Brevet FR2822989A1 — publié le 20021004

MACHINE LINEAIRE DE TRAITEMENT DE CARTES, NOTAMMENT A CIRCUIT INTEGRE La présente invention concerne une machine linéaire de traitement de cartes, notamment à circuit intégré, dites à puce électronique . De manière connue une carte à puce est composée d'un corps de carte en matière plastique et d'un micromodule qui intègre dans son système un circuit intégré. Pour réaliser une carte à puce, il faut entre autre tout d'abord usiner une cavité dans le corps de la carte ou bien encore mouler le corps en aménageant un espace correspondant aux dimensions de ladite cavité. Cette cavité reçoit ensuite le micromodule qui est assemblé à la carte par collage. On utilise pour cela un adhésif adéquat qui peut être, soit sous forme liquide, plus ou moins visqueux et dispensé dans la cavité avant l'insertion du micromodule, soit sous forme d'une bande adhésive qui est laminée sous le micromodule avant que celui-ci soit inséré dans la cavité. Suivant le type de collage utilisé, il est nécessaire d'exposer l'adhésif à la chaleur, à l'air, à l'humidité ambiante ou au rayonnement comme les rayonnements ultra violets, la lumière ambiante, les micro-ondes etc... afin d'assurer l'activation de cette colle. Quel que soit le type de collage utilisé, il est nécessaire d'appliquer un effort de compression du micromodule sur la carte lorsque celui-ci est inséré dans la cavité, pour que le procédé d'encollage s'effectue correctement. Dans tous les cas, une machine d'assemblage de micromodules dans des cartes à puce doit assurer le pressage des micromodules après insertion, pour une durée spécifique dépendant du type de colle employée. Plusieurs systèmes ont été développés pour assurer une telle fonction. C'est ainsi qu'il est connu un plateau rotatif équipé de plusieurs stations de pressage. Les cartes sont chargées une par une sur le plateau rotatif, au poste de chargement. Elles sont ensuite pressées de façon continue sur chacune des stations de pressage durant la rotation du plateau. En fin de pressage, elles sont déchargées à un poste de déchargement. Ce système a l'avantage d'assurer un pressage en continu durant le processus de collage. La durée maximum de pressage est dépendante du nombre de stations de pressage sur le plateau. Ce système a pour inconvénient majeur, si l'on veut augmenter la durée de pressage des micromodules, de devoir augmenter les dimensions du plateau. La machine n'est donc pas dans ce cas évolutive par simple ajout de stations de pressage modulaires. Il faut reconstruire une nouvelle machine. Est également connu, un ensemble de stations de pressage montées en série et en ligne dans le prolongement de la transitique des cartes. Les cartes sont déplacées d'une station de pressage à une autre. Les cartes sont ainsi pressées de façon discontinues, dépendantes du système d'avance de la transitique des cartes. L'avantage de ce système est son coût relativement faible, mais l'inconvénient majeur est la discontinuité de pressage qui n'est pas aussi efficace qu'un pressage en continu car cela limite la qualité d'adhésion entre le micromodule et la carte. L'autre inconvénient est la durée de pressage qui est dépendante du fonctionnement de la transitique des cartes, et dans le cas où l'on veut prolonger le temps de pressage, on réduit les perfomances en cadence de la machine. Entre le poste de chargement ou d'entrée et le poste de déchargement des cartes ou de sortie sont disposés nécessairement au moins deux postes qui sont le poste de découpe du micromodule et le poste d'assemblage de celui-ci mais bien entendu, d'autres postes optionnels sont prévisibles, comme par exemple, en amont du poste d'assemblage pourra se trouver des postes de mesure de l'épaisseur de la carte, du contrôle du logo, d'usinage de la cavité de la carte, de mesure de la profondeur de la cavité, de détection d'antenne, de brossage après usinage, de test d'antenne, de dispense de colle conductrice ou pas, de préchauffage de la cavité, etc.. De la même manière, en aval du poste d'assemblage, pourront être prévus des postes de pressage à froid pour refroidir la carte, de tests électriques du micromodule, de radio-fréquence, de mesures de dépassement en épaisseur du micromodule, d'impression laser au jet d'encre, de retournement pour écrire de l'autre côté de la carte, de vision assistée par ordinateur pour comparer la cohérence entre l'écriture graphique et électrique etc... De manière globale, l'invention s'applique à une machine de traitement de cartes notamment à circuit intégré, dite à puce électronique , comprenant : - un poste d'entrée ou dépileur de cartes, - un poste de sortie ou empileur de cartes, - un dispositif linéaire horizontal pas à pas, d'entraînement des cartes d'un poste vers l'autre, sur lequel est disposé successivement n postes de traitement prédéterminé, - au moins un dispositif de déplacement vertical de chacune des cartes vers l'un des n postes de traitement libre, au fur et à mesure de leur déplacement pas à pas devant ledit poste, - un système informatique de contrôle et de commande des postes de traitement, du dispositif d'entraînement linéaire, du dispositif de déplacement vertical, du dépileur de cartes et de l'empileur de cartes. Dans une telle configuration, l'invention se caractérise en ce que le dispositif de déplacement vertical, disposé au regard d'un poste de traitement, à une configuration binaire composée d'une partie traitement supérieure, et d'une partie transitique inférieure, l'une ou l'autre de ces parties étant traversées librement par le dispositif d'entraînement linéaire ou transitique quelle que soit leur position, laquelle position est obtenue par l'intermédiaire de moyens d'entraînement en montée ou en descente, selon une cinématique dissociée de celle du dispositif d'entraînement linéaire, de manière qu'une carte présente dans la partie traitement ne bloque le déplacement des autres cartes se trouvant sur le dispositif transitique. C'est ainsi, que grâce à cette caractéristique, une carte peut passer de la partie transitique à la partie traitement, d'une position binaire, à condition que la partie traitement soit vide. Ce passage libère la partie transitique. Egalement, une carte peut passer de la partie traitement à la partie transitique d'une position binaire, à condition que la partie transitique soit vide. Ce passage libère la partie traitement. A un instant donné, les deux parties d'une position binaire peuvent donc être occupées par deux cartes distinctes. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente en perspective une portion de machine comportant un dispositif de déplacement vertical disposé au regard d'un poste de traitement, par exemple de pressage. Les figures 2 et 3 représentent en coupe transversale un dispositif de déplacement vertical selon la figure 1 respectivement au cours d'une phase de présentation de la carte correspondant à une première position dite transitique et au cours d'une seconde position dite de traitement. La figure 4 est une vue partielle montrant un cycle de traitement, par exemple de pressage par station. La machine 1 globalement désignée sur les figures est configurable. Elle est destinée à traiter des cartes 2 et elle est globalement composée d'un poste d'entrée appelé dépileur de cartes 2 et d'un poste de sortie appelé empileur de cartes 2. Entre les deux postes est agencé un dispositif linéaire 4 de transport de cartes 2 par exemple une courroie 5, sur laquelle sont positionnés les différents postes de traitement 6 qui vont permettre de traiter la carte 2 pour qu'elle soit transformée en carte à puce. Le poste d'entrée dit dépileur de cartes permet de positionner des cartes sur le dispositif linéaire 4 de transport de cartes 2. Le poste d'entrée dit dépileur de cartes est considéré comme étant à capacité infinie. Pour que le positionnement d'une carte 2 puisse opérer, il faut que le dispositif linéaire 4 de transport de carte 2, en regard du poste dit dépileur de cartes, soit vide. Le dispositif linéaire 4 de transport de cartes 2 a un début et une fin. Le début du dispositif linéaire 4 de transport de cartes 2 est situé juste en face du poste d'entrée dit dépileur de cartes. La fin du dispositif linéaire 4 de transport de cartes 2 est située juste en face du poste de sortie dit empileur de cartes 2. Le dispositif linéaire 4 est composé d'une consécution de positions associées au dispositif linéaire de transport de cartes. La partie transitique du dispositif linéaire de transport de cartes, en l'occurrence la courroie 5, est un système sans fin. L'avance, ou le recul, d'un pas du dispositif linéaire 4 de transport des cartes 2 fait avancer, ou reculer, d'un pas toutes les cartes 2 présentes sur le système transitique du dispositif linéaire de transport de cartes. La machine comporte en outre un dispositif de déplacement vertical 7 de chacune des cartes 2 vers l'un des n postes de traitement libre, au fur et à mesure de leurs déplacements pas à pas devant ledit poste. De plus, elle comprend un système informatique de contrôle et de commande des postes de traitement 6, du dispositif d'entraînement linéaire 4, du dispositif de déplacement vertical 7, du dépileur de cartes et de l'empileur de cartes. Selon l'invention, en regard des postes de traitement 6, constitué selon le présent exemple de réalisation de stations de pressage de micromodules, les positions du dispositif linéaire 4 de transport de cartes 2 peuvent être réparties en deux catégories : les positions unaires, - et les positions binaires. Une carte traitée sur une position unaire bloque le système transitique. Une position binaire est composée d'une partie traitement et d'une partie transitique . C'est ainsi qu'une carte présente sur la partie traitement d'une position binaire ne bloque pas le déplacement des cartes se trouvant sur le système transitique. Une carte peut passer de la partie transitique à la partie traitement d'une position binaire à condition que la partie traitement soit vide. Ce passage libère la partie transitique. De la même manière, une carte peut passer de la partie traitement à la partie transitique d'une position binaire à condition que la partie transitique soit vide. Ce passage libère la partie traitement. Il en résulte qu'à un instant donné, les deux parties d'une position binaire peuvent être occupées par deux cartes distinctes. Pour cela, le dispositif de déplacement vertical disposé d'un poste de traitement 6, a une configuration binaire composée d'une partie traitement supérieure 8 et d'une partie transitique inférieure 9, l'une ou l'autre de ces parties étant traversée librement par le dispositif d'entraînement linéaire ou transitique 4, quelque soit leur position, laquelle est obtenue par l'intermédiaire de moyens d'entraînement en montée ou en descente, selon une cinématique dissociée de celle du dispositif d'entraînement linéaire 4, de manière qu'une carte 2 présente dans la partie traitement 8 ne bloque pas le déplacement des autres cartes 2 se trouvant sur le dispositif transitique 9. Le dispositif transitique est constitué essentiellement d'une courroie sans fin 5 disposée entre deux poulies dont au moins l'une est motrice et sur laquelle courroie sont disposés des taquets 10 espacés selon le pas d'avancement de la machine et entre lesquels sont disposées les cartes 2. Les taquets 10 d'entraînement assurent le transport des cartes 2 et leur positionnement face à chaque station de travail de la machine. Chaque corps de carte, positionné sur la courroie 5 entre deux taquets 10, est déplacé de station en station sur la machine, durant tout le processus de fabrication de la carte à-puce. Lorsque la carte 2 est positionnée en face d'une station de pressage 6, cette dernière soulève la carte hors transitique et maintient sous pression en continu le micromodule 3 contre la carte 2. Le temps de pressage est indépendant du système de transport des cartes. Pendant le processus de pressage, le système de transport de cartes est alors libre de tout déplacement. Les cartes transportées circulent en dessous de la ou des cartes en cours de pressage, sans que les cartes immobilisées sur la station de pressage gênent. Le soulèvement de la carte et le déplacement du système de transport créent sur ce dernier une position vide de carte. Cette position vide est gérée par un processus de transitique indépendant lorsque la carte est finie d'être pressée, elle est déposée sur le système de transport de cartes à un emplacement disponible laissé vide. Cet emplacement laissé vide est également géré par un processus de transitique indépendant. La carte est alors dirigée vers la sortie machine constituée par l'empileur de cartes. Durant le traitement, certaines cartes peuvent être considérées comme mauvaises et ne seront donc pas extraites du système transitique au niveau du poste de sortie empileur de cartes . Des postes de rejets sont dédiés à l'extraction des cartes mauvaises. La configuration type de la machine, en plus des postes de rejet qui peuvent être positionnés à différents endroits de la machine, est la configuration suivante :- - un poste d'entrée dépileur de cartes , - un ensemble de postes amont, chacun étant en regard d'une position unaire, poste unaire amont, - un ensemble de postes équivalents station de pressage de micromodule , chacun étant en regard d'une position binaire, poste binaire, - un ensemble de postes aval, chacun étant en regard d'une position unaire, poste unaire aval, - un poste de sortie empileur de cartes . Chacune des cartes insérées dans le système transitique, sera traitée par chacun des postes unaires amont, puis sera traitée par l'un des postes binaires, puis par chacun des postes unaires aval et enfin sera retirée du système transitique au niveau du poste de sortie. A un moment donné, des cartes à des stades de traitement différents sont présentes sur la machine entre le poste d'entrée dépileur de cartes , et le poste de sortie empileur de cartes . La conception d'une telle cinématique selon l'invention, permet une dissociation entre le transport des cartes et l'opération de pressage. Cela permet de prolonger la durée de pressage sans pénaliser la haute cadence de la machine, en faisant simplement l'adjonction de stations modulaires de pressage supplémentaires en fonction du besoin en temps de pressage des micromodules. Ces stations de pressage modulaires sont montées dans le prolongement du système linéaire de transport de cartes . La conception des stations de pressage ellesmêmes permet de soulever la carte du transfert de cartes et de presser le micromodule hors transitique, en continu. Comme le montre bien la figure 1, les cartes 2 sont guidées dans le dispositif transitique 4 par deux rails parallèles 11, 12 disposées fixement de chaque côté de la courroie 5. En fait, selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de déplacement vertical 7 est formé par une nacelle qui reconstitue de manière binaire une portion des rails de guidage 11,12, de manière à assurer la continuité de ceuxci, donc du dispositif transitique 4 quelle que soit la position de la nacelle 7. La nacelle 7 est constituée de deux branches latérales verticales, longitudinales 13,14 reliées entre elles par une branche horizontale 15 pour former globalement un U à l'intérieur duquel transite librement la courroie 5 porteuse de cartes 2, lesdites branches latérales 13,14 comportent deux séries de fentes 16,17, également longitudinales, réalisées, en vis à vis deux à deux, selon des hauteurs correspondant aux positions binaires susceptibles d'être occupées par une carte 2 en cours de traitement, ou en cours de transit. Selon une autre caractéristique de l'invention, le déplacement vertical de la nacelle 7 est obtenu par l'intermédiaire d'une potence 18, formant élévateur, disposée latéralement et en liaison à sa partie inférieure avec une came 19 actionnée en rotation par un moteur électrique 20. Comme évoqué ci-dessus, le poste de traitement 6 est un poste de pressage après collage, d'un circuit intégré 3, constituant un micro module, dans un logement correspondant d'une carte 2. Selon cet exemple d'application, la machine comprend en outre une enclume chauffante fixe 23 disposée en vis à vis au-dessus du circuit intégré 3 d'une carte 2 présente dans la nacelle 7, en position de traitement, le pressage étant effectué contre l'enclume chauffante 23 par l'intermédiaire d'une extension horizontale 24 de la partie de la potence 18 formant élévateur, se positionnant en dessous dudit circuit intégré 3. Selon un exemple de réalisation concret de la machine, le système linéaire de transport 4 de cartes est construit autour d'une courroie crantée 5, engrainée d'un côté par une poulie motrice, et de l'autre côté tenu par une poulie libre. Sur la courroie sont collés des taquets 10 espacés au pas de 70mm. Les cartes 2 sont positionnées entre deux taquets 10 successifs sur la courroie 5. La machine 1 est construite longitudinalement au pas de 70 mm. Chaque station de travail est montée linéairement sur la poutre principale de la machine 1, dans un encombrement respectant la longueur modulo 70mm, de telle sorte qu'une station de travail est toujours face à une position de carte 2 sur le système linéaire 4 de transport de cartes. Cette conception de machine au modulo 70mm permet de concevoir des stations de travail modulaires, que l'on peut juxtaposer le long du système linéaire de transport de cartes, à la demande. Par ailleurs, la station de pressage 6 de micromodule est construite sur une longueur correspondant au modulo 70mm. On peut mettre autant de stations de pressage de micromodules que nécessaire, montés en ligne le long du système linéaire de transport de cartes sur une poutre, de sorte que l'on peut configurer la machine spécifiquement en fonction du besoin du client sans altérer la haute cadence de la machine 1. La station de pressage 6 de micromodules est équipée d'une nacelle 7 qui reconstitue une tranche de 70mm du système linéaire 4 de transport de cartes. La nacelle 7 peut se mouvoir de bas en haut sous l'action d'un élévateur 18. La nacelle 7 est guidée verticalement par un rail et patin à recirculation à billes 21. Dans la nacelle 7 sont aménagées les fentes 16 et 17 qui sont taillées dans la masse et qui reconstituent le passage des cartes 2 lorsque la nacelle est en position haute ou en position basse. L'élévateur 18 est mu verticalement par l'action d'une came 19 mise en rotation par un moteur brushless. L'élévateur 18 est guidé verticalement par un rail et patin à recirculation à billes 22. En position haute le pressage du micromodule se fait sous l'action de l'élévateur 18 et de la contre réaction de l'enclume chauffante 23. Une lame ressort 25 placée entre le bâti de la station de pressage de micromodule et l'enclume chauffante permet le tarage d'effort de pressage du micromodule. Le tarage est réglable par le déplacement du point d'appui 26 sur la lame ressort 25. L'enclume 23 est guidée verticalement par un rail et patin à recirculation à billes pour permettre au ressort d'exercer librement son action sur l'enclume 23. L'enclume chauffante 23 est équipée d'un élément chauffant et d'une sonde de température, sa température est régulée et réglable. A partir d'une telle machine, le fonctionnement concernant la station de pressage décomposé et représenté à la figure 4 est le suivant. En position basse, la nacelle 7 réceptionne la carte 2 amenée par le système linéaire 4 de transport de cartes. Lorsque la nacelle 7 est déplacée vers le haut, les fentes 17 de la nacelle 7 reconstituent le passage des cartes 2. Il est alors possible de faire passer des cartes par le système linéaire de transport de cartes en même temps que la carte maintenue en position haute est en position de pressage du micromodule. Le micromodule de la carte maintenue en position haute est pressée en continu sous l'action de l'élévateur 18 et de la contre réaction de l'enclume chauffante 23. Lorsque le pressage du micromodule est terminé, le système linéaire de transport de cartes présente, sous la station de pressage de micromodule un emplacement vide, c'est à dire sans carte. La nacelle 7 descend alors cette carte pressée pour la mettre en position basse, dans ledit emplacement vide du système linéaire de transport de cartes. La carte peut alors être déplacée vers une station de travail amont ou aval de la machine. La machine selon l'invention offre ainsi un système de pressage qui est effectué en continu. De plus, le système binaire rend indépendant le temps de pressage, de la transitique, ce qui permet de ne pas ralentir celle-ci. Enfin, ladite machine comporte autant de stations de pressage linéairement nécessaire, en fonction des temps de pressage requis. REVENDICATIONS 1. Machine linéaire (1) de traitement de cartes (2) à circuit intégré (3), dites à puce électronique , comprenant : - un poste d'entrée ou dépileur de cartes, - un poste de sortie ou empileur de cartes, - un dispositif linéaire horizontal pas à pas (4), d'entraînement des cartes (2), d'un poste vers l'autre, sur lequel est disposé successivement n postes de traitement (6) prédéterminés, - au moins un dispositif de déplacement vertical (7) de chacune des cartes (2) vers l'un des n postes de traitement libre, au fur et à mesure de leur déplacement pas à pas devant ledit poste, - un système informatique de contrôle et de commande des postes de traitement, du dispositif d'entraînement linéaire, du dispositif de déplacement vertical, du dépileur de carte et de l'empileur de carte caractérisé en ce que, le dispositif de déplacement vertical (7), disposé au regard d'un poste de traitement (6), a une configuration binaire composée d'une partie traitement supérieure (8) et d'une partie transitique inférieure (9), l'une ou l'autre de ces parties étant traversée librement par le dispositif d'entraînement linéaire ou transitique (4), quelle que soit leur position, laquelle est obtenue par l'intermédiaire de moyens d'entraînement en montée ou en descente, selon une cinématique dissociée de celle du dispositif d'entraînement linéaire. (4), de manière qu'une carte (2) présente dans la partie traitement (8) ne bloque le déplacement des autres cartes (2) se trouvant sur le dispositif transitique (9). 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif transitique est constitué essentiellement d'une courroie sans fin (5) disposée entre deux poulies dont au moins l'une est motrice et sur laquelle courroie sont disposés des taquets (10) espacés selon le pas d'avancement de la machine et entre lesquels sont disposées les cartes (2). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les cartes (2) sont guidées dans le dispositif transitique (4) par deux rails parallèles (11,12) disposées fixement de chaque côté de la courroie (5). 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de déplacement vertical (7) est formé par une nacelle qui reconstitue de manière binaire une portion des rails de guidage (11,12), de manière à assurer la continuité de ceux-ci, donc du dispositif transitique (4) quelque soit la position de la nacelle (7). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la nacelle (7) est constituée de deux branches latérales verticales, longitudinales (13,14) reliées entre elles par une branche horizontale (15) pour former globalement un U à l'intérieur duquel transite librement la courroie (5) porteuse de cartes (2), lesdites branches latérales (13, 14) comportent deux séries de fentes (16,17), également longitudinales, réalisées, en vis à vis deux à deux, selon des hauteurs correspondant aux positions binaires susceptibles d'être occupées par une carte (2) en cours de traitement, ou en cours de transit. 6. Machine selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que le déplacement vertical de la nacelle (7) est obtenu par l'intermédiaire d'une potence (18), formant élévateur, disposée latéralement et en liaison à sa partie inférieure avec une came (19) actionnée en rotation par un moteur électrique (20). 7. Machine selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la nacelle (7) est guidée verticalement par des rails et patins à recirculation à billes (21). 8. Machine selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que l'élévateur (18) est guidé verticalement par des rails et patins à recirculation à billes (22). 9. Machine selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le poste de traitement (6) est un poste de pressage après collage, d'un circuit intégré (3), constituant un micro module, dans un logement correspondant d'une carte (2). 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une enclume chauffante fixe (23) disposée en vis à vis au-dessus du circuit intégré (3) d'une carte (2) présente dans la nacelle (7), en position de traitement, le pressage étant effectué contre l'enclume chauffante (23)-par l'intermédiaire d'une extension horizontale (24) de la partie de la potence (18) formant élévateur, se positionnant en dessous dudit circuit intégré (3). 11. Machine selon l'une des revendications 9 à 10, caractérisée en ce que le système de pressage est effectué en continu. 12. Machine selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte autant de stations de pressage linéairement nécessaire, en fonction des temps de pressage requis. 13. Machine selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le système binaire rend indépendant le temps de pressage, de la transitique, ce qui permet de ne pas ralentir celle-ci.