement par soudage, ltopération de soudage s'effectuant généralèment à la main. Bien entendu, il existe aussi des machines permettant d'effectuer cette opération de façon automatique, mais ces machines ont l'inconvénient d'avoir été conçues pour d'autres utilisations, ce qui les rend fort onéreuses et complexes pour une application à l'encapsulation des circuits intégrés ou hybrides. La présente invention a pour but de réaliser une machine à souder de conception simple, facile à mettre en oeuvre et surtout d'un prix de revient très faible. La présente invention a pour objet une machine à souder comportant une tête de soudage, un support de pièce à souder suivant une ligne de soudage déterminée, un profil homothétique de ladite ligne de soudage, un suiveur dudit profil et des moyens pour déplacer ledit suiveur le long dudit profil, des moyens de couplage homothétique dudit suiveur avec ledit support, de façon que ladite ligne de soudage défile en passant constamment par un point dérerminé quand ledit suiveur explore ledit profil, caractérisée par le fait qu'elle comprend : des repères sur ledit profil pour définir des points de soudure sur ladite ligne de soudage, des moyens pour arrêter le déplacement dudit suiveur et le défilement de ladite ligne de soudage au dit point déterminé chaque fois que ledit suiveur passe sur un desdits repères, et des moyens pour effectuer une soudure au point de la ligne de soudage confondu avec ledit point déterminé et correspondant au repère sur lequel s'arrête ledit suiveur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparat- tront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel la figure unique représente sous forme d'une vue schématique en perspective un mode de réalisation d'une machine conforme à l'invention. La figure représente un exemple de réalisation d'une machine à souder point par point sur laquelle sont représentés les éléments essentiels à la réalisation de cette machine. Cette machine est illustrée dans l'application à l'encapsulation de semi-conducteurs. Le bottier 1- enfermant un semi-conducteur ou un microcircuit de quelque sorte qu'il soit est placé sur un support 2. Ce support 2 est lié à des moyens lui permettant un déplacement dans deux directions privilégiées perpendiculaires. Ces moyens, connus en eux-mêmes, sont illustrés schématiquement par deux plateaux 3 et 4 pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre au moyen par exemple de roulements 5 et 6 disposés perpendiculairement. Le support 2 est solidaire du plateau 3,et l'ensemble du support 2 du plateau 3 et du plateau 4 est disposé sur une table de travail 7 considérée comme un point fixe. Le support 2 est fixé par un axe tournant 8 à un premier bras 9 d'un pantographe fixé à un de ses sommets 10, par exemple sur la même table de travail 7. Le bras complémentaire 11 du pantographe supporte à son extrémité 12 un doigt suiveur 13 explorant une rainure 14 réalisée par exemple dans une embase 15 solidaire elle aussi par exemple de la table de travail 7. Cette rainure a un profil homothétique de la ligne de soudage le long de laquelle doit être effectuée la soudure du capot 1. Le doigt 13 est entraidé le long de cette rainure 14 par une fourchette 16 présentant une gorge 17 dans laquelle est positionné le doigt 13, ce doigt pouvant se déplacer longitudinalement le long de cette gorge 17, la fourchette 16 étant solidaire d'un axe de rotation 18 d'un moteur 19. L'encapsulation du circuit se fait par un soudage point par point le long de la ligne de soudage, aussi la rainure 14 comporte des repères 20 qui permettent de définir les endroits sur la ligne de soudage auxquels seront effectués les points de soudure. Le doigt suiveur 13 comporte un capteur, par exemple une cellule photoélectrique, permettant de délivrer un signal représentatif de la présence ou l'absence d'un repère tel que 20 dans cette rainure 14. Un signal est obtenu à la sortie 21 du capteur. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure, la cellule photoélectrique peut être placée au centre du doigt 13 creusé à cet effet pour la recevoir, ce doigt creux permettant ainsi en plus la protection de la cellule et la détermination de façon précise de l'endroit exact du repère, et donc le positionnement du capot à un point bien déterminé. Dans le mode de réalisation illustré, les moyens permettant d'effectuer la soudure sont constitués par une électrode 22, d'une tête de soudure 23 dont l'entrée de commande électrique 24 est reliée à une sortie 26 d'un générateur d'impulsions de courant 27, l'autre sortie 28 de ce générateur 27 étant reliée électriquement à la masse du support 2. La tête de soudage 23 est solidaire d'un bras coulissant 29 le long d'une tige 30 permettant à cette tête de soudage 23 de pouvoir subir les mouvements ascendants ou descendants à la demande. Ces mouvements de translation ascen dans ou descendants sont cosiandés par une tige 31 fixée à une extrémité au bras 29 et comportant à son autre extrémité un galet 32 coopérant avec la tranche 33 d'une came 34 solidaire d'un arbre de rotation 35 d'un moteur 36. Cette came 34 comporte une encoche 37 de façon que lorsque cette encoche arrive au niveau du galet 32, ce dernier touant dans celle-ci permet à la tête de soudage 23 d'avoir un msuvesent descendant vers la ligne de soudure du capot 1. Cette cane 34 est couplée avec un disque 38 comportant des marques en nombre déterminé tout autour de sa péripbérie. Un lecteur 39 est disposé en regard de ce disque pour délivrer à sa sortie 40 des impulsions électriques chaque fois qu'une marque du disque 38 passe à proximité de ce lecteur. Le disque peut comporter par exemple des rainures blanches sur fond noir et le lecteur être constitue par une cellule photoélectrique qui délivre à sa sortie des impulsions chaque fois qu'une marque blanche passe en regard de la cellule. Dans ce mode de réalisation le moteur 19 est un moteur pas à pas dont l'entrée d'alimentation 41 est reliée à travers une porte ET 42 à la sortie 40 du lecteur 39. Enfin, la machine comporte par exemple une bascule bi-stable 43 dont l'entrée 44 est reliée à la sortie 21 du capteur et l'entrée 45 est couplée avec le circuit connecté aux bornes 26 et 28 du générateur 27 de façon que lorsque ce générateur délivre une impulsion de courant il apparaisse à l'entrée 45 de la bascule 43 un signal de commande ; la sortie 46 de cette bascule 43 est reliée à l'entrée de commande 47 de la porte ET 42. Le fonctionnement de la machine est le suivant L'ensemble du pantographe et des plateaux 3 et 4 reliant le doigt 13 au support 2 est tel que, lorsque le doigt 13 se déplace dans la rainure 14, le support 2 se déplace, la ligne de soudage passant constaeeent par un point 48 sur la trajectoire# de l'électrode 22 de la tête de soudure. Dans ce déplacement le support 2 ainsi que le bottier 1 décrivent la ligne de soudage homothétique du profil de la rainure 14. Quand le doigt 13 explore la rainure 14 et qu'il arrive à l'aplomb d'un des repères tel que 20, le capteur fournit un signal à sa sortie 21 qui, appliqué à l'entrée 44 de la bascule 43, fait changer celle-ci d'état pour qu'elle délivre à sa sortie 46 un signal d'interdiction à la porte ET 42 de façon que le moteur 19 ne soit plus alimenté par les impulsions délivrées à la sortie 40 du lecteur 39, Le moteur 36 tournant en permanence, entrasse la came 34 et provoque par son encoche 37 la descente de la tête de soudure 23 sur le capot à souder 1 et l'exécution d'un point de soudure. L'entrée 45 de la bascule 43 reçoit alors un signal de commande qui provoque son changement d'état et débloque la porte ET 42 permettant à nouveau l'alimentation du moteur 19 par les impulsions du lecteur 39. Le doigt poursuit alors l'exploration de la rainure 14 entrainant > par le pantographe, le support 2, jusqu'à ce qu'il parvienne au repère 20 suivant. Ce repère est détecté par son capteur qui fournit un nouveau signal sur sa sortie 21, et provoquant un changement d'état de la bascule 43 rebloque la porte ET 42, interdisant l'alimentation du moteur 19. Le support 2 est ainsi positionné pour l'exécution d'un autre point de soudure sur le point correspondant de la ligne de soudage. La séquence opératoire se poursuit ainsi par cycles répétitifs : avance d'un pas, blocage, descente de la tête de soudure, soudure et redémarrage du suiveur de profil. Le nombre de marques sur le disque 28 est choisi suffisamment élevé pour que le nombre dtimpulsions fournies au moteur 19 entre deux soudures, c'est-àdire pour un tour du disque 38, permette au doigt 13 de passer d'un repère au repère suivant, même dans les positions les plus défavorables de la fourchette 16. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple. En particulier, au lieu d'utiliser un procédé de soudage électrique, on peut aussi utiliser un soudage par ultra-sons, par laser, etc. le positionnement de la tête de soudage ou le déclenchement du générateur de soudage étant commandé en relation de temps avec l'exploration des repères par le capteur pour effectuer une soudure chaque fois qu'un repère est atteint. REVENDICATIONS 10. Machine à souder comportant une tête de soudage, un support de pièce à souder suivant une ligne de soudage déterminée, un profil homothétique de ladite ligne de soudage, un suiveur dudit profil et des moyens pour déplacer ledit suiveur le long dudit profil, des moyens de couplage homothétique dudit suiveur avec ledit support, de façon que ladite ligne de soudage défile en passant constamment par un point déterminé quand ledit suiveur explore ledit profil, caractérisée par le fait qu'elle comprend : des repères sur ledit profil pour définir des points de soudure sur ladite ligne de soudage, des moyens pour arrêter le déplacement dudit suiveur et le défilement de ladite ligne de soudage au dit point déterminé chaque fois que ledit suiveur passe sur un desdits repères, et des moyens pour effectuer une soudure au point de la ligne de soudage confondu avec ledit point déterminé et correspondant au repère sur lequel s'arrête ledit suiveur. 20. Machine à souder selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit suiveur et ledit support étant entratnés par un moteur, ledit suiveur comporte un capteur sensible auxdits repères et apte à délivrer des signaux de commande d'arrêt du moteur. 30. Machine à souder selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit moteur est un moteur pas à pas alimenté par un générateur d'impulsions. 4 . Machine à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit générateur d'impulsions est constitué par un-disque comportant des marques, un moteur entrainant en rotation ledit disque et un lecteur coopérant avec ledit disque pour délivrer des impulsions au passage des marques. 50. Machine à souder selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit disque est lié à une came commandant la position de ladite tête de soudage. 60. Machine à souder selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour redémarrer le déplacement dudit suiveur et le défilement de ladite ligne de soudage, une fois la soudure effectuée.