Brevet FR2937430A1 — publié le 20100423

Pince brucelles à éléments de préhension montés à pivotement sur des branches Domaine technique de l'invention L'invention est relative à une pince brucelles comportant deux branches réunies à une première extrémité, une seconde extrémité de chaque branche 10 comportant un élément de préhension. État de la technique 15 Les brucelles sont destinées à la manipulation d'objets fragiles. Elles ont une application dans la microélectronique où elles servent d'outil de préhension et de manipulation de composants microélectroniques comme les puces. Dans ce type d'utilisation il faut éviter tout risque de dégradation des bords et de la face active supérieure de la puce sur laquelle on peut trouver une 20 circuiterie avec faible relief, par exemple comme sur les puces CMOS ou les détecteurs infrarouges, ou fort relief, par exemple comme les puces avec matrices de billes. Les pinces brucelles communément utilisées comportent, comme illustré à la 25 figure 1, deux branches 1 a et 1 b réunies à une première extrémité 2. Une seconde extrémité 3 de chaque branche 1 a et 1 b comporte un élément de préhension 4 pour saisir un composant microélectronique. L'élément de préhension 4 se situe dans le prolongement des branches. La manipulation de composants microélectroniques avec une telle pince brucelles demande 30 une vigilance et une dextérité importantes aux opérateurs. En effet, suivant l'environnement où une pince brucelles est utilisée, l'opérateur peut n'avoir5 qu'une faible latitude de mouvements. Certaines positions sont plus confortables pour les opérateurs gauchers et d'autres pour les opérateurs droitiers. Afin de faciliter les manipulations de composants microélectroniques, il existe des pinces brucelles de la société Ideal-Tek dont un modèle de pince brucelles comporte des éléments de préhension 4, comme sur la figure 1, sous la forme de pointes amovibles et interchangeables. Les pointes ont différentes formes, permettant ainsi de s'adapter en fonction de l'utilisation. i o Cependant, cela nécessite de démonter à chaque fois la pince pour sélectionner la bonne pointe. De plus, au cours de la manipulation, si l'environnement change, il est impossible de faire de même avec la pince. 15 Objet de l'invention L'objet de l'invention a pour but de réaliser une pince brucelles facile à manipuler ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur. 20 Ce but est atteint en ce que l'élément de préhension de chaque branche est monté à rotation libre autour d'un axe de pivotement à la seconde extrémité de ladite branche. Selon un perfectionnement, l'élément de préhension de chaque branche 25 comporte un axe longitudinal perpendiculaire à l'axe de pivotement correspondant, et un patin est fixé à une extrémité libre dudit élément perpendiculairement audit axe longitudinal. Selon un mode de réalisation, le patin comporte une tige, parallèle à l'axe 30 longitudinal de l'élément de préhension, enfoncée dans une cavité correspondante de l'élément de préhension, ledit élément de préhension étant muni d'un trou débouchant dans ladite cavité, ledit trou étant fileté et ayant un axe perpendiculaire à ladite tige permettant de fixer le patin par une vis, vissée dans ledit trou, effectuant une pression sur la tige. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention 10 donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 représente une pince brucelles à pointes amovibles selon l'art antérieur. 15 La figure 2 illustre une pince brucelles à moyens de préhension pivotant au bout de chaque branche selon l'invention. La figure 3 illustre un élément de préhension équipé d'un patin. La figure 4 illustre une variante de réalisation de pince brucelles équipée de moyens de verrouillage. 20 La figure 5 illustre schématiquement une autre variante de réalisation de pince brucelles équipée de moyens de verrouillage. Description de modes préférentiels de réalisation 25 Comme l'illustre la figure 2, la pince brucelles comporte deux branches 1 a et 1 b réunies à une première extrémité 2. Une seconde extrémité 3 de chaque branche 1 a et 1 b comporte un élément de préhension 4 monté à rotation libre autour d'un axe de pivotement Al à la seconde extrémité de la branche 30 correspondante 1 a ou 1 b. L'axe de pivotement Al étant, de préférence, perpendiculaire à un axe longitudinal A2 de la branche.5 Les branches 1 a et 1 b ont une élasticité déterminée permettant aux moyens de préhension d'être séparés par une distance maximum Dmax lorsque aucune contrainte n'est appliquée sur les branches la et 1 b. Ainsi, les éléments de préhension 4 se faisant face, un opérateur peut en exerçant une pression suffisante sur les branches les rapprocher afin de saisir une puce. Après avoir saisie la puce et l'avoir déplacée, l'opérateur peut relâcher sa pression et la pince brucelles reprend sa forme d'origine tout en libérant la puce. Comme illustré à la figure 2, l'élément de préhension de chaque branche comporte, de préférence, un axe longitudinal A3 perpendiculaire à l'axe de pivotement Al correspondant, et un patin 5 est, de préférence, fixé à une extrémité libre 6 de l'élément de préhension 4 perpendiculairement à l'axe longitudinal A3 de l'élément de préhension 4. De préférence, les éléments de préhension 4 et/ou les patins 5 sont amovibles, permettant ainsi de s'adapter au type de composant à déplacer, par exemple définit par ses dimensions. Chaque élément de préhension 4 peut être relié respectivement à la seconde extrémité 3 d'une branche 1 a correspondante par tous moyens permettant sa libre rotation autour de l'axe de pivotement Al, lui-même perpendiculaire à l'axe longitudinal A2 de la branche la. À titre d'exemple, chaque branche la, 1 b et l'élément de préhension 4 correspondant comportent un trou débouchant, situé à la seconde extrémité pour la branche et à une extrémité de liaison 7 pour l'élément de préhension 4. Une branche et un élément de préhension sont liés par l'intermédiaire d'un boulon inséré dans leurs trous respectif et d'un contre écrou vissé sur le filetage du boulon pour assurer la liaison. Comme illustré aux figures 2 et 3, les patins 5 peuvent se présenter sous la forme de barres parallélépipédiques et sont réalisés en matériaux non blessants, de préférence en plastique, pour le composant à manipuler. À titre d'exemple, les patins 5 peuvent être réalisés en ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), en polystyrène, en polypropylène de préférence chargé en carbone pour éviter de générer des charges électrostatiques pouvant endommager le composant à déplacer ou encore dans un matériau connu sous le non de Delrin�. De préférence, chaque patin 5 est mobile en rotation selon l'axe longitudinal A3 de l'élément de préhension 4 correspondant. Ainsi, le patin 5 peut être solidaire d'une tige 8 perpendiculaire audit patin 5, et l'élément de préhension 4 peut comporter une cavité de forme correspondante à la tige 8 et dont l'axe est parallèle à l'axe longitudinal A3 de l'élément de préhension 4. Une fois insérée dans la cavité, la tige 8 peut ensuite être bloquée par une vis vissée dans un trou fileté 9 débouchant dans la cavité, de préférence, perpendiculairement à cette dernière. La pression assurée par la vis sur la tige 8 dans la cavité est alors suffisante pour assurer le blocage. Le montage du patin permet alors de régler son angle par rapport au plan comportant la branche 1 a et l'élément de préhension 4 de la pince brucelles. L'extrémité de liaison 7 de chaque élément de préhension a, de préférence, une forme arrondie. Cette forme arrondie évite que la pince brucelles se coince, notamment lors d'une manipulation dans un boîtier. Elle permet aussi une libre rotation totale des branches. Selon un perfectionnement, la pince brucelles comporte des moyens de verrouillage de la distance séparant les éléments de préhension 4. Ainsi, lorsqu'un opérateur saisit un composant, il peut verrouiller le serrage de la pince et déplacer le composant sans risque de le faire tomber dans le cas où il relâcherait par inadvertance la pression exercée par ses doigts sur les branches 1 a et 1 b. Les moyens de verrouillage peuvent se présenter sous la forme d'un dispositif de manoeuvre utilisant le principe d'un système rétractable de type stylo bille. Classiquement, il s'agit de deux corps coaxiaux. Un corps correspond à un capuchon libre en translation dans un corps principal comportant un alésage destiné à recevoir le capuchon et un mécanisme de verrouillage du capuchon pour bloquer sa translation (non représenté). Une pression effectuée sur le capuchon le fait coulisser dans le corps principal jusqu'à ce que la course du capuchon atteigne un seuil prédéterminé et déclenche le mécanisme verrouillant ledit capuchon en position rétractée dans le corps principal. En position rétractée, la pression peut être relâchée, le capuchon reste alors dans cette position. Une nouvelle pression sur le mécanisme permet de déverrouiller le capuchon qui redevient alors libre en translation dans le corps principal. Ce type de dispositif de manoeuvre est communément utilisé dans le domaine des stylos billes. Comme l'illustre la figure 5, l'extrémité du corps principal 16 opposée au capuchon 15 est solidaire de l'une des branches (1 a sur la figure 5) de la pince brucelles et l'extrémité libre du capuchon 15 est solidaire de la branche (1 b sur la figure) opposée. Ainsi, en position rétractée, la distance séparant les deux patins est fixe permettant de déplacer sans effort un composant, de taille prédéterminée, serré entre les patins. Selon un autre exemple, illustré à la figure 4, les moyens de verrouillage se présentent sous la forme d'une simple bague 10 coulissante. Les deux branches 1 a et 1 b de la pince brucelles sont enfilées dans la bague 10, et lorsque la bague 10 coulisse en direction des éléments de préhension 4, cette dernière commence à frotter sur des faces extérieures 11 des branches 1 a et 1 b. En effet, plus la bague 10 se rapproche des éléments de préhension 4 plus les frottements augmentent, réduisant ainsi la distance séparant les deux éléments de préhension 4 et, le cas échéant, les patins 5. L'utilisation de moyens de préhension 4 équipés de patins 5, libres en rotation par rapport à l'axe de pivotement Al, permet de garder les patins toujours parallèles au plan d'une paillasse horizontale et donc aux bords du composant microélectronique à manipuler disposé sur la paillasse. De plus, grâce à la liaison pivot entre les branches et les éléments de préhension, il est possible de venir prendre une puce dans un boîtier ou dans un environnement où la position verticale des bras n'est pas possible. Cette configuration avantageuse est due à la gravité et au poids suffisant des éléments de préhension. Le poids des éléments de préhension 4 doit être suffisant pour rendre négligeable les forces de frottements au niveau de la liaison branche/élément de préhension afin de permettre une rotation libre des éléments de préhension 4 autour de l'axe Al. Le poids minimal d'un élément de préhension est de préférence d'au moins 8 grammes. De préférence, les branches et les éléments de préhension sont réalisés dans un matériau facilement usinable tel que l'aluminium. Selon un perfectionnement, l'extrémité de chaque branche destinée à recevoir un élément de préhension comporte un renfoncement 13 sur une face intérieure 12 de la branche 1 a. L'élément de préhension 4 est alors accouplé à la branche 1 a du côté du renfoncement 13 et son épaisseur est de préférence égale à épaisseur du renfoncement 13. Ainsi, lors de la manipulation de la pince brucelles, les éléments de préhension 4 viennent, selon l'angle des branches par rapport à l'horizontale, en butée d'une paroi 14 délimitant la profondeur du renfoncement 13. 8 Revendications1. Pince brucelles comportant deux branches (1 a, 1 b) réunies à une première extrémité (2), une seconde extrémité (3) de chaque branche (1 a,1 b) comportant un élément de préhension (4), pince caractérisée en ce que l'élément de préhension (4) de chaque branche (la, 1 b) est monté à rotation libre autour d'un axe de pivotement (Al) à la seconde extrémité (3) de ladite branche (la, 1 b). 2. Pince selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de préhension (4) de chaque branche (1 a,1 b) comporte un axe longitudinal perpendiculaire (A3) à l'axe de pivotement (Al) correspondant, et en ce qu'un patin (5) est fixé à une extrémité libre (6) dudit élément de préhension (4) perpendiculairement audit axe longitudinal (A3) de l'élément de préhension (4). 3. Pince selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément de préhension (4) ou le patin (5) est amovible. 4. Pince selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les patins sont réalisés dans des matériaux choisis parmi Delrin�, ABS, Polystyrène, Polypropylène chargé en carbone. 25 5. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de verrouillage (10) de la distance séparant les éléments de préhension (4). 6. Pince selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de 30 verrouillage consistent en une bague (10) dans laquelle les branches de la pince brucelles sont insérées.20 7. Pince selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage comportent un capuchon (15) coaxial à un corps principal et libre en translation dans le corps principal (16), ledit corps principal (16) comportant un mécanisme de verrouillage du capuchon (15) en position rétractée dans le corps principal (16) lorsque la course du capuchon (15) atteint un seuil prédéterminé, l'extrémité du corps principal (16) opposée au capuchon (15) étant solidaire de l'une des branches (1 a) de la pince brucelles et l'extrémité libre du capuchon (15) étant solidaire de l'autre io branche (1 b). 8. Pince selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que chaque patin (5) est mobile en rotation selon l'axe longitudinal (A3) de l'élément de préhension (4). 15 9. Pince selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que le patin comporte une tige (8), parallèle à l'axe longitudinal (A3) de l'élément de préhension (4), enfoncée dans une cavité correspondante de l'élément de préhension (4), ledit élément de préhension (4) étant muni d'un 20 trou débouchant dans ladite cavité, ledit trou (9) étant fileté et ayant un axe perpendiculaire à ladite tige (8) permettant de fixer le patin (5) par une vis, vissée dans ledit trou (9), effectuant une pression sur la tige(8).