Brevet FR2652334A1 — publié le 19910329

Plus particulièrement, l'invention concerne la préhension de substrats plans, principalement pour la manipulation de circuits intégrés lors de l'assemblage en boitiers. Généralement, ce type de manipulations s'effectue d'une manière unitaire. De telles opérations peuvent être effectuées automatiquement ou manuellement au moyen notamment de pipettes à vide Des problèmes importants de préhension apparaissent compte tenu notamment - de la miniaturisation des substrats qui peuvent varier de quelques centièmes de mm2 a quelques cm2. - d'une éventuelle adsorption physico-chimîqde du substrat sur l'embout de préhension; - de l'éventuel phénomène d'electrostatique au niveau du substrat ou de l'embout - de la contamination souvent générée par les matériau tendres tels que le silicone, le caoutchouc, le néoprène qui peuvent être chargés de poudre de carbone pouvant s' abraser - de la nécessité d'avoir plusieurs embouts en fonction de la taille des substrats L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces différents inconvénients. Plus particulièrement, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir déposer facilement le substrat saisi par l'embout et ce, quelles que soient ses dimensions, lorsque ledit substrat a tendance à rester coller à la zone de préhension de l'embout, suite, par exemple, au phénomène d'électrostatique. En outre, compte-tenu du problème de contamination et de la miniaturisation du produit à manipuler et de l'endroit où il doit être déposé, il n'est pas envisageable de procéder par une intervention manuelle directe sur le produit. Dans ces conditisus, le problème posé est résolu en ce que l'embout destiné à être monté notamment sur une pipette à vide, est remarquable en ce qu'il présente des moyens aptes à assurer automatiquement l'éjection du substrat saisi lorsque le vide est coupé. Les moyens sont conformés pour agir par gravité en combinaison avec au moins un circuit d'aspiration et de dépression. Avantageusement, le problème posé est résolu en ce que les moyens sont constitués par un élément filiforme du type aiguille assujetti à un organe monté avec capacité de déplacement dans une chambre en communication avec le vide, et apte à assurer par gravité, le débordement de l'aiguille par rapport à une zone de préhension du substrat, lorsque le vide est coupé. Pour résoudre le problème posé de ne pas soumettre, pendant l'opération de préhension en tant que telle, le substrat a l'action de l'organe d'éjection, la chambre recevant ledit organe est en communication par l'intermédiaire d'un trou calibré avec l'extérieur pour créer une prise d'air apte à assurer le maintien en position haute dudit organe lorsque l'embout est soumis à l'action du vide, ce qui correspond au retrait de l'aiguille pour saisir le substrat au niveau de la zone de préhension. Avantageusement, l'organe de déplacement de l'aiguille présente des agencements coopérant en position basse avec le trou calibré, pour assurer une meilleure poussée dudit organe sous l'action du vide. Pour résoudre le problème posé d'assurer, d'une manière sûre et efficace, la préhension du substrat sous l'action du vide, en position haute de l'organe et de l'aiguille, ce dernier prend appui à l'une des extrémités de la chambre formant siège en communication avec le circuit du vide, la partie dudit organe en appui contre le siège étant agencée pour créer un passage de manière à ne pas interrompre le vide, ladite chambre étant par ailleurs, en communication avec l'extérieur au moyen du trou calibré En position basse de l'organe et de l'aiguille correspondant au débordement de l'aiguille de la zone de préhension, ledit organe prend appui à l'autre extrémité de la chambre formant siège, en communication avec la zone de préhension, le trou calibré étant obturé par l'organe. Avantageusement, l'organe de déplacement de l'aiguille est une masselotte cylindrique faisant office de piston. Suivant une autre caractéristique, le problème posé est résolu en ce que la chambre recevant l'aiguille et sa masselotte de déplacement est formée par l'alésage d'une pièce cylindrique en combinaison avec une partie de l'embout disposé concentriquement à ladite pièce qui présente en débordement, une portée coaxiale de diamètre réduit et dont l'extrémité libre constitue la zone de préhension. Le corps de l'embout est accouplé avec une position angulaire déterminée à un élément de raccordement apte a coopérer avec le corps de pipette. L'invention est exposée ci-apres, plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels La figure I est une vue en perspective d'un embout selon l'invention accouplé a une pipette A vide. La figure 2 est à une échelle plus importante une vue en coupe longitudinale de l'embout en position de repos correspondant à l'éjection du substrat saisi. La figure 3 est une vue semblable à la figure 2 en position de fonctionnement correspondant à la préhension du substrat. La figure 4 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne (4-4) de la figure 6. La figure 5 est une en coupe transversale considérée selon la ligne (5-5) de la figure 6. La figure 6 est une vue partielle en coupe longitudinale considérée selon la ligne (6-6) de la figure 4. La figure 7 est une vue partielle en coupe longitudinale considérée selon la ligne (7-7) de la figure 5. On a illustré figure 1 une forme de réalisation nullement limitative d'un corps de pipette (P) dont l'une des extrémités est conformée pour être reliée a un réseau de vide, tandis que l'autre extrémité est conformée pour recevoir, d'une manière étanche, l'embout selon l'invention, désigné dans son ensemble par CE). Dans la forme de réalisation illustrée, le corps de l'embout (i) est accouplé avec une position angulaire déterminée ( ) à un élément de raccordement (2) apte à coopérer d'une manière démontable ou non avec le corps de pipette (P). L'extrémité libre de l'embout (1) reçoit axialement une pièce cylindrique (3) qui présente une portée coaxiale (3a) de diamètre réduit en constituant une zone de préhension. Le corps (1) de l'embout et la pièce (3) présentent respectivement, un alésage coaxial (la) et (3b) en communication avec le réseau du vide par l'intermédiaire d'un alésage (2a) de l'élément de raccordement (2). Les alésages (la) et C3b) délimitent en combinaison une chambre C6) Ainsi défini, l'embout C1) reçoit en combinaison avec la pièce (3) des moyens aptes a assurer par gravité, en combinaison avec un circuit d'aspiration et de dépression, l'éjection du substrat saisi par la zone de préhension (3a) du dit embout, lorsque le vide est coupé. Comme le montrent les figures 2 et 3, les moyens d'éjection sont constitués par un élément filiforme du type aiguille (4), assujetti à un organe (5) sous forme de masselotte. La masselotte (5) est montée avec capacité de déplacement dans la chambre (6) en communication avec le réseau de vide par l'intermédiaire de l'alésage (la) de l'embout C1). Cette masselotte (5) qui fait office de piston, est déterminée pour assurer par la gravité, le débordement de l'aiguille (4), par rapport à la zone de préhension (3a) lorsque le vide est coupé. Suivant une autre caractéristique, la chambre (6 > est en communication par l'intermédiaire d'un trou calibré (3c) avec l'extérieur pour créer une prise d'air Par exemple, le trou (3c) débouche dans une lumière Clb) du corps (1), elle même en communication avec l'extérieur. La prise d'air ainsi créee à pour effet d'assurer le maintien en position haute de la masselotte C5), 1 lorsque l'embout est soumis à l'action du vide, ce qui correspond au retrait de l'aiguille (4), pour saisir le substrat (S) au niveau de la zone de préhension (3a) (figure 3). En position haute de la masselotte C5), cette dernière prend appui à l'opposé de son extrémité recevant l'aiguille (4), sur un siège C6a). A ce niveau, la masselotte C5) présente deux méplats opposés C5a) ou autres agencements, pour créer un passage libre entre l'a chambre (6) et l'alésage (la) de manière à ne pas interrompre le vide (figures 5 et 6). Dans cette position, la chambre (6) est également en communication avec l'éxtérieur au moyen du trou calibré C3c) de manière à soumettre la masselotte à l'action du vide, comme il sera indiqué dans la suite de la description. Inversement, en position basse de la masselotte C5) ce qui correspond au débordement de l'aiguille (4) lorsque le vide est coupé (figure 2), l'extrémité correspondante de la masselotte prend appui à l'autre extrémité de la chambre (6) en communication avec l'alésage C3a) de la zone de préhension (3). Dans cette position, le trou calibré Avantageusement, la masselotte présente des agencements sous forme par exemple d'une gorge (5b) coopérant en position basse, avec le trou calibré (3c) pour assurer une meilleure poussée de ladite masselotte (5) sous l'action du vide. Il convient d'analyser le fonctionnement de l'embout selon l'invention pour la préhension ou la manipulation du substrat CASA. Lorsque l'ensemble de la pipette et par conséquent son embout ne sont pas soumis à l'action du vide, la masselotte est positionnée automatiquement par gravité, en appui sur le siège inférieur (6b > de la chambre (6 > . Dans cette position, l'aiguille (4) déborde très légèrement de la zone de préhension (3a). L'embout est soumis à la pression atmosphérique. Lorsque l'ensemble de la pipette (P) est soumis a l'action du vide, ce dernier, par l'intermédiaire notamment de l'élément de raccordement (2) est transmis à l'ensemble de l'embout Dans Dans ces conditions, la masselotte C5) est aspirée et vient se positionner en appui sur son siège (6a). Dans cette position, l'aiguille (4 > est en retrait de la zone de préhension (3a). L'aspiration créee par le vide au niveau de la zone de préhension C3a) en combinaison avec la prise d'air (3c), est déterminée pour créer une force de poussée (F) assurant le maintien de l'ensemble de la masselotte (5) et de son aiguille (4) en position haute contre le siège (6a) (figures 3, 6, 7). Comme indiqué précedemment, compte-tenu des agencements (5a) de la masselotte, le réseau de vide n'est pas interrompu et crée une aspiration au niveau de la zone de préhension (3a) permettant de maintenir le substrat (S). L'embout étant soumis à l'action du vide, il suffit d'approcher la zone (3a) au niveau du substrat pour assurer sa préhension. La dépression, au niveau de l'embout est telle que le substrat est aspiré par l'embout et vient en position d'obturation de la zone de préhension (3a). La prise d'air (3c) constituant une fuite calibrée, assure d'une part, une force d'aspiration suffisante pour le maintien de substrat par la zone de préhension et, d'autre part , une force de poussée suffisante pour le maintien en position haute de la masselotte (5) contre son siège (6a). Pour assurer la dépose de substrat, il suffit de couper le vide pour ne plus soumettre l'embout à son action. Dès la fermeture du vide, la fuite d'air calibrée (3c) remet instantanément à la pression atmosphérique, l'ensemble de l'embout. Dans ces conditions, la masselotte n'étant plus soumise à une force d'aspiration, peut retomber par gravité au fond de son logement (6b). Dans cette position, l'aiguille (4) déborde de quelques dixièmes de millimètres de la zone de préhension pour repousser le substrat (S) (figure 2). A noter que la masselotte (5? et son aiguille (4) peuvent être exécutées en métal ou matériaux organiques. Les avantages ressortent bien de la description. REVENDICATIONS -1- Embout pour corps de pipette à vide notamment, caractérisé en ce qu'il présente des moyens (4-5) aptes à assurer automatiquement l'éjection du substrat saisi lorsque le vide est coupé. -2- Embout selon la revendication i, caractérisé en ce que les moyens (4-5) sont conformés pour agir par gravité en combinaison avec au moins un circuit d'aspiration et de dépression. -3- Embout selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens sont constitués par un élément filiforme du type aiguille (4) assujetti à un organe (5) monté avec capacité de déplacement dans une chambre (6) en communication avec le vide, et apte à assurer, par gravité, le débordement de l'aiguille (4) par rapport à une zone de préhension (3a) du substrat, lorsque le vide est coupé. -4- Embout selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre (6) recevant l'aiguille (4) et son organe de poussée (5) est en communication par l'intermédiaire d'un trou calibré (3c) avec 1' extérieur pour créer une prise d'air apte à assurer le maintien en position haute dudit organe (5) lorsque l'embout est soumis à l'action du vide, ce qui correspond au retrait de aiguille (4) pour saisir le substrat au niveau de la zone de préhension (3a). -5- Embout selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'en position haute de l'organe (5) et de l'aiguille (4), ce dernier prend appui à l'une des extrémités de la chambre (6) formant siège (6a) en communication avec le circuit du vide, la partie dudit organe (5) en appui contre le siège (6a) étant agencée pour créer un passage de manière à ne pas interrompre le vide, ladite chambre étant par ailleurs, en communication avec l'extérieur au moyen du trou (3c) calibré. -6- Embout selon l'une quelconque des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce qu'en position basse de l'organe (5) et de l-'aiguille (4) correspondant au débordement de l'aiguille (4) de la zone de préhension (3a), ledit organe (5) prend appui à 11 autre extrémité de la chambre (6) formant siège (6b), en communication avec la zone de préhension, le trou calibré (3c) étant obturé par l'organe (5). -7- Embout selon la revendication 6, caractérisé en ce que organe (5) de déplacement de l'aiguille (4) présente des agencements (5b) coopérant en position basse avec le trou calibré (3c), pour assurer une meilleure poussée dudit organe (5) sous l'action du vide. -8- Embout selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ltorgane de déplacement (5) de l'aiguille (4) est une masselotte cylindrique faisant office de piston. -9- Embout selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre (6) recevant l'aiguille et sa masselotte de déplacement est formée par l'alésage d'une pièce cylindrique (3) en combinaison avec une partie de l'embout, disposé concentriquement à ladite pièce (3) qui présente en débordement, une portée coaxiale de diamètre réduit et dont l'extrémité libre constitue la zone de préhension (3a). -10- Embout selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps de l'embout (i) est accouplé avec une position angulaire déterminée à un élément de raccordement (2) apte à coopérer avec le corps de pipette.