Brevet FR2567708A1 — publié le 19860117

- 1 - S stème d'assemblage automatisé pour dispositif à semiconducteur. La présente invention concerne un système d'assemblage automatisé pour dispositif à semiconducteur, servant à automatiser la fabrication de celui-ci. On fabrique des dispositifs à semiconducteur tels que des circuits intégrés en utilisant: a) un dispositif de liaison de pastille pour monter une pastille de-circuit intégré sur un cadre de montage, b) un dispositif de liaison de fil reliant la pastille et le cadre de montage par l'intermédiaire d'un fil, c) un dispositif de moulage pour sceller la pastille liée au fil avec de la résine, d) un four de chauffage et de durcissement pour chauffer et durcir la résine moulée, e) un couteau pour couper et courber une partie de fil dépassant de la pièce moulée, f) un moyen de soudage pour revêtir de soudure la partie de fil. Chacun de ces dispositifs comporte un magasin rempli de cadres de montage par une entrée, retire automatique- ment les cadres de montage un à la fois pour un travail d'assemblage de ceux-ci, et loge les cadres de montage traités dans un magasin de sortie. Toutefois, les transports entre les magasins sont effectués par un homme. En conséquence, il peut se produire des possibilités indésirables par suite d'erreur humaine. Classiquement, on a imaginé de nombreux systèmes destinés chacun à effectuer constamment certains processus nécessaires à la fabrication de semiconducteurs tels qu'un processus de liaison de pastille, un processus de liaison de fil et un processus de moulage de résine. En utilisant un tel système automatisé, on peut retirer de la -2- sortie de celui-ci un dispositif à semiconducteur complet en incorporant seulement des cadres de montage par l'entrée. Toutefois, ces systèmes souffrent des inconvénients suivants s 1) Si l'on retire du système un magasin quelconque au cours du traitement, pour le contr8le de qualité, on le sépare d'un lot primitif, ce qui entratne des ennuis pour le contrôle de qualité des lots. En effet, pour ramener le magasin retiré au lot primitif, il est néces- saire d'arrêter le traitement du lot principal et d'attendre l'achèvement d'un processus de contrôle de qualité, ou de ramener manuellement le magasin au lot primitif. 2) L'actionnement successif des processus respectifs en série a pour effet que le débit d'ensemble est limité par un dernier processus, déséquilibrant ces processus. 3) Comme le système est actionné constamment# tout ennui causé en une partie quelconque oblige a arrêter tout le système pour la réparer. A la différence des réparations de dispositifs individuels, la réparation décrite ci-dessus est très compliquée. Un but de l'invention est fournir un système automati- sé d'assemblage de semiconducteurs, capable de faciliter l'essai par échantillonnage. Un autre but est de fournir un système d'assemblage automatisé de semiconducteurs ayant un grand débit. Selon l'invention, on prévoit un système d'assemblage automatisé de semiconducteurs, caractérisé par le fait qu'il comprend s plusieurs dispositifs automatisés pour conduire automatiquement au moins un des processus d'assemblage de semiconducteurs; un robot ayant six degrés de liberté, prévu parmi les dispositifs automatisés pour transporter entre ces dispositifs des magasins logeant chacun des cadres de montage, ce robot comprenant: un - 3 - mécanisme de prise pour saisir le magasin et un capteur prévu au voisinage du mécanisme de prise pour lire un numéro d'identification sur le magasin; un poste d'échantillonnage muni d'une zone de travail du robot à six degrés de liberté pour le contrôle de qualité; un moyen pour introduire un numéro de lot des cadres de montage logés dans chacun des magasins; et un moyen de commande pour mémoriser des éléments d'information venant du capteur et des moyens d'introduction, pour contrôler les produits et pour commander les différents dispositifs automatisés et le robot à six degrés de liberté. Les buts, particularités et avantages ci-dessus de l'invention, ainsi que d'autres, ressortiront de la descrip- tion suivante, considérée conjointement avec les dessins annexés, qui montrent à titre d'exemple un mode d'exécu- tion préférentiel de l'invention et sur lesquels: La figure 1 est une perspective schématique d'une partie d'un mode d'exécution de l'invention; Les figures2(a) et 2(b) sont des vues éclatées d'une partie de prise d'un robot à six degrés de liberté, montrant une vue latérale de celle-ci sur la figure 2(a) et un plan sur la figure 2(b); La figure 3 est une perspective d'un magasin La figure 4 est un schéma par blocs d'un dispositif de commande. En référence à ces dessins, on va décrire maintenant un mode d'exécution préférentiel de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode d'exécution de l'invention. Le système de ce mode d'exécution comprend trois dispositifs de liaison de pastille du dispositifs de liaison de fil la à la, deux robots 2, 4 ayant six degrés de liberté, un dispositif de moulage automatisé 3, trois fours de chauffage et de durcissement 5a à 5c,- un poste de classement de magasins & circuits intégrés 6, un poste - 4 - d'échantillonnage 7 et un dispositif de commande (non représenté). Chacun des dispositifs ci-dessus sera décrit ci-après en détail, dans l'ordre des processus de fabrication d'un dispositif à semiconducteur. Les dispositifs de liaison de pastille et les dispo- sitifs de liaison de fil la à lc (partiellement représen- tés)comprennent respectivement des parties d'amenée de plateaux de pastilles 11, des claviers 12 pour l'intro- duction de numéros de lot, et des élévateurs de magasin d'enveloppe 13. Chacun des dispositifs de liaison de pastille ou de fil la à le présente une pastille de circuit intégré montée sur le cadre de montage (liaison de pastille) et ce circuit intégré est relié à une partie de fil du cadre de montage par l'intermédiaire d'un fil (montage par fil). Le cadre de montage ainsi constitué est logé dans le magasin 23. Un robot 2 ayant six degrés de liberté est installé au voisinage des trois dispositifs de liaison de pastille et de liaison de fil la à lc. Le robot 2 transporte le magasin 23 de l'un des dispositifs de liaison de pastille etde fil la à lc au dispositif de moulage automatisés 3 ou au poste d'échantillonnage 7. Le robot 2 est donc muni d'une partie de prise 21 et est capable de retenir la partie de prise 21 à l'intérieur de sa zone de travail dans une position-tridimensionnelle arbitraire et à des angles arbitraires La partie de prise 21, comme indiqué sur les figures 2(a) et 2(b), est de structure telle qu'une paire de pièces de prise 212, 213 sont ouvertes et fermées par l'actionnement d!un vérin pneumatique 211. En outre, il est prévu un capteur de réflexion 210 pour lire un numéro d'identification sur le magasin 23, entre les pièces de prise 212, 213. Le maga- sin 23 présente des trous 232 dans une plaque de sur- face supérieure 231, comme indiqué sur la figure 3. Les trous 232 sont représentés en chiffres binaires par le numéro d'identification susdit. Le dispositif de moulage automatisé 3 et le poste d'échantillonnage 7 sont prévus a l'intérieur de la zone de travail du robot 2 à six degrés de liberté, ainsi que les dispositifs de liaison de pas- tille et de liaison de fil la à 1. Le poste d'échantillon- nage 7 contrôle la qualité des cadres de montage à pastille liée et à fil lié. Le dispositif de moulage auto- matisé 3 scelle (moule)avec de la résine les cadres de montage à pastille liée et à fil lié. Pour les cadres de montage moulés dans le dispositif de moulage automatisé 3, la résine moulée est chauffée et durcie dans les fours de chauffage et de durcissement Sa à 5_. Le robot 4, ayant six degrés de liberté, sert aussi à transporter le magasin 23, logeant les cadres de montage, du dispositif de moulageautomatisé aux fours de chauffage et de durcissement 5a à Se. Il est prévu un poste de classement de magasins à circuits intégrés 6, à l'intérieur de la zone de travail du robot 4 ayant six degrés de liberté, en plus du dispositif de moulage automatisé 3 et des fours de chauffage et de durcisse- ment 5â à 5%o Parallèlement au poste de classement de magasins à circuits intégrés 6 sont disposés les maga- sins 23 logeant les cadres de montage déjà traités dans les fours de chauffage et de durcissement 5a à 5e. En référence au schéma-blocs du dispositif de commande, représenté sur la figure 4, on décrira ci-après en détail les opérations du système dans le présent mode d'exécution. Un ordinateur local 8 commande des dispositifs disposés autour du robot ayant six degrés de liberté, 2. L'ordinateur local 8 est relié à un dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110 inclus dans une partie d'amenée de plateaux de pastilles 11, un capteur de réflexion 210 du robot à six degrés de liberté 2, un dispositif de commande 22 du robot 2 et un disposi- tif de commande de rouleau de moulage 310 inclus dans le m-6 - dispositif de moulage automatisé 3. Le dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110 est aussi relié au clavier 12, au dispositif de commande des dispositifs de liaison de pastille et au disposi- tif de commande 101 des dispositifs de liaison de fil. Bien que l'on utilise en fait trois dispositifs de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110, trois claviers 12, trois dispositifs de commande de dispositif de liaison de pastille 100 et trois dispositifs de commande de dispositif de liaison de fil 101, ils sont amis pour simplifier l'explication. Un ordinateur local 9 commande des dispositifs disposés autour d'un robot ayant six degrés de liberté, 4. L'ordinateur local 9 est relié au dispositif de commande de rouleau de moulage 310, à un dispositif de commande de dispositif de démoulage 320 inclus dans le dispositif de moulage automatisé 3, et un dispositif de commande 420 du robot à 6 degrés de liberté 4. Un plateau, sur lequel les pastilles à lier sont placées c8te à c8te, est amené a la partie d'amenée de plateaux de pastilles 11 et un numéro de lot de celui-ci est introduit par un clavier 12. Cette information est transférée, du dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110, à l'ordinateur local 8. Un interrupteur de demarrage étant enfoncé, le dispositif de commande de dispositif de liaison de pastille 100 envoie un signal de demande de changement de plateau au dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110. Par ce signal, la partie d'amenée de plateaux de pastilles 11 fournit le plateau et, lors de la fin de cette amenée, le dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110 envoie un signal d'achèvement au dispositif de commande de dispositif de liaison. Par suite de ce signal d'achèvement, les dispositifs de liaison de pastille et de liaison de fil la à 1ú commencent -7- a fonctionner. C'est-&-dire que des cadres de montage sont liés à des pastilles et ensuite liés à des fils. Lors de l'achèvement de ces opérations, les cadres de montage sont logés en ordre dans le magasin 23 placé sur un élévateur de magasin d'enveloppe 13. Rempli des cadres de montage dans le magasin 23, le dispositif de commande de dispositif de liaison de fil 101 envoie un signal de demande de changement de magasin au dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilleso Le signal est transmis à l'ordinateur local 8 en passant par le dispositif de commande de partie d'amenée de plateaux de pastilles 110. L'ordinateur 8 envoie un signal d'opération à un dispositif de commande 220 du robot. six degrés de liberté 2. Par suite de ce signal, le robot 2 s'arrête dans une position o il peut lire des trous 232 indiquant les numéros d'identification des magasins. Un dispositif de commande 220 du robot 2 envoie alors un signal d'achèvement de positionnement à l'ordinateur local. L'ordinateur local 8 donne pour instruction à un capteur à réflexion 210 monté sur la partie de prise du robot 2 de lire un numéro d'identification (trou 232) du magasin 23. Successivement, il compare un numéro de lot introduit précédemment au numéro d'identification lu et les mémorise. Ensuite, l'ordinateur local 8 envoie un signal d'instruction d'opération au dispositif de commande du robot 2. Avec ce signal, le robot 2 saisit les magasins 23 et les amène au poste d'échantillonnage 7 ou au dispositif de moulage automatisé 3. Cet état de transport est transmis du poste d'échantillonnage 7 à l'ordinateur 8. Par suite, l'ordinateur local 8 donne au robot 2 une instruction disant si le magasin 23 doit être transporté au poste d'échantillonnage 7 ou au dispositif de moulage 3. En outre, cette sélection peut s'exécuter sans se baser sur une instruction venant du poste d'échan- tillonnage 7. En effet, il peut être aussi possible de transférer préalablement tout le nombre de magasins 23 au poste d'échantillonnage, ou un nombre arbitraire de magasins 23 (par exemple un premier magasin ou un magasin désigné par une instruction d'un opérateur qui conduit un contrôle de qualité etcj au poste d'échantillonnage 7. Quand les magasins 23 sont transportés au dispositif de moulage automatisé 3, l'ordinateur local 8 transfère le numéro de lot des magasins au dispositif de commande de moulage 310. Le dispositif 310 place le numéro de lot dans une queue de commande. Quand le tour du traitement arrive, le dispositif de moulage automatisé 3 retire seulement des cadres de montage des magasins pour les traiter successivement. Le dispositif de commande de moulage 310 envoie le numéro de lot au dispositif de commande de démoulage 320. Lors de l'achèvement du traitement dans le dispositif de moulage automatisé 3, les cadres de montage sont à nouveau logés dans le magasin 23 (ce magasin 23 diffère du précédent). En outre, le dispositif de commande de démoulage 320 envoie un signal de demande d'instruction de fonctionnement du robot à six degrés de liberté 4 à l'ordinateur local 9. Par suite de ce signal, l'ordinateur local 9 envoie un signal de fonctionnement à un dispositif de commande 420 du robot 4 pour actionner le robot 4. Le magasin 23 est transporté par le robot 4 aux fours de chauffage et de durcissement 5a à 5c et chauffé et durci pendant un laps de temps prescrit. Au bout du temps prescrit, ou après le chauffage, le robot 4 retire le magasin 23 des fours de chauffage et de durcissement 5a à 5c par un signal venant de l'ordinateur local 9 et le transporte au poste de classement de magasins à circuits intégrés 6 pour arranger une queue d'achèvement. Le poste de classe- ment de magasins à circuits intégrés 6 transporte le maga- sin 23 transporté par le robot 4, des fours de chauffage -- 9-- et de durcissement 5a à 5c au c8té de l'opérateur, tout en recevant le numéro de lot correspondant de l'ordinateur local 9, et l'affiche. Quand le magasin 23 est transporté au poste d'échan- tillonnage 7, l'ordinateur local 8 mémorise un numéro d'identification du magasin transporté 23, lu par le capteur à réflexion 210. Les magasins 23 transférés sont automatiquement déplacés par le poste d'échantillonnage 7 en direction d'un poste d'inspection (non représenté). Ce poste d'inspection inspecte les cadres de montage contenus dans le magasin 23, avec observation visuelle par une machine d'inspection ou par un opérateur. Après ces inspections, le magasin 23 est automatiquement déplacé en direction du robot 2 par le poste d'échantillonnage 7, qui transmet en outre une demande de transport & l'ordina- teur local 8, le robot 2 transporte le magasin 23, sur la base d'un signal venant de l'ordinateur local 8, du poste d'échantillonnage 7 au dispositif de moulage automatisé 3. Après l'inspection, le magasin 23 est transporté par le robot 2 du poste d'échantillonnage au dispositif de moulage automatisé 3. L'ordinateur local 8 compare le numéro d'identification du magasin 23, lu sur le capteur à réflexion 210, à celui qui est déjà mémorisé. Par consé- quent, les magasins 23 inspectés peuvent 9tre renvoyés au poste d'échantillonnage 7 dans un ordre arbitraire. Si le poste d'échantillonnage 7 est prévu dans ce mode d'exécution entre les dispositifs de liaison de pas- tille et les dispositifs de liaison de fil la à l1 et le dispositif de moulage automatisé 3, il peutf tre disposé parmi les processus déjà échantillonnés. En outre, des moyens d'introduction tels qu'un clavier etc. et des interrupteurs peuvent 9tre prévus ensemble en des positions faciles à actionner. En outre, bien qu'un système servant à lire le numéro d'identification du magasin 23 ait été construit de manière à lire des trous fournis, - 10 - à travers le magasin, par le capteur à réflexion, on peut utiliser tous autres procédés. Selon l'invention, des intermédiaires peuvent être transportés automatiquement par le robot à six degrés de liberté, ce qui permet une économie de main d'oeuvre dans les processus de fabrication de semiconducteurs. En outre, il est prévu un moyen d'introduction d'un numéro de lot d'articles et un numéro d'identification est indiqué sur un magasin servant à loger les intermé- diaires. Un capteur est prévu sur le mécanisme de prise pour lire le numéro d'identification tandis qu'un ordinateur est prévu pour commander des articles sur la base du numéro de lot et du numéro d'identification lus. En conséquence, un courant constant d'articles est commandé automatiquement. Particulièrement, même s'il ya des facteurs perturbant l'écoulement des articles, tels qu'une inspection par échantillonnage etc. , on peut contrôler sûrement des lots, puisque les numéros d'identification et numéros de lot des magasins sont seulement contrôlés par ordinateur. Ainsi, la présente invention peut s'appliquer à un système dans lequel diverses sortes d'articles sont fabriqués en petite quantité. En outre, selon l'invention, on peut transporter des intermédiaires entre des dispositifs en augmentant le nombre des dispositifs, chacun ayant de moindres vitesses de traitement en comparaison des dispositifs qui ont chacun de plus grandes vitesses de traitement. Par consé- quent, les dispositifs des processus respectifs peuvent être actionnés avec des débits maximaux. En outre, le mécanisme de transport a une plus grande liberté, de sorte qu'il peut ne peut pas être seul à positionner parmi les dispositifs, ce qui simplifie le travail d'assemblage. - 11 - REVENDICATIONS 1.- Système d'assemblage automatisé de semiconducteurs, caractérisé par le fait qu'il comprend: plusieurs disposi- tifs automatisés pour conduire automatiquement au moins un des processus d'assemblage de semiconducteurs; un robot (2) ayant six degrés de liberté, prévu parmi les dispositifs automatisés pour transporter entre ces disposi- tifs des magasins (23) logeant chacun des cadres de monata- ge, ce robot cc7prenant - un mécanisme de prise (21) pour saisir le magasin et un capteur (214) prévu au voisinage du mécanisme de prise pour lire un numéro d identification sur le magasin t ua poste doechantillonnage (7) muni d'une zone de travail du robot à six degrés de liberté pour le contr8le de qualité un moyen pour introduire un numéro de lot des cadres de ïỏntage logés dans chacun des magasins et un moyen de commande (9) pour mémoriser des éléments d information veaant du capteur et des aoyens d:introducti 2e pour contrbler les produits et pour coameder les difféerents dispositifs automatisés et le robot a six degrés de licete 2o- Systime selon la revendication l1 caractérisé par le fait quail comprendun dispositif de liaison de pastille, un diseositif de liaison de fil (la8 Q& a=) un dispositif de.o lage aut matisé (3) et unfour de chauffage et de durcissement %5r Sb5S) 3 Système selon la revendication J caractérise par le fait que le capteur (210) est un capteur réflexion et que le numéro d'identification est représenté par des chiffres binaires percés à travers le magasin. 4,- Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les dispositifs de liaison de pastilles les dispositifs de liaison de fil et les fours de chauffage et de durcissement sont prévus en plus grand nombre que les dispositifs automatisés en vue d0améliorer ainsi le débito ,Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'introduction est un clavier (12)o