Brevet FR3013432A1 — publié le 20150522

Four continu pour substrats qui sont équipés de composants et dispositif d'assemblage de dés Domaine technique L'invention concerne un four continu pour substrats. Le four continu présente au moins un poste de traitement avec une ouverture de travail où des composants qui, en jargon technique anglais, sont appelés "die" (= dé), sont appliqués sur les substrats. L'invention concerne par ailleurs un moyen de montage d'un dispositif d'assemblage connu comme dispositif d'assemblage de dés avec un tel four continu. Des exemples de "dés" sont, en particulier, les puces à semi-conducteur, mais aussi les condensateurs, les plaquettes métalliques, etc. Historique de l'invention Lors du montage de puces à semi-conducteur, il est habituel d'assembler les puces à semi-conducteur, en particulier semi-conducteur de puissance, avec le substrat au moyen de brasure, afin de garantir, par l'assemblage par brasure, une dissipation efficace de la chaleur perdue se produisant en fonctionnement de la puce à semi-conducteur. Mais d'autres «dés» sont également brasés sur le substrat. Comme substrats sont utilisés essentiellement des substrats métalliques, de soi-disant grilles de conducteurs, où les puces à semi-conducteur sont brasées sur des îles à puce disposées l'une derrière l'autre et, éventuellement, l'une à côté de l'autre. Comme substrats peuvent toutefois aussi être utilisés des substrats à emplacement unique, les soi- disant substrats individualisés. Un tel substrat à emplacement unique consiste par exemple en une plaquette céramique qui est recouverte des deux côtés d'une couche de métal. Le substrat est généralement amené de manière cyclique à un poste de brasage, où est appliquée la brasure, à un poste de distribution, où la brasure est distribuée sur l'emplacement de substrat, et ensuite à un poste d'assemblage, où la puce à semi- conducteur est placée par un système de prélèvement et de placement sur la brasure liquide. Les grilles de conducteurs présentent des trous disposés le long de leurs bords longitudinaux, dans lesquels s'engagent, lors du transport des grilles de conducteurs, des goupilles ou des doigts. Un moyen d'assemblage approprié pour ce procédé est commercialisé par la demanderesse sous le nom de DB2009 SSI. Ce dispositif d'assemblage de dés comprend un four continu qui est réalisé sous forme de canal ou de tunnel à travers lequel les substrats sont transportés vers le poste de brasage, le poste de distribution et vers le poste d'assemblage. L'avance des substrats s'effectue par des doigts pourvus de dents, pouvant être levés et abaissés et pouvant être déplacés en va-et-vient, chaque doigt avançant un substrat. Brève description de l'invention L'invention a pour objectif de développer un four continu avec un système de transport Selon l'invention, un four continu pour substrats comporte un four avec un canal et un système de transport pour transporter les substrats à travers le canal. Le canal est délimité par un fond, une paroi latérale avant, une paroi latérale arrière et un plafond. Le fond contient une pluralité de premiers trous qui peuvent être connectés à une source de gaz inerte, afin qu'un gaz inerte puisse être alimenté pendant le fonctionnement. La paroi latérale avant du canal présente, parallèlement à la direction de passage, une fente longitudinale qui est délimitée par un bord inférieur et un bord supérieur. Le système de transport présente au moins une pince pour le transport des substrats à travers le canal, laquelle peut être déplacée en va-et-vient le long de la fente longitudinale du canal. De préférence, du côté du canal orienté vers le bord inférieur de la fente longitudinale sont disposés une pluralité de deuxièmes trous qui peuvent être reliés à la source de gaz inerte. De préférence, le bord inférieur de la fente longitudinale est formé par une bande étroite qui est abaissée d'une distance prédéterminée par rapport au fond du canal. Dans la bande étroite du bord inférieur de la fente longitudinale peut être formée une rainure et les deuxièmes trous peuvent aboutir dans la rainure. Le canal peut être subdivisé en au moins deux zones et la rainure peut être interrompue, au moins à une transition d'une zone à l'autre, par une cloison. Le canal peut être divisé en au moins deux zones, à au moins l'une des zones étant associés un certain nombre de deuxièmes trous, et les deuxièmes trous de la même zone étant reliés l'un à l'autre et pouvant être reliés par l'intermédiaire d'une soupape de réglage de débit séparée à la source de gaz inerte. Selon l'invention, un dispositif d'assemblage de dés avec un tel four continu comporte une zone de chauffage et une zone de refroidissement, qui sont divisées en plusieurs zones, et est programmé pour l'entrée de paramètres qui fixent, pour chaque zone, une température et une vitesse de transport et/ou fixent une durée de séjour, et pour le transport de substrats à travers le four continu selon ces paramètres. Ci-après, l'invention est décrite à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence au dessin. Les figures ne sont pas représentées à l'échelle, pour des raisons de clarté du dessin. Description des figures Les figures 1, 2 illustrent, en vue de dessus, des parties d'un four continu pour substrats selon un premier mode de réalisation et un deuxième mode de réalisation, la figure 3 illustre une vue en coupe du four continu, et la figure 4 représente une découpe agrandie de la figure 3. Description détaillée de l'invention Les figures 1 et 2 illustrent, en vue de dessus, des parties d'un four continu pour substrats nécessaires pour comprendre l'invention, selon un premier mode de réalisation et un deuxième mode de réalisation. Les substrats sont par exemple des grilles de conducteurs avec une pluralité d'îlots à puce ou de substrats à emplacement unique, La figure 3 illustre une vue en coupe du four continu, dans le mode de réalisation de la figure 2, qui s'étend transversalement à la direction de passage. La figure 4 illustre une découpe agrandie de la figure 3. Le four continu comporte un four 1 avec un canal 2 et un système de transport pour transporter les substrats 3 à travers le canal 2 vers un poste de traitement ou une pluralité de postes de traitement disposés l'un après l'autre. De tels postes de traitement sont par exemple un poste de brasage, où la brasure est appliquée sur le substrat, un poste de distribution, où la brasure est répartie sur l'emplacement de substrat, et un poste d'assemblage, où les puces à semi-conducteur sont appliquées sur le substrat. Le poste de brasure et le poste de distribution peuvent être omis si la face arrière de la puce à semiconducteur ou le substrat sont déjà revêtus de substances appropriées qui provoqueront alors l'assemblage par brasure. Le canal 2 est délimité par un fond 4, une paroi latérale avant 5, une paroi latérale arrière 6 et un plafond 7. Le plafond 7 est pourvu au ou aux postes de traitement d'une ouverture de travail correspondante. Le fond 4 est réalisé avec une pluralité de premiers trous 8 par lesquels peut être alimenté, pendant le fonctionnement, un gaz inerte fourni par une source de gaz inerte 9. Les gaz inertes fréquemment utilisés sont l'azote, le gaz de formage ou d'autres gaz réactifs. L'important est que le gaz inerte ne contienne pas d'oxygène. La densité des premiers trous 8 dans le fond 4 est habituellement différente dans les différentes zones du canal 2. En particulier à l'endroit des postes de traitement, la densité des trous 8 et/ou leur diamètre peuvent être supérieurs, étant donné qu'une partie du gaz inerte s'échappe par l'ouverture de travail respective. La paroi latérale avant 5 du canal 2 présente une fente longitudinale 11 qui s'étend parallèlement à la direction de passage 11. La fente longitudinale 11 est délimitée par un bord inférieur 12 et un bord supérieur 13, le bord inférieur 12 étant à ras du fond 4 ou, comme illustré à la. Figure 3, abaissé par rapport au fond 4. Le système de transport présente au moins une pince à deux mors 15 pour transporter les substrats 3 à travers le canal 2. La ou les pinces 15 sont montées sur un rail de guidage 16 (représenté uniquement partiellement) s'étendant parallèlement à la fente longitudinale 11 du canal 2 et déplaçables en va-et-vient. L'au moins une pince 15 transporte un substrat 3 après l'autre vers le ou les postes de traitement du four 1. Pour des raisons de clarté du dessin, aux figures 1 et 1 ne sont représentés qu'un seul substrat 3 et une seule pince 15. Le fond 4 est de préférence formé au moyen d'inserts 17 qui sont réalisés du côté opposé au fond 4 du canal 2 avec des canaux et des creux qui conduisent le gaz inerte aux premiers trous 8. Dans le fond 4 sont disposés des chauffages électriques pour chauffer le four 1. Du côté du bord inférieur 12 orienté vers le canal 2 sont avantageusement disposés une pluralité de deuxièmes trous 18 vers lesquels peut également être alimenté du gaz inerte, pour former ainsi une douche de gaz. Le gaz inerte sortant par soufflage des deuxièmes trous 18 s'écoule contre sur la face inférieure du substrat 3 et ensuite vers l'atmosphère et forme ainsi un rideau de gaz qui empêche la pénétration d'oxygène de l'air ambiant dans le canal 2. Le gaz inerte tourbillonne autour de la partie du substrat 3 ressortant du canal 2 à la fente longitudinale 11 et s'écoule du côté extérieur du four vers le haut. Entre le bord supérieur 13 de la fente longitudinale du four 11 et le substrat 3, un gaz inerte sort également du four et forme, ensemble avec le gaz inerte montant vers le haut, un deuxième rideau de gaz. Les deux rideaux de gaz empêchent la pénétration d'oxygène de l'air ambiant vers le substrat chaud 3 à l'intérieur du canal 2 et empêchent ainsi une oxydation de la surface du substrat 3. Une oxydation du substrat 3 a lieu tout au plus à la partie du substrat 3 ressortant du canal 2. Les rideaux de gaz empêchent également l'apparition de l'effet de Bernoulli: Sans les rideaux de gaz, un gaz inerte circulant à l'intérieur du canal 2 vers l'ouverture d'entrée 23 ou l'ouverture de sortie 25 ou vers une ouverture de processus dans le plafond 7 générerait à la fente longitudinale 11, du fait de l'effet de Bernoulli, une dépression et aspirerait ainsi de l'air ambiant. Pour éviter un tourbillonnement du gaz inerte soufflé hors de la fente longitudinale 11 avec l'air ambiant et empêcher ainsi la pénétration d'oxygène de l'air ambiant, le gaz inerte soufflé hors des deuxièmes trous 18 doit arriver comme un écoulement laminaire uniforme dans l'atmosphère. Pour appuyer de manière optimale la réalisation de cet objectif sont prises avantageusement la mesure a) et/ou les deux mesures a) et b) suivantes: a) le bord inférieur 12 de la fente longitudinale 11 est formé par une bande étroite qui est abaissée d'une distance prédéterminée par rapport au fond 4 du canal 2. b) dans la bande étroite 14 du bord inférieur 12 est formée une rainure et les deuxièmes trous 18 débouchent dans le fond et/ou la paroi latérale de la rainure 14. Ce mode de réalisation est représenté aux figures 2 à 4. Le canal 2 du four continu est typiquement subdivisé en au moins deux zones, notamment au moins une zone de préchauffage pour le chauffage contrôlé du substrat 3, au moins une zone de traitement et, éventuellement, au moins une zone de refroidissement pour le refroidissement contrôlé des substrats 3. A chaque zone est associé un chauffage propre, de sorte que la température dans chaque zone peut être programmée librement. A chaque zone sont associés un certain nombre de premiers trous 8 et un certain nombre de deuxièmes trous 18. Cela signifie que les premiers trous 8 de chaque zone sont reliés entre eux, et que les deuxièmes trous 18 de chaque zone sont reliés entre eux. L'amenée du gaz inerte vers les premiers trous 8 reliés entre eux d'une zone et vers les deuxièmes trous 18 reliés entre eux d'une zone s'effectue de préférence par différentes conduites de gaz 20 et soupapes de réglage de débit réglables individuellement 21, de sorte que l'alimentation en gaz inerte puisse être réglée séparément et de manière optimale selon les besoins tant dans le canal 2 que dans la douche de gaz délimitant le canal 2 pour cette zone. La rainure 14 peut être interrompue au moins à des transitions individuelles d'une zone à l'autre par une cloison 19, étant donné que le besoin en gaz inerte ou ses propriétés circulation dans les différentes zones peut être différent. Les cloisons 19 appuient également le fait que le gaz inerte s'écoule dans les zones individuelles dans la mesure du possible à circulation laminaire uniforme à travers la fente longitudinale 11 vers l'atmosphère. Les trous 18, la rainure 14 et/ou l'abaissement du bord inférieur 12 peuvent s'étendre sur toute la longueur de la fente longitudinale 11 ou, tel que représenté aux figures 1 et 2, sur un segment court 22 après l'ouverture d'entrée 23 du canal 2 et être omis sur un court segment 24 avant l'ouverture de sortie 25 du canal 2. Les substrats 3 ressortent, pendant le transport, un peu du canal 2, de sorte qu'ils puissent être saisis et transportées par la pince 15. La pince 15 ne pénètre pas dans la fente longitudinale 11. Le dispositif de transport est de préférence aménagé pour soulever un peu les substrats 3 pendant le transport en avant, pour qu'ils ne traînent pas sur le fond 4 du canal 2. La distance entre le bord supérieur 13 de la fente longitudinale 11 et le fond 4 du canal 2 est dimensionnée suffisamment grande en conséquence. L'invention permet de construire un four continu dans lequel la zone de chauffage et/ou la zone de refroidissement est dsubivisée en plusieurs zones dans lesquelles règne une température différente, et le système de transport avec les pinces programmables librement permet de transporter les substrats selon un profil de température et de durée prédéterminé à travers le four continu. Un dispositif de montage automatique selon l'invention pour "dés", connu dans la technique comme "dispositif d'assemblage de dés" ou également comme "dispositif d'assemblage de dés par soudure tendre", qui est aménagé pour le brasage de "dés", par exemple de puces à semi-conducteur sur des substrats, contient un four continu selon l'invention et est de préférence programmé pour l'entrée de paramètres qui fixent, pour chaque zone, une température et une vitesse de transport et/ou un temps de séjour, et pour le transport des substrats à travers le four selon ces paramètres. L'entrée des paramètres a lieu durant l'installation, c'est-à-dire avant le fonctionnement de montage régulier. Le four continu ainsi que le dispositif d'assemblage de dés peuvent également être utilisés pour l'équipement des substrats avec d'autres composants ou "dés" que les puces à semi-conducteur mentionnées dans les exemples de réalisation expliqués ci-dessus. Tandis que des modes de réalisation de la présente invention ont été illustrés et décrits, il est évident pour l'homme de l'art que d'autres modifications que celles mentionnées ci-dessus sont possibles sans s'écarter du concept de l'invention. Aussi, l'invention n'est limitée que par les revendications et leurs équivalents.5 REVENDICATIONS1. Four continu pour substrats (3), comprenant un four (1) avec un canal (2) et un système de transport pour transporter les substrats (3) à travers le canal (2), le canal (2) étant délimité par un fond (4 ), une paroi latérale avant (5), une paroi latérale arrière (6) et un plafond (7), et le fond (4) contenant une pluralité de premiers trous (8) qui peuvent être reliés à une source de gaz inerte (9), de sorte que le gaz inerte puisse être alimenté pendant le fonctionnement, caractérisé par le fait que la paroi latérale avant (5) du canal (2) présente une direction de passage (10) s'étendant parallèlement à la fente longitudinale (11) délimitée par un bord inférieur (12) et un bord supérieur (13), et que le système de transport présente au moins une pince (15) pour transporter les substrats (3) à travers le canal (2) qui est déplaçable en va-et-vient le long de la fente longitudinale (11) du canal (2). 2. Four continu selon la revendication 1, caractérisé par le fait que du côté orienté vers le canal (2) du bord inférieur (12) de la fente longitudinale (11) sont disposés une pluralité de deuxièmes trous (18) qui peuvent être reliés à la source de gaz inerte (9). 3. Four continu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le bord inférieur (12) de la fente longitudinale (11) est formé par une bande étroite qui est abaissée d'une distance prédéterminée par rapport au fond (4) du canal (2). 4. Four continu selon la revendication 3, caractérisé par le fait que dans la bande étroite du bord inférieur (12) de la fente longitudinale (11) est réalisée une rainure (14) et que les deuxièmes trous (18) débouchent dans la rainure (14). 5. Four continu selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le canal (2) est subdivisé en au moins deux zones et que la rainure (14) est interrompue au moins à une transition d'une zone à l'autre par une cloison (19). 6. Four continu selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le canal (2) est subdivisé en au moins deux zones, à au moins l'une des zones étant associésun certain nombre de deuxièmes trous (18), les deuxièmes trous (18) de la même zone étant reliés entre eux et pouvant être reliés, par l'intermédiaire d'une soupape de réglage de débit séparée (21), à la source de gaz inerte (9). 7. Dispositif d'assemblage de dés avec un four continu selon l'une des revendications 1 à6. 8. Dispositif d'assemblage de dés avec un four continu selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le four continu comporte une zone de chauffage et une zone de refroidissement, qui sont subdivisées en plusieurs zones, et le dispositif d'assemblage de dés est programmé pour l'entrée de paramètres qui fixent, pour chaque zone, une température ainsi qu'une vitesse de transport et/ou une durée de séjour, et pour le transport de substrats à travers le four continu selon ces paramètres.15