Brevet FR2664461A1 — publié le 19920110

DISPOSITIF DE PREHENSION DE COMPOSANTS ELECTRONIQUES MINIATURES La présente invention concerne la préhension de composants électroniques miniatures pourvus de pattes de connexion, du genre par exemple connu sous la dénomination "beam lead" pour leur positionnement et leur soudage dans un circuit. Pour saisir dans leur conditionnement des composants électroniques miniatures dont les dimensions sont de l'ordre du millimètre, les transférer jusqu a une position de soudage sur un circuit et, éventuellement les maintenir en place pendant le soudage, il est connu d'utiliser des dispositifs à dépression pourvus d'une pipette d'aspiration qui se saisit du corps d'un composant par succion. Un dispositif de préhension à dépression peut être utilisé en association avec un outil de soudage ou seul. Lorsqu'un dispositif de préhension est utilisé en association avec un outil de soudage, il faut aligner avec précision l'extrémité de la pipette d'aspiration qui tient le composant par le corps, avec la pointe de l'outil de soudage qui doit s'appliquer sur une patte de connexion. Cette alignement à quelques dizaines de microns prés à l'inconvénient d'être difficile à réaliser et de devoir être repris chaque fois que l'on change la pointe de l'outil de soudage ou de type de composant car la géométrie d'un composant est variable d'un modèle à l'autre. Lorsqu'un dispositif de préhension est utilisé seul, le problème de l'alignement de l'extrémité de sa pipette disparaît. Cependant, il faut prévoir un collage pour assurer un maintien en place du composant pendant son soudage. Cette opération de collage induit un coût supplémentaire et, dans bien des cas, nécessite l'utilisation d'une machine de report distincte de celle de soudage. En outre, elle augmente le nombre d'étapes de fabrication, cela d'autant plus qu'elle nécessite souvent un étuvage de polymérisation, ce qui prolonge les délais de fabrication. L'invention a pour but de lutter contre ces divers inconvénients . Elle a pour objet un dispositif de préhension associé à un outil de soudage pour composants électroniques miniatures pourvus de pattes de connexion à souder. Ce dispositif de préhension comporte une pointe chauffante creuse portée par l'outil de soudage et reliée à un dispositif d'aspiration. La pointe chauffante creuse est percée, dans sa partie évasée, d'un conduit reliant son volume intérieur au dispositif d'aspiration et, dans sa partie pointue, d'un capillaire reliant son volume intérieur à un orifice extérieur de succion destiné à retenir et maintenir en place un composant électronique miniature par aspiration de sa patte de connexion en cours de soudage. La préhension et le soudage s'effectuant avec la même pointe d'outil, il n'y a plus à se soucier de l'alignement de deux dispositifs l'un par rapport à l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel - une figure 1, représente une vue de profil d'un outil de soudage équipé d'un dispositif de préhension de l'art antérieur - une figure 2, est une vue grossie de la partie cerclée en A de la figure 1 illustrant la grande précision nécessaire dans les positionnements relatifs de l'extrémité de la pipette d'aspiration du dispositif de préhension et de la pointe chauffante de l'outil de soudage, et - une figure 3, représente une coupe longitudinale partielle d'un dispositif de préhension selon l'invention. On distingue sur la figure 1 un outil de soudage de pattes de connexion de composants électroniques miniatures équipé d'un dispositif de préhension de composant de type connu. Le corps 1 de l'outil de soudage est incliné par rapport à la verticale et prolongé vers le bas par une pointe chauffante 2 déportée latéralement et disposée vers le bas. La partie pointue 3 de cette pointe chauffante 2 est destinée à venir au contact d'une patte de connexion d'un composant électronique miniature pour la plaquer sur une piste conductrice d'un circuit et la chauffer afin de permettre son soudage à la dite piste. La pipette d'aspiration 4 d'un dispositif de préhension de composants électroniques miniatures est fixée à l'aide d'un collier 5 le long du corps 1 de l'outil de soudage. Son extrémité 6 vient au voisinage de la partie pointue 3 de la pointe chauffante 2 pour assurer la saisie par succion du composant électronique miniature en cours de soudage. La fixation du collier 5 sur le corps 1 de l'outil de soudage autorise un certain débattement permettant d'ajuster la position de l'extrémité 6 de la pipette d'aspiration 4 par rapport à la partie pointue 3 de la pointe chauffante 2 pour que ladite partie pointue 3 se place correctement par rapport à la patte de connexion à souder d'un composant électronique miniature collé par aspiration à l'extrémité 6 de la pipette 5. La figure 2 est une vue agrandie d'un composant électronique miniature 7 pourvu de pattes de connexion à souder 8 alors que le dispositif de préhension associé à l'outil de soudage le présente face à un substrat 9 portant des pistes conductrices 10. Le composant électronique miniature 7 a son corps collé par aspiration à l'extrémité 6 de la pipette 4. Sa première patte de connexion à souder vient dans le prolongement de la partie pointue 3 de la pointe chauffante 2 pratiquement au contact de cette dernière mais sans la toucher. Il faut en effet éviter un décollement du corps du composant électronique miniature 7, de l'extrémité 6 de la pipette 4 tant que le composant 7 n'est pas plaqué sur le substrat 9 tout en permettant un appui de la partie pointue 3 de la pointe chauffante 2 sur la patte de connexion à souder 8 dès que celle-ci est plaquée sur une piste conductrice 10. Le respect de ces deux conditions antagonistes rend délicat l'ajustement en profondeur de l'extrémité 6 de la pipette 4 par rapport à la partie pointue 3 de la pointe chauffante 2, cela d'autant plus que l'épaisseur du composant électronique miniature 7 peut ne pas dépasser le l/l0 de millimètre. L'ajustement selon les deux autres dimensions est également délicat du fait de la faible largeur des pattes de connexion 8. Or on est amené à refaire souvent ces ajustements d'une part, pour changer la pointe chauffante 2 de l'outil de soudage qui peut s'user relativement rapidement et d'autre part pour changer de modèle de composants électroniques miniatures, ceux-ci ayant des géométries variant d'un modèle à l'autre. Pour éviter ces opérations d'ajustement longues et délicates on propose un dispositif de préhension associé à un outil de soudage qui est représenté à la figure 3. On distingue sur cette figure un corps 20 d'outil de soudage incliné par rapport à la verticale et prolongé vers le bas par une pointe chauffante creuse 21 déportée latéralement et disposée verticalement. La partie supérieure évasée 22 de cette pointe chauffante creuse 21 est percée d'un orifice 23 qui débouche dans un tube 24 relié à un dispositif d'aspiration non représenté. La partie inférieure pointue 25 de la pointe chauffante creuse 21 est percée d'un capillaire 26 reliant son volume intérieur 27 avec un orifice externe de succion 28 dont le diamètre est de l'ordre de grandeur de la largeur des pattes de connexion du composant électronique miniature à souder 29. Avec ce dispositif de préhension à pointe chauffante creuse portée par un outil de soudage l'enchainement des opérations de mise en place et de soudage d'un composant électronique miniature sur un circuit est le suivant - Aspiration du composant électronique miniature par sa première patte à souder pour l'extraire de son conditionnement - Transfert du composant collé par la dépression à la pointe chauffante et positionnement de celui-ci sur le circuit - Soudage au circuit de la patte de connexion du composant par laquelle il est manipulé - Retrait de l'outil, le composant étant maintenu sur le circuit par la soudure de sa première patte de connexion et - Soudage au circuit de l'autre ou des autres pattes de connexion du composant. La géométrie du dispositif de préhension à pointe chauffante creuse portée par un outil de soudage est pratiquement indépendante de celle du composant électronique miniature manipulé puisque la préhension se fait par la patte de connexion en cours de soudage et non plus par le corps. De plus il n'y a plus à se soucier d'alignement du dispositif de préhension par rapport à la pointe chauffante. Le cas échéant, on peut changer la pointe chauffante creuse de l'outil pour quelle soit mieux adaptée au composant électronique miniature à manipuler et à souder. C'est une opération simple qui est facilitée si l'orifice de la partie supérieure évasée des différentes pointes chauffantes creuses conserve un même diamètre permettant l'utilisation d'un même tube pour les relier au dispositif d'aspiration. La déperdition calorique peut être minimisée en utilisant, pour le tube reliant la pointe chauffante creuse au dispositif d'aspiration, un matériau isolant thermiquement et résistant à la chaleur. De plus, il n'est pas obligatoire de concevoir une pointe chauffante creuse spécifique au dispositif de préhension. On peut en effet utiliser une pointe chauffante creuse déjà existante, du genre de celles employées dans les outils standards de câblage par thermocompression connu sous la dénomination : "ball bonding" qui sont creuses, non pas pour permettre une aspiration, mais pour laisser le passage à un fin fil d'or de câblage. Aucune adaptation n'est nécessaire, l'aspiration suffisant à maintenir le tube à vide dans l'orifice supérieur de la pointe. REVENDICATIONS 1. Dispositif de préhension de composants électroniques miniatures (29) pourvus de pattes de connexion à souder, associé à un outil de soudage, caractérisé en ce qu'il comporte une pointe chauffante creuse (21) qui est portée par un outil de soudage et reliée à un dispositif d'aspiration, et qui est percée, dans sa partie évasée (22), d'un orifice (23) mettant en communication son volume intérieure (27) avec le dispositif d'aspiration et, dans sa partie pointue (25), d'un capillaire (26) reliant son volume interne (27) avec un orifice externe de succion (28) destiné à retenir un composant électronique miniature (29) par aspiration de sa patte de connexion en cours de soudage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice externe de succion (28) de la pointe chauffante creuse (21) a un diamètre avoisinant la largeur des pattes de connexion du type de composant miniature en cours de manipulation. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (23) percé dans la partie évasée (22) de la pointe chauffante creuse (21) est relié au dispositif d'aspiration par l'intermédiaire d'un tube (24) en un matériau qui est thermiquement isolant et résistant à la chaleur.