INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, l’unité d’actionnement comprend une pluralité de circuits électroniques de commande, ladite unité d’actionnement étant décalée par rapport aux organes de manipulation.
Selon un mode de réalisation, l’unité d’actionnement est décalée spatialement par rapport à l’unité de manipulation. Par exemple, l’unité d’actionnement est sensiblement parallèle à l’unité de manipulation.
De cette manière, l’unité d’actionnement peut être fabriquée sans nécessiter la présence d'orifices ce qui aurait rendu sa conception impossible ou très complexe. Aussi, une unité d’actionnement réalisée de façon désolidarisable et décalée de l’unité de manipulation peut alors être conçue comme un élément durable du système de manipulation, à contrario de l’unité de manipulation qui peut être utilisée comme un consommable.
De manière avantageuse, la présence d’un support de guidage permet de déporter les actionneurs de déplacement et/ou les circuits électroniques de commande, du côté opposé à celui des organes de manipulation. Il est ainsi possible de remplacer les actionneurs de déplacement, et/ou les circuits électroniques de commande, indépendamment des organes de manipulation.
En d’autres termes, l’unité d’actionnement et l’unité de manipulation peuvent être remplacées ou fabriquées indépendamment l’une de l’autre. Cela est particulièrement avantageux lors de la fabrication du système de manipulation, car il est possible de fabriquer séparément l’unité de manipulation qui comprend les organes de manipulation destinées à être en contact des dispositifs micrométriques, et l’unité d’actionnement qui comprend les circuits électroniques de commande. En effet, la fabrication de l’unité de manipulation est rendue complexe par le nombre et la forme des buses de manipulation qui constituent des pièces d’usure du système de manipulation. A l’inverse, l’unité d’actionnement comprend les circuits électroniques de commande dont le cout de fabrication peut être plus élevé, mais dont l’usure est plus lente car ils n’entrent pas en contact avec d’autres pièces. Par ailleurs, dans le cas où le système de manipulation comprend une chambre d’aspiration en communication avec un dispositif de dépression l’unité d’actionnement comportant les circuits électroniques de commande peut est déportée de sorte à ce que les canaux internes des buses de manipulation soient en communication fluidique avec la chambre d’aspiration, tout en permettant l’utilisation d’une unité d’actionnement pleine et sans orifices.
Le but de l’invention peut également être atteint grâce à la mise en œuvre d’un procédé de manipulation pour manipuler des dispositifs micrométriques où chaque dispositif micrométrique présente une surface de contact, le procédé de manipulation comprenant : une étape de fourniture comprenant la mise à disposition d’un système de manipulation du type d’un de ceux décrits précédemment, et la mise à disposition des dispositifs micrométriques disposés sur un support de prélèvement; une étape d’actionnement dans laquelle au moins l’un des actionneurs de déplacement du système de manipulation est actionné, de manière à placer sélectivement chacun des éléments d’appui soit dans la configuration de préhension soit dans la configuration de libération pour, respectivement, autoriser ou interdire, la solidarisation de la surface de préhension correspondante et la surface de contact de l’un des dispositifs micrométriques.
Les dispositions précédemment décrites permettent de proposer un procédé de manipulation dans lequel des dispositifs micrométriques peuvent être attachés ou détachés du système de manipulation par un actionnement sélectif des actionneurs de déplacement. Cela permet de manipuler sélectivement une grande quantité de dispositifs micrométriques, par une seule étape de procédé, et par l’intermédiaire d’un seul système de manipulation.
Le procédé de manipulation peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, le procédé de manipulation comprend une étape de mise en contact, dans laquelle le système de manipulation est approché du support de prélèvement de manière à permettre la mise en contact des surfaces de préhension des organes de manipulation coopérant avec des éléments d’appui étant dans la configuration de préhension avec la surface de contact d’au moins l’un des dispositifs micrométriques, pour provoquer la solidarisation desdites surfaces de contact en contact avec lesdites surfaces de préhension.
Selon un mode de réalisation, le procédé de manipulation comprend une étape d’application d’un adhésif sur tout ou partie des surfaces de préhension, l’étape de mise en contact comprenant alors la solidarisation des dispositifs micrométriques dont la surface de contact est en contact avec l’une des surfaces de préhension des organes de manipulation, par l’intermédiaire de l’adhésif.
Ainsi, il est possible de solidariser sélectivement les surfaces de contact des dispositifs micrométriques avec les surfaces de préhension des organes de manipulation qui sont dans la configuration de préhension. Avantageusement, lors de l’étape de mise en contact, les organes de manipulation qui sont dans la configuration de libération empêchent la mise en contact, et donc la solidarisation, des surfaces de contact des dispositifs micrométriques avec les surfaces de préhension desdits organes de manipulation.
Selon un mode de réalisation, l’étape d’actionnement est mise en œuvre après l’étape de mise en contact, l’étape d’actionnement comprenant alors une étape de libération dans laquelle au moins l’un des actionneurs de déplacement du système de manipulation est actionné, de sorte à provoquer la variation d’au moins l’un des éléments d’appui de la configuration de préhension vers la configuration de libération, pour provoquer le détachement d’un des dispositifs micrométriques avec lequel il est solidarisé.
Selon un mode de réalisation, l’étape de libération est mise en œuvre pour les dispositifs micrométriques non fonctionnels, ou pour les dispositifs micrométriques dont le transfert sur la surface du substrat de réception est non désiré.
De cette manière, il est possible de prendre et éventuellement déplacer les dispositifs micrométriques fonctionnels, par exemple pour les transférer vers un substrat de réception final.
Selon un autre mode de réalisation, l’étape d’actionnement est appliquée sélectivement de manière à mettre en œuvre l’étape de libération pour les dispositifs micrométriques fonctionnels, et de manière à mettre en œuvre l’étape de mise en contact pour les dispositifs micrométriques non fonctionnels.
Selon un mode de réalisation, au moins l’un des actionneurs de déplacement est configuré pour faire varier sélectivement au moins l’un des éléments d’appui entre la configuration de préhension et la configuration de libération par interaction électrostatique ou magnétique.
Selon un mode de réalisation, chaque actionneur de déplacement est un microsystème électromécanique, ou MEMS pour « microelectromechanical systems » selon la terminologie anglo-saxonne consacrée.
Selon un mode de réalisation, chaque actionneur de déplacement est associé à un circuit électronique de commande.
Selon un mode de réalisation, les dispositifs micrométriques à manipuler comprennent des dispositifs électroniques, typiquement des dispositifs optoélectroniques.
Par « dispositif micrométrique », on entend un dispositif comprenant une plus grande dimension inférieure à un millimètre, typiquement comprise entre 5 micromètres et 500 micromètres.
Selon un mode de réalisation, l’actionneur de déplacement comprend un circuit électronique de commande.
Selon un mode de réalisation, la surface de préhension d’au moins l’un des organes de manipulation est recouverte au moins partiellement d’un adhésif destiné à permettre une adhésion entre l’un des dispositifs micrométriques et ladite surface de préhension, lorsque la surface de contact dudit dispositif micrométrique est en contact avec ladite surface de préhension.
Ainsi, lorsque la surface de contact du dispositif micrométrique est mise en contact avec la surface de préhension, l’adhésif permet de solidariser le système de manipulation avec ledit dispositif micrométrique par liaison mécanique ou physique.
Selon un mode de réalisation, au moins l’un des organes de manipulation comprend un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique strictement différent d’un coefficient de dilatation thermique d’une couche de contact du dispositif micrométrique, ladite couche de contact comprenant la surface de contact.
Ainsi, la surface de préhension est configurée pour permettre une préhension du dispositif micrométrique par différence de coefficient de dilatation thermique avec ledit dispositif micrométrique, notamment lorsque l’un ou les deux du système de manipulation et du dispositif micrométrique sont chauffés.
Selon un mode de réalisation les organes de manipulation sont disposés selon une première répartition matricielle définie par au moins un premier paramètre de maille, les éléments d’appui sont disposés selon une deuxième répartition matricielle définie par au moins un deuxième paramètre de maille, et les actionneurs de déplacement sont disposés selon une troisième répartition matricielle définie par au moins un troisième paramètre de maille ; le premier paramètre de maille, le deuxième paramètre de maille, et le troisième paramètre de maille étant des multiples entiers les uns des autres.
Selon un mode de réalisation, le premier paramètre de maille est égal au deuxième paramètre de maille, et/ou au troisième paramètre de maille.
Ainsi, le système de manipulation peut avantageusement être utilisé pour manipuler des dispositifs micrométriques disposés selon une répartition matricielle sur un support de prélèvement.
Selon un mode de réalisation, l’unité d’actionnement comprend une pluralité de circuits électroniques de commande répartis selon une quatrième répartition matricielle définie par au moins un quatrième paramètre de maille qui est un multiple entier du troisième paramètre de maille, chaque actionneur de déplacement étant associé à un circuit électronique de commande et configuré pour recevoir un signal électrique en provenance du circuit électronique de commande auquel il est associé pour provoquer la variation de l’élément d’appui entre la configuration de préhension et la configuration de libération en fonction dudit signal électrique.
Selon un mode de réalisation, chaque actionneur de déplacement peut être commandé unitairement par le circuit électronique de commande auquel il est associé. Par exemple, ce commandement peut être réalisé en fonction de la répartition matricielle des actionneurs de déplacement. Chaque actionneur de déplacement peut alors être configuré pour recevoir un signal électrique en provenance du circuit électronique de commande auquel il est associé. Ledit actionneur de déplacement est alors configuré pour faire varier l’élément d’appui auquel il est associé entre la configuration de préhension et la configuration de libération en fonction dudit signal électrique. Il est ainsi possible d’envoyer un signal électrique par ligne et/ou par colonne pour commander sélectivement et de manière matricielle les actionneurs de déplacement, et donc les éléments d’appui.
Selon un mode de réalisation, chaque circuit électronique de commande peut comprendre au moins un transistor. Par exemple chaque circuit électronique de commande peut comprendre un transistor de commande configuré pour être commuté de sorte à autoriser ou alternativement empêcher un passage de courant électrique, ledit courant électrique induisant alors un changement de configuration entre la configuration de préhension et la configuration de libération. Le circuit électronique de commande peut également comprendre un transistor de sélection configuré pour recevoir des instructions de ligne et de colonne en provenance d’un système de commande matricielle, pour faire commuter ou non le transistor de commande en fonction des instructions reçues. Ainsi, le transistor de sélection permet de contrôler l’état de commutation du transistor de commande indépendamment des autres transistors de sélection disposés sur la même ligne ou sur la même colonne.
La couche arrière peut comprendre une première sous-couche réfractaire, dite « couche barrière », destinée à stopper une infiltration de verre ou de condenser une vapeur de verre, et/ou une deuxième sous-couche réfractaire ou « couche isolante », comprenant de préférence un matériau réfractaire poreux, afin de réaliser un profil thermique adapté en service.
La couche barrière est de préférence une couche de produit réfractaire non-façonné, en particulier de béton ou de pisé. Classiquement, plus de 90% en nombre des grains présentent une taille (plus grande dimension) inférieure ou égale 5 mm afin d’obtenir un état de surface satisfaisant et dont la composition chimique est telle que la teneur massique en Al 2 O 3 est d’au moins 40%. La composition chimique peut être adaptée selon le type de verre afin de pouvoir résister suffisamment au verre en fusion.
La couche isolante est constituée typiquement d’un matériau réfractaire isolant silico-alumineux non-façonné et/ou de briques ou de blocs réfractaires. La conductivité thermique mesurée à 1000°C du matériau réfractaire isolant est inférieure à 7 W/m.K, de préférence inférieure à 5 W/m.K, de préférence inférieure ou égale à 3 W/m.K . De préférence, le matériau réfractaire isolant présente une porosité supérieure à 15%, de préférence supérieure à 20%, de manière plus préférée supérieure à 30%. La porosité et l’épaisseur de la couche isolante sont adaptées en fonction du profil thermique souhaité.
Classiquement, les blocs denses de la première couche, sont en un matériau résistant au contact du verre à des températures supérieures à 600°C, voire supérieure à 1000°C, ou même supérieure à 1200°C. Ils peuvent être constitués, pour plus de 90% de sa masse, d’un ou plusieurs oxydes choisis dans le groupe constitué par ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , Cr 2 O 3 , Y 2 O 3 , et CeO 2 . Ils comportent de préférence plus de 90% de ZrO 2 , Al 2 O 3 et SiO 2.
En service, l’enceinte du four est soumise à des conditions extrêmes, et en particulier à un environnement corrosif et abrasif qui provoque une usure progressive. Dans les régions en contact avec du verre en fusion notamment, l’état d’usure ne peut pas être évalué visuellement. Pour mesurer l’épaisseur résiduelle d’un bloc réfractaire, c’est-à-dire la distance entre sa face chaude et sa face froide, opposée à la face chaude, on utilise donc classiquement, au niveau de la ligne de flottaison, un crochet. Cette méthode présente l’inconvénient de nécessiter un démontage puis un remontage partiel du four et de ne fournir qu’une mesure ponctuelle.
Plus récemment, WO2015147827 mentionne un appareil qui envoie des ondes, et en particulier des ondes radar, à travers le bloc. Les ondes réfléchies sont analysées quand cela est possible. En pratique, cette procédure est longue à mettre en œuvre et ne permet pas un suivi en temps réel.
WO2020025493 divulgue un guide d’ondes optiques comportant un réseau de Bragg afin de mesurer l’épaisseur résiduelle d’une sole de four de verrerie. Les présents inventeurs ont testé l’utilisation de fibres optiques et constaté, de manière inattendue, l’apparition d’une cristallisation préjudiciable à la précision des mesures et à la résistance mécanique des fibres optiques.
On connait également de JPH11264706A ou JP3395886B2 un dispositif de mesure de l’épaisseur résiduelle du revêtement d’un haut-fourneau. Ce dispositif est très invasif, accroît le risque de pollution du verre en fusion et notablement le risque de percée de la première couche.
Il existe donc un besoin pour une solution robuste, facile à mettre en œuvre et permettant d’évaluer, de manière continue et en temps réel, l’état de l’enceinte d’un four de verrerie, en tout point, avec une bonne résolution spatiale, sans fragiliser le revêtement de l’enceinte, et sans augmenter le risque de pollution du bain de verre en fusion.
Selon l’invention, on atteint ce but au moyen d’un four de verrerie comportant : - une enceinte de fusion de verre présentant une face chaude exposée vers l’intérieur de l’enceinte ; - un dispositif de suivi, par réflectométrie électrique temporelle ou fréquentielle, de l’état d’une partie du four, de préférence d’une partie de ladite enceinte, dite « cible », ledit dispositif comprenant : - un réseau d’au moins un guide d’ondes filaire, de préférence d’une pluralité de guides d’ondes électromagnétiques filaires, chaque guide d'ondes comportant, entre une extrémité d’entrée et une extrémité de sortie, des premier et deuxième conducteurs électriques, de préférence métalliques, isolés électriquement l’un de l’autre, de préférence par un matériau diélectrique, une partie de mesure du guide d'ondes comportant une pluralité de discontinuités d’impédance et s’étendant parallèlement à la face chaude et à une profondeur (distance en arrière de ladite face chaude par rapport à l’intérieur de l’enceinte) supérieure à 10 cm, de préférence supérieure à 15 cm, supérieure à 20 cm, et de préférence inférieure à 200 cm, de préférence inférieure à 100 cm, - un interrogateur électriquement connecté à l’extrémité d’entrée et configuré pour injecter un signal d’interrogation par ladite extrémité d’entrée, recevoir un signal de réponse réfléchi par ledit guide d’ondes en réponse à ladite injection, analyser le signal de réponse et émettre un message sur l’état de la cible en fonction de ladite analyse.
Les inventeurs ont découvert que cet agencement du guide d'ondes par rapport à la cible offre un excellent compromis entre une atténuation limitée du signal de réponse et une forte robustesse. Le réseau de guides d'ondes permet par ailleurs de suivre une cible de dimensions quelconques, et en particulier la sole du four.
La cible comprend de préférence un assemblage de blocs réfractaires définissant la face chaude de la paroi latérale, de la voûte ou de la sole du four, de préférence de la sole et/ou de la voûte.
Selon un premier mode de réalisation principal, lesdites discontinuités d’impédance comportent des « discontinuités de base » : - qui, notamment lorsque la longueur de la partie de mesure est inférieure à 10 mètres, sont aptes à générer, en réponse à l’injection du signal d’interrogation, des échos présentant une amplitude supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 1% et inférieure à 30% de l’amplitude de l’écho de fond réfléchi par l’extrémité de sortie du guide d’ondes, dits « échos secondaires de base », et/ou - sont constituées par :
- des reliefs résultant d’une texturation de la surface extérieure du guide d’ondes et/ou d’un matériau diélectrique interposé entre les premier et deuxième conducteurs électriques et/ou d’au moins un des premier et deuxième conducteurs électriques, et/ou - des reliefs résultant d’une segmentation irrégulière dudit matériau diélectrique, de préférence au moyen de taquets en un matériau diélectrique, les taquets ayant de préférence une longueur inférieure à 10 cm, de préférence inférieure à 5 cm, de préférence inférieure à 3 cm, de manière plus préférée inférieure à 2 cm et/ou supérieure à 0,5 cm, et/ou - des variations locales de la distance entre les premier et deuxième conducteurs électriques, et/ou - des variations de la distance entre le premier conducteur électrique et/ou le deuxième conducteur électrique d’une part, et un matériau diélectrique d’un support, de préférence en un composite à matrice céramique ; et/ou - des variations dans la structure et/ou la composition de l’environnement autour des premier et deuxième conducteurs électriques ou entre les premier et deuxième conducteurs électriques, de préférence des variations dans la structure et/ou la composition d’un matériau diélectrique d’un support, de préférence en un composite à matrice céramique, de préférence par la dispersion aléatoire de particules et/ou de fibres en un matériau diélectrique au sein du support, et en particulier au sein de la matrice du composite à matrice céramique, ou entre les premier et deuxième conducteurs électriques.
De manière remarquable, les inventeurs ont découvert que l’analyse des échos secondaires de base par réflectométrie électrique TDR (Time Domain Reflectometry en anglais) ou FDR (Frequency Domain Reflectometry en anglais) permet un suivi de l’état de la cible en temps réel et en continu, sur une longue durée et de manière précise et fiable.
Si les problématiques ci-dessus ont été exposées précédemment en lien avec le cas particulier de diodes électroluminescentes, des problématiques similaires ou proches peuvent être présentes dans le cas d’autres dispositifs électroniques qui sont à transférer, comme par exemple les diodes laser à cavité verticale émettant par la surface (ou VECSEL pour vertical-external-cavity surface-emitting-laser selon la terminologie anglo-saxonne consacrée), les photodiodes, les transducteurs ultrasoniques piézoélectriques micro-usinés (ou PMUT pour piezoelectric micromachined ultrasonic transducers selon la terminologie anglo-saxonne consacrée), les transducteurs ultrasonores capacitif micro-usiné (ou CMUT pour capacitive micromachined ultrasonic transducer selon la terminologie anglo-saxonne consacrée), ou encore les boîtes à lumière.
Les dispositifs à transférer peuvent en outre correspondre à des éléments constitutifs, non actifs de dispositifs électroniques, comme par exemple des pastilles de polymère, prélevées sur un film pré-découpé, à ne déposer que sur certains dispositifs électroniques d’un substrat final. Un tel film optique spécifique formé sélectivement peut notamment servir de convertisseur de couleurs, à améliorer la luminosité, à filtrer ou compenser localement les longueurs d’onde, etc…
Il est également connu du document US2020/0258767, une méthode permettant de réaliser le transfert d’une grande quantité de dispositifs électroniques (3) par la solidarisation desdits dispositifs électroniques à des buses. Dans cette méthode, une dépression est appliquée aux buses afin qu’elles puissent aspirer les dispositifs électroniques à transférer. Pour cela, un organe de transfert est pourvu d’une matrice de buses, les buses étant écartées entre elles selon le même écartement que celui séparant les dispositifs électroniques à transférer, et correspondant au pas des pixels sur l’écran. Cependant, bien que cette méthode permette de déplacer simplement un grand nombre de dispositifs électroniques en limitant leur endommagement, il n’est pas possible malheureusement de réaliser un transfert sélectif des dispositifs électroniques, ce qui ne permet pas d’empêcher le transfert de dispositifs électroniques qui seraient défectueux.
Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d’un système de manipulation destiné à manipuler des dispositifs micrométriques, le système de manipulation comprenant : un corps principal; des organes de manipulation, où chaque organe de manipulation est mobile par rapport au corps principal et comprend une surface d’adhésion destinée à adhérer avec tout ou partie d’une surface de contact de l’un des dispositifs micrométriques ; des actionneurs de déplacement, chaque actionneur de déplacement étant configuré pour faire varier sélectivement au moins l’un des organes de manipulation, par déplacement de celui-ci, entre une configuration de préhension dans laquelle sa surface d’adhésion permet une adhésion avec la surface de contact de l’un des dispositifs micrométriques, et une configuration de libération dans laquelle sa surface d’adhésion est positionnée de sorte à empêcher ou faire cesser un contact entre la surface de contact du dispositif micrométrique et sa surface d’adhésion.
Les dispositions précédemment décrites permettent de proposer un système de manipulation dans lequel chaque organe de manipulation peut être contrôlé sélectivement par un actionneur de déplacement afin de permettre ou d’empêcher son adhésion avec l’un des dispositifs micrométriques à transférer. Il est ainsi possible de saisir sélectivement une pluralité de dispositifs micrométriques par le système de manipulation, par exemple pour effectuer un transfert de masse sélectif de dispositifs micrométriques.