Brevet FR2818050A1 — publié le 20020614

L'invention est du domaine des techniques de manipulation de matériau en feuille, et plus particulièrement de composants électroniques micrométriques en tranche, tels que de silicium. L'invention a pour objet un dispositif de préhension d'un tel matériau, dit tranche. On rappelle, dans le domaine des composants électroniques, l'utilisation d'éléments en feuille dits tranches, tels que de silicium. Le problème posé pour la préhension de telles tranches réside dans leur faible épaisseur. Plus particulièrement, le caractère mince de ces tranches, de l'ordre de quelques dizaines à plusieurs centaines de microns, rend leur préhension délicate au risque de les déformer, voire d'altérer les composants qu'elles supportent. De manière courante, ces tranches sont manipulées par l'intermédiaire de leur face passive, pour éviter une altération de leur autre face active, qui supporte des composants électroniques. On connaît une technique de préhension des tranches, par aspiration. Par exemple, la tranche est plaquée par l'intermédiaire de sa face passive, contre une surface plane d'une ventouse d'une pipette qui véhicule une dépression. Cependant, l'évolution des techniques tend à amincir davantage les tranches, ce qui rend de plus en plus délicat leur préhension, voire rend impossible leur manipulation par aspiration à la manière susvisée. Par ailleurs, le fait de ne pourvoir prendre la tranche que par sa face passive, impose des techniques opératoires contraignantes de manipulation de la tranche. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension d'une tranche support de composants électroniques notamment, ou analogue, qui permette sa manipulation sans l'endommager ni la déformer, et sans risque d'altérer les composants électroniques qu'elle porte. Un autre but est de proposer un tel dispositif de préhension, qui permette la préhension d'une tranche, tant par sa face passive que par sa face active, en vue d'accroître les possibilités opératoires pour sa manipulation. Le dispositif de la présente invention est du genre de dispositif comprenant un organe de préhension de la tranche, par soutien notamment, doté de moyens de maintien positif de cette dernière plaquée contre une surface globalement plane de l'organe de préhension. La démarche inventive de la présente invention a consisté à proposer un dispositif de préhension électrostatique d'une tranche, comprenant un support rigide plan et mince, qui constitue l'organe de préhension susvisé. Au moins une électrode, qui constitue le moyen de maintien positif de la tranche, est rapportée sur l'une des faces du support plan, et est prévue pour être celle porteuse de la tranche. Ce dispositif est un système de transport sans déformation d'une tranche de composants électroniques ou analogue. Le dispositif permet également ce transport par l'une ou l'autre des faces de la tranche passive ou active. Ces dispositions sont telles que le support offre une surface de préhension de la tranche exempte de relief susceptible de l'altérer. Par ailleurs, le moyen de maintien positif de la tranche induit une puissance ajustable de préhension de cette dernière qui est répartie sur l'ensemble de la face correspondante du support. Il en résulte non seulement une répartition homogène des efforts de préhension sur la tranche, ce qui tend à la préserver de contraintes ponctuelles, mais aussi un meilleur maintien de cette dernière. Grâce à ces dispositions, une tranche, même de très faible épaisseur telle que de l'ordre de la dizaine de microns, peut être prise sans risque d'être altérée ni déformée par la source de puissance des moyens de maintien positif. En outre, le dispositif de l'invention rend possible une préhension de la tranche par sa face active, nonobstant la présence de composants, sans risque d'altérer ni de détériorer ces derniers. On comprendra que l'électrode, notamment en cuivre ou analogue, entendue comme délimitée par sa surface de superposition à la surface correspondante du support, est associée à des moyens distants d'alimentation en énergie électrique, auxquels elle est reliable par l'intermédiaire d'organes de connexion dont elle est pourvue. Le support est quant à lui de préférence en matériaux rigide, isolant ou conducteur, de manière à offrir une rigidité idoine sans pour autant présenter une surépaisseur inopportune. Ce support thermostaté présente en outre la propriété d'ajuster et de contrôler la température. L'électrode est avantageusement confinée entre deux feuilles d'un matériau isolant, Kapton notamment, c'est à dire notamment à l'exception d'au moins une fenêtre d'accès à ses organes de connexion. Ces dispositions visent à protéger l'électrode, tant vis à vis de son contact avec le support, que vis à vis de l'environnement extérieur. En vue notamment de la préhension d'une tranche conformée en disque, au moins l'électrode, sinon aussi et de préférence le support, est globalement conformée en U ou analogue. Chacune des branches de ce U correspond à une branche de l'électrode. La base du U est avantageusement prolongée par deux pattes de connexion affectées à une branche respective de l'électrode. On comprendra toutefois que la conformation de l'électrode, et l'agencement entre elles de ses branches, est notamment déterminée selon la conformation de la tranche à soutenir, de manière à répartir au mieux à la surface de cette dernière la puissance des moyens de maintien positif. Selon une forme préférée de réalisation, le dispositif de l'invention est complété par un organe pour la préhension du support, tel qu'un bras, en vue de sa manipulation. On notera que cette manipulation peut être indifféremment une manipulation manuelle ou une manipulation automatisée. Cet organe de préhension du support comporte des moyens de fixation du support, tels que par rivetage des organes de contrôle de la température, et des organes pour véhiculer l'énergie électrique ainsi que le contrôle de présence d'une tranche sur le support depuis la source distante jusqu'à l'électrode, qui sont raccordables aux organes de connexion de l'électrode, à travers la fenêtre susvisée par exemple. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite d'une forme préférée de réalisation, en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle : la fig. 1 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif selon une forme préférée de réalisation de l'invention, les fig. 2 et fig. 3 sont des vues en perspective d'un dispositif représenté sur la fig. 1 assemblé, qui est fixé à un bras de manipulation, ces vues étant respectivement des vues éclatée et assemblée de cette fixation. Sur les figures, un dispositif de l'invention pour la préhension d'une tranche 2, est un dispositif stratifié comprenant successivement : a) un support rigide plan 4, en inox notamment, b) une première couche de matériau isolant 6, tel que Kapton, c) une électrode 8, en cuivre ou analogue, d) une deuxième couche de matériau isolant 10, tel que Kapton. On remarquera la conformation particulière en U du support 4 et de l'électrode 8 qu'il porte. Chaque branche du U correspond à une branche respective 12 et 14 de l'électrode, prolongée par des organes de connexion 16 et 18 de l'électrode à une source distante 20 d'alimentation en électricité. Le support 6 est fixé par rivetage 22 à l'extrémité d'un bras de préhension 24. Ce bras 24 comporte des organes 26 et 28 de liaison électriques entre l'électrode 8 et la source d'alimentation distante 20. On remarquera que la couche 10 d'isolant supérieure recouvrant l'électrode 8 comporte des fenêtres d'accès, telles que 30, aux organes de connexion de cette dernière. Ces fenêtres 30 sont prévues pour permettre le contact entre les organes de connexion 16,18 de l'électrode 8, et les organes 26 et 28 de liaison électrique correspondant que comporte le bras 24. On relèvera quelques caractéristiques idoines du dispositif de l'invention données à titre indicatif. Notamment, en ce qui concerne le support 4, l'inox utilisé est du type dit 316L, pour être le plus mince possible avec une rigidité suffisante. En outre, une planéité du support 4 de l'ordre de 0, 01% est souhaitable. L'ensemble composé par l'électrode 8 et les feuilles 6 et 10 de matériau isolant est de l'ordre de 110 um, plus ou moins 10 um. Les films isolants 6 et 10 de kapton garantissent une isolation électrique supérieure à 2000 Vdc de part et d'autre de l'électrode 8. Ils ont pour cela chacun une même épaisseur de l'ordre de 50 um. L'électrode 8, quant à elle, est formée à partir d'une feuille de cuivre d'une épaisseur de l'ordre de 10 um. REVENDICATIONS 1.-Dispositif de préhension d'une tranche (2) de composant électronique ou analogue, du genre de dispositif comprenant un organe de préhension de la tranche (2), doté de moyens de maintien positif de cette dernière plaquée contre une surface globalement plane de l'organe de préhension, caractérisé : en ce qu'étant un dispositif de préhension électrostatique de la tranche (2), il comprend un support (4) rigide plan, mince et thermostaté, qui constitue l'organe de préhension, et au moins une électrode (8), qui constitue le moyen de maintien positif de la tranche (2), de telle sorte que le support (4) offre une surface de préhension de la tranche (2) exempte de relief et que le moyen de maintien positif (8) de la tranche (2) induise une puissance de préhension de cette dernière (2) répartie sur l'ensemble du support (4) ; 2.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé : en ce que l'électrode (8) est associée à des moyens distants (20) d'alimentation en énergie électrique, auxquels elle est reliable par l'intermédiaire d'organes de connexion (16,18) dont elle est pourvue, et est rapportée sur l'une des faces du support (4), tandis que l'autre face du support (4), totalement plane, est prévue pour être celle porteuse de la tranche (2) ; 3. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (4) est en inox ; 4.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode (8) est confinée entre deux feuilles (6,10) d'un matériau isolant ; Dispositif selon la revendication 4, caractérisé : en ce que le matériau isolant est le Kapton, dont chacune des feuilles (6,10) a une épaisseur de l'ordre de 50 um, pour une isolation électrique supérieure à 2000 Vdc de part et d'autre de l'électrode (8) ; 6.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé : en ce que l'électrode (8) est formée à partir d'une feuille de cuivre d'une épaisseur de l'ordre de 10 um ; 7.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé : en ce qu'au moins l'électrode (8), sinon aussi le support (4), est globalement conformée en U , dont chacune des branches correspond à une branche (12,14) de l'électrode (8), et dont la base est prolongée par deux pattes de connexion (16,18) affectées à une branche respective (12,14) de l'électrode (8) ; 8.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé : en ce qu'il comprend en outre un organe (24) pour la préhension du support en vue de sa manipulation, qui comporte des moyens de fixation (22) du support (4), et des organes (26,28) raccordables aux organes de connexion (16,18) de l'électrode (8) pour véhiculer l'énergie électrique depuis une source distante (20) jusqu'à l'électrode (8) ;