ES2276343T3 - Procedimiento y dispositivo de relleno con un producto viscoso de zonas situadas en hueco o interpistas sobre un circuito impreso, y equipo utilizando tal dispositivo. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de relleno con un producto viscoso de zonas situadas en hueco o interpistas sobre un circuito impreso, y equipo utilizando tal dispositivo. Download PDF

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ES2276343T3 ES04767817T ES04767817T ES2276343T3 ES 2276343 T3 ES2276343 T3 ES 2276343T3 ES 04767817 T ES04767817 T ES 04767817T ES 04767817 T ES04767817 T ES 04767817T ES 2276343 T3 ES2276343 T3 ES 2276343T3
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Abstract

Procedimiento de relleno directo sin burbujas de aire yen sobreespesor de pistas intermedias o de zonas (4) situadas en hondo con respecto a la superficie de un substrato o de un circuito impreso (1) y sin salida sobre la otra cara por un producto viscoso (2), caracterizado por el hecho de que consiste: - en poner en movimiento el producto de relleno (2) en las zonas que rellenar (4) mediante el efecto hidrodinámico de un rodillo en rotación (3) cuyo eje es perpendicular al movimiento del substrato con respecto al dispositivo y paralelo al substrato y en generar un diferencial de presión entre las partes corriente abajo y corriente arriba del rodillo, gracias a la acción conjunta del rodillo (3) y de un elemento de raspado (7) para evacuar en forma de burbujas (6) el gas (5) presente en las zonas en hondo (4) y sustituirlo con producto de relleno (2) - y en regular el espesor de producto (2) en la superficie del substrato (1) mediante el elemento de raspado (7).

Description

Procedimiento y dispositivo de relleno con un producto viscoso de zonas situadas en hueco o interpistas sobre un circuito impreso, y equipo utilizando tal dispositivo.
Campo de aplicación
La presente invención se refiere a un dispositivo de relleno de zonas situadas en forma de hueco con respecto a una superficie, con un producto líquido más o menos viscoso, por extracción del aire o del gas presente en la zona ahuecada y mediante sustitución con producto de relleno. En general estas zonas son de gran longitud, estrechas y profundas. A título de ejemplo, la invención tiene su aplicación en la realización de circuitos impresos de potencia como los que se utilizan en el sector del automóvil. En efecto, existen aplicaciones para las que se utilizan substratos que incluyen pistas conductoras por ejemplo de cobre y que tienen un espesor superior a 100 micrones (micrómetros) (normalmente del orden de 400 micrones). En estas aplicaciones, es necesario rellenar las zonas entre las pistas con un producto dieléctrico, relleno que debe ser sin burbujas para obtener las características eléctricas óptimas y con un sobreespesor estrictamente al nivel de las zonas ahuecadas. Además, las zonas entre las pistas no son cerradas obligatoriamente. Después de esta operación de relleno, los circuitos impresos son sometidos a un ciclo de polimerización seguido por un cepillado.
Estado de la técnica anterior
Para efectuar este relleno, el experto en la materia utiliza técnicas a su disposición, es decir el recubrimiento con rodillo o la serigrafía con la ayuda de una rasqueta. Estos procedimientos consisten en empujar el producto que transferir en la parte delantera de un rodillo o de una rasqueta inclinada para generar una sobrepresión en el producto para forzarlo a rellenar las zonas ahuecadas. Los problemas con estos dispositivos del estado de la técnica anterior son de dos tipos:
-
el primero reside en el hecho de que, en ciertas zonas situadas en hueco y que no desembocan sobre la otra cara, el aire se queda atrapado e impide que el producto las rellene completamente. Para evitar este problema con los dispositivos de la técnica anterior, se debe pasar varias veces la rasqueta o el rodillo con el fin de obtener un relleno aunque no se obtenga realmente satisfacción puesto que el producto no está en sobreespesor al nivel de las zonas ahuecadas y contendrá siempre aire, evidentemente estas pasadas múltiples generan tiempos de ciclo incompatibles con las producciones a gran escala.
-
el segundo está ligado con el hecho de que el producto es arrastrado de nuevo por el elemento de relleno, lo que tiende a profundizar en los depósitos en particular cuando éstos son de grandes dimensiones o cuando el producto presenta una viscosidad importante. Este problema es particularmente evidente cuando se utiliza un rodillo de transferencia.
En el pasado se propusieron dispositivos destinados a rellenar agujeros ciegos. La solicitud de patente PCT/FR00. 03494 del mismo solicitante es un ejemplo de ello. Esta técnica consiste en desplazar dos ranuras sobre la superficie del substrato que rellenar. La primera ranura está conectada a un generador de vacío mientras que la segunda contiene el producto de relleno. La primera ranura está a la vez separada del exterior y de la segunda ranura con una distancia superior a la mayor apertura presente sobre el substrato, donde la distancia es medida paralelamente a la dirección de desplazamiento. En ese caso, el dispositivo está obligatoriamente en contacto estanco con el substrato, si no, no se podrá realizar completamente el relleno del agujero ciego. Esta técnica es únicamente aplicable a cavidades ciegas cuyo perímetro sobre la superficie de relleno representa una zona cerrada. Además, la obtención del vacío es extremadamente difícil de conseguir y de mantener sobre los substratos de gran dimensión y que pueden presentar irregularidades en la superficie.
Existen dispositivos de serigrafía que permiten rellenar agujeros que desembocan en substratos con productos pastosos y a través de una máscara de serigrafía. De este modo la patente US 6,533,162 describe este tipo de dispositivo en el que se usa un rodillo en rotación y en translación sobre la máscara para aplicar una sobrepresión sobre la crema que soldar en la parte delantera del rodillo según el movimiento del dispositivo con respecto al substrato con el fin de rellenar el agujero expulsando el aire por la cara inferior del substrato. Un inconveniente principal de este tipo de dispositivo reside en el hecho de que el producto transferido gracias al rodillo es arrastrado de nuevo en la parte trasera de este último. En el caso descrito en esta patente, debido a la presencia de la plantilla, a la dimensión reducida de los agujeros y a la reología de la crema que soldar, el nuevo arrastre de crema en la parte trasera del rodillo es limitado y no perjudica la calidad del relleno. En cambio, esta técnica no es aplicable al relleno con un producto líquido o más o menos pastoso de zonas ahuecadas sin salida sobre la otra cara y que se pueden extender sobre grandes longitudes, es decir de varios milímetros o incluso de varios centímetros o decímetros y que pueden presentar un ratio de aspecto definido por la profundidad de la zona en relación con la superficie dividida por la dimensión de abertura más pequeña, inferior a 1. En efecto, en este caso, el producto de relleno es arrastrado de nuevo por un lado por la parte trasera del rodillo que, como se puede ver, está expuesta al aire ambiente y por otro lado por la rasqueta inclinada. Además, esta invención no es aplicable a zonas ahuecadas sin salida, ya que no se tiene en cuenta ningún medio para extraer el gas presente en las zonas ahuecadas.
Se debe señalar que en esta patente el rodillo y la rasqueta situada en la parte trasera actúan de manera sucesiva e independiente. En un primer momento, con el rodillo se puede aplicar una presión sobre el producto situado sobre su parte delantera según el movimiento del dispositivo con respecto al substrato mantenido fijo, luego en un segundo momento, la rasqueta inclinada aplicará una segunda presión sobre el producto situado sobre su parte delantera según el movimiento del dispositivo con respecto al substrato mantenido fijo, lo que tiene como efecto mantener las burbujas en las trincheras y profundizar en los
depósitos.
La patente US 3,921,521 describe un dispositivo de serigrafía con tinta sobre substratos tejidos como cintas. En esta patente, se menciona un cilindro en rotación que permite generar una sobrepresión hidrostática en una zona inferior del dispositivo, gracias a un efecto hidrodinámico. El objetivo en esta patente es crear una sobrepresión en la zona de transferencia de manera que fuerce a la tinta a atravesar la pantalla y a penetrar en el substrato tejido expulsando el aire por debajo y por los laterales. De esta manera, esta invención es aplicable a substratos porosos, pero no es aplicable al relleno de zonas ahuecadas sin salida. Efectivamente, no se ha previsto ningún dispositivo para evacuar el aire presente en las zonas ahuecadas. La utilización de este dispositivo para rellenar las zonas ahuecadas sin salida implicaría el hecho de comprimir el aire presente en la zona ahuecada durante la pasada del dispositivo a la derecha de la zona pero no permitiría en ningún caso un relleno total y exento de burbujas de aire.
De manera general, se ha visto que el efecto hidrodinámico es un medio conocido para forzar el paso a través de un máscara de serigrafía para transferir un producto, pero que este medio aislado no es suficiente para librarse de la eliminación de las burbujas de aire y depositar con un sobreespesor, lo que es precisamente el objetivo de la invención.
La patente US 2002/162685 a nombre de GOTRO JEFFREY ET AL describe un circuito impreso multicapas cuyo medio de relleno de las zonas ahuecadas consiste en una cabeza dispensadora debajo de la cual desfilan los circuitos que rellenar y que es alimentada con producto dieléctrico bombeado en un depósito a través de un dispositivo. De este modo, el producto dieléctrico llega con sobrepresión al interior de la cabeza de transferencia para poder extrudir el producto entre los labios de la cabeza. La rasqueta dispuesta en la parte trasera de la cabeza dispensadora permite solamente raspar el exceso de producto. La bomba situada en el exterior de la cabeza de transferencia permite únicamente generar una sobrepresión en la canalización y en la cabeza de manera que pueda extrudir el producto de esta última.
La patente US 2002/1626852003/057264 a nombre de FUKASAWA HIDEYUKI ET AL describe un dispositivo destinado a rellenar agujeros con salida y a untar unas zonas de acogida y no sirve para rellenar las zonas ahuecadas sin salidas. De hecho, este dispositivo tiene como objeto crear una fuerza de transmisión lo más importante posible, lo que se obtiene mediante el aplastamiento del producto gracias al rodillo de manera que el aire presente en los agujeros de paso sea evacuado por la parte inferior del agujero con salida.
Descripción de la invención
La presente invención tiene el objetivo de rellenar, sin burbujas de aire y con un sobreespesor estrictamente al nivel de las zonas ahuecadas, directamente sobre un circuito impreso sin pantalla o plantilla de serigrafía, con un producto líquido o pastoso más o menos viscoso, pistas intermedias o zonas situadas en hondo con respecto a la superficie del substrato y más particularmente unas zonas sin salida sobre la cara opuesta y cuya longitud puede ser muy importante y/o tener un ratio de aspecto definido por la profundidad de la zona en relación con la superficie del substrato dividida por la dimensión de abertura más pequeña, inferior o igual a 1, como por ejemplo zonas situadas entre pistas de cobre.
Según la invención, el procedimiento de relleno directo sin burbujas de aire y con sobreespesor de pistas intermedias o de zonas situadas en hondo en relación con la superficie de un substrato o de un circuito impreso por un producto viscoso es notable debido a que consiste:
-
en poner en movimiento el producto de relleno en las zonas que rellenar por un medio de puesta en movimiento de manera que expulse en forma de burbujas, el gas presente en las zonas en hondo y sustituirlo con producto de relleno,
-
y en ajustar el espesor del producto en la superficie del substrato.
Previamente a la etapa de puesta en movimiento del producto en las zonas que rellenar, el procedimiento de la invención propone también que la zona que rellenar sea hecha estanca a toda entrada de gas exterior en la zona, extendiendo el producto en la superficie del substrato de manera que aísle las zonas que rellenar con el gas exterior y poner el producto a disposición. De este modo se garantiza la estanqueidad mediante el mantenimiento de la zona que rellenar recubierta de producto desde el inicio del relleno hasta el raspado del exceso o al ajuste del espesor de producto en la superficie del substrato de tal manera que el producto de relleno sea dispuesto en movimiento en la zona que rellenar evitando cualquier contacto ulterior con gas exterior en la zona que rellenar. En ningún momento desde la extensión del producto de relleno hasta el ajuste del espesor que puede llegar hasta al raspado total del exceso, la zona que rellenar debe estar en contacto con gas procedente del exterior de la zona que rellenar.
De acuerdo con las acciones fundamentales que rigen el principio de sustitución del aire con producto de relleno, el procedimiento objeto de la presente invención puede por lo tanto ser dividido en tres etapas durante su implementación.
La primera etapa consiste en extender una cantidad de producto de relleno sobre la superficie del substrato para, por una parte aislar el gas presente en las zonas que rellenar desde el exterior y por otra parte, poner a disposición una cantidad de producto suficiente para efectuar el relleno y eventualmente el ajuste del espesor de producto sobre la superficie del substrato.
La segunda etapa consiste en poner el producto de relleno en movimiento en las zonas que rellenar en el substrato, lo que permite crear una circulación forzada de producto en la zona que rellenar que extraiga el gas en forma de burbujas. A medida que se efectúa la extracción del gas, el volumen correspondiente es reemplazado por una cantidad de producto de relleno extendido previamente. La puesta en movimiento del producto de relleno tiene como consecuencia el hecho de arrastrar el gas presente en las zonas en hondo en forma de burbujas y permitir así su sustitución con producto.
La tercera etapa consiste en retirar el excedente de producto o en ajustar el espesor deseado en la superficie del substrato, espesor que puede ser nulo.
Según otra característica de la invención, la puesta en movimiento del producto al nivel de la zona que rellenar es obtenida mediante un efecto hidrodinámico y de preferencia mediante el efecto hidrodinámico de un rodillo en rotación cuyo eje es perpendicular al movimiento del substrato con respecto al dispositivo y paralelo al substrato y que es tal que el movimiento tangencial del rodillo en la zona que rellenar es opuesto a la dirección de desplazamiento relativa al substrato respecto al dispositivo. De esta manera, la adherencia del producto viscoso sobre el rodillo genera, mediante un efecto hidrodinámico, una puesta en movimiento del producto de relleno. El movimiento es aún más importante si la distancia en relación con el rodillo es pequeña. En la superficie del rodillo, la velocidad del producto es igual a la velocidad tangencial del rodillo, y después disminuye a medida que uno se aleja del rodillo. La disminución depende de la reología del producto de relleno. En todos los casos, el rodillo estará dispuesto a una distancia del substrato suficientemente pequeña para que el efecto hidrodinámico sea sensible por ejemplo para que la velocidad del producto sea superior o igual al cincuenta por ciento de la velocidad tangencial del rodillo en la zona que rellenar. Preferiblemente, se evitará el contacto entre el rodillo y el substrato, por una parte con el fin de suprimir todo riesgo de fricción mecánica y por otra parte para evitar perturbar el efecto hidrodinámico.
Según la invención, el relleno es asegurado preferiblemente con la ayuda de un producto líquido más o menos viscoso de zonas en hondo las cuales, al no desembocar sobre la cara opuesta del substrato, también pueden ser de longitud importante.
Según otra característica de la presente invención, el procedimiento de relleno consiste en asociar un medio de desplazamiento en translación del substrato con la acción de una cabeza de relleno que se apoya sobre el substrato y que contiene el producto de relleno, dicha cabeza permitiendo generar un diferencial de presión positiva entre las partes inferior y superior del medio de puesta en movimiento del producto gracias a la acción conjunta de dicho medio de puesta en movimiento del producto de relleno y de un elemento de raspado formando así una zona inferior encerrada de sobrepresión totalmente ocupada por el producto de relleno, y que el medio de puesta en movimiento del producto constituido de preferencia por un rodillo incluido en la cabeza de relleno, provoca una circulación del producto de relleno en la zona que rellenar en el sentido opuesto al desplazamiento del substrato con respecto a la cabeza de relleno formando así una zona superior de presión inferior para evacuar el gas presente en las zonas que rellenar y sustituirlo con producto de relleno durante el desplazamiento del substrato.
El sentido de rotación del rodillo así como el movimiento tangencial de éste en la zona que rellenar, es opuesto a la dirección de desplazamiento del substrato, lo que permitirá por una parte acumular el producto de relleno por efecto hidrodinámico hacia el elemento de raspado para crear una zona limitada de sobrepresión entre el rodillo y el elemento de raspado situado en la parte inferior del rodillo y por otra parte, crear una circulación de producto de relleno en las zonas que rellenar de la zona de sobrepresión hacia la zona de presión inferior situada corriente arriba del rodillo.
La sobrepresión creada en la zona confinada corriente abajo por la acción conjunta del elemento de puesta en movimiento y del elemento de raspado permite compensar el efecto de arrastre repetido y de ahondamiento del producto por el elemento de raspado, arrastre repetido llamado efecto de arrastre. Además, otra característica ventajosa de la invención consiste en ajustar o seleccionar la velocidad de rotación y/o el diámetro del rodillo de puesta en movimiento del producto de relleno para regular el diferencial de presión de la zona confinada de sobrepresión corriente abajo en relación a la zona de menor presión corriente arriba, permitiendo así controlar el rebosamiento de producto bajo el elemento de raspado en las zonas que rellenar y compensar el efecto de arrastre de dicho elemento de raspado con el fin de producir un sobreespesor del depósito estrictamente a la derecha de las zonas en hondo.
Según otra característica de la invención, con el fin de evitar que las burbujas extraídas por el rodillo formando el elemento de puesta en movimiento sean arrastradas de nuevo a la zona en hondo que rellenar, puede ser apropiado disponer un raspador en la superficie del rodillo situado en la cabeza de relleno y de manera ideal tangencialmente sobre la parte superior del rodillo. De este modo, durante la rotación del rodillo, las burbujas arrastradas por el movimiento del producto son bloqueadas por este raspador y no tienen entonces ninguna otra alternativa que la de subir a la superficie del producto de relleno debido a la diferencia de densidad del gas con respecto al producto. En realidad, el raspador tiene como objetivo romper el efecto hidrodinámico, para eliminar localmente la puesta en movimiento del producto. Se debe tener en cuenta que el gas es evacuado también naturalmente por la diferencia de presión existente entre la parte corriente abajo y la parte corriente arriba del elemento de puesta en movimiento según la dirección de desplazamiento del substrato.
Según otra característica del procedimiento según la invención, la puesta en movimiento del producto puede ser regulada. Para este propósito, si el dispositivo de puesta en movimiento del producto de relleno está constituido por un rodillo en rotación, la velocidad de rotación de este rodillo es regulable de forma independiente de la velocidad de translación del substrato con respecto al dispositivo. La velocidad de rotación es ajustada en función de la velocidad del substrato con respecto al dispositivo, de la reología del producto y de la forma de las zonas en hondo que rellenar. Como se ha indicado anteriormente, el efecto hidrodinámico puede ser más o menos amplificado haciendo variar el diámetro y/o la velocidad de rotación del rodillo. De hecho, el efecto hidrodinámico es una función de la velocidad tangencial del rodillo. De este modo, un aumento del diámetro del rodillo a una velocidad de rotación constante genera un aumento del efecto hidrodinámico. De la misma manera, un aumento de la velocidad de rotación con un diámetro de rodillo constante generará también un aumento del efecto hidrodinámico. El conjunto de parámetros velocidad de rotación y diámetro de rodillo es seleccionado en función de la reología del producto de relleno. De hecho, a modo de ejemplo, ciertos productos de relleno no soportan un cizallamiento excesivo provocado por una velocidad de rotación demasiado importante. En tal caso, se elegirá un rodillo de diámetro más importante con una velocidad de rotación menor. A título de ejemplo, un diámetro de rodillo de 10 mm asociado a una velocidad de rotación de 100 revoluciones por minuto proporciona excelentes resultados de relleno con productos de relleno disponibles actualmente en el mercado. La velocidad de desplazamiento del circuito impreso o del substrato con respecto al dispositivo de relleno puede variar también en función del efecto hidrodinámico y de la forma de las zonas que rellenar. Se realizaron pruebas muy concluyentes con una velocidad de deslizamiento de 30 mm/s. Finalmente, la distancia entre el rodillo y la superficie del substrato se ajusta esencialmente en función de la reología del producto y de la profundidad de las zonas que rellenar. Aquí de nuevo se obtuvieron resultados muy positivos con una distancia de 0,5 mm para unas pistas de cobre de 400 micrones (micrómetros) de espesor y productos de relleno disponibles en la actualidad. Por supuesto todos los valores citados más arriba son proporcionados a modo de ejemplo habiendo proporcionado resultados óptimos, pero éstos pueden variar en grandes proporciones sin alejarse de la presente invención.
La invención se refiere también a un dispositivo con el que se puede poner en práctica el procedimiento de relleno de la presente invención. Según la invención este dispositivo del tipo sin máscara o pantalla de serigrafía de zonas situadas en hondo con respecto a la superficie de un substrato y sin salida sobre la otra cara del substrato y cuya longitud puede ser importante, con un producto de relleno líquido más o menos viscoso, en translación con respecto a la superficie del substrato, es notable en la medida en que asocia en el orden según la dirección de desplazamiento relativa del dispositivo de relleno con respecto al substra-
to:
-
un elemento de extensión del producto que rellenar en la superficie del substrato,
-
un elemento de puesta en movimiento del producto de relleno en la zona que rellenar, constituido de preferencia por un rodillo en rotación,
-
un elemento de ajuste del espesor o de rascado del exceso de producto de relleno, de tal manera que dicho producto de relleno se mantenga constantemente en contacto con la zona que rellenar desde el inicio del relleno hasta al rascado del exceso.
Concibiéndolo de forma simétrica con respecto al elemento de puesta en movimiento del producto de relleno, este dispositivo puede funcionar en los dos sentidos y ser aplicado sobre una máquina de serigrafía. De este modo, la puesta en movimiento del producto de relleno puede ser invertida en función del sentido de avance del dispositivo con respecto al substrato.
Se deducirán más claramente otras características y ventajas de las figuras anexas y su descripción siguiente. Las figuras representan ejemplos de realización no limitativos de la invención
La figura 1 representa en sección un dispositivo de relleno según la presente invención.
La figura 2 representa de forma esquemática un medio de translación asociado con el dispositivo de relleno de la figura 1.
La figura 3 representa en sección un relleno de substrato realizado según la presente invención
La figura 4 muestra en una vista superior una fotografía de un substrato que rellenar.
La figura 5 muestra un detalle ampliado de un substrato que rellenar.
La figura 6 muestra una cabeza de relleno equipada con un raspador del elemento de puesta en movimiento.
Las figuras 7, 8, 9 y 10 son vistas en perspectiva ilustrando las diferentes fases de un modo de realización de un equipo asociado con el dispositivo de relleno de la figura 1.
Las figuras 11a, 11 b y 11c son vistas frontales, laterales y desde arriba respectivamente de un modo realización completo del equipo de la figura 7.
Las figuras 1 y 2 representan esquemáticamente y en sección:
-
una cabeza de relleno 12,
-
y un medio de desplazamiento en translación 11 de un substrato 1, constituido aquí por un circuito impreso, que permite un deslizamiento continuo (flecha A) del mismo debajo de dicha cabeza de relleno 12.
Aunque se pueda obtener el movimiento de translación relativo a la cabeza de relleno 12 con respecto al substrato 1 por el desplazamiento de la cabeza 12 manteniendo el substrato 1 fijo, la solución que consiste en mantener la cabeza 12 fija y el substrato 1 móvil es la que se ha adoptado puesto que ésta es más fácil de poner en práctica.
La cabeza de relleno 12, realizada según las disposiciones principales de la presente invención, incluye:
-
una cámara 13 conteniendo el producto de relleno 2, dicha cámara 13 estando delimitada hacia abajo por una rasqueta 7 inclinada en un ángulo \alpha inferior o igual a 90° y hacia arriba por una rasqueta 10 inclinada en la misma dirección en un ángulo igual o superior a 90°
-
y un rodillo 3 de puesta en movimiento del producto 2 dispuesto entre las rasquetas 7 y 10 y girando en una dirección tal que el movimiento tangencial del rodillo 3 en las zonas en hondo que rellenar 4 sea opuesto al movimiento de translación A del substrato 1 respecto a la cabeza de relleno 12.
La rotación R del rodillo 3 provoca un desplazamiento del producto 2 en las zonas que rellenar 4 a medida que éstas se presentan debajo del rodillo 3, este último girando en la dirección B que es opuesta a la dirección de desplazamiento A del substrato 1 respecto a la cabeza de relleno 12. La acción conjunta del rodillo 3 y del elemento de raspado 7 genera entonces una zona encerrada hacia abajo C de sobrepresión en el producto 2 situado entre estos dos últimos elementos. Efectivamente, el rodillo 3 genera un efecto hidrodinámico y empuja el producto 2 contra el elemento de raspado 7 que es una pared inclinada de un ángulo a inferior a 90° medido entre el substrato 1 y la pared del elemento de raspado 7. Es particularmente apropiado efectuar este raspado con la ayuda de una pared 7 inclinada cuyo ángulo de inclinación puede adaptarse en función de la reología del producto 2 y de la velocidad de avance A del substrato 1 con respecto a la cabeza de relleno 12. De este modo, cuanto más pequeño sea el ángulo a, más importante será la sobrepresión en la zona encerrada C entre el rodillo 3 y el elemento de raspado. El ángulo \alpha del elemento de raspado inferior 7 del excedente de producto 2 se adapta también para limitar el efecto de arrastre o de rezagado de producto en la parte trasera de dicho elemento de raspado 7.
De este modo se obtiene que el aire 5 presente en las zonas en hondo 4 es evacuado por desplazamiento o en forma de burbujas 6 y es reemplazado por una cantidad de producto 2. Si el aire es evacuado en forma de burbujas 6, estas últimas son expulsadas del producto 2 gracias al diferencial de presión dominante entre la zona corriente abajo confinada C y la zona corriente arriba D del rodillo 3. La pared del elemento superior 10 permite contener el producto 2 en un volumen cerrado 13 y está inclinada en la misma dirección que la pared del elemento inferior 7 y forma un ángulo a superior a 90° con el substrato 1. De preferencia, la cabeza de relleno 12 estará cerrada mientras se prevé la posibilidad de producir un cierto nivel de vacío en la parte de la cabeza 12 para que la depresión producida favorezca la evacuación del aire extraído de las zonas que rellenar 4. Asimismo, se puede prever equipar la cabeza de relleno 12:
-
con un sistema de fijación rápida para el paso de una cabeza 12 a otra,
-
con un elemento de obturación de su parte inferior con el fin de evitar que el producto 2 contenido en la cabeza 12 se escurra durante una interrupción de producción o un cambio de cabeza,
-
con un ajuste en longitud para que ésta se adapte a la anchura del substrato 1 para reconfigurar rápidamente el dispositivo de la invención en función de la anchura del circuito impreso 1 que tratar,
-
etc.
Es imperativo también que el producto de relleno 2 esté presente en cantidad suficiente para ocupar todo el espacio confinado entre el rodillo 3 y el elemento de raspado 7. Esta condición es necesaria para asegurar la disposición a presión del producto 2. Es por lo tanto posible prever un dispositivo de mantenimiento de un volumen mínimo de producto 2 en la cabeza de relleno 12. Así se recomienda rellenar la cabeza de relleno 12 con un volumen mínimo de producto de tal manera que el rodillo 3 que forma el elemento de puesta en movimiento del producto 2 esté siempre recubierto en estado de reposo.
Con el fin de acentuar la puesta en movimiento del producto de relleno 2, puede ser apropiado modificar el estado de superficie del rodillo 3, por ejemplo estriándolo con rayas paralelas al eje del rodillo o equipar el rodillo 3 con aletas flexibles o rígidas siempre paralelas al eje del rodillo. [0034] El dibujo de la figura 2, representa esquemáticamente un modo de realización de un transportador II asegurando el desplazamiento de los substratos que rellenar 1 que desfilan debajo de la cabeza de relleno 12, en la dirección A. Es evidente que el transportador 11 representado aquí formado por una cinta transportadora, puede ser reemplazado por un cilindro de arrastre o cualquier otro dispositivo que permita el avance A del circuito 1 debajo de la cabeza de relleno 12.
La figura 3 es una sección de un substrato 1 cuya zona en hondo 4 ha sido rellenada con una cantidad de producto 2 según el procedimiento de la presente invención. Como se puede ver, el relleno de la zona 4 es tal que el producto 2 está ligeramente en sobreespesor con respecto al substrato 1. Esto es particularmente interesante ya que de este modo se asegura un relleno completo y sin huecos de las zonas 4. Esto es posible gracias a la zona confinada de sobrepresión producida bajo la acción conjunta del elemento de puesta en movimiento 3 y del elemento de raspado corriente abajo 7. En efecto, la sobrepresión C creará un ligero rebosamiento debajo del elemento de raspado corriente abajo 7 en la zona que rellenar 4. Este rebosamiento va a compensar el efecto de rezagado de la rasqueta y provocar un sobreespesor estrictamente encima de las zonas en hondo 4.
En la fotografía de la figura 4 que muestra un substrato 1 que rellenar, se puede ver que las zonas en hondo 4 están formadas por las zonas entre las pistas que pueden extenderse sobre varios centímetros. El objetivo de la invención consiste en rellenar de forma completa y sin burbujas, las zonas 4 con un producto dieléctrico. La dificultad de relleno viene del hecho de que las zonas 4 no tienen salida sobre la cara opuesta y que por consiguiente el aire se queda atrapado en ciertas zonas. Para rellenar estas zonas, no basta con aumentar la presión sobre el producto, ya que esto tiene por efecto únicamente comprimir el aire atrapado en las zonas ahuecadas 4 durante el paso de la cabeza de relleno 12. Para efectuar este relleno, la presente invención propone por consiguiente generar un flujo de producto 2 en las zonas que rellenar 4 para conducir el aire 5 presente en las zonas en hondo 4 mediante un desplazamiento o en forma de burbujas 6 y sustituirlo poco a poco con producto de relleno 2.
Sobre la fotografía de la figura 5 que muestra un detalle de un substrato que rellenar 1, se puede apreciar la profundidad de las zonas que rellenar 4 que aquí es de aproximadamente 400 micrones (micrómetros). Las pistas conductoras son de cobre.
La figura 6 representa esquemáticamente en sección una cabeza de relleno equipada con un raspador 9 dispuesto tangencialmente sobre la parte superior del rodillo 3 con el fin de romper el efecto hidrodinámico para eliminar localmente la puesta en movimiento del producto 2 y provocar la evacuación de las burbujas de aire 6 por bloqueo del raspador 9 sobre la pared y de este modo favoreciendo la evacuación hacia la superficie.
En el caso de substratos 1 constituidos de circuitos impresos presentando grandes espesores de cobre, los sobreespesores de producto 2 serán suprimidos fácilmente durante un cepillado que interviene después de la polimerización del producto 2.
El procedimiento de relleno de la invención puede funcionar de manera autónoma, por ejemplo con una rotación R del rodillo con efecto hidrodinámico 3 generada por un motovariador eléctrico, y con un movimiento de translación A del substrato 1 con respecto a la cabeza de relleno 12 asegurado o bien manualmente o por un dispositivo automático de arrastre tal como un transportador, una cinta transportadora o un rodillo de arrastre.
El dibujo de la figura 7 tiene por objeto ilustrar un modo de realización de un ejemplo de equipo asociado con una cabeza de relleno 12 para asegurar el relleno de unas zonas ahuecadas 4 de substratos 1.
Como se puede ver, este equipo se compone
-
del transportador 11 que asegura la translación A de los substratos 1 debajo de la cabeza de relleno 12,
-
de un transportador de alimentación 20 situado corriente arriba del transportador 11 en la dirección de avance A para conducir los substratos que rellenar 1 hacia el transportador 11 debajo de la cabeza de relleno 12,
-
y de un transportador de evacuación 30 situado corriente abajo del transportador 11 para recuperar los substratos 1 que acaban de ser rellenados por la cabeza de relleno 12.
Según la invención, el transportador 11 está constituido más precisamente por una cinta sin fin 110 realizada de preferencia en acero inoxidable y la cual, arrastrada alrededor de dos cilindros 111 y 112 de los que al menos uno es motor, es asociada en entrada con dos cilindros prensadores 120a y 120b dispuestos sobre la cinta 110 para mantener en presión y arrastrar sobre la cinta 110 debajo de la cabeza de relleno 12, los substratos 1 que acaban de salir del transportador de admisión 20.
El transportador de alimentación 20 del tipo de rodillos incluye un dispositivo de centrado 21 formado por dos raíles de guiado 21a y 21b bordeados internamente por rodillos de rodadura, los cuales, montados ajustables en anchura, permiten posicionar convenientemente los substratos 1 antes de su admisión debajo de la cabeza de relleno 12 sobre el transportador 11. Puesto que el transportador va a ser indudablemente contaminado por una cantidad de producto 2, se ha dispuesto debajo de la cinta 110, un dispositivo de limpieza continuo 22 de la cinta sin fin 110 constituido por una o varias láminas formando rasquetas (se representan dos 22a y 22b) en apoyo sobre la cara externa de la cinta 110 debajo del transportador 11. Este dispositivo de limpieza también puede ser reemplazado por un aplicador de disolvente.
El transportador de evacuación 30 del tipo de correas permite conducir los substratos 1 que acaban de ser rellenados por la cabeza 12 hacia otra unidad de tratamiento.
El funcionamiento del equipo que permite rellenar los circuitos 1 con producto 2 contenido en la cabeza de relleno 12, tal como se acaba de describir más arriba, es sencillo y el siguiente en referencia a las figuras 7, 8, 9 y 10.
En un primer tiempo, ilustrado por el dibujo de la figura 7, un circuito 1 es dispuesto debajo de la cabeza de relleno 12 mientras que otro circuito 1 es guiado entre los dos raíles 21a y 21b del dispositivo de centrado 21 del transportador de admisión 20.
En un segundo tiempo ilustrado por el dibujo de la figura 8, el circuito 1 que acaba de ser centrado sobre el transportador 20 es accionado por los rodillos prensadores 120a y 120b del transportador 11 para disponerse en contacto con el circuito 1 dispuesto debajo de la cabeza de relleno 12 y que desfila en el sentido de la flecha A para que sus zonas en hondo 4 sean rellenadas mediante la cabeza de relleno 12 según el procedimiento de la invención.
En un tercer tiempo ilustrado por el dibujo de la figura 9, el circuito 1 que estaba debajo de la cabeza de relleno 12 sale completamente de esta ultima empujado por las anteriores y a través de la cinta sin fin 110, con una cantidad de producto 2 aplicado por la cabeza 12.
En un cuarto tiempo ilustrado por el dibujo de la figura 10, el circuito 1 es transmitido desde el transportador 11 hacia el transportador de correa 30 con el objetivo de conducirlo hacia otra unidad de tratamiento o de almacenamiento. El producto de relleno 2 que permanece sobre la cinta 110 del transportador 11 es posteriormente retirado y limpiado por las láminas 22a y 22b del dispositivo 22.
Así pues, con el dispositivo según la invención se puede hacer desfilar los circuitos 1 de manera continua debajo de la cabeza de relleno 12. De hecho, gracias a la acción conjunta del transportador 20 y de los rodillos prensadores 120a y 120b, los circuitos 1 están en contacto los unos con los otros durante el paso debajo de la cabeza 12. Este contacto permite minimizar la contaminación de la cinta 110 mediante una cantidad de producto 2.
Los dibujos de las figuras 11a, 11 b y 11c muestran en unas vistas frontales, laterales y desde arriba respectivamente un modo de realización completo de este equipo mostrando la estructura lógica del bastidor-soporte y los órganos de arrastre necesarios para el funcionamiento:
-
del transportador 11 con su cinta sin fin 110 arrastrada alrededor de los dos cilindros 111 y 112 para asegurar la translación A de los substratos 1 debajo de la cabeza de relleno 12,
-
del transportador de alimentación de rodillos 20 con los dos raíles de guiado 21a y 21b de su dispositivo de centrado 21. el cual, situado corriente arriba del transportador 11 en la dirección de avance A, conduce los substratos que rellenar 1 hacia el transportador 11 debajo de la cabeza de relleno 12,
-
y del transportador de evacuación 30 del tipo de correas, el cual, situado corriente abajo del transportador 11, recupera los substratos 1 que acaban de ser rellenados por la cabeza de relleno 12.
Se tendrá en cuenta que los transportadores de alimentación corriente arriba 20 y corriente abajo 30 son ajustables manualmente en posición con respecto al transportador central 11.

Claims (30)

1. Procedimiento de relleno directo sin burbujas de aire yen sobreespesor de pistas intermedias o de zonas (4) situadas en hondo con respecto a la superficie de un substrato o de un circuito impreso (1) y sin salida sobre la otra cara por un producto viscoso (2), caracterizado por el hecho de que consiste:
-
en poner en movimiento el producto de relleno (2) en las zonas que rellenar (4) mediante el efecto hidrodinámico de un rodillo en rotación (3) cuyo eje es perpendicular al movimiento del substrato con respecto al dispositivo y paralelo al substrato y en generar un diferencial de presión entre las partes corriente abajo y corriente arriba del rodillo, gracias a la acción conjunta del rodillo (3) y de un elemento de raspado (7) para evacuar en forma de burbujas (6) el gas (5) presente en las zonas en hondo (4) y sustituirlo con producto de relleno (2)
-
y en regular el espesor de producto (2) en la superficie del substrato (1) mediante el elemento de raspado (7).
2. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que consiste sucesivamente:
-
en hacer la zona que rellenar (4) estanca a toda entrada de gas exterior a la zona (4), mediante la extensión del producto (2) en la superficie del substrato (1) de manera que se aíslen las zonas que rellenar (4) del gas exterior y se ponga el producto (2) a disposición,
-
en poner el producto (2) en movimiento en las zonas que rellenar (4) de manera que se evacue en forma de burbujas (6) el gas (5) presente en las zonas que rellenar (4) debajo del producto de relleno (2),
-
en sustituir el gas (5) evacuado en forma de burbujas (6) por producto de relleno (2),
-
y en regular el espesor de producto (2) en la superficie del substrato (1).
3. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la puesta en movimiento del producto (2) en la zona que rellenar (4) es obtenida mediante un efecto hidrodinámico.
4. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que consiste en bloquear las burbujas de gas (6) extraídas por el medio de puesta en movimiento (3) del producto de relleno (2), a través de un raspador (9) con el fin de que éstas no sean arrastradas de nuevo a las zonas que rellenar (4).
5. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichas zonas que rellenar (4) no tienen salida sobre la otra cara del substrato (1) y poseen una gran longitud, de varios milímetros a varios decímetros y pueden presentar un ratio de aspecto definido por la profundidad de la zona en relación con la superficie dividida por la dimensión de abertura más pequeña, inferior a 1.
6. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la velocidad de movimiento del producto de relleno (2) es regulable.
7. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la puesta en movimiento del producto de relleno (2) en la zona que rellenar (4) es obtenida mediante un efecto hidrodinámico de un rodillo en rotación (3) cuyo eje es perpendicular al movimiento del substrato con respecto al dispositivo y paralelo al substrato y según la dirección de tal manera que el movimiento tangencial del rodillo en la zona que rellenar sea opuesto a la dirección de desplazamiento del substrato (1).
8. Procedimiento de relleno según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que asocia un medio de desplazamiento (11) en translación del substrato (1) con la acción de una cabeza de relleno (12) apoyándose sobre el substrato (1) y comprendiendo el producto de relleno (2), dicha cabeza (12) permitiendo generar un diferencial de presión positiva entra las partes corriente abajo y corriente arriba del medio de puesta en movimiento (3) del producto (2) gracias a la acción conjunta de dicho medio de puesta en movimiento (3) del producto de relleno (2) y de un elemento de raspado (7) formando así una zona corriente abajo confinada de sobrepresión (C) totalmente ocupada por el producto de relleno y de que el medio de puesta en movimiento (3) provoca una circulación del producto de relleno en la zona que rellenar en la dirección opuesta al desplazamiento del substrato con respecto a la cabeza de relleno (12) formando así una zona superior de presión menor (D) para evacuar el gas (5) presente en las zonas que rellenar (4) y reemplazarlo por producto de relleno (2) durante el desplazamiento del substrato (1).
9. Procedimiento de relleno según las reivindicaciones 1, 7 y 8, caracterizado por el hecho de que el rodillo (3) que asegura la puesta en movimiento del producto de relleno (2) está contenido en dicha cabeza de relleno (12).
10. Procedimiento de relleno según las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por el hecho de que la velocidad de rotación y/o el diámetro de dicho rodillo (3) contenido en la cabeza de relleno (12) son ajustables para poder regular el diferencial de presión de la zona confinada de sobrepresión (C) con respecto a la zona de presión menor (D) que permite controlar el rebosamiento de producto (2) debajo del elemento de raspado corriente abajo (7) en las zonas que rellenar (4) y compensar el efecto de rezagado de dicho elemento de raspado corriente abajo (7).
11. Dispositivo de relleno sin máscara o pantalla de serigrafía de zonas situadas en hondo (4) con respecto a la superficie de un substrato (1) y sin salida sobre la otra cara del substrato (1) y que pueden extenderse sobre una gran longitud, de varios milímetros a varios decímetros y que pueden presentar un ratio de aspecto definido por la profundidad de la zona en relación con la superficie dividida por la dimensión de apertura más pequeña, inferior a 1, con un producto de relleno viscoso (2), en translación con respecto a la superficie del substrato (1) y poniendo en funcionamiento el procedimiento de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que asocia en el orden según la dirección de desplazamiento relativa del dispositivo de relleno con respecto al substrato (1):
-
un elemento de extensión (10) del producto que rellenar (2) en la superficie del substrato (1),
-
un elemento de puesta en movimiento (3) del producto de relleno (2) en la zona que rellenar (4), obtenido por el efecto hidrodinámico de un rodillo en rotación (3) cuyo eje es perpendicular al movimiento del substrato con respecto al dispositivo y paralelo al substrato y para generar un diferencial de presión entre las partes corriente abajo y corriente arriba del rodillo, gracias a la acción conjunta del rodillo (3) y de un elemento de raspado (7) para evacuar en forma de burbujas (6) el gas (5) presente en las zonas en hondo (4) y sustituirlo por producto de relleno (2),
-
un elemento (7) de regulación del espesor o de raspado del exceso de producto de relleno (2),
de tal manera que dicho producto de relleno (2) permanezca constantemente en contacto con la zona que rellenar (4) desde el inicio del relleno hasta el raspado del exceso.
12. Dispositivo de relleno según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho que el elemento de puesta en movimiento (3) está constituido por un rodillo en rotación (3).
13. Dispositivo de relleno según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo es simétrico para poder funcionar en las dos direcciones y estar en funcionamiento sobre una máquina de serigrafía.
14. Dispositivo de relleno según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho que dicho movimiento de translación relativa del producto de relleno (2) relativamente a la superficie del substrato (1) es obtenido mediante el mantenimiento fijo del dispositivo de relleno de producto (2) mientras que el substrato (1) es móvil.
15. Dispositivo de relleno según las reivindicaciones 11 y 12, caracterizado por el hecho de que comprende un raspador (9) destinado a bloquear las burbujas (6) extraídas por dicho elemento de puesta en movimiento (3).
16. Dispositivo de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado por el hecho de que se compone:
-
de una cabeza de relleno (12) comprendiendo:
a)
una cámara (13) comprendiendo el producto de relleno (2), dicha cámara (13) estando delimitada corriente abajo por una rasqueta (7) inclinada en un ángulo \alpha inferior o igual a 90° y corriente arriba por una rasqueta (10) inclinada en el mismo sentido de un ángulo \beta igual o superior a 90°
b)
un rodillo (3) de puesta en movimiento del producto (2) colocado entre las rasquetas (7) y (10) y girando en la dirección tal que el movimiento tangencial del rodillo (3) en la zona que rellenar es opuesto al movimiento de translación (flecha A) del substrato con respecto al dispositivo de relleno.
-
y de un medio de desplazamiento en translación (11) del substrato (1) que permite un deslizamiento continuo (flecha A) de éste debajo de dicha cabeza de relleno (12).
17. Dispositivo de relleno según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho medio de desplazamiento en translación (11) del substrato (1) es una cinta transportadora.
18. Dispositivo de relleno según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha cabeza de relleno (12) está equipada con un elemento de obturación dispuesto en su parte inferior.
19. Dispositivo de relleno según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha cabeza de relleno (12) es regulable en longitud en función de la anchura del substrato (1) que tratar.
20. Dispositivo de relleno según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha cabeza de relleno (12) está adaptada a la anchura del substrato (1) que tratar y que un sistema de fijación rápida permite el paso de una cabeza de relleno a otra.
21. Dispositivo de relleno según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho rodillo (3) incluye unas aletas paralelas al eje del rodillo para acentuar la puesta en movimiento del producto de relleno (2).
22. Dispositivo de relleno según las reivindicaciones 15 y 16, caracterizado por el hecho de que dicho raspador (9) es colocado tangencialmente sobre la parte superior del elemento de puesta en movimiento (3) de manera que provoque la evacuación de las burbujas de aire (6).
23. Dispositivo de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 22, caracterizado por el hecho de que dicho substrato (1) es un circuito impreso.
24. Dispositivo de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 23, caracterizado por el hecho de que dicha cabeza de relleno (12) conteniendo el producto de relleno (2) está cerrada.
25. Dispositivo de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 23, caracterizado por el hecho de que dicha cabeza de relleno (12) conteniendo el producto de relleno (2) está cerrada con la creación de un nivel de vacío en su parte situada encima del producto de relleno (2) para favorecer la evacuación del aire extraído de las zonas que rellenar (4) de los substratos (1).
26. Equipo asociado con un dispositivo de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 25, caracterizado por el hecho de que se compone:
-
del transportador (11) que asegura la translación A de los substratos (1) debajo de la cabeza de relleno (12),
-
de un transportador de alimentación (20) situado corriente arriba del transportador (11) para conducir los substratos que rellenar (1) hacia el transportador (11) debajo de la cabeza de relleno (12),
-
y de un transportador de evacuación (30) situado corriente abajo del transportador (11) para recuperar los substratos (1) que acaban de ser rellenados por dicha cabeza de relleno (12).
27. Equipo según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que el transportador (11) está constituido por una cinta transportadora sin fin (110), la cual, accionada alrededor de dos cilindros (111 y 112) de los que al menos uno es motor, está asociada en entrada con al menos un cilindro prensador (120a o 120b) dispuesto encima de la cinta (110) para mantener en presión y arrastrar sobre la cinta (110) debajo de la cabeza de relleno (12), el substrato (1) que acaba de salir del transportador de admisión (20).
28. Equipo según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que el transportador de alimentación (20) es del tipo de rodillos y comprende un dispositivo de centrado (21) formado por dos raíles de guiado (21a y 21b) bordeados internamente por rodillos de rodadura y que, instalados regulables en anchura, permiten posicionar adecuadamente los substratos (1) antes de su admisión debajo de la cabeza de relleno (12) sobre el transportador (11).
29. Equipo según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que incluye un dispositivo de limpieza continuo (22) de la cinta sin fin (110) que, constituido por al menos una lámina (22a o 22b), es dispuesto en apoyo sobre la cara externa de la cinta (110) debajo del transportador (11) para formar unos raspadores.
30. Equipo según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que el transportador de evacuación (30) es del tipo de correas y permite transportar los substratos (1) que acaban de ser rellenados por la cabeza (12) hacia otra unidad de tratamiento.
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