FR2598587A1

FR2598587A1 - Appareil pour souder des cartes de circuit imprime

Info

Publication number: FR2598587A1
Application number: FR8606760A
Authority: FR
Inventors: Gilbert V Morris
Original assignee: Teledyne Industries Inc
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1985-01-10
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1987-11-13
Anticipated expiration: 2006-05-12
Also published as: GB8610732D0; US4608941A; DE3615162A1; FR2598587B1; GB2190026B; GB2190026A

Abstract

A.APPAREIL POUR SOUDER DES CARTES DE CIRCUIT IMPRIME. B.L'APPAREIL POUR SOUDER LES CARTES DE CIRCUIT IMPRIME COMPORTE UNE CONFIGURATION DE ROULEAUX 20, 21, 25, 26 POUR TRANSPORTER HORIZONTALEMENT LES CARTES A TRAVERS UN CONTENEUR CONTENANT DE LA SOUDURE DE FUSION. LES CARTES DE CIRCUIT IMPRIME SONT IMMERGEES DANS LA SOUDURE EN FUSION LORSQU'ELLE PASSENT A TRAVERS LA CONFIGURATION DE ROULEAUX. AU MOINS UNE LAME D'AIR 29, 30 PLACEE COTE SORTIE DE LA CONFIGURATION DE ROULEAUX SERT A ARASER LA SOUDURE EN FUSION SUR LES CARTES AU FUR ET A MESURE QU'ELLES SORTENT DES ROULEAUX.

Description

APPAREIL POUR SOUDER DES CARTES DE CIRCUIT IMPRIME

Les circuits imprimés ont leurs grandes dimensions dans la longueur et la largeur et contiennent un ou plusieurs circuits.

L'épaisseur des cartes de circuit imprimé varie pour de nombreuses raisons différentes et intervient directement sur la souplesse de

la carte.

Par exemple des circuits imprimés contenant de nombreux plans conducteurs utilisent une couche ou des couches diélec10 triques liées pour séparer les différents plans. Des trous perforés à travers le substrat du circuit remplissent un certain nombre de buts, y compris la soudure des bornes pour installation dans un autre ensemble, des interconnexions entre les plans conducteurs par

trous métallisés et des trous d'alignement de l'outillage.

A quelques exceptions près, il faut revêtir de soudure les zones de cuivre vu sur les circuits finis, ce que l'on appelle souvent présoudure. Il est également préférable de n'appliquer la soudure que là o ce sera nécessaire ultérieurement, et non sur tous les circuits conducteurs. Pour appliquer la soudure sélectivement, 20 on utilise un diélectrique, que l'on appelle diélectrique de couverture ou masque de soudure, pour recouvrir le cuivre qu'il n'est pas nécessaire de revêtir de soudure. Les portions de cuivre que l'on souhaite restent vues et sont revêtues de soudure aux points de

soudage pour les bornes et analogues. En d'autres termes, seul le 25 cuivre vu à la surface du circuit imprimé est revêtu de soudure.

Il faut également que tous les trous traversant le circuit imprimé soient revêtus de soudure mais non bouchés par la soudure une fois terminés de façon à ne pas faire obstacle aux nécessités d'insertion ultérieure. Le processus consistant à dégager

les trous de la soudure s'appelle arasement.

De façon plus particulière, les cartes de circuit imprimé font l'objet d'une opération de présoudage, entre autres, pour maintenir la soudabilité pour les opérations ultérieures. Pour des motifs d'économie, cette opération de présoudage doit se faire sous forme de technique de masse de revêtement des cartes. Les techniques connues de revêtement de soudure incluent le revêtement électrolytique et le revêtement électrolytique suivi d'un brasage par fusion à chaud. Le brasage par fusion à chaud peut se faire en utilisant les techniques de fusion par infrarouge, de fusion par liquide chaud ou de fusion par vapeur chaude. Une autre technique de revêtement de soudure en masse est le revêtement par rouleau chaud. Enfin, le 15 trempé par immersion à chaud et le trempé par immersion à chaud suivi d'un arasement à chaud sont également des techniques connues. Dans ce dernier cas, l'arasement peut s'obtenir par arasement par liquide

chaud, par arasement par vapeur chaude ou par arasement par gaz chaud.

On a trouvé que c'était la technique décrite en 20 dernier lieu, trempé par immersion suivi d'un arasement à chaud, qui était la plus efficace pour de nombreuses applications du circuit imprimé. Les machines actuellement disponibles pour un revêtement sélectif de soudure et un arasement à l'air chaud appliquent 25 la soudure en trempant verticalement les cartes dans la soudure fondue chaude. Le fait de soumettre les cartes à un jet d'air chaud arase ou enlève l'excès de soudure et dégage tous les trous lorsque l'on sort les cartes de la soudure liquide. Avec ces machines, toutes les opérations doivent être soit exécutées manuellement, soit reliées à un 30 mécanisme à progression intermittente dans le sens monte et baisse et dans le sens horizontal. Ceci interdit l'avancement continu des cartes,

processus économiquement intéressant.

En outre, le revêtement de soudure en présence d'oxygène a tendance à être une opération sale du fait de la formation 35 d'oxydes. Ceci complique les mécanismes de transfert des cartes.

Un autre problème que l'on rencontre avec les machines disponibles pour le revêtment de soudure provient de la nature des matériaux utilisés dans les circuits imprimés qui, à l'exception des conducteurs métalliques sont sensibles à la chaleur et au choc thermique. Le contrôle précis du temps et de la température dans les opérations de traitement devient alors critique. De plus, le trempé vertical des cartes de circuit imprimé dans un bain de soudure se traduit par le fait que c'est la zone qui est entrée la première dans la soudure chaude qui en sort la dernière. Avec les substrats fins et souples souvent utilisés pour les circuits imprimés, une introduction rapide dans la soudure liquide dense provoque cintrage et pliage et endommage la carte et nuit à l'efficacité de l'arasement ultérieur à l'air chaud. C'est pour ces motifs que l'on se trouve en face d'une introduction lente des cartes dans la soudure en fusion, de l'emploi d'accessoires spéciaux et d'écarts importants du temps et de la température d'exposition d'un point à un autre des cartes de circuit imprimé, tout ceci étant indésirable, Le brevet U.S. No. 4 315 042 pour "technique d'enlèvement de la soudure" décrit une technique pour revêtir sélecti20 vement de soudure et araser le circuit imprimé. Le processus et l'appareillage décrits ici subissent la plupart des inconvénients discutés ci-dessus. En particulier, il n'est pas possible d'obtenir

un emploi continu du processus pour le rendre efficace et économique.

Une autre technique d'application de la soudure 25 sur des circuits imprimés utilise les machines dites de soudure à la vague. La vague de soudure passe sur le circuit imprimé, ce qui se traduit par l'application de la soudure sur une phase du circuit imprimé. Cette technique présente l'inconvénient de nécessiter deux

passages pour souder les deux faces de nombreuses configurations de 30 circuit imprimé.

La présente invention permet de revêtir de soudure et d'araser sélectivement des cartes de circuit imprimé de

façon continue. De façon plus particulière, une configuration de rouleaux sert à transporter les cartes de circuit imprimé horizontalement 35 de part et d'autre d'un conteneur contenant de la soudure en fusion.

Au fur et à mesure que les cartes du circuit imprimé se deplacent horizontalement à travers la configuration de rouleaux, la carte est immergée dans la soudure en fusion. Au moins une lame d'air située

côté sortie de la configuration de rouleaux sert à araser la soudure 5 en fusion sur la carte au fur et à mesure qu'elle sort des rouleaux.

Dans une réalisation de l'invention, deux paires de rouleaux servent à transporter la carte de circuit imprimé à travers un conduit ou canal de soudure formé entre les deux paires de rouleaux et contenant de la soudure en fusion qui s'écoule le long de ce 10 conduit. On fait passer une carte de circuit imprimé à travers la première paire de rouleaux qui agit comme barrière et limite pour un côté du canal contenant la soudure, puis on la fait passer à travers la soudure qui s'écoule. La carte de circuit imprimé sort de la soudure en passant à travers la seconde paire de rouleaux qui forme une autre 15 limite pour la soudure qui s'écoule. A côté d'une autre paire de rouleaux, qui sert à transporter le circuit imprimé, se trouve un ensemble de lames d'air pour araser la soudure en fusion au fur et à

mesure que la carte de circuit imprimé sort des rouleaux.

Les rouleaux sont montés de façon à ce que les 20 cartes de circuit imprimé les repoussent l'un de l'autre. Cette disposition permet le passage, à travers la configuration de rouleaux, de cartes de circuit imprimé présentant une large variété d'épaisseurs.

En d'autres termes, la méthode et l'appareillage de l'invention permettent de revêtir sélectivement de soudure et d'araser des cartes de 25 circuit imprimé fines et souples et des cartes plus épaisses et plus rigides. Dans une autre réalisation de l'invention, on utilise trois paires de rouleaux pour transporter horizontalement des cartes souples de circuit imprimé qui peuvent prendre une flexion 30 limitée. Dans cette réalisation, les trois rouleaux inférieurs sont immergés dans la soudure en fusion et les trois rouleaux supérieurs dépassent dans la soudure, sont partiellement immergés et opèrent

comme rouleaux suiveurs.

En utilisant la méthode et l'appareillage de 35 l'invention, on peut revêtir de soudure, rapidement et efficacement, simultanément sur les deux faces, une large variété de cartes de circuit imprimé. Si on le désire, on peut facilement automatiser le processus dans l'intérêt de l'efficacité et de l'économie. En outre, le tranport horizontal des cartes se traduit par le fait que c'est la portion de la carte qui pénètre la première dans la soudure qui en sort également la première. Il est relativement simple de commander

la vitesse de transport à travers la soudure, de commander la température de soudure et également de contrôler et d'enlever la contamination par l'oxyde, qui se produit inévitablement lorsque le processus 10 de revêtement de soudure se produit en présence d'oxygène.

La figure 1 est une vue avant en perspective de l'appareil de l'invention pour revêtir de soudure et araser des cartes de circuit imprimé; la figure 2 est une vue arrière en perspective 15 de l'appareil de l'invention représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective de l'appareil de l'invention représenté sur la figure 1, les capots du coffret étant enlevés, partiellement en éclaté pour illustrer l'invention plus clairement; - la figure 4 est une vue schématique représentant des portions de l'appareil de l'invention de la figure 3, vu en bout; la figure 5 est un détail à échelle agrandie, en perspective, de la configuration d'arasement par lame d'air, que l'on peut utiliser dans l'appareil des figures 1-4 et 6; et la figure 6 est une vue perspective schématique représentant une autre réalisation de l'appareil de l'invention pour revêtir de soudure et araser sélectivement des cartes de circuit imprimé. En se reportant à l'invention plus en détail en 30 se référant à la figure 1, un ensemble 10, du type à poser sur une table, loge commodément les différents composants de l'invention. Une fente d'entrée 11 pour les cartes de circuit imprimé à revêtir de soudure conduit à des rouleaux disposés horizontalement, décrits en détail cidessous et protégés par des capots amovibles. Un coffret 12, 35 convenablement accessible par des portes, des capots et analogues loge les composants électriques nécessaires pour chauffer la soudure, fournir de l'air chaud sous pression pour les lames d'air et autres éléments nécessaires. Un tableau de commande 13, derrière la plaque 13a (figure 2), porte les commandes pour la température du conteneur de soudure, la température de l'élément de chauffage de l'air, les commandes de mise en route et d'arrêt du moteur pour les rouleaux, les commandes de vitesses pour le moteur, les commandes de ventilation d'air et autres interrupteurs, cadrans et analogues nécessaires. Un capot amovible 14 et un espace en surpression 15 sont convenablement 10 reliés à la sortie 16 à une ligne d'évacuation (non représentée) pour ventiler correctement l'appareil. Un fente de sortie 17 conduisant hors des rouleaux horizontaux est prévue pour les cartes de circuit

imprimé revêtues et arasées.

En se reportant maintenant aux figures 3 et 4, 15 une paire de rouleaux 20 et 21, représentés en tireté sur la figure 3 dans un souci de clarté, servent à transporter les cartes de circuit imprimé horizontalement de part et d'autre du conteneur 23 rempli de soudure en fusion 24. Des éléments de chauffage convenables dans les parois, le fond ou les deux, du conteneur 23 et des détecteurs conve20 nables de température servent à maintenir la soudure 24 à la température désirée, habituellement au moins 55 C au-dessus de son point de fusion. On a trouvé qu'une température d'environ 260 C était satisfaisante. Si nécessaire, on peut utiliser des rouleaux supplémentaires

de transport ou autres moyens de transport pour amener les cartes de 25 circuit imprimé aux rouleaux d'entrée 20 et 21.

Les rouleaux 25 et 26 reçoivent les cartes de circuit imprimé provenant des rouleaux 20 et 21 et les amènent aux rouleaux de transport 27 et 28 qui, de préférence, ne sont pas mouillés par la soudure. Des rouleaux de titane ont prouvé être satisfaisants, mais on 30 peut également utiliser des rouleaux en céramique. Des lames d'air 29 et 30, situées près de la sortie de la configuration horizontale de rouleaux, reçoivent de l'air chaud par des conduits en provenance d'un compresseur placé dans le coffret 12. La température, la pression et le volume d'air pour les lames d'air sont réglés par des commandes 35 convenables sur le tableau 13. Si on le désire, on peut utiliser un rouleau supplémentaire ou des rouleaux supplémentaires ou autre transporteur convenable pour transporter la carte de circuit imprimé

après qu'elle a été sélectivement revêtue de soudure et arasée.

Pour appliquer la soudure à un circuit imprimé 5 qui se déplace le long d'un chemin délimité par les lignes en tireté 9, il est prévu un conduit ou canal de soudure 31 le long duquel s'écoule la soudure en fusion comme indiqué par les flèches 32. Le canal 31 est formé par la paire de rouleaux 20, 21, la paire de rouleaux , 26, le dessus 33 d'un espace d'alimentation en surpression 34 et une plaque supérieure 36. Une plaque support 37 côté entrée du conduit de soudure supporte les rouleaux 20, 21 et 25, 26 et elle est montée sur l'espace en surpression 34. Les plaques 38 et 39 s'6tendent à faible distance le long des rouleaux pour confiner le flux initial de soudure. Une plaque support 40, fixée à l'autre extrémité de l'espace 15 en surpression maintient les rouleaux 20, 25, 26 et comporte une fente 41 qui permet à la soudure en fusion de sortir du conduit de soudure 31. Un canal de soudure de niveau supérieur 42, le long duquel s'écoule la soudure, comme représenté par les flèches 43, 20 est constitué par la surface supérieure de la plaque 36. L'écoulement de la soudure est contrôlé par un coin de déviation 44. La soudure

pompée par une ouverture 45 dans la surface supérieure de l'espace en surpression, à son extrémité, s'écoule dans le conduit de soudure 31, le trop-plein de soudure passant le long du chemin supérieur de sou25 dure 42.

Une pompe à soudure 46, immergée dans la soudure en fusion et entraînée par un moteur 47, comporte une sortie de pompe 54 reliée à l'entrée 55 de l'espace en surpression. La soudure en fusion 24 est pompée à travers l'entrée 55 et l'espace en surpression 30 34, à travers un écran perforé formé par des ouvertures 56 dans une paroi 57 à l'extrémité de la chambre. Cet écran a pour but de stabiliser le flux de soudure. Une flèche 48 montre la soudure qui pénètre dans la pompe et les flèches 49, 50, 51 et 52 montrent l'écoulement de la soudure pompée à travers l'espace en surpression, en direction de 35 l'ouverture 45, pour permettre la distribution de la soudure au-dessus de l'espace en surpression dans le canal 31, avec trop-plein passant

sur le chemin 42.

Un tube 53, relié à la pompe 46, a une entrée au-dessus du niveau de la soudure en fusion et en dessous d'un niveau5 d'huile, comme on va l'expliquer ci-dessous.

Un moteur 58 entraine un train d'engrenages convenable monté dans un carter d'entraînement 59. Des arbres 60 s'étendent depuis ce carter en direction des rouleaux 20, 21, 25 et 26. Les rouleaux 20, 21; 25, 26 et 27, 28 sont montés pour s'adapter 10 à des cartes de circuit imprimé de différentes épaisseurs. Comme représenté, des fentes en forme de U 61 et des joints universels d'entrainement pour relier les arbres supérieurs 60 assurent le mouvement vertical libre vers le haut pour les rouleaux supérieurs 20 et 25. A l'autre extrémité des rouleaux, des fentes en forme de U 15 62 reçoivent les arbres 63 des rouleaux supérieurs 20 et 25 et des

ouvertures 64 reçoivent des arbres 66 et des rouleaux inférieurs.

Des moyens convenables d'entrainement et de montage (non représentés) sont également prévus pour les rouleaux 27

et 28 et permettent de s'adapter aux cartes de circuit imprimé de 20 différentes épaisseurs.

Comme représenté, la configuration de rouleaux ne nécessite pas que les cartes de circuit imprimé qui y passent fléchissent. On peut donc traiter à la fois les cartes de circuit imprimé sur substrat dit rigide et souple. Bien entendu, il faut 25 comprendre que les termes "rigide" et "souple" dans ce contexte sont relatifs. La rigidité est fonction des cotes de section droite, du nombre de couches différentes dans la section droite et des caractéristiques mécaniques et thermiques des matériaux utilisés. Des substrats épais développent des contraintes internes plus fortes en 30 cintrage et nécessitent donc des forces plus importantes pour le cintrage. Le risque d'un dommage interne ou d'une déformation permanente rend indésirable le cintrage de substrat épais. D'un autre côté, des cartes de circuit imprimé fines et souples ne présentent que peu de résistance aux forces extérieures et sont donc plus difficiles 35 à manipuler de façon générale. Cette réalisation de l'invention a été

étudiée pour traiter les deux types de carte de circuit imprimé.

Les rouleaux 20, 21, 25 et 26 doivent être mouillés de soudure en fusion pour garantir le fonctionnement correct de l'appareil. On a trouvé par exemple, que les rouleaux en nickel étaient satisfaisants à l'emploi. L'emploi des rouleaux mouillés 20, 21, 25 et 26, qui agissent comme limites pour le conduit ou le canal de soudure 31 et pour le chemin supérieur de soudure 42, évite l'adhérence aux rouleaux de corps étrangers comme des résidus de flux ou autres produits 10 polluants. Tout ce qui traine est facilement évacué par l'écoulement constant de soudure fraiche engendré, à partir de la soudure en fusion, par les rouleaux inférieurs partiellement immergés 2] et 26 et par l'écoulement de soudure dans les conduites 31 et 42. Pour les rouleaux on peut utiliser les alliages au nickel et à haute teneur de nickel. 15 Le nickel pur, en plus du fait qu'il est mouillé par la soudure en fusion, est un excellent matériau par suite de sa faible solubilité

dans la soudure eutectique à 260 C.

Pour comprendre le processus de rev4tement de soudure exécuté par l'appareil de l'invention, on se réfère à la figure 3 qui montre l'écoulement de la soudure liquide au moyen des flèches repérées cidessus. Par conséquent, la pompe 46 envoie la

soudure dans l'espace en surpression 34 pour sortir par l'ouverture 45.

Les parois 37, 38 et 39 confinent la soudure en fusion et provoquent l'écoulement laminaire par le canal 31, au-dessus de l'espace en 25 surpression et sous la plaque 36, les rouleaux 20, 21 et 25, 26 agissant comme limites pour le canal 31. La plaque supérieure 36 du canal 31 assure également la fonction de limitation de la flottaison des cartes qui passent à travers la soudure. Une partie de la soudure en trop-plein passe le long du chemin 42. La soudure qui est dans le 30 conduit ou canal 31 est sous légère pression du fait qu'elle est confinée. Les dimensions du canal 31 sont suffisantes pour y permettre le passage, sans ennui, des cartes de circuit imprimé entrainées vers

les rouleaux 25, 26 et 27, 28.

Avec cette construction, lorsqu'il n'y a pas de 35 carte en traitement, la soudure s'écoule le long des conduites 31 et 42.

De là elle s'évacue dans le conteneur de soudure comme représenté sur la figure 3. De préférence les rouleaux des conduits sont légèrement décalés en niveau dans la direction transversale, les extrémités les plus élevées des rouleaux étant du côté de l'entrée de la soudure. 5 Les différences de niveau sont toutefois faibles pour réduire au

minimum la turbulence et éviter ainsi une formation excessive d'oxyde.

Le trop-plein de soudure provenant de l'espace en surpression, pompé par l'ouverture 45, s'évacue le long de la surface supérieure de la plaque 36 et le coin de déviation 44 l'envoie vers les rouleaux. Ce 10 trop-plein sert à mouiller et à laver également les rouleaux avec la soudure et éviter ainsi leur contamination. Puis la soudure provenant de ce conduit s'écoule en direction du puisard dans le conteneur 23. On a trouvé désirable d'utiliser une couverture 15 d'huile pour éviter le contact de l'oxygène avec la surface de la soudure dans le puisard, réduisant ainsi au minimum la formation de laitier. L'huile se combine également avec les oxydes formés lorsqu'il y a rupture de la couverture. Injectée dans le flux de soudure par l'injecteur de fluide 53 de la pompe 46, elle améliore le transfert de 20 chaleur et réduit la tension de surface pour permettre un meilleur mouillage des rouleaux de nickel ainsi qu'un meilleur revêtement de soudure des circuits imprimés. L'huile augmenteégalement la stabilité thermique du flux et des autres résidus qui arrivent dans le puisard, réduisant ainsi au minimum la formation de produits solides.. L'huile 25 améliore la lubrification des pièces en mouvement au-dessus et en dessous de la surface de la soudure. On préfère utiliser une huile à

haute température de fusion.

Lorsqu'il faut traiter une carte de circuit imprimé, on lui applique un flux de soudure sur les deux faces, de la 30 façon habituelle. Puis, on l'envoie dans la fente 11 pour la présenter aux rouleaux 20 et 21. La carte de circuit imprimé passe alors, à travers la soudure en fusion qui s'écoule, dans le conduit 31 pour rejoindre les rouleaux 25 et 26 d'o elle est envoyée vers les rouleaux 27 et 28. La carte de circuit imprimé est alors exposée à l'air chaud 35 provenant de la lame d'air 29, dans le cas d'une carte il de circuit imprimé fine et souple, ou aux deux lames d'air 29 et 30,

si l'on traite des cartes plus épaisses et rigides.

La lame d'air est de conception étroite et simple et ne comporte pas d'éléments de chauffage dans les buses. De tels éléments de chauffage nécessitent une augmentation de taille et ont un effet défavorable au point de vue aérodynamique. La dimension de la lame d'air convient pour un écoulement efficace de l'air comprimé

chaud et provoque une fuite de pression maximale à l'orifice de sortie.

Bien que la soudure soit rapidement enlevée par le jet d'air, il ne 10 se produit qu'un minimum d'éclaboussures. C'est ce qui fait la différence avec des lames d'air conventionnelles utilisant deux buses

opposées et qui chauffent l'air dans les lames. Avec des lames directement en face l'une de l'autre, il est difficile d'obtenir un équilibrage dynamique. Sans cet équilibrage, la soudure a tendance à 15 partir davantage d'un côté du point de soudage que de l'autre côté.

Si l'on utilise la buse unique 29, représentée sur la figure 5, ou les buses décalées 29 et 30, représentées au mieux sur la figure 4, la ligne d'air d'incidence n'est pas turbulente et provoque la formation d'une vague de soudure 29a sur une carte de circuit imprimé 70 juste 20 au-delà de la ligne de resserrement des rouleaux de sortie 27 et 28 qui, comme indiqué précédemment, peuvent être en titane ou en un matériau céramique non mouillé par la soudure. Le processus dégage efficacement de la soudure les trous 71 (représentés schématiquement) de

la carte.

Dans certaines circonstances, il peut être nécessaire d'utiliser dans les rouleaux supérieurs 20 et 25 des éléments de chauffage non tournants situés axialement et à l'intérieur. Toutefois, ces rouleaux étant au contact des rouleaux inférieurs 22 et 26 qui sont partiellement immergés dans la soudure en fusion 24, et avec un 30 capot à ajustement serré et bien isolé, le transfert de chaleur en provenance de la soudure liquide sera suffisant pour maintenir les rouleaux supérieurs à la température convenables. De plus, en choisissant des matériaux corrects pour les rouleaux supérieurs, c'est-à-dire des matériaux présentant une bonne conductivité, une faible chaleur 35 spécifique et de dimensions correctes, on facilitera le maitien des rouleaux supérieurs à la température correcte. Néanmoins, l'un des rouleaux, ou les deux, peuvent être chauffés par des dispositifs internes de chauffage de façon conventionnelle, si on le désire pour

certaines applications particulières.

La température du jet d'air provenant de la lame

29 ou des lames 29 et 30, ne doit pas solidifier la soudure. 3ien plutôt, la soudure ne doit se solidifier qu'après que la tension de surface du liquide a agi pour donner une apparence lisse naturelle.

L'avantage du traitement horizontal de l'invention est d'éviter ce 10 que l'on appelle la coulure de la soudure. La gravité fait prendre de la flèche aux joints de soudure sur la machine verticale, mais non

sur les dispositions horizontales de l'invention.

On a placé les éléments de chauffage de l'air dans le coffret 12 par commodité et sécurité. De cette façon les opérateurs sont protégés des risques de blessure et la maintenance de

la lame d'air se réduit à un nettoyage peu fréquent des orifices.

Un avantage important qu'apporte cette réalisation de l'invention est que seul le cuivre vu est soudé simultanément sur les deux faces du circuit imprimé, la totalité du substrat du circuit 20 imprimé n'étant soumise à la température élevée de la soudure que pendant un très bref intervalle de temps. D'autres avantages comprennent un contrôle amélioré du processus de revêtement par soudure et d'arasement, une facilité d'intégrer l'appareil dans un système entièrement automatisé, le fait qu'aucun dispositif particulier ne soit nécessaire 25 pour traiter les cartes de circuit imprimé et une utilisation nettement améliorée de l'espace et de l'énergie par comparaison aux processus

antérieurement connus de revêtement par soudure et d'arasement.

Bien que l'on puisse utiliser l'appareil décrit en liaison avec les figures 1 à 5 pour traiter à la fois les cartes 30 de circuit imprimé rigides et souples, l'appareil représenté sur la figure 6 a pour but de revêtir de soudure et d'araser sélectivement des cartes souples de circuit imprimé. Il faut comprendre que la configuration de base du coffret peut être semblable à celle représentée

sur la figure 1.

En se référant de façon plus spécifique à la figure 6, qui représente schématiquement une autre réalisation de la présente invention, des éléments de chauffage maintiennent à température convenable une configuration 80 de soudure liquide 81 fournie par un conteneur convenable. Trois paires de rouleaux 82 et 83, 84 et 85, et 86 et 87, sont montés selon une disposition horizontale pour transporter des cartes souples de circuit imprimé 88 et 89 à travers la soudure en fusion. Une paire de rouleaux 90 et 91 servent à transporter les cartes traitées hors de l'appreil. Une lame d'air 92 au point de resserrement de sortie des rouleaux 90 et 91 est ali10 mentée en air comprimé chaud convenable, comme expliqué en liaison avec les figures 1 à 5. Un rouleau 93 côté entrée de l'appareil a pour rôle de transporter la pollution de surface de la soudure vers

une zone de collecte 94.

Dans l'appareil de la figure 6, les rouleaux 83, 15 85 et 87, totalement immergés dans la soudure liquide 81 sont entrainés

par un mécanisme convenable à partir d'un moteur placé dans le coffret.

Les trois rouleaux supérieurs 82, 84 et 86 sont partiellement immergés

dans la soudure liquide et sont placés, de façon souple, au contact de leurs contre-rouleaux inférieurs au moyen de portées convenables. Les 20 trois rouleaux supérieurs 82, 84 et 86 assurent une double fonction. Ces rouleaux fournissent des forces de traction pour transporter les

cartes de circuit imprimé dans la soudure liquide. En outre, les rouleaux supérieurs transportent les produits de pollution de surface qui se trouvent dans la soudure en direction du rouleau 93 et de la 25 zone de collecte 94. Cette dernière fonction est assurée à l'aide de rouleaux usinés pour obtenir une surface très lisse et mouillés par la soudure. De plus, les rouleaux doivent être facilement nettoyés par un acide, de préférence, par le flux utilisé sur les cartes de circuit imprimé. On a trouvé que des rouleaux en nickel donnaient satisfaction. 30 En exploitation, comme indiqué par les flèches 95 de la figure 6, les produits de pollution de surface de la soudure, comme les oxydes, sont transportés, le long des rouleaux mouillés 86, 84, 82 et 93, en

direction de la zone de collecte 94 d'o on les enlève facilement.

De plus, le rouleau 93 fonctionne pour maintenir propre la zone 35 d'entrée.

Pour traiter la carte de circuit imprimé 88, on la revêt de flux à la brosse et puis on l'introduit dans le point de resserrement des rouleaux 82 et 83, ce qui provoque une déplacement linéaire continu de la carte à travers les rouleaux de soudure 84 et 85 et des rouleaux de sortie 86 et 87. Les rouleaux 90 et 91, qui ne se mouillent pas, par exemple formés en titane, reçoivent la carte de circuit imprimé 89 revêtue de soudure et la lame d'air 92 assure l'arasement de la soudure de la façon représentée sur la figure 5. Il

peut être souhaitable d'utiliser des éléments internes de chauffage 10 pour maintenir un niveau correct de la température des rouleaux supérieurs, comme expliqué en liaison avec les rouleaux de la figure 2.

L'appareil de traitement de la figure 6, de même que pour les figures 1-5, par nature fait que c'est la portion de la carte de circuit imprimé qui a pénétré la première dans la soudure 15 liquide qui en sort la première. En outre, on peut régler la vitesse des rouleaux sur de larges limites et la capacité du conteneur de soudure et l'énergie nécessaire pour chauffer la soudure sont faibles par rapport au débit possible de l'appareil. Enfin, la pollution de la soudure par le cuivre en cours de traitement est réduite du fait que la 20 carte est immergée dans la soudure pendant un temps minimal. Il est donc nécessaire de changer la soudure beaucoup moins souvent que si

l'on emploie les méthodes de l'art antérieur.

On peut également enlever les oxydes collectés en utilisant des sels qui convertissent les oxydes en boue. On peut 25 utiliser les même sels comme flux de nettoyage des rouleaux. Les rouleaux finals 90 et 91, s'ils sont fabriqués en titane, peuvent se nettoyer à l'eau en utilisant des flux solubles dans l'eau ou des solvants si l'on utilise des flux solubles dans les solvants sur les

cartes de circuit imprimé.

Bien que l'on ait décrit l'appareil et la méthode de l'invention en liaison avec deux réalisations spécifiques, il faut comprendre que l'homme de l'art peut procéder à d'autres modifications

et que l'invention est définie par les revendications jointes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil pour souder des cartes de circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comporte un conteneur pour la soudure en fusion, des moyens pour amener de la chaleur au conteneur pour maintenir la soudure en fusion à une température désirée, des paires de rouleaux d'entrée (20, 21) et de sortie (25, 26) montés en confifuration horizontale pour transporter les cartes de circuit imprimé horizontalement à travers le conteneur de soudure, des moyens de montage de deux des paires de rouleaux, les rouleaux inférieurs (21, 26) 0 ayant leur surface supérieure qui fait saillie par rapport à la soudure en fusion, des moyens de réalisation d'un conduit de soudure (31) entre les deux paires de rouleaux, lesdits moyens de réalisation incluant (a) une surface inférieure (33) qui s'étend entre les paires de rouleaux, (b) une surface supérieure (36) qui s'étend entre les paires de rouleaux et (c) les deux paires de rouleaux, des moyens pour l'écoulement de la soudure en fusion horizontalement le long du conduit (31), étant précisé que les cartes de circuit imprimé transportées à travers la configuration horizontale de rouleaux passent à travers l'écoulement horizontal de la soudure en fusion, la surface supérieure 20 (36) restreignant la flottaison des cartes de circuit imprimé sur la

soudure en fusion.

2. Appareil comme défini dans la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens formant lame d'air (29, 30) sont placés côté sortie de la configuration de rouleaux pour araser la soudure en 25 fusion sur les cartes de circuit imprimé en enlevant l'excès de soudure au fur et A mesure que les cartes sortent hors de la configuration de rouleaux.

3. Appareil pour souder des cartes de circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comporte un conteneur pour la soudure 30 en fusion, des moyens pour amener de la chaleur au conteneur pour maintenir la soudure en fusion à une température désirée, des paires de rouleaux montés en configuration horizontale pour transporter les cartes de circuit imprimé horizontalement à travers le conteneur de soudure, des moyens de montage de deux paires de rouleaux, les rouleaux 35 inférieurs(21, 26) ayant leur surface supérieure qui fait saillie par rapport à la soudure en fusion, des moyens de réalisation d'un conduit de soudure (31) entre les deux paires de rouleaux, lesdits moyens de réalisation incluant (a) une surface inférieure (33) qui s'étend entre les paires de rouleaux, (b) une surface supérieure (36) qui s'étend entre les paires de rouleaux, des moyens (46) dans le conteneur pour pomper la soudure, depuis le conteneur, en direction de l'une des extrémités du conduit, une évacuation à l'autre extrémité du conduit pour renvoyer la soudure vers le conteneur pour assurerun écoulement horizontal de soudure à travers le conduit, étant précisé que les carlO tes de circuit imprimé transportées à travers la configuration horizontale des rouleaux passent à travers l'écoulement horizontal de la soudure en fusion, la surface supérieure (36) restreignant la flottaison

des cartes de circuit imprimé sur la soudure en fusion.

4. Appareil comme défini dans la revendication 3, 15 caractérisé en ce que des moyens formant lame d'air (29, 30) sont placés côté sortie de la configuration de rouleaux pour araser la

soudure en fusion sur les cartes de circuit imprimé en enlevant l'excès de soudure au fur et à mesure que les cartes sortent hors de la configuration de rouleaux.

5. Appareil comme défini dans la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens formant lame d'air incluent une unique lame d'air (29) agissant sur l'une des faces des cartes de circuit imprimé.

6. Appareil comme défini dans la revendication 5, 25 caractérisé en ce que les moyens formant lame d'air incluent une paire de lames décalées (29, 30) agissant sur les deux faces des cartes de

circuit imprimé.

7. Appareil pour souder des cartes de circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comporte un conteneur pour la soudure 30 en fusion, des moyens pour amener de la chaleur dans le conteneur pour maintenir la soudure en fusion à une température désirée, des paires de rouleaux montés en configuration horizontale pour transporter les cartes de circuit imprimé horizontalement à travers le conteneur de soudure, des moyens de montage de deux paires de rouleaux, les rouleaux 35 inférieurs (21, 26) ayant leur surface supérieure qui fait saillie par rapport à la soudure en fusion, des moyens de réalisation d'un conduit de soudure (31) entre les deux paires de rouleaux, lesdits moyens de réalisation incluant (a) une surface inférieure (33) qui s'étend entre les paires de rouleaux, (b) une surface supérieure (36) formée par une 5 plaque qui s'étend entre les paires de rouleaux et (c) les deux paires de rouleaux, des moyens (44) formant un chemin d'écoulement supplémentaire pour la soudure au-dessus du conduit de soudure sur la plaque et s'étendant entre les paires de rouleaux pour mouiller et laver les rouleaux avec la soudure et éviter leur pollution, des moyens (46) dans 10 le conteneur pour pomper la soudure dans le conteneur et l'envoyer à une extrémité du conduit et à une extrémité du chemin supplémentaire d'écoulement, des évacuations aux autres extrémités du conduit et du chemin supplémentaire d'écoulement pour renvoyer la soudure en direction du conteneur pour assurer des écoulements horizontaux de 15 soudure à travers le conduit et le long du chemin, étant précisé que les cartes de circuit imprimé transportées à travers la configuration horizontale des rouleaux passent à travers l'écoulement horizontal de la soudure

en fusion, la plaque (36) restreignant la flottaison des cartes de 20 circuit imprimé sur la soudure en fusion.

8. Appareil comme défini dans la revendication 7, caractérisé en ce que des moyens formant lame d'air (29, 30) sont placés du côté sortie de la configuration de rouleaux pour araser la

soudure en fusion sur les cartes de circuit imprimé en enlevant l'excès 25 de soudure au fur et à mesure que les cartes sortent hors de la configuration de rouleaux.

9. Appareil comme défini dans la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens formant lame d'air incluent une unique

lame d'air (29) agissant sur l'une des faces des cartes de circuit 30 imprimé.

10. Appareil comme défini dans la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens formant lame d'air incluent une paire de lames décalées (29, 30) agissant sur les deux faces des cartes de

circuit imprimé.

11. Appareil comme défini dans les revendications 8,

9 ou 10, dans lequel la configuration horizontale de rouleaux comporte une paire de rouleaux (90, 91) pour transporter les cartes de circuit imprimé depuis les rouleaux de sortie vers les moyens formant lame d'air.