Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR TREATING COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/065824
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method and a device enabling to treat a component on a production line for a longer treating period than the time interval during which the production line is stopped in front of the work station. The method and the device of the invention use only one treating apparatus and only one actuator to control the various movements of the treating device.

Inventors:
REMONNAY EMMANUEL (FR)
RUSCIO ANTONIO (CH)
Application Number:
PCT/CH2001/000101
Publication Date:
August 22, 2002
Filing Date:
February 14, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ISMECA HOLDING SA (CH)
REMONNAY EMMANUEL (FR)
RUSCIO ANTONIO (CH)
International Classes:
B23P21/00; B23Q7/14; B65G37/02; H05K13/04; (IPC1-7): H05K13/04; B23P21/00; B65G37/02
Foreign References:
EP0286546A11988-10-12
EP0877544A11998-11-11
US5452509A1995-09-26
US4815913A1989-03-28
Attorney, Agent or Firm:
Saam, Christophe (Rue des Terreaux 7 Case Postale 2848, Neuchâtel, CH)
Download PDF:
Claims:
Revendications
1. Procédé de traitement d'un composant sur une ligne de fabrication principale (1) effectuant des mouvements d'avance séparés par des périodes d'arrt (S), comprenant une étape où le composant est retiré de ladite ligne de fabrication principale pour tre disposé sur une ligne de production auxiliaire (20) d'un poste de traitement (2), ainsi qu'une étape où le composant est traité par un appareil de traitement sur ledit poste de traitement, la durée de traitement (T) étant supérieure à la durée d'arrt (S) de la ligne de production principale, le traitement de composants successifs n'étant effectué que par un seul appareil de traitement, la ligne de fabrication principale ne comportant aucune lacune de composants après que le composant ait été traité par ledit appareil de traitement et réintroduit dans la ligne de fabrication principale.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le poste de traitement (2) comprend des moyens d'actionnement de la ligne de production auxiliaire (20) ainsi que de l'appareil de traitement, lesdits moyens d'actionnement étant actionnés par un seul actionneur (23).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la ligne de production auxiliaire est constituée d'un chariot de réception de composants (20) apte à prendre deux positions.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le poste de traitement (2) est un poste de mesure de caractéristiques électriques d'un composant.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, adapté pour le traitement de composants électroniques.
6. Dispositif de traitement d'un composant sur une ligne de fabrication principale (1) effectuant des mouvements d'avance séparés par des périodes d'arrt (S), comprenant une ligne de production auxiliaire (20) apte à recevoir plusieurs composants retirés de la ligne de fabrication principale et un poste de traitement (2) comportant un seul appareil de traitement apte à traiter un composant durant un temps (T) supérieur à la durée d'arrt (S) de la ligne de production principale.
7. Dispositif de traitement selon la revendication 6, dans lequel la ligne de production auxiliaire est constituée d'un chariot de réception de composants (20) apte à prendre deux positions.
8. Dispositif de traitement selon la revendication 7, dans lequel le poste de traitement comprend un seul actionneur (23) apte à actionner ledit chariot (20) ainsi que des moyens de commande (25) de l'appareil de traitement.
9. Dispositif de traitement selon la revendication 8 dans lequel l'actionneur est un vérin à double effet (23).
10. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 8 ou 9 dans lequel l'actionneur (23) agit sur une came (24) comportant une pluralité de chemins de came (240,241).
11. Dispositif de traitement selon la revendication 10 dans lequel la came (24) comprend un premier chemin de came (240) apte à déplacer latéralement ledit chariot de réception de composants (20).
12. Dispositif de traitement selon la revendication 11 dans lequel la came (24) comprend de plus deux chemins de cames (241) commandant de manière alternée le traitement des deux composants disposés sur ledit chariot (20).
13. Dispositif de traitement selon la revendication 11, dans lequel les deux chemins de cames (241) commandent chacun une pince de mesure (251,252) apte à se refermer sur des pattes d'un composant afin d'effectuer une mesure puis à s'ouvrir, les deux pinces de mesure fonctionnant de manière alternée.
14. Utilisation d'un dispositif de traitement selon l'une des revendications 6 à 13 pour le traitement de composants électroniques.
Description:
Procédé et dispositif de traitement de composants.

La présente invention concerne tout d'abord un procédé de traitement de composants, notamment de composants électroniques et en particulier de circuits intégrés, ainsi qu'un dispositif apte à fonctionner selon ce procédé.

De nombreux types de composants, notamment les composants électroniques et en particulier les circuits intégrés subissent, sur au moins une portion de leur cycle de fabrication, une succession d'opérations déterminées réalisées sur une ligne de fabrication, se présentant comme un transfert linéaire ou rotatif, soit comme un transporteur essentiellement rectiligne ou comme un plateau rotatif ou un carrousel, supportant une pluralité desdits composants et les présentant séquentiellement aux postes de traitement successifs. Dans un tel cas, la durée d'arrt de la ligne de fabrication en face de chaque poste de traitement est déterminée par la durée de l'opération la plus longue réalisée sur l'un quelconque des postes de traitement. Généralement cette contrainte diminue fortement la cadence de production des composants, augmentant ainsi leur coût.

Afin d'améliorer la cadence de production, il a été proposé de réaliser certaines opérations, notamment l'opération la plus longue, en temps masqué. Pour ceci, on dispose généralement d'un transporteur ou d'un plateau rotatif de traitement auxiliaire comportant plusieurs composants en cours de traitement en parallèle. Lors d'un arrt de la ligne de traitement principale, on prélève un composant de la ligne de traitement principale que l'on ajoute en dernière position à ceux déjà en traitement sur le transporteur ou le plateau rotatif auxiliaire, alors que simultanément on retire le premier composant déjà traité du transporteur ou du plateau auxiliaire afin de le réintroduire dans la ligne principale, de manière à n'avoir aucune lacune sur ladite ligne principale. Si par un tel procédé on peut augmenter la cadence de travail de la ligne principale en effectuant simultanément plusieurs opérations en parallèle sur un transporteur ou un plateau rotatif auxiliaire, ce procédé nécessite l'utilisation, sur le transporteur ou le plateau auxiliaire, de plusieurs unités

de traitement fonctionnant en parallèle. Dans le cas où le coût d'une telle unité de traitement est élevé, on renchérit d'autant le coût de la ligne de production. Par ailleurs, vu la complexité des mouvements nécessaires pour retirer un composant de la ligne de production principale, l'introduire en queue de file sur la ligne auxiliaire, effectuer l'opération sur ce composant simultanément aux composants précédents sur la file et retirer le premier composant de la file de la ligne auxiliaire pour le réintroduire sur la ligne principale, plusieurs actuateurs sont nécessaires à cet effet, avec la contrainte de devoir synchroniser l'ensemble de ces actuateurs. La complexité d'un tel dispositif rend sa fiabilité très aléatoire.

Un premier but de l'invention est de proposer un procédé de traitement de composants amélioré, ne rencontrant pas les inconvénients des procédés mentionnés plus haut.

Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de traitement de composants permettant d'effectuer une opération d'une durée plus élevée que la durée d'arrt de la ligne de fabrication, tout en n'utilisant qu'un seul dispositif apte à effectuer ladite opération.

Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de traitement de composants dont la fiabilité est améliorée, vu qu'il utilise un dispositif de traitement ne comportant qu'un seul actuateur.

Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de traitement de composants apte à fonctionner selon le procédé précédent.

Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de traitement de composants ne comportant qu'un seul actuateur.

Ces différents buts sont obtenus par un procédé tel que décrit dans la revendication 1 et par un dispositif possédant les caractéristiques mentionnées dans la revendication 6. Des formes d'exécution particulières et des variantes sont décrites dans les revendications dépendantes.

Une forme d'exécution préférentielle du procédé selon l'invention ainsi que du dispositif qui lui est associé sont décrites plus en détails dans la description qui suit, qui est à considérer en regard du dessin annexé comportant les figures où : les figures 1A à 1 H représentent de manière schématique les diverses étapes d'un procédé selon l'invention, la figure 2 est un diagramme montrant le déroulement séquentiel des diverse opérations, la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de traitement de composants selon l'invention, et la figure 4 est une vue de détail d'une portion du dispositif de la figure précédente.

Afin de considérer les diverses étapes du procédé, représentées aux figures 1A à 1H, on peut décrire les élément suivants concernés ici par le procédé. On dispose d'une ligne de production principale 1, composée d'un transporteur linéaire ou d'un plateau rotatif ou carrousel 10 comme représenté ici, apte à faire avancer séquentiellement une pluralité de broches porte-composant, quatre d'entre elles étant repérées par 11,12,13 et 14 sur les figures, afin de présenter séquentiellement le composant 100, 110,120,130 ou 140 porté par chacune desdites broches, vers divers poste de traitement. Les broches porte-composant sont de technique connue, aptes à se déplacer verticalement pour poser ou prendre un composant ledit composant étant maintenu sur l'extrémité de la broche par des moyens connus, par exemple par aspiration. Le poste de traitement 2 représenté sur les figures, peut tre, comme décrit ici à titre d'exemple, un poste de mesure de caractéristiques électriques des composants ou un poste sur lequel peut tre effectué n'importe quel traitement nécessaire à un composant. Le poste de traitement 2 comprend notamment un chariot de réception de composants 20, apte à tre déplacé latéralement comme on le verra plus loin et faisant office de ligne de traitement auxiliaire comme

décrite plus haut. Le chariot 20 comprend deux postes de réception de composants 21 et 22. L'échange d'un composant entre la broche et le poste de réception qui lui fait face se fait de préférence par des moyens de soufflage et d'aspiration connus de la technique.

A la première étape du procédé, représentée à la figure 1A, le poste de réception de composant 21 est vide alors que le poste opposé 22 porte le composant 110 en cours de mesure, repère M, et qui sera prochainement évacué. Le plateau rotatif 10 vient d'effectuer un pas de rotation, amenant la broche 12, portant le composant 120, en face du chariot 2, respectivement en face du poste de réception vide 21 A la figure 1B, la broche 12 est activée afin d'amener le composant 120 sur le poste de réception 21 où elle le relâche. La mesure M du composant 110 se termine avant le passage à l'étape suivante.

Pour l'étape de la figure 1 C, le chariot 20 est déplacé latéralement afin de présenter le composant 110 à évacuer en face de la broche 12 qui est maintenant vide. La mesure M du composant 120 peut débuter.

L'évacuation du composant 110 est représentée à la figure 1D où on voit que la broche 12 est activée pour retirer le composant 110, laissant le poste de réception 22 vide, prt pour la réception d'un nouveau composant. La mesure M du composant 120 se poursuit.

La figure 1 E montre que le composant 130, sur la broche 13, est amené en face du chariot 2, respectivement en face du poste de réception vide 22, par un pas de rotation du plateau rotatif 10. La mesure M du composant 120 se poursuit.

Symétriquement et de la mme manière que précédemment, le composant 130 est déposé sur le poste de réception 22, comme représenté à la figure 1 F. La mesure M du composant 120 se termine avant le passage à l'étape suivante.

Le chariot 20 est à nouveau déplacé latéralement, comme représenté sur la figure 1G, afin de présenter le composant 120 à évacuer en face de la broche 13 vide. La mesure M du composant 130 peut commencer.

Le composant 120 est ensuite saisi par la broche 13, comme sur la figure 1 H laissant le poste de réception 21 vide. La mesure M du composant 130 se poursuit.

Par un nouveau pas de rotation du plateau 10, on se retrouve en début de cycle, comme à la figure 1A, avec cette fois le composant 140 sur la broche 14 en face du poste de réception vide 21.

Un composant posé sur un poste de réception 21 ou 22 du chariot 20 peut tre traité durant toute la durée séparant deux déplacements latéraux successifs du chariot 20. Par exemple dans l'exemple représenté, le composant 120 sur le poste de réception 21 peut tre traité dès que le chariot 20 s'est déplacé vers la gauche et est immobilisé et avant qu'il ne soit déplacé à nouveau. Cette opération est symbolisé par le repère M que l'on voit appliqué depuis l'étape correspondant à la figure 1C jusqu'à celle représentée à la figure 1 F. De manière symétrique, le composant situé dans l'autre poste de réception peut tre traité dès que le chariot 20 s'est déplacé vers la droite et est immobilisé, et tant qu'il reste dans cette position, soit comme représenté entre les étapes correspondant aux figures 1 G à 1 B. On peut donc constater que la durée disponible pour le traitement d'un composant est nettement supérieure à celle d'arrt du plateau rotatif en face du poste de traitement 2, faisant que la cadence de travail de la ligne de production n'est plus limitée par la durée de l'opération la plus longue comme précédemment.

Cet effet est encore plus visible sur la figure 2 représentant plusieurs diagrammes de fonctionnement des divers éléments du dispositif précédent en fonction du temps. Les lettres A à H dans le bas du diagramme servent de repères permettant de situer les figures 1A à 1 H précédentes en fonction du temps.

Le diagramme supérieur représente le mouvement du transporteur ou du plateau rotatif 10, ce mouvement se décomposant, à titre d'exemple, en un pivotement de 50 ms, une décélération durant 10 ms, un arrt de 50 ms, indiqué par S, une accélération durant 10 ms pour reprendre le pivotement durant 50 ms.

Le deuxième diagramme représente le mouvement du composant situé soit sur la broche, soit sur le chariot. Ce transfert ne peut se faire que lorsque le plateau rotatif est arrté, soit durant le temps S. Dans l'exemple considéré, la durée de transfert du composant de la broche vers le chariot est de l'ordre de 10 ms. Le composant précédent doit tre replacé sur la broche avant que le plateau rotatif ne se remette en pivotement, la durée de reprise du composant est ici estimée à 20 ms.

Le troisième diagramme représente le mouvement du chariot de réception de composants 20 entre ses deux positions possibles par exemple gauche ou droite. Ce chariot ne peut se déplacer entre deux position que lorsqu'un composant y a été posé sur un poste de réception et avant que le composant précédent ne soit évacué.

Finalement, l'opération à effectuer sur le composant disposé sur le premier poste de réception, respectivement la mesure à effectuer dans le cas présent ne peut se faire que lorsque le chariot est à l'arrt, soit entre les points C et F sur le diagramme. L'opération de mesure se fait par une pince qu'il s'agit de fermer sur les pattes du composant à mesurer, l'actionnement de cette pince nécessitant 10 ms tant pour sa fermeture que pour son ouverture.

Le dernier diagramme est symétrique au précédent et montre l'actionnement de la deuxième pince de mesure sur le composant disposé sur le deuxième poste de réception.

Les deux derniers diagrammes montrent que le temps disponible pour chaque mesure est celui indiqué en T, correspondant à 80 ms dans l'exemple considéré.

Cette valeur est à comparer à celle de 50 ms qui est la durée d'arrt du plateau rotatif repéré par S pour une opération laissant alors 30 ms pour la mesure s'il faut fermer et ouvrir la pince de mesure. Par le procédé décrit on peut donc effectuer une opération, ici une mesure, durant un temps nettement plus élevé que celui qui serait disponible sans utiliser le procédé décrit. Dans le cas décrit, la durée de mesure T de 80 ms est 2.67 fois plus élevée que la durée qui serait disponible sans utilisation du procédé.

Dans l'exemple représenté, et considérant le premier diagramme de la figure 2, on voit que la durée d'un cycle est de 120 ms, (10 ms de décélération + 50 ms d'arrt + 10 ms d'accélération + 50 ms de rotation). Si on désire avoir 80 ms de mesure avec 10 ms d'ouverture et 10 ms de fermeture des pinces de mesure, la durée du cycle serait de : 10 ms de décélération + 100 ms d'arrt + 10 ms d'accélération + 50 ms de rotation, soit au total 170 ms. Dans l'exemple considéré, pour une mme durée d'opération, on voit donc que l'on obtient un gain de 29 % sur la cadence de production en utilisant un procédé tel que décrit plutôt qu'un procédé selon l'art antérieur.

La figure 3 montre en perspective les éléments principaux d'un dispositif de traitement de composants selon l'invention. Afin de simplifier la figure, seuls les éléments mobiles du dispositif on été représentés, à l'exception la plaque support 230. L'homme du métier saura facilement reconstituer les divers éléments de support et de guidage nécessaires au fonctionnement du dispositif.

La ligne de production principale 1 est schématisée ici par le plateau rotatif 10, dont on ne voit ici qu'un segment muni d'une broche porte-composant 12 arrtée en face du poste de traitement 2. Le poste de traitement 2 est lui aussi représenté très schématiquement, essentiellement par ses pièces mobiles. On distingue tout d'abord le chariot de réception de composants 20 comprenant les deux postes de réception de composants 21 et 22. Le poste de traitement comprend en outre un actionneur 23, par exemple un vérin pneumatique apte à prendre deux positions, fixé par

exemple par la plaque 230 à la structure fixe du poste de traitement non représentée. La tige de vérin 231, supporte une triple came 24 apte à actionner les différents mouvements du poste de traitement.

La triple came 24 comprend tout d'abord une première face, ici la face supérieure, munie d'un premier chemin de came 240 apte à faire effectuer le mouvement latéral décrit précédemment au chariot 20. Elle comprend aussi deux autres chemins de came disposés sur deux autres faces, ici sur les deux faces latérales de la triple came. La figure montre un seul de ces deux autres chemins de came, le chemin de came 241 disposé sur la face latérale avant. L'autre chemin de came est disposé symétriquement sur la face latérale arrière.

Le chemin de came 241 et celui qui lui est symétrique agissent de la mme manière mais en opposition, chacun sur une plaque d'actionnement de contacts, la plaque 25 étant seule visible sur la figure 3.

La plaque 25, montrée en détail à la figure 4 est apte à tre déplacée verticalement sous l'action d'un rouleau 250, coopérant avec le chemin de came correspondant de la triple came 24. Chaque plaque porte une paire de leviers 251 et 252 montés en ciseaux autour d'un point de pivotement fixe 253. Le mouvement d'abaissement ou d'élévation de la plaque 25 provoque donc un mouvement correspondant d'écartement ou de rapprochement des extrémités 254 et 255 des leviers 251 et 252 relativement à la bordure supérieure 256 de la plaque 25.

On voit sur la figure 4 que les extrémités 254 et 255 des leviers 251 et 252 portent chacune un élément isolant 257, le mme élément isolant étant monté sur la portion de bordure supérieure 256 directement adjacente audites extrémités. Chaque élément isolant 257 porte une pluralité de lames de contact flexibles 258, de manière à ce que deux lames de contact opposées forment une pince de contact, le dispositif comprenant donc une pluralité de pinces de contact, en principe une pince de contact par patte du composant 100 à mesurer. La figure 4 représente deux pinces de contact à l'état fermé, prtes pour une mesure électrique du composant 100, le dispositif de mesure n'étant pas représenté sur la figure.

Vu que les deux cames latérales 241 agissent en opposition avec un léger décalage dû au transfert du chariot, une plaque 25 est élevée alors que l'autre est abaissée, faisant que les pinces de contact 258 sont refermées sur un composant disposé sur un premier poste de réception du chariot 2 alors qu'elles sont ouvertes pour le composant disposé sur le deuxième poste de réception, comme on le voit sur les deux derniers diagrammes de la figure 2.

De manière préférentielle, mais sans que ce soit absolument nécessaire, les éléments coulissants comme le chariot 20 et/ou les plaques 25 sont montés sur des lames ressort, comme par exemple les lames 201, plutôt que sur des coulisses, afin de minimiser les frottements mécaniques du dispositif.

Par le procédé et le dispositif selon l'invention, tels qu'ils viennent d'tre décrits, chacun selon une forme d'exécution préférentielle, on a donc un seul appareil de traitement, ici un appareil de mesure, effectuant sa mesure durant une période plus longue que la durée d'arrt de la ligne de production principale, l'actionnement des moyens mobiles du poste de traitement étant obtenu à l'aide d'un seul actionneur.

Diverses variantes du dispositif de traitement peuvent tre envisagées ; en particulier le mouvement du chariot récepteur de composants peut tre différent que le mouvement de translation décrit ; un mme effet pourrait tre obtenu avec par exemple un mouvement de rotation d'un chariot de réception de composants ; d'autre part l'actionneur pourrait tre constitué d'un autre élément qu'un vérin à double effet, par exemple par un élément électromagnétique ou tout autre dispositif d'actionnement. De mme la triple came peut tre remplacée par trois cames indépendantes ou tout autre dispositif de transmission apte à remplir la fonction désirée, par exemple des moyens de transmission à leviers. L'opération à effectuer sur le composant peut tre différente de l'opération de mesure décrite ici, il peut s'agir par exemple d'une opération de fermeture du boîtier du composant ou de marquage dudit boîtier ou toute autre opération de fabrication dudit composant. Les mouvements du dispositif de traitement sont donc à adapter relativement à ceux décrits ici.