FR2608351A1 - Appareil portable utilisant de la soudure en fusion pour des operations telles que le soudage et le dessoudage - Google Patents

Abstract

CET APPAREIL COMPREND UN CONTENEUR 40 DE SOUDURE EN FUSION CONSTITUE PAR UN RESERVOIR 12 FERME PAR UN COUVERCLE TRONCONIQUE 49 QUI LIMITE AU-DESSUS DE LA SOUDURE EN FUSION UN VOLUME FERME POUVANT ETRE RACCORDE A UNE SOURCE 15 D'AIR SOUS PRESSION, LA PARTIE CENTRALE DE CE COUVERCLE 49 AYANT UN PASSAGE 47 POUVANT ETRE PROLONGE PAR UNE TUBULURE 34 PORTANT ELLE-MEME UNE BUSE 10 DANS LAQUELLE L'AIR SOUS PRESSION FAIT MONTER LA SOUDURE JUSQU'A PROXIMITE OU JUSQU'AU CONTACT D'UN SUPPORT 20 DE CIRCUITS IMPRIMES SUR LEQUEL DES COMPOSANTS 16, 26 SONT A SOUDER OU A DESSOUDER, LA SURFACE 56 DE LA SOUDURE EN FUSION ETANT A L'ABRI DE L'AIR ENVIRONNANT ET SA MONTEE JUSQU'AU SOMMET DE LA BUSE ETANT CONTROLABLE AVEC PRECISION PAR DES PULSATIONS DE L'AIR SOUS PRESSION.

Description

L'invention se rapporte à un appareil utilisant une pression pneumatique

pour faire monter de la soudure en

fusion jusqu'à une position de travail pour effectuer des opé-

rations de soudage ou de dessoudagesur des composants montés sur un support de circuitsimprimésou sur un article analogue,

afin de faciliter l'installation ou l'enlèvement de ces com-

posants, ou pour effectuer toutes autres opérations.

On connaît diverses techniques pour appliquer de la soudure en fusion sur un support de circuits imprimés ayant des composants montés à l'aide de trous traversants afin d'effectuer des opérations de soudage et/ou dedessoudage. Les dispositifs connus entrent généralement dans deux catégories: -la première catégorie consiste en un bain de soudure avec lequel un conteneur est prévu pour la soudure en fusion et

celle-ci est simplement retenue dans le conteneur, aucun mou-

vement de la soudure ne se produisant. Les fils de connexion

des composants à retirer sont plongés dans le bain pour exécu-

tion soit du soudage, soit du dessoudage.Cette technique n'est pas satisfaisante du fait que la totalité de la surface de la soudure est exposée à l'air et qu'elle tend à s'oxyder en

produisant ainsi des matières contaminantes pour les opéra-

tions mentionnées ci-dessus. En outre, d'autres matières con-

taminantes peuvent être introduites par la surface supérieure du bain par suite de l'exécution des opérations de soudage et/ ou dedessoudage. Après une durée relativement courte, les

scories (ainsi que les contaminants sont parfois désignés col-

lectivement) doivent être retirées afin que les opérations de soudage ou de dessoudage ne soient pas compromises ou d'autres

moyens doivent être employés pour surmonter cet inconvénient.

Dans une autre catégorie, un effet de source est réalisé

grâce auquel la soudure est élevée à travers un premier che-

min jusqu'à une ouverture constituant une fontaine o elle

vient en contact avec la surface du support de circuits impri-

més qui est à traiter, la soudure étant renvoyée ensuite par un second chemin à la source principale de soudure. Un tel dispositif est décrit dans le brevet des Etats-Unis N 4 162 034. Ces appareils impliquent aussi une Large exposition de la soudure à l'air ambiant, ce qui provoque un fort degré d'oxydation qui réduit finalement la durée utile d'utilisation de la source de soudure. Par conséquent, cette dernière doit être remplacée de manière relativement fréquente afin que ne soit pas compromise la qualité des opérations de soudage et

de dessoudage.

Un autre état de la technique relatif à l'emploi de la soudure en fusion pour des opérations de soudage et de dessoudagecomprend les brevets américains N 2 986 108; 3 990 621; 3 993 235; 4 315 590; 4 412 641, 4 437 605 et

4 523 708.

Un autre dispositif pour soudage et dessoudage est décrit dans le brevet américain N 4 659 002 cédé à la déposante du présent brevet et incorporé à ce dernier par la référence qui en est faite. Le dispositif de ce brevet est caractérisé selon un de ses aspects en ce que la soudure est élevée jusqu'à la face supérieure d'un applicateur creux ayant un sommet ouvert. Le mécanisme employé pour faire monter la soudure est un agencement du type à piston et à cylindre. Bien que cet agencement soit utile dans certaines applications, il a un inconvénient dans d'autres applications comme le soudage ou le dessoudage.Autrement dit, quand il s'agit de soudage ou

dedessoudage, le support de circuits imprimés est placé au-

dessus de l'applicateur et des moyens sont utilisés pour le faire tenir à sa place. Toutefois, comme la soudure est élevée jusqu'au niveau le plus élevé à l'intérieur de l'applicateur et comme il est parfois difficile de contrôler la pression exercée par le piston, on observe parfois une tendance de la soudure à passer à travers les trous et à couler sur la face supérieure du support. En outre, le piston a tendance à se

bloquer dans ce type d'application.

Afin de résoudre le problème évoqué ci-dessus,

selon un aspect de la présente invention il est prévu d'em-

ployer des moyens pneumatiques pour élever la soudure jusqu'au niveau Le plus élevé de L'applicateur. En conséquence, la pression peut être contrôlée très précisément afin d'empêcher

qu'elle traverse les trous du support de circuits imprimés.

D'autres dispositifs connus ont employé des moyens pneumati-

ques en relation avec de La soudure en fusion pour des opéra-

tions de soudage ou de dessoudage comme dans le brevet améri-

cain mentionné plus haut 4 162 034. Toutefois, comme on l'a dit précédemment, ce brevet est consacré à la formation d'une

fontaine qui coule contre la surface du support à traiter.

Les inconvénients de ce procédé au point de vue de la contami-

nation de la soudure ont été expliqués précédemment. Ce pro-

blème de contamination est surmonté grâce à la présente invention par le fait que la surface de la soudure normalement exposée à L'atmosphère est tout à fait petite en comparaison de la surface totale de service de la soudure utilisée. En outre, la soudure est éLevée jusqu'au sommet de l'applicateur seulement quand c'est nécessaire pour une opération de soudage ou de dessoudage ou pour une autre opération spéciale. Elle est immédiatement abaissée après - l'opération et, pour cette raison supplémentaire, la contamination de la soudure est tenue à une valeur minimum. Ce dernier procédé est appeLé un procédé à équilibre dynamique, en ce sens que la soudure est équilibrée dynamiquement au niveau le plus élevé de la buse pendant l'opération de soudage ou de dessoudage-. Ceci est en contradiction avec les dispositifs à bain de soudure statique

ou fontaine à écoulement libre. L'emploi d'une pression dyna-

mique dans un dispositif à équilibre dynamique surmonte non seulement les difficultés associées à l'appareil du brevet américain 4 162 034, mais aussi celles qui sont rencontrées occasionnellement avec l'appareil du brevet américain

4 659 002.

Le but principal de l'invention est donc de parvenir à un appareil à équilibre dynamique et à moyens pneumatiques pour exécuter cet équilibre dynamique. Un autre but de l'invention est d'apporter une source pneumatique puLsatoire au moyen de laquelle l'élévation de la soudure

jusqu'au niveau le plus élevé de l'applicateur peut être con-

trôlée avec précision.

Un but supplémentaire de L'invention est d'appor-

ter une source pneumatique pulsatoire avec laquelle la soudure

peut être renvoyée automatiquement au même niveau dans l'ap-

plicateur chaque fois qu'une opération est exécutée à l'aide

de soudure en fusion.

Un but supplémentaire encore de l'invention est de parvenir à des moyens pneumatiques puLsatoires dans un appareil à équilibre dynamique avec lesquels de petites rides ou vagues sont formées à la face supérieure de la soudure à

l'intérieur de la buse pour faciliter une opération de sou-

dage et de dessoudageen raison de l'agitation produite par

ces vagues ou rides.

Un autre objet supplémentaire encore de l'in-

vention est d'apporteur un applicateur amélioré consistant

en une buse amovible ayant un sommet ouvert.

D'autres buts encore de l'invention peuvent être résumés de la façon suivante: prévoir une pluralité de buses amovibles utilisables dans un appareil de soudage ou de

dessoudage employant de la soudure en fusion afin que des com-

posants ou des connecteurs ayant des tailles et des configu-

rations différentes et montés sur un support de circuits imprimés puissent être facilement traités; parvenir à un

réservoir amélioré de soudure pour utilisation dans un appa-

reil à équilibre dynamique ou du type fontaine susceptible d'être facilement et économiquement fabriqué et entretenu; apporter un appareil pour constituer les moyens pulsatoires en vue d'un processus de soudage ou de dessoudage employant de la soudure en fusion; proposer des circuits

électriques améliorés pour la commande de ces moyens pneuma-

tiques pulsatoires; apporter aussi des sources de chauffage

auxiliaires améliorées utilisables dans l'appareil de l'in-

vention, ces sources étant utiles quand le travail à exécuter est plus grand en dimensions que la capacité de l'appareil de

soudage et de dessoudage.

D'autres buts encore de L'invention et ses

avantages apparaîtront au cours de La description qui suit

donnée uniquement à titre d'exemple, sans intention Limitative, en référence aux dessins annexes dans LesqueLs: - La figure 1 est une vue en coupe d'un appareil

conforme à L'invention utiLisabLe pour le soudage ou Le dessou-

dage simultanés de plusieurs fils conducteurs,

- La figure 2 est une représentation schémati-

que d'une source d'air sous pression utilisable avec l'appa-

reiL de La figure 1, - La figure 3 est un diagramme iLLustrant dans Le temps divers cycles de fonctionnement de L'appareiL de La figure 1 sous La commande de La source d'air sous pression de la figure 2, - la figure 4 est un schéma d'un contrôleur d'air sous pression utilisable avec la source d'air sous pression de la figure 2, - la figure 5 est une vue en coupe d'un exemple d'une source de chauffage auxiliaire utilisée avec l'appareil de la figure 1, - la figure 6 est une vue en coupe d'un exemple d'une autre source de chauffage auxiliaire utilisable avec l'appareil de la figure 1, - la figure 7 est une vue en coupe d'un support de circuit imprimé disposé au-dessus de La buse de l'appareil de l'invention mais ne venant pas en contact avec elle, - la figure 8 est une vue en coupe d'un appareil

portable amélioré de soudage et de dessoudageselon un perfec-

tionnement supplémentaire de l'invention, - la figure 9 est une vue partielle en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 8, - la figure 10 est une vue partielle en coupe d'une variante de l'exemple de réalisation de la figure 8, - les figures 11A à 14A sont des vues en coupe de diverses configurations qui peuvent être retenues pour la réalisation de la buse 214 de la figure 5 ou de la partie supérieure du tube 206 de la figure 7, - les figures 11B et 11C sont des vues de dessus qui correspondent à la vue en coupe de la figure 11A, - les figures 12B à 12D sont des vues de dessus qui correspondent à la vue en coupe de la figure 12A, - les figures 13B et 13C sont des vues en coupe qui correspondent à la vue en coupe de la figure 13A, - Les figures 14B et 14C sont des vues de dessus qui correspondent à la vue en coupe de la figure 14A, - la figure 15A est une vue de dessus d'une buse adaptée à un transistor ou à un composant analogue, - la figure 15B est une vue en coupe qui montre le ménisque formé par la soudure en fusion quand celle-ci est élevée jusqu'au niveau le plus élevé de la buse 214 de la figure 8 ou du tube 206 de la figure 10, - les figures 16 et 17 illustrent des positions relatives différentes de travail d'un support de circuits imprimés ou d'un article analogue par rapport au ménisque de la figure 12, - les figures 18 et 19 montrent des variantes de l'appareil de l'invention quand la soudure en fusion est dirigée dans un tube supplémentaire incliné par rapport à la

verticale jusqu'à un tube capillaire situé à l'extrémité dis-

tale de ce tube pour fournir de la soudure en fusion, ce tube supplémentaire étant rigide sur la figure 18 et étant souple sur la figure 19, - la figure 20 est une vue partielle en coupe

o un tube capillaire est monté sur un tube disposé verticale-

ment, - la figure 21 est une vue en perspective d'un moyen de positionnement simplifié utilisable avec l'appareil

de l'invention.

Sur les figures, les mêmes références numériques servent à désigner des éléments et des composants identiques

ou analogues de l'appareil de l'invention.

Sur la figure 1, on peut voir un appareil pour des opérations de soudage et de dessoudage sur plusieurs fiLs de connexion, conforme à l'invention, comprenant une buse

, un réservoir de soudure 12 et une source d'air sous pres-

sion 15. Ainsi qu'on Le décrira plus Loin de manière plus

détaillée, l'appareil de l'invention est orienté vers le tra-

vail à exécuter, autrement dit la soudure est appliquée à une

pièce 14 à partir d'un réservoir 12 jusqu'à la buse 10 seule-

ment pendant la durée pendant laquelle de la soudure est

nécessaire pour une opération dedessoudage ou de soudage.

Comme le montre bien la figure 1, la pièce travaillée est positionnée sur la buse 10 et elle comprend un support tel qu'un support pour circuits imprimés (PCB) sur lequel sont montés un certain nombre de composants et/ou de connecteurs, ces composants et/ou connecteurs étant typiquement montés à l'aide de fils de connexion ou de brochesqui traversent le

support. Sur la figure 1, le composant 16 a des fils de con-

nexion 18 qui s'étendent à travers des trous (non représentés) prévus dans le support 20, ces fils étant soudés à la surface 22 du support à des plots ou à des connecteurs imprimés sur la surface 22, de manière connue. Bien qu'elle soit conçue pour être utilisée avec des composants ayant des broches ou des fils de connexion qui traversent le support, l'invention peut être utilisée aussi avec des dispositifs montés à la surface (SMD), c'est-à-dire avec des dispositifs qui peuvent être montés à la surface 24 du support comme indiqué en trait interrompu pour le composant 26, ainsi qu'on l'expliquera

davantage plus loin.

La buse 10, que l'on décrira plus en détail ci-

dessous, peut avoir plusieurs configurations différentes, soit rectangulaires, soit circulaires, soit carrées ou toutes

autres configurations spéciales dépendant soit de la configu-

ration du dispositif à retirer ou à installer, soit d'une

opération spéciale à exécuter. Typiquement, la buse a un som-

met ouvert et ses parois sont faites en matière telle que l'acier inoxydable et elles sont très minces afin que soient

minimisées la conductivité thermique et La capacité thermique.

Dans la partie centrale inférieure de la buse est prévue une ouverture 28. Un conduit tubulaire tronconique 30 est fixé au fond de la buse, le volume intérieur creux 32 qui s'étend le

Long de ce conduit a un diamètre qui est de préférence sub-

stantiellement le même ou exactement le même que le diamètre

de l'ouverture 28 ménagée dans le fond de la buse 10. Le con-

duit 30 est réalisé aussi typiquement en acier inoxydable.

Le conduit 30 peut être introduit de manière

détachable dans une tubulure tronconique intermédiaire 34.

Cette tubulure peut aussi être réalisée en une matièreà faible conductibilité thermique et à faible masse thermique comme de l'acier inoxydable. La tubulure 34 peut être introduite de manière démontable dans un organe tubulaire 36 comprenant une

partie d'un couvercle désigné par la référence numérique 39.

Des encoches 38 sont prévues sur les côtés de la tubulure intermédiaire 34 pour faciliter son enlèvement de l'organe tubulaire 36. Des encoches similaires 39 sont prévues pour le conduit 30. Le volume intérieur de l'organe tubulaire 36 est tronconique vers l'intérieur pour pouvoir recevoir la

partie tronconique de la tubulure intermédiaire 34. Par con-

séquent, il peut être formé, en raison des conicités exté-

rieures du conduit 30 et de la tubulure 34 s'ajustant avec

les conicités intérieures du conduit 30 et de l'organe tubu-

laire 36, respectivement, des joints étanches entre ces piè-

ces; de cette façon, le passage 37 qui s'étend à partir du

fond 38 de l'organe tubulaire 36 jusqu'à l'ouverture infé-

rieure 28 de la buse 10 est rendu étanche vis-à-vis du courant de soudure. Dans certaines circonstances la buse 30 peut être dimensionnée pour s'ajuster directement sur l'organe tubulaire

36; toutefois l'usage d'une tubulure intermédiaire 34 est pré-

férable pour réaliser une séparation entre le réservoir chauffé 12 et la pièce travaillée 14, et pour simplifier la conception et la réalisation de la buse 10 ainsi que du conduit 30 qui

lui est associé.

Le réservoir 12 comprend essentiellement deux éléments qui sont un conteneur 40 de soudure en fusion et un couvercle 39 typiquement réalisés en fonte ou en matière ayant des caractéristiques thermiques similaires et capables de ne pas contaminer la soudure. Typiquement, la configuration générale du conteneur 40 est cylindrique mais

elle pourrait être rectangulaire ou avoir une autre configura-

tion quelconque. Des éléments chauffants 42 et 44 peuvent être disposés dans la zone inférieure du conteneur pour chauffer

la soudure à une température de 148 à 316 C environ. Un détec-

teur de température, désigné par la référence générale 43

comprend une sonde 45, un connecteur 47 et un circuit de détec-

tion de température 51. Le détecteur de température peut être utilisé en boucle ouverte pour permettre un réglage manuel de la soudure à une température désirée ou en boucle fermée pour

entretenir automatiquement la température de manière connue.

La partie supérieure du conteneur 40 est munie d'une bride 46. Le couvercle 39 du conteneur comprend une paroi 49 s'étendant vers le bas entre la bride 50 du couvercle et la zone supérieure 48 de L'organe tubulaire 36. La surface intérieure supérieure de la paroi 49 a une face tronconique 52 qui s'ajuste avec une face tronconique 54 prévue sur la surface intérieure du conteneur 40 au voisinage de la bride 46 de ce dernier. En conséquence, le couvercle 41 peut être ajusté sur le conteneur 42 et une étanchéité peut être obtenue

entre les parties tronconiques 52-54 en raison de leur ajuste-

ment forcé. D'autres moyens connus pourraient être employés aussi pour obtenir une fermeture étanche entre le couvercle

et le conteneur.

La force nécessaire à l'ajustement entre les

parties tronconiques 52 et 54 peut être fournie par une plu-

ralité de boulons (par exemple 4) disposés le long de la périphérie du couvercle 39 et s'étendant à travers les brides

46 et 50, l'un de ces boulons étant désigné par la référen-

ce 61. Les boulons 61 peuvent aussi tenir en place une plu-

ralité de supports 63 en U qui soutiennent le réservoir 12 au-dessus d'une base 70, Les faces intérieures de ces supports étant couverts d'une matière thermiquement isolante 65 servant

à les isoler du réservoir chauffé. La matière isolante ther-

miquement (non représentée) peut être bourrée aussi autour du réservoir pour procurer une isolation thermique supplémentaire

de ce dernier.

Le niveau initial de La soudure à l'intérieur du

conteneur 12 est typiquement au niveau indiqué par la réfé-

rence 56. Comme on Le verra plus loin, le couvercle 39 couvre la plupart de la soudure se trouvant dans le conteneur et, en

particulier, celle qui est en dessous de la paroi 49 est iso-

lée presque complètement de l'atmosphère en raison du joint hermétique établi entre les parties tronconiques 52 et 54. En raison de cet isolement, il a été constaté que l'accumulation des scories pendant une longue période de temps est réduite à une valeur minime. En outre, comme les scories, telles que les oxydes et les particules analogues,tendent à s'élever jusqu'à la face supérieure de la soudure en fusion, lorsqu'elles sont présentes elles tendent à se trouver à la surface 56. En se rassemblant à cette surface, elles ne peuvent pas contaminer

les opérations de soudage ou de dessoudage exécutées par l'ap-

pareil 10.

La partie inférieure 48 de la paroi 49 est pourvue sur sa face extérieure d'une rainure 58 dont le rôle est de retenir toute soudure qui déborderait accidentellement ou intentionnellement de la buse 10. Pendant la plupart des opérations de soudage et de dessoudage il est préférable que la soudure soit portée au niveau le plus élevé de la buse 10 et maintenue à ce niveau qui est indiqué par la référence 60 sur la figure 1. Normalement, ce niveau peut être atteint rapidement sans débordement par les côtés 62 de la buse 10 à

l'intérieur de la coupe 64 constituée par la paroi 49 s'éten-

dant vers le haut.Toutefois, il se trouve des circonstances o il peut être désirable d'enlever une quantité minime des scories qui ont pu s'accumuler sur la face supérieure de la soudure quand eLle est à sa position élevée au niveau le plus élevé du conteneur 10. Dans cette situation, il est possible sous Le contrôle de la source d'air sous pression 15 de faire déborder de la soudure entraînant les scories à l'intérieur de la coupe 64 o elle s'accumule dans La rainure circulaire 58 prévue dans Le fond de cette coupe 64. La raison de la

rainure 58 est de permettre L'enLèvement de la tubulure amo-

vible 34 sans permettre à la soudure contaminée contenue dans la rainure 58 de retourner à La soudure conservée dans le

conteneur 40 en empruntant le passage à travers l'organe tubu-

laire tronconique 36. Par conséquent, la pureté de la soudure

contenue peut être tenue à une valeur élevée pendant une lon-

gue période de temps. Autrement dit, même quand une certaine

fraction de la soudure a été enlevée de l'appareil par débor-

dement pour en éliminer des scories, comme décrit ci-dessus, la quantité de soudure restante est tout aussi efficace que la quantité de soudure initiale pour les opérations de soudage et de dessoudage et d'autres opérations. Cette soudure restante peut aussi être élevée rapidement jusqu'au niveau le plus élevé de la buse 10 sous le contrôle de la source 15 comme on

le décrira plus loin.

L'organe tubulaire 36 comprend une partie plane

66 située sur sa surface supérieure intérieurement à la rai-

nure 58, cette partie plane venant en contact avec la tubu-

lure démontable 34. Pendant le remplissage initial du réser-

voir 12 en soudure en fusion, ou quand on regarnit le réser-

voir, la partie plane 66 peut agir comme ligne de remplissage.

Autrement dit, quand la buse 10 et la tubulure 34 ont été reti-

rées, un opérateur peut facilement voir le moment o la sou-

dure a atteint à l'intérieur de l'organe tubulaire 36 le niveau qui correspond à la partie plane 66. De cette façon, le niveau de la soudure à l'intérieur du volume 68 couvert par la paroi

69 peut facilement être établi avec un degré élevé de préci-

sion au niveau indiqué sur la figure 1. Ce niveau permet l'utilisation longue et effectivement exempte de contaminant de l'appareil avant que le remplacement de la soudure en

fusion soit nécessaire.

Comme indiqué plus haut, seule la surface reLa-

tivement petite de la soudure s'étendant à l'intérieur du passage 37 est exposée à l'atmosphère et par conséquent la

contamination de la soudure par des oxydants et des contami-

nants analogues est réduite à un minimum. Ceci est tout à fait

en contradiction avec les bains de soudure typiques dans les-

quels la totalité de la surface supérieure du bain est exposée

à l'atmosphère et à une contamination continuelle de la tota-

lité de la surface et ainsi à La création de difficultés importantesen relation avec la contaminationlors des opérations de soudage et/ou dedessoudage. En outre, avec l'appareil de

la figure 1, tout contaminant qui se forme à la surface supé-

rieure de la soudure s'étendant dans le passage 37 tend, pen-

dant le fonctionnement de l'appareil (quand la soudure est

élevée jusqu'au niveau le plus élevé de la buse 10 pour l'exé-

cution d'un travail) à se déposer sur la paroi latérale du passage 37, de sorte que la soudure non contaminée se présente 0 à la buse pour exécution du travail, et avec la poursuite de l'utilisation de l'appareil (la soudure retournant au niveau 56) les scories contenues dans le passage 37 reviennent vers le bas et autour de l'extrémité inférieure 38 de l'organe tubulaire 36 à l'intérieur de la soudure contenue dans le

volume 68 en dessous de la paroi 49. A cet endroit, les conta-

minants s'élèvent à travers la soudure à l'intérieur du volume 68 jusqu'à la surface supérieure de la soudure à l'intérieur

de ce volume o ils ne sont plus capables d'atteindre la sur-

face de travail au niveau supérieur de la buse 10 et,ainsi, ils sont rendus inopérants en tant que contaminants pendant les opérations de soudage et de dessoudage exécutées avec l'appareil. Comme déjà dit plus haut, la configuration de la buse 10 peut prendre des profils divers en fonction de l'utilisation. Par exemple, la configuration d'une buse peut être conforme à celle d'un composant à retirer ou à installer

ou elle peut avoir une configuration générale qui permet L'ins-

talLation ou l'enlèvement de plusieurs composants en même temps. En outre, la buse peut avoir plus d'une ouverture à son sommet pour s'adapter respectivement à plus d'un composant du support. De plus, des compartiments peuvent être prévus à l'intérieur de la buse pour restreindre l'application de la soudure de chacun des compartiments à une zone particulière

de la pièce travaillée. Dans un usage typique, l'appareil per-

met un enlèvement et un remplacement sûr et rapide des boî-

tiers à une ou à deux rangées de broches, des connecteurs et des boîtiers à brochessurfaciques.De plus, l'appareil peut

être utilisé avec des supports pour circuits imprimés flexi-

bles ou à plusieurs couches à double face ayant des trous tra-

versants garnis. En particulier en ce qui concerne les boîtiers à une ou à deux rangées de broches, la buse peut être profitée pour avoir toutes les configurations connues. Pour les boîtiers

à brochessurfaciques,la configuration de la buse peut typique-

ment avoir une taiLLe maximale de au moins 65 x 6-5 mm et les connecteurs qu'elle peut accepter peuvent avoir des dimensions maximales de au moins 13 mm x 460 mm environ. Une buse de

taille normale peut se présenter typiquement comme un parallé-

lépipède rectangulaire creux avec un sommet ouvert qui peut souder ou dessoudage des boîtiers à double rangée de broches ayant jusqu'à 60 connexions, la buse ayant 76 mm de long dans la direction horizontale sur la figure 1 et 19 mm de large dans la direction perpendiculaire au plan de la figure 1 avec une épaisseur de 18 mm dans la direction verticale de la figure 1. Une autre buse courantepeut avoir une section droite carrée pour des boîtiers à brochessurfaciques,la buse ayant

x 65 mm avec une profondeur de 18 mm. D'autres configura-

tions de buse qui peuvent avoir une grande gamme d'utilisa-

tion sont celles qui ont les sections droites rectangulaires suivantes: (a) 153 mm de long par 19 mm de large et 18 mm de profondeur; (b) 228 mm de long par 19 mm de large et 18 mm de profondeur; (c) 305 mm de long par 19 mm de large et 18 mm de profondeur et (d) 457 mm de Long par 19 mm de large et 18

mm de profondeur. Avec certaines de ces dernières configura-

tions, un mécanisme de chauffage auxiliaire peut être néces- saire en raison de La taille. Ces mécanismes seront décrits plus Loin en

référence aux figures 5 et 6. On se reportera maintenant à La figure 2 qui

montre de façon plus détaiLLée La source 15 d'air sous pres-

sion de la figure 1. En particulier, la source 15 comprend une pompe d'air 72 reliée à l'atmosphère ou à un récipient de gaz

inerte (non représenté) par l'intermédiaire d'un filtre 74.

Cette pompe 72 est raccordée au réservoir de soudure 12 par une vanne à aiguille 76 et par une électrovanne à 3 voies 78. Dans un premier état, l'électrovanne 78 raccorde la pompe 72 au réservoir de soudure 12. Dans cet état, comme on peut le voir sur la figure 1, l'air sous pression provenant de la pompe 72 entre dans l'espace restreint entre le couvercle 39 et la face supérieure 56 de la soudure et exerce une force vers le bas sur cette face 56. En conséquence, la soudure s'élève dans le passage 37 et, comme on le décrira plus en détail plus loin, continue à monter jusqu'à ce qu'elle arrive typiquement au niveau le plus élevé de la buse 10. A ce

moment, la pression de la soudure qui se trouve dans le pas-

sage 37 jusque dans la buse 10 est telle qu'elle correspond à la différence entre la pression exercée sur la face 56 de la soudure et la pression atmosphérique. Dans un second état de l'électrovanne 78, le réservoir 12 est relié à l'atmosphère à travers une vanne de contrôle de débit 80. Dans cet état de l' électrovanne 78, la soudure se trouvant dans la buse 10 a la possibilité de retourner à son niveau visible sur la figure 1. Ceci se produit typiquement après une opération de soudage ou de dessoudage.La raison de l'existence de la vanne de contrôle de débit 80 est de permettre le contrôle de l'échappement de l'air à l'atmosphère pour que la soudure contenue dans la buse 10 retourne au niveau de la figure 1 à

un débit relativement faible. De cette façon, les joints sou-

dés formés dans Les trous traversants et garnis intérieurement du support 20 conservent leur intégrité. Si la soudure avait la possibilité de couler trop rapidement à partir de ces

joints formés dans ces trous, une partie de la soudure pour-

rait être aspirée hors des trous, ce qui pourrait compromettre sévèrement l'intégrité des joints soudés. En outre, si La

soudure pouvait s'écouLer trop rapidement, on pourrait obser-

ver une tendance à la formation de grains solidifies de sou-

dure à La face inférieure du support.

Quand l'électrovanne 78 est à son second état,

la pompe 72 est isolée du réservoir. Cette pompe 72 est typi-

quement du type dans lequel une durée prédéterminée (typique-

ment 0,5 seconde environ) est nécessaire avant qu'elle attei-

gne sa vitesse nominale de pompage. Pendant cette période, l'électrovanne 78 est à son second état et.la pompe est reliée à L'atmosphère par l'intermédiaire d'une éLectrovanne 82 à 2 voies, normalement fermée. Ainsi qu'on le décrira davantage ci-dessous, l'électrovanne 82 peut être pulsée par une succession d'ouvertures et de fermetures pour produire La montée de la soudure dans La buse 10 typiquement jusqu'au niveau le plus éLevé de celle-ci et pour maintenir la soudure à-ce niveau. Une telle éLectrovanne pulsée est décrite dans un article intitulé "Simple Pneumatic Servo Valve is Pulse Width Modulated", Design News, February 17th, 1986, pages 164

à 166. Cet article est à considérer comme incorporé à la pré-

sente demande par la référence qui en est faite. La vanne à

aiguille 76 est préajustée et elle permet une régulation gros-

sière de la montée de la soudure à partir de sa position visi-

ble sur la figure 1 jusqu'à son niveau final à l'intérieur de

La buse 10.

La pompe 72 et les éLectrovannes 78 et 82 sont sous le contrôle d'un contrôleur d'air sous pression 84 qui

sera décrit plus en détail en référence à la figure 4.

Le fonctionnement de la source d'air sous pres-

sion 15 de La figure 2 sera décrit maintenant en relation avec la figure 3 illustrant la succession dans le temps des divers cycles de fonctionnement de l'appareil de la figure 1 qui se succèdent typiquement soit pour une opération de soudage soit pour une opération de dessoudage. En se reportant au premier cycle qui correspond au démarrage de la pompe 72,

on peut voir que les signaux de sortie électriques du contr6-

leur 84 sont tels que la pompe est en service, L'électro-

vanne 82 est en service (ou ouverte), cependant que l'électro-

* vanne 2 est fermée (c'est-à-dire à son second état). Ainsi, jusqu'à ce que la pompe atteigne sa vitesse nominale, de l'air est chassé à travers l'électrovanne 82. Comme indiqué plus

haut, ceci se produit pendant 0,5 seconde environ.

Pendant le cycle suivant de fonctionnement, les signaux de sortie électriques provenant du contrôleur 84 d'air sous pression sont changés, de sorte que l'électrovanne 82 est isolée électriquement (c'est-à-dire est fermée) cependant que l'électrovanne 78 est en service (c'est-à-dire est mise à son premier état). La pompe 72 reste en marche et l'air sous pression est envoyé directement au réservoir 12 à travers la

vanne à aiguille 76 et à travers la vanne 78 pour faire mon-

ter la soudure à travers le passage 37 jusqu'à la buse 10 à une valeur relativement grande de la vitesse. Cette valeur

élevée de la vitesse est désirable dans de nombreuses cir-

constances en ce sens que la soudure tend à perdre de sa chaleur quand elle est élevée à partir du réservoir. Par conséquent, si une montée trop lente a lieu, la température

de la soudure peut tomber à un point o l'opération de sou-

dage et/ou dedessoudage serait compromise. Par conséquent,

selon un aspect de l'invention, la soudure est élevée ini-

tialement à une valeur élevée de la vitesse jusqu'à ce que la soudure atteigne un pourcentage prédéterminé de son niveau final désiré. Ce pourcentage peut varier selon l'application; toutefois, le pourcentage est typiquement au moins de 95 % et de préférence 99 % environ. Comme indiqué sur la figure 2, la durée d'élévation rapide peut être réglée à une valeur quelconque entre 0 et 9,9 secondes. Bien entendu, si une durée plus longue de la montée est désirée, une telle durée entre

aussi dans Le cadre de la présente invention. La durée de L'é-

lévation rapide est typiquement une fonction de la taille de la buse 10. Par conséquent, une durée de montée rapide de 4 à 5 secondes environ est souhaitable avec une buse de 150 à

mm de long, 19 mm de Large et 18 mm de profondeur.

Quand la durée de montée rapide est écoulée, - les signaux de sortie du contrôleur 84 d'air sous pression sont modifiés à nouveau pour que, comme on le voit sur la figure 3, l'électrovanne 82 reçoive un train d'impulsions

dans lequel la durée d'ouverture de l'impulsion est typique-

ment constante à 50 millisecondes, cependant que la durée de

fermeture peut être ajustée entre 0 et 99,9 millisecondes.

Bien entendu ces durées sont données à titre d'exemple et

peuvent être modifiées à L'intérieur du cadre de l'invention.

Les signaux de sortie envoyés à l'électrovanne 78 et à la pompe 72 restent inchangés pendant ce cycle. La durée de ce dernier peut varier de 0 à 99,9 secondes; ces valeursencore une foisj sont préférées mais ne sont pas limitatives. Au début du cycle, l'interrupteur 82 est non conducteur pendant

une durée préfixée à l'intérieur de la gamme 0 à 99,9 milli-

secondes mentionnée ci-dessus. Etant donné que la vanne 82 est fermée et que la vanne 78 est à son premier état, de l'air

sous pression est fourni au réservoir 12 pendant cet inter-

valle de temps préfixé qui peut être de 75 millisecondes par

exemple.

Lorsque la durée de 75 millisecondes est écou-

lée, la vanne 82 reçoit une impulsion d'ouverture de 50 milli-

secondes et ainsi l'air sort de la pompe 72 à l'atmosphère bien qu'une certaine fraction de l'air soit envoyée aussi au réservoir 12 étant donné que la vanne 78 reste à son premier état pendant cette période. Toutefois, la plus grande partie de l'air passe par la vanne 82 et ainsi l'air sous pression

provenant de la pompe 72 est effectivement soustrait au réser-

voir 12 pendant la durée des 50 millisecondes de L'impulsion d'ouverture.

De la manière dite ci-dessus, la vanne 82 norma-

lement fermée est commandée par des impulsions d'ouverture et de fermeture et, de cette façon, elle applique une pression effective à la soudure contenue dans le réservoir, cette pression effective étant une fonction directe du rapport du temps de fermeture sur le temps d'ouverture de l'électrovanne 82. Plus long est le temps de fermeture, plus grande est la pression effective et par conséquent plus haut est le niveau

auquel la soudure est élevée et se maintient dans la buse 10.

Le rapport de la durée de fermeture à la durée d'ouverture de l'électrovanne 82 est une fonction de la taille de la buse comme l'est la durée de montée rapide, comme expliqué plus haut. Ainsi qu'il sera décrit ci-dessous, ce rapport peut être

ajusté pour correspondre à des buses ayant des tailles diffé-

rentes pour que l'opérateur puisse sélectionner immédiatement

le rapport désiré en fonction de la taille de la buse utilisée.

On peut Voir, de ce qui précède, que les impul-

sions envoyées à l'électrovanne 82 ont pour effet une montée plus lente, contrôléede la soudure dans la buse 10 jusqu'à son niveau final désiré. De cette façon, comme déjà dit plus haut, la soudure est mise rapidement, jusqu'à 99 % environ par exemple, à son niveau final désiré pendant le cycle de montée rapide. Bien entendu la soudure ne peut pas être mise à son niveau désiré final par l'application constante de la pression, comme c'est le cas pendant le cycle de montée rapide,parce que la soudure dépasserait le niveau final en raison de son inertie. Ceci est une donnée particulièrement importante quand le niveau final désiré correspond au niveau le plus élevé possible dans la buse 10. Tout dépassement se traduit par un débordement de la soudure en dehors de la buse à l'intérieur de la coupe 64. Ceci est indésirable parce que c'est un gaspillage de soudure. De ce fait, en donnant des pulsations à la pression, on peut porter la soudure à un

niveau, même au niveau le plus élevé de la buse, sans déborde-

ment de cette soudure.

En outre, un autre avantage de la pulsation est

que des rides ou des vagues sont créées à la surface supé-

rieure de la soudure et qu'il en résulte une agitation sou-

haitable des jonctions à souder ou à dessouder, ce qui favo-

rise L'opération de soudage ou de dessoudage. Un avantage sup-

plémentaire de l'application des pulsations de l'air à la soudure, par opposition à une application constante de l'air sous pression, est que l'air est chauffé par la soudure et qu'il se dilate. Cette dilatation change Le niveau de La soudure à

L'intérieur de la buse. Etant donné que le niveau de la sou-

dure dans la buse doit être maintenu aussi précisément que possible, l'application des impulsions de L'air sous pression

parvient à ce but avec plus de précision.

Comme on peut le voir sur la figure 3, la durée

de l'opération de dessoudage ou de soudage peut varier typique-

ment de 0 à 99,9 secondes. Cette durée est de 30 secondes environ dans de nombreuses circonstances. Seuls deux cycles du train d'impulsions OUVERTURE et FERMETURE envoyées à l'électrovanne 82 sont visibles sur la figure 3. Celle-ci est fournie à titre d'illustration. Bien entendu, en pratique un plus grand nombre de ces cycles se produisent pendant le cycle

des opérations dessoudage/soudage.La durée du cycle est déter-

minée principalement par Le genre de travail exécuté et elle est sous le contrôle de L'opérateur comme on le décrira en se

référant à la figure 4.

A la fin du cycle opératoire dessoudage/soudage, le signal de sortie du contrôleur 84 d'air sous pression change à nouveau. Comme on peut le voir sur la figure 3, la pompe 72

est mise hors service comme le sont les électrovannes 80 et 82.

De cette façon la soudure contenue dans l'appareil de la

figure 1 peut retourner à son niveau visible sur cette figure.

Comme dit plus haut, la vitesse de retour est contrôlée par la vanne 82 de contrôle de débit afin de garantir l'intégrité

des connexions soudées.

La figure 4 est un diagramme qui montre à titre

d'exemple le contrôleur 84 d'air sous pression de la figure 2.

Ce contrôleur comprend un interrupteur de marche 86 qui déclenche les divers cycles de fonctionnement illustrés par la figure 3. Le bouton de marche raccorde une source de ten- sion V à un circuit de commande 88. Ce dernier comprend un circuit monostable. Ainsi, en particulier, l'interrupteur de marche 86, quand il est actionné, raccorde la tension à l'entrée MARCHE du circuit monostable pour faire que le signal de sortie MARCHE de ce dernier prenne une valeur élevée. Le

signal de sortie MARCHE est envoyé comme un signal FO NTIONNE-

MENr à une commande 90 de moteur qui, à son tour, commande un moteur de pompe 92 entraînant la pompe 72 de la figure 2. Le signal de sortie MARCHE est envoyé aussi par une ligne 94 à une entrée d'un circuit 96 de commande d'électrovanne, ce

circuit de commande comprenant une porte ET à trois entrées.

Le signal de sortie de la porte ET est envoyé à la base d'un transistor 98 NPN dont l'émetteur est raccordé à la masse et + dont le collecteur est raccordé à la source de tension V par l'intermédiaire du solénoide 82 de la figure 2. Le signal de sortie MARCHE du circuit monostable est envoyé aussi à un

circuit retardateur 100 dont la durée de retardement corres-

pond à la durée du cycle de démarrage de la pompe de la figure 3. Ce délai est approximativement de 0,5 seconde. En général, le retard est suffisant pour permettre à la pompe 72 d'atteindre sa vitesse nominale de pompage. Le signal de sortie du circuit retardateur 100 est envoyé comme signal FONCTIONNEMENT à une horloge 102 et à une horloge 104. Le signal de sortie du circuit retardateur 100 est envoyé aussi à un circuit 106 de commande de solénoide, ce dernier circuit étant un circuit monostable à l'entrée MARCHE duquel est envoyé le signal de sortie provenant du circuit retardateur 100. Le signal de sortie MARCHE du circuit monostable est envoyé à la base d'un transistor 108 dont l'émetteur est raccordé à la masse et dont le collecteur est raccordé à la source de tension V à travers l'électrovanne 78 à trois voies de La figure 2. Une horloge maîtresse 110, qui fonctionne typiquement à 1 MHz environ, est reliée aux horloges 102 et 104 et à une horloge supplémentaire 110. Les horloges 102, 104 et 110 sont disponibles commercialement en provenance de la société américaine Intersit Inc. sous le numéro de pièce ICM 7250. Aux horloges ci-dessus sont raccordés respectivement

des microinterrupteurs de réglage 112 à 116 qui sont disponi-

bles dans le commerce en provenance de Cherry Switch Company sous le numéro de pièce T65-02. A la sortie de l'horloge 104

est raccordé un circuit retardateur dont la durée de retarde-

ment correspond à la longueur fixée des impulsions MARCHE (typiquement 50 millisecondes) envoyées au soLénoide 78 et représentées en 79 sur la figure 3. Ce circuit retardateur peut

comprendre des moyens pour faire varier la durée des impul-

sions MARCHE quand la longueur du retardement doit être régla-

ble sous le contrôle d'un opérateur par des moyens non repré-

sentés. La sortie du circuit retardateur 118 est raccordée à

une entrée de réglage de L'horloge 104.

La sortie de l'horloge 102 est raccordée à l'une

des entrées de la porte ET à trois entrées -comprenant le cir-

cuit de commande 96. La sortie de l'horloge 102 est raccordée aussi par un conducteur 120 à l'entrée FONCTIONNEMENT de

l'horloge 110.

La sortie de l'horloge 104 est raccordée à la troisième entrée de la porte ET à trois entrées comprenant le

circuit de commande 96. La sortie de l'horloge 110 est rac-

cordée à l'entrée RETOUR A L'ORIGINE du circuit monostable comprenant le circuit de commande 106. Un conducteur 124 de remise à l'origine quiest raccordé à l'entrée RETOUR A L'ORIGINE du circuit monostable comprenant le circuit de commande 88 est raccordé à la sortie de l'horloge 110. L'application de la tension de remise à l'origine au circuit de commande 88

remet à l'état initial tous les circuits comprenant le con-

trôleur-84 d'air sous pression. Un interrupteur d'arrêt, indiqué par la référence 126, est branché entre le conducteur 124 et la source de tension et procure une possibilité d'arrêt d'urgence de l'appareil de la figure 1 quand il est manoeuvré. Pendant le fonctionnement, l'interrupteur 86 est fermé pour mettre le circuit de commande 88 à l'état MARCHE et pour envoyer ainsi un signal FONCTIONNEMENT à l'entraînement du moteur. Ce circuit d'entraTnement actionne le moteur 92 pour entraîner la pompe 72. La fermeture de l'interrupteur 86 déclenche le cycle de démarrage de la pompe de la figure 3. Le signal de sortie MARCHE du circuit de commande 88 est envoyé

aussi comme signal de niveau élevé à la porte ET à trois en-

trées comprenant le circuit 96 de commande de solénoîde.Avant le fonctionnement de ce dernier, les horloges 102 et 104 ont leurs sorties respectives à un niveau élevé. Par conséquent, les trois entrées de la porte ET 96 sont à un niveau élevé quand le signal MARCHE venant du circuit de commande 88 est dirigé jusqu'à la porte par le conducteur 94. En conséquence, la base du transistor 98 est élevée jusqu'à la fermeture du

circuit comprenant le solénoide 82. Par conséquent, ce der-

nier est mis en position de marche (ou ouvert) comme indiqué

dans le cycle de démarrage de la pompe de la figure 3. L'élec-

trovanne 78 est fermée (c'est-à-dire à son second état) à ce moment et comme aucune action n'est faite pendant le cycle de démarrage de la pompe pour manoeuvrer cette vanne, elle reste fermée, ce qui permet à la pompe 72 d'atteindre sa vitesse nominale de pompage pendant le cycle de démarrage de la pompe de la

figure 3.

Comme indiqué plus haut, le cycle de démarrage de la pompe est contrôlé dans le temps par le retardateur 100 dont la durée de retardement est de 0,5 seconde environ. A la fin de cette durée, un signal FONCT IO NNEMEN'T est envoyé aux horloges 102 et 104 et le circuit monostable comprenant le circuit 106 de commande de solénoîde est mis à la position MARCHE. Le déclenchement du circuit de commande 106 ferme le circuit par l'intermédiaire de l'éLectrovanne 78 pour mettre celle-ci à l'état d'ouverture et La placer à son premier état dans Lequel eLLe raccorde La pompe 72 au réservoir de soudure

12. Ceci est représenté sur La figure 3 pour Le cycle de mon-

tée rapide.

Comme indiqué précédemment, la vanne 82 est ouverte pendant le cycle de démarrage de la pompe et elle retourne à sa position de fermeture normale au début du cycle de montée rapide. Ceci s'effectue par l'envoi du signal de sortie FONCTIONNEMENT en provenance du circuit retardateur 100 à l'horloge 102. Le signal de sortie normalement élevé de l'horloge 102 est ainsi converti en un signal de sortie de

faible valeur qui désactive la porte ET du circuit de com-

mande 96 et qui fait tourner le signal de sortie de ce dernier à un niveau bas qui bloque à son tour le transistor 98 et, en conséquence, qui isole l'électrovanne 82 pour la faire revenir à son état normalement fermé comme indiqué sur la figure 3. La durée du cycle de montée rapide est déterminée par le réglage

donné par l'opérateur au microinterrupteur de réglage 112.

Dans la réalisation de la figure 4 une durée de montée rapide de 3,2 secondes a été choisie. Il est à noter que bien que les microinterrupteurs de réglage soient représentés comme ayant

trois positions de réglage de précision, deux positions pour-

raient convenir dans de nombreuses circonstances. Bien entendu le nombre des positions de réglage de précision peut être modifié en fonction de l'utilisation. Le signal de sortie du microinterrupteur de réglage 112 est un signal analogique qui

est envoyé à l'horloge 102, la grandeur de ce signal analogi-

que correspondant au réglage du microinterrupteur et déter-

minant le nombre des impulsions provenant de la source 110 qui doivent être comptées avant que le signal de sortie de

l'horloge 102 soit remis à son niveau normalement élevé.

Comme indiqué plus haut, Le signal de sortie de l'horloge 102 est remis de son niveau normalement élevé à un niveau faible

par suite de l'application à l'horLoge du signal FONCTIONNE-

MENT. Ce dernier signal a aussi pour effet de provoquer Le comptage des impulsions de l'horloge jusqu'à ce que le nombre compté de ces dernières corresponde au nombre réglé à l'aide du microinterrupteur de réglage 112. A ce moment, le signal de sortie de l'horloge 102 peut être remis à son niveau élevé pour mettre à nouveau en action la porte ET du circuit 96. En particulier, à ce moment, le cycle de montée rapide est accompli et la soudure a été élevée, sur la figure 1, à un niveau qui est de 99 % environ, par exemple, de son niveau

final désiré au niveau le plus élevé de la buse 10.

Afin de faire monter la soudure jusqu'à son niveau final d'une manière contrôlée, on utilise alors le signal de sortie de l'horloge 104. Celleci est mise en action

en même temps que l'horloge 102 est elle-même mise en action.

Ainsi, son signal de sortie normalement élevé est immédiate-

ment modifié en un signal de sortie faible et un intervalle

de temps correspondant au temps réglé par le microinterrup-

teur de réglage 114 est compté d'une manière similaire à

celle décrite ci-dessus en rapport avec l'horloge 102.Toute-

fois cette durée fixée par le microinterrupteur de réglage

O 114 est beaucoup plus courte que celle réglée par le micro-

interrupteur 112. En particulier, sur la figure 4, une durée de 75 millisecondes est fixée au moyen du microinterrupteur de réglage 114. Cette durée correspond à la durée 81 de mise hors service visible sur le cycle dessoudage/soudage de la figure 3. Ainsi, quand un certain nombre d'impulsions de l'horloge 110 est compté en correspondance avec cette durée de 75 millisecondes, le signal de sortie de l'horloge 115 est

remis à son niveau élevé comme indiqué en 83 sur la figure 3.

La transition positive 83 est appliquée aussi à un circuit retardateur ou ligne 118 dont le retardement est typiquement

fixé à une valeur prédéterminée telle que 50 millisecondes.

Une fois que cette durée a été écoulée, un signal de retour à l'origine est envoyé à l'horloge 104 à partir de la sortie du circuit retardateur 118, de sorte que le signal de sortie de

l'horloge est à nouveau remis à son niveau bas et que la fonc-

tion de comptage décrite ci-dessus est à nouveau répétée pour La production d'un intervalle de temps de mise hors service qui correspond à la valeur de 75 millisecondes réglée au

moyen du microinterrupteur de réglage 114. La production ci-

dessus des intervalles de temps de 75 millisecondes de mise hors service et des intervalles de temps de 50 millisecondes de mise en service est poursuivie aussi longtemps que le

signal FONCTIONNEMENT est envoyé à l'horloge 104.

On remarquera qu'à ce moment le train ci-dessus des impulsions n'est pas envoyé à l'électrovanne 82 pendant le cycle du temps de montée rapide. C'est-à-dire, comme expliqué ci-dessus, que pendant le cycle de la durée de montée rapide le signal de sortie de l'horloge 102 est à une valeur faible et que, ainsi, aucune des impulsions produites par l'horloge 104 n'est transmise par la porte ET du circuit 96. Toutefois, à la fin du cycle de montée rapide, le signal de sortie de l'horloge 102 revient à son niveau élevé, ce qui permet à la porte ET 96 de laisser passer les impulsions produites par l'horloge 104. Deux de ces impulsions qui sont transmises

ainsi par la porte ET sont représentées sur le cycle dessou-

dage/soudage de la figure 3. Comme déjà dit plus haut, chaque

fois qu'une impulsion positive traverse la porte ET, l'élec-

trovanne 82 est-ouverte, ce qui empêche effectivement l'appli-

cation de la pression au réservoir de soudure 12. Ainsi, pendant Les intervalles de 75 millisecondes à un niveau bas

du signal de sortie provenant de l'horloge 104, l'électro-

vanne 82 n'est pas mise en service et elle reste fermée, ce qui permet une circulation directe de l'air à partir de la pompe 72 à travers l'électrovanne 78 jusqu'au réservoir de soudure. La hauteur à laquelle la soudure s'élève dans la buse

est une fonction directe du nombre réglé à l'aide du micro-

interrupteur 114. Plus grand est ce nombre et plus haut la soudure s'élève. En conséquence, la hauteur à laquelle la soudure doit monter dans la buse 10 peut être réglée avec précision par une commande convenable du microinterrupteur de

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réglage 114. Comme décrit ci-dessus, il est typique de faire monter la soudure dans la buse 10 jusqu'à son niveau le plus

élevé, ce qui facilite un bon contact avec le support de cir-

cuit imprimé placé sur la buse ou au-dessus d'elle. Comme expliqué précédemment, il se produit des moments o des sco- ries peuvent s'accumuler à la surface supérieure de la buse

et ces scories peuvent être éliminées par un léger déborde-

ment de la soudure contenant les scories au-dessus du bord de la buse jusque dans la coupe 64. Par exemple, lorsque la position de réglage 75 visible sur la figure 4 correspond à

La montée de la soudure jusqu'au niveau le plus élevé à l'in-

térieur de la buse pour la quantité de soudure à employer dans l'appareil de la figure 1, la soudure contenant des scories peut déborder à partir de la buse par le changement du réglage

du microinterrupteur 114 jusqu'à la position 77, par exemple.

Ce microinterrupteur de réglage peut être laissé à 77 et la soudure s'élèvera à nouveau jusqu'au niveau le plus élevé de

la buse 10, de manière préparatoire à l'opération suivante.

Autrement dit, par débordement d'une certaine quantité de soudure, le volume de la soudure contenue dans l'appareil de la figure 1 est réduit étant donné que la soudure qui déborde ne revient pas dans la soudure de l'appareil. Par conséquent,

une pression légèrement plus importante est nécessaire mainte-

nant pour faire monter la soudure jusqu'au niveau le plus élevé de la buse 10. La nouvelle position de réglage, 77, du microinterrupteur de réglage 114 procure ce résultat. Ainsi, lorsque la position de réglage du microinterrupteur 114 est telle que la soudure atteint le niveau le plus élevé de la

buse 10, la soudure peut être élevée de manière répétée jus-

qu'à ce niveau avec un grand degré de précision.

Comme indiqué sur la figure 3, la durée de

soudage/dessoudage est conservée pendant une période prédéter- minée qui peut varier de 0 à 99,9 secondes, l'importance de

cette période dépendant principalement du travail exécuté.

Dans la réalisation de la figure 4, cette durée est choisie à 35,5 secondes. Un microinterrupteur de réglage 116 applique à l'horloge 110 une valeur analogique qui correspond à cette durée. L'horLoge 110 fonctionne de la même façon que celle

décrite en rapport avec l'horloge 102 pour compter un inter-

valle de temps prédéterminé par comptage des impulsions de L'horloge 110 pendant une durée qui correspond à la grandeur du signal de sortie analogique provenant du microinterrupteur de réglage 116. Comme on peut le voir sur la figure 3, le cycle dessoudige /soudage commence immédiatement après le cycle

de montée rapide. Par conséquent, étant donné que l'horloge -

102 détermine la durée du cycle de montée rapide, le signal de sortie de cette horloge est utilisé pour l'envoi d'un signal FOKCTIONNEMENT par le conducteur 120, de sorte que la transition devenant positive qui se produit à la sortie de l'horloge 102 à la fin du cycle de montée rapide permet à l'horloge 110 de passer de son signal de sortie normalement

élevé à son niveau faible. Ce niveau faible est maintenu pen-

dant la durée fixée par le microinterrupteur de réglage 116 de la manière décrite ci-dessus pour les autres horloges. Le signal de sortie de l'horloge est remis alors à son niveau élevé et il est envoyé comme un signal de remise à l'état d'origine au circuit de commande 106 comprenant la bascule monostable. Ceci termine le cycle dessoudage/soudage et fait

commencer le cycle de descente de la soudure sur la figure 3.

En particulier, La remise à l'état d'origine de la balance monostable 106 remet l'électrovanne 78 à son second état dans lequel elLe relie le réservoir de soudure à l'atmosphère à travers l'électrovanne de débit 80. En même temps, la transition au niveau élevé du signal de sortie de l'horloge 110 est envoyée par le conducteur 124 à l'entrée de

remise à l'état d'origine du circuit de commande 88 compre-

nant la bascule monostable. Quand celle-ci est revenue à son

état d'origine, le signal FONCTIONNEMENT envoyé par le con-

ducteur 94 au circuit 96 comprenant la porte ET est changé de son niveau élevé à son niveau bas, ce qui met hors service (et ainsi ferme) l'électrovànne 82 comme indiqué dans le cycle de descente de la soudure sur la figure 3. En outre, Le signal FONCTIONNEME NT est supprimé à l'entraînement 90 du moteur, ce qui met à l'arrêt la pompe 72, comme indiqué aussi dans le cycle de descente de la soudure sur la figure 3. On vient de décrire un cycle complet de soudage/dessoudage sous la commande du contrôleur 84 d'air sous pression. Bien entendu, comme dit plus haut, des opérations autres que le soudage ou

le dessoudage peuvent également être exécutées.

Dans le cas o il est nécessaire d'arrêter l'opération pour une raison d'urgence ou pour une autre raison, le bouton d'arrêt 126 peut être fermé pour relier la source V

aux bornes de retour à l'état d'origine des circuits de com-

mande 88 et 106 comprenant les bascules monostables et le

cycle de descente de la soudure commence immédiatement.

Certaines variantes de l'appareil décrit ci-

dessus sont possibles comme la commande du fonctionnement du

contrôleur 84 d'air sous pression par un microprocesseur com-

mandé par un logiciel, ce dernier étant sensible aux positions de réglage des microinterrupteurs de réglage 112 à 116 ou à d'autres dispositifs d'entrée de signaux de commande des électrovannes 78 et 82 et de la pompe 72 conformément au diagramme de fonctionnement dans le temps de la figure 3. En outre, pour certaines fonctions, une pompe mécanique comme la pompe 72 n'a pas besoin d'être utilisée et, en fait, une pompe à main peut être raccordée à l'entrée 83 du réservoir 12. De plus, le circuit de la figure 4 a été décrit en référence à un fonctionnement automatique de l'appareil; toutefois le fonctionnement manuel des divers cycles du système peut être facilement exécuté par ceux qui ont une habileté courante

dans ce domaine.

On se référera maintenant à la figure 5 qui est une vue en coupe en section droite d'un moyen de chauffage auxiliaire utilisable avec l'appareil de l'invention. Comme dit plus haut, certains travaux nécessitent des buses de très grande taille, par exemple-de 457millimètres de long par 19 millimètres de large et 17 millimètres de profondeur.Dans un tel cas, la soudure transférée à l'intérieur de La buse peut perdre sa chaleur à un degré tel que l'opération désirée risque d'être compromise. Alors, pour donner de la chaleur

additionnelle à La soudure lorsqu'elle atteint la buse, dif-

férentes variantes sont possibles. Ainsi, sur la figure 1,

des moyens de chauffage auxiliaires désignés 'par la réfé-

rence 85 peuvent être placés dans la buse pour fournir la quantité de chaleur auxiliaire requise là o des moyens (non représentés) peuvent être disposés pour isoler les moyens de chauffage de la soudure. Une autre variante pour disposer un moyen de chauffage auxiliaire est illustrée sur la vue en

coupe de la figure 5. Le moyen de chauffage auxiliaire com-

prend un bloc plein 200 en une matière telle qu'un métal ou un alliage qui emmagasine de la chaleur lorsqu'il a été chauffé jusqu'à une température comparable à la température

de fusion de la soudure. A l'intérieur de ce bloc sont dispo-

sés des moyens de chauffage 202 qui chauffent ce bloc. Une ouverture 204 s'étend à travers ce dernier pour le passage

de la soudure, le diamètre de cette ouverture étant substan-

tiellement le même que celui de l'ouverture 28 dans La buse 10. Un conduit 206 est fixé au fond du bloc 200 et correspond au bouchon 30 de la figure 1. Ainsi, il peut être introduit dans une tubulure intermédiaire 34 comme sur la figure 1 ou à l'intérieur de l'organe tubulaire 36 du couvercle 39. La face supérieure du bloc en matière pleine peut être prévue avec un évidement 208 pour recevoir la buse 10. D'autres évidements plus petits, indiqués par une ligne en trait interrompu 210 peuvent être prévus à l'intérieur de l'évidement plus grand

208 pour recevoir des buses plus petites. En outre, des agra-

- fes démontables désignées par la référence 212 peuvent être prévues pour la fixation étanche de la buse sur le bloc 208 et pour minimiser ou empêcher le passage de la soudure entre le bloc 200 et la face inférieure de la buse 10. Des agrafes 212 sont représentées schématiquement comme étant attachées au côté arrière de la buse 10 pour s'engager avec la face

inférieure du bloc 200; des attaches semblables (non repré-

sentées) pourraient être utilisées sur le c6té avant de la buse. Etant donné que des moyens de fixation de type divers

sont connus, aucune description supplémentaire n'est donnée

en ce qui concerne ces éléments.

On se reportera maintenant à la figure 6 qui se rapporte à un autre exemple de réalisation illustrant l'emploi d'un moyen de chauffage auxiliaire. Ici la buse 10 correspond à celle de la figure 1 et elle comprend intérieurement des moyens de chauffage 85 comme décrit ci-dessus. De plus, un

couvercle 214 se monte sur la buse 10 pour fermer complète-

ment l'ouverture supérieure de celle-ci. Dans ce couvercle 214 est prévue une buse supplémentaire 215 ayant une ouverture 216 qui est plus petite que l'ouverture de la buse 10. Ainsi cette réalisation de la figure 6 apporte un autre moyen pour fournir de la chaleur auxiliaire à la pièce travaillée, si nécessaire. La figure 2 montre schématiquement un dispositif à membrane représenté en trait interrompu et désigné par les références numériques 220. Ce dispositif peut être monté sur la canalisation entre la vanne 78 et le réservoir 12. Il est divisé par une membrane souple 226 en deux chambres étanches à l'air 222 et 224. La chambre 222 communique avec la face supérieure 56 de la soudure contenue dans le réservoir 12.La chambre 222, l'espace confiné situé au-dessus de la surface 56, et le tube reliant ce dernier espace à la chambre 222 sont,

remplis d'un gaz inerte tel que de l'azote.

La chambre 224 communique avec la pompe à air 72 par l'intermédiaire de l'électrovanne 78 et de la vanne à aiguille 76. En raison de la séparation des chambres 222 et 224 l'une de l'autre par la membrane 226, il n'y a aucun mélange de l'air contenu dans la chambre 224 avec le gaz inerte contenu dans la chambre 222. Par conséquent, aucun air ne vient en contact avec la face supérieure 56 de la soudure contenue dans le réservoir 12. En conséquence, le dispositif à membrane 220 peut être employé pour renforcer davantage La

capacité de L'appareil de la figure 1 à procurer un fonc-

tionnement durable substantiellement exempt de contamination. Autrement dit, Le gaz inerte de la chambre 222 ne réagit pas avec La soudure et par conséquent le degré de contamination est encore abaissé à partir du degré déjà faible établi par

l'appareil de la figure 1.

Pendant le fonctionnement, la pompe 72 exerce

une pression d'air sur la membrane 226. En raison de la sou-

plesse de celle-ci, cette pression est transmise par l'inter-

médiaire du gaz inerte à la surface 56 de la soudure dans le réservoir 12, ce qui fait monter La soudure au niveau désiré,

comme expliqué plus haut en référence à la figure 1.

La figure 7 illustre un mode supplémentaire de fonctionnement de l'appareil. Comme dans le cas de la figure 1, le support de circuit imprimé repose sur la face supérieure de

La buse 10. Etant donné que Les parois 62 sont minces et com-

posées d'une matière à faible capacité thermique et à faible conductibilité thermique, une faible quantité de chaleur est conduite à partir des parois jusqu'à la face inférieure du

support 20. Il n'existe donc qu'une faible probabilité d'en-

dommagement du support qui serait causé par les parois 62. Sur la figure 7, le support 20 peut être espacé légèrement des parois afin que la probabilité d'un endommagement quelconque

soit encore minimisée. Le faible espacement du support au-

dessus du bord supérieur de la buse 10 est possible parce que

la soudure peut être effectivement élevée jusqu'à une posi-

tion supérieure à celle du bord supérieur de la buse comme

indiqué en 21. Autrement dit, en raison de la tension super-

ficielle de la soudure, celle-ci peut être élevée jusqu'à la

position visible sur la figure 7 sans déborder de la buse.

Par consequent, l'espacement du support par rapport à la buse peut être facilement réalisé et une opération de soudage/ dessoudage peut encore être exécutée avec efficacité. Les moyens qui servent à tenir Le support 20 à une position donnée

par rapport à la buse 10 sont décrits dans la demande de bre-

vet N de série 763 704 déjà mentionnée plus haut.

Comme dit précédemment, les dispositifs montés

en surface peuvent aussi être traités par l'appareil de l'in-

vention. Autrement dit, te dispositif 256 monté en surface peut être simplement plongé dans la soudure comme indiqué sur la figure 7 soit pour le dessoudage du support 20 d'un composant défectueux, soit pour le soudage d'un nouveau composant.Comme la durée pendant laquelle la soudure est exposée au travaiL effectué peut être contrôlée avec précision conformément à l'invention, le soudage sur le support 20 d'un dispositif

monté en surface peut être réalisé avec efficacité.

L'appareil de la figure I convient particulière-

ment pour l'exécution de travaux d'importances diverses du plus petit au plus grand, comme expliqué précédemment. Dans l'exemple de réalisation de la figure 8, l'appareil est conçu pour les travaux les plus petits, typiquement les travaux qui ont été jusqu'à présent exécutés manuellement à l'aide d'un

fer à souder ou d'un instrument analogue.

L'analyse d'un processus de soudage à la main utilisant un fer à souder (à pointe ou à tête chauffée), un fil de soudure fourré, et l'habileté humaine révèle que

l'accomplissement satisfaisant du processus dépend principale-

ment de l'habileté humaine, c'est-à-dire de la capacité de la personne à contrôler les divers paramètres du processus comme: (a) le flux thermique et ses limites, (b) l'alimentation en

soudure, son débit et ses limites et (c) tous les autres para-

mètres de formation de jonction par soudure.

Le degré de difficulté du processus de soudage à la main est directement en relation avec la configuration et les caractéristiques de la pièce travaillée, y compris les paramètres tels que: les dimensions des bornes, l'importance du volume d'accès aux bornes, le genre de bornes se fixant en surface ou à travers le support, la gamme et les variations des caractéristiques thermiques et des capacités calorifiques des diverses jonctions par soudure à réaliser, les limites de l'accès aux zones o la jonction par soudure est à réaliser et enfin, dernière condition mais non la moindre, la sensibi-

* lité thermique et mécanique des composants travaillés. Par con-

séquent quand le processus de soudage à la main est appliqué

à des ensembles de forte densité, ce processus devient pro-

gressivement plus difficile et plus exigeant.

Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, le processus de soudage à la main tel qu'il est pratiqué actuellement dépend principalement de la capacité humaine, alors que le fer à souder, la soudure fourrée, etc..., bien qu'ils soient des ingrédients essentiels, jouent un rôLe relativement mineur

dans la qualité de la formation de la jonction par soudure.

Ceci pourra être mieux compris par une analogie avec le pro-

cessus de l'écriture. Pendant l'écriture d'une série de mots, la question peut être posée de savoir quelle est l'importance du rôle que joue La plume ou le crayon en comparaison du rôle du scripteur. Evidemment, le rôle dominant est celui de l'être humain (bien au-dessus de 90 %) tandis que la plume ou le crayon fait simplement des marques sous la direction de l'homme. En se basant sur cette considération, on peut

cpnclure que le processus de soudage à la main est très pro-

bablement dépendant de plus de 90 % de la capacité humaine, avec le reste dépendant des dispositifs, c'est-à-dire du fer

à souderde la soudure, etc.. et qu'apporter un perfectionne-

ment remarquable du processus serait plus probablement obtenu par l'amélioration du facteur humain et moins probablement affecté de manière mesurable par l'amélioration desdispositifs, c'est-à-dire des fers à souder à contrôle plus précis, etc. Par conséquent, du fait de l'usage croissant d'assemblages à haute densité et du degré correspondant de difficulté dans le soudage, le but de la réalisation de

l'invention illustrée par la figure 8 est d'apporter un appa-

reil pour l'exécution du processus de soudage d'une jonction individuelle et/ou d'une pluralité de jonctions de façon telle que le processus soit substantiellement moins dépendant de la capacité humaine et substantiellement plus dépendant de dis- positifs contrôlables que ce n'est le cas pour les fers à

souder, etc., comme expliqué plus haut.

Dans l'exemple de la figure 8, le principe du manomètre, en combinaison avec la soudure en fusion, exécute l'équivalent du soudage à la main et/ou à la machine (à la vague) pour la formation de soudures individuelles ou de soudures multiples sur un support d'une variété de pièces en conservant comme facteur dominant celui du dispositif contrôlé cependant que le facteur humain reste relégué à un rôle plus

supportable et plus souple.

De ce qui précède, on peut conclure que le dis-

positif de La figure 8 et ses équivalents peuvent être utili-

sés à la place des fers à souder et, en fait, un but supplé-

mentaire de la présente invention est le remplacement des fers

à souder manuels dans de nombreuses applications par le dispo-

sitif de la figure 8 et ses équivalents.

Sur la figure 8 est illustré un mode préféré de réalisation de l'invention pour l'utilisation de la soudure

en fusion pour des processus tels que la réalisation par sou-

dage de soudures individuelles et/ou d'une pluralité de sou-

dures, étant entendu que tous les modes de réalisation de l'invention peuvent servir aussi à des opérations de dessoudage Comme on peut le voir, la source 15 d'air sous pression employée avec l'appareil de la figure 1 peut servir aussi avec celui de la figure 8. En outre l'appareil de la figure 8 ne nécessite pas, dans certaines applications, le cycle de montée rapide de la figure 3. Autrement dit, la soudure peut être mise

rapidement et avec précision au niveau dit de travail de la sou-

dure à une vitesse désirée quelconque, simplement par l'emploi du cycle de pulsations de la figure 3. De plus, comme déjà précisé à propos des autres réalisatiQns, la source d'air sous

pression ne nécessite pas de comprendre des moyens de pulsa-

tion de l'air, mais l'air peut plutôt être appliqué directe-

ment sans aucune pulsation.

L'appareil comprend un conteneur 200 dont les parois sont en une matière comme l'acier inoxydable et très

minces afin que soient minimisées la conductibilité thermi-

que et la capacité calorifique et que soit favorisée la pos-

sibilité physique de le porter. Etant donné que l'un des emplois primaires envisages de l'appareil de la figure 8 est

son emploi à la surface d'une table o même des soudures indi-

viduelles peuvent être faites, la possibilité de le déplacer est l'une de ses importantes caractéristiques. Le conteneur peut aussi être enfermé dans une enveloppe 202 isolante thermiquement. Des enveloppes supplémentaires d'isolation à

la chaleur peuvent être prévues aussi comme expliqué ci-

dessous en référence à la figure 10. Un tube 206 peut être

raccordé à un couvercle annulaire 208, ce tube 206 et ce cou-

vercle 208 étant aussi réalisés de préférence en une matière telle que l'acier inoxydable mince. Le tube 206 se prolonge à l'intérieur de la soudure et se termine typiquement à 2,5 mm environ au-dessus du fond du conteneur 200 pour laisser un jeu suffisant au mouvement de la soudure entrant et sortant de ce tube 206, étant entendu que ce jeu peut être modifié substantiellement en fonction de l'utilisation. La partie supérieure du tube 206 peut être tronconique comme indiqué en 210 pour recevoir un conduit 212 qui fait partie d'une buse

214 ayant une ouverture 216 qui est de préférence substantiel-

lement de la même dimension que le passage intérieur du con-

duit 212. Comme on peut le voir sur la figure 8, les bords extérieurs inférieurs du conduit 212 sont tronconiques aussi pour permettre un ajustement forcé, démontable, du conduit et du tube 206 à l'effet d'obtenir un joint étanche au liquide

vis-à-vis de la soudure en fusion 218 se trouvant à l'inté-

rieur du conteneur 200 et du tube 206.

Pour chauffer la soudure en fusion à la tempé-

rature désirée nécessitée par le travail, un moyen chauffant 221 peut être prévu dans le fond du conteneur 200, ce moyen s'étendant de préférence à l'intérieur du tube 206 bien qu'iL doive être entendu que d'autres types de moyens chauffants puissent servir aussi. Le raccordement du moyen chauffant à

une source électrique 223 est représenté de manière schéma-

tique. Ainsi qu'on le remarquera, le moyen chauffant est en contact direct avec la soudure de sorte que toute la chaleur sert à élever la température de cette dernière et non pas les

parois du conteneur.

Les dimensions typiques de l'appareil de la

figure 8 sont indiquées ci-dessous bien qu'il doive être enten-

du que les gammes des valeurs mentionnées ne sont pas limita-

tives. Ainsi le diamètre du conteneur 200 peut être de 25 à 76 mm avec une diamètre préféré de 50 mm. La hauteur du conteneur peut être typiquement égaLement de 25 à 76 mm avec une hauteur préférée de 50 mm environ. En ce qui concerne Le tube 106, il peut avoir un diamètre de 6,5 à 38 mm et de préférence de 12,5

à 25 mm environ.

En se reportant à la figure 9, on peut voir une coupe transversale selon la ligne 9-9 de la figure 8,

l'enveloppe isolante 202 étant enlevée. Le rapport de la sur-

face en section droite du conteneur 200, comme représenté sur la figure 9, à la section droite du tube 206 est de préférence dans la gamme de 5:1 à 2:1 environ, bien que cette gamme puisse être aussi large que 10:1 à 1:1, le rapport préféré étant de 3:1 environ. Typiquement, la quantité de soudure à l'intérieur du conteneur 200 est de 225 cN environ et de préférence inférieure à

450cN environ bien que dans certaines circonstances une quan-

tité supérieure puisse être utilisée.

Ainsi qu'on le remarquera de ce qui précède, l'appareil de la figure 8 à sa taille la plus petite et à son poids le plus faible est substantiellement plus transportable que celui de La figure 1 et, ainsi, il conduit de lui-même à - 37o2608351 "37

son emploi sur une table de réparation. Les parois du conte-

neur 40 de la f'igure I sont en fonte ou en matière analogue

tandis que celles de l'appareil de la figure 8 sont de pré-

férence en acier inoxydable mince ou en métal analogue. En outre La quantité de soudure contenue dans l'appareil de la figure 1 est substantiellement plus importante que cettlle de L'appareil de la figure 8. De plus, le rapport de la surface de la section droite du conteneur 40 de la figure 1 à la section droite du passage 37 est typiquement 20:1 alors que ce rapport est substantiellement inférieur dans le cas de la figure 8, comme dit ci-dessus. On comprend donc, du fait de ces différences et des autres différences mises en évidence ci-dessus, que l'appareil de la figure 8 est éminemment approprié à remplacer le fer à souder cLassique alors que

l'appareil de la figure 1 ne l'est pas. Bien entendu, ce der-

nier a son propre usage et ses propres avantages dans des applications industrielles o la production en série et des travaux à grande échelle sont courants. Toutefois, à une échelle plus petite, pour des emplois sporadiques qui sont typiquement ceux de l'usage du fer à souder, l'appareil de la figure 8 est bien adapté. De plus, ce dernier appareil peut servir aussi pour une production en série, spécialement pour les applications o des fers à souder sont utilisés pour une

production en série.

Ainsi, la destination de l'appareil de la figure 8 et de ses équivalents est de remplacer le fer à souder dans

la plupart ou dans tous ses usages actuels. Avec le rempla-

cement sont obtenues les améliorations expliquées ci-dessus lorsque le processus de soudage peut être exécuté pour la réalisation d'une soudure individuelle et/ou d'une pluralité

de soudures d'une manière telle que le processus est substan-

tiellement moins dépendant de la capacité humaine et sub-

stantiellement plus dépendant d'un appareil contrôlable. En particulierl'appareil de la figure 8 est substantiellement

plus contrôlable qu'un fer à souder. Autrement dit, la cha-

leur fournie à la jonction, ou aux jonctions, à souder est apportée par le même milieu, c'est-à-dire la soudure en fusion

qui est employée pour constituer le joint soudé. En consé-

quence La température du milieu peut être contrôlée substan-

tiellement avec plus de précision que la pointe d'un fer à souder et que la soudure en fil fourré qui doit être utilisée simultanément. De plus, le fil de soudure fourré est éliminé,

ceci résultant naturellement du fait que La soudure de l'ap-

pareil de la figure 8 accomplit à la fois la fonction de transférer La chaleur à la jonction à réaliser et de fournir

la matière pour la constitution de la jonction.

Sur la figure 10 est illustrée partieLLement une réalisation supplémentaire de L'invention dans laquelle le tube 206 s'étend au-dessus du couvercle 208. Bien que,dans cette réalisation, le bord supérieur intérieur du tube 206 puisse être tronconique pour recevoir une buse, il peut aussi ne pas être tronconique comme le montre la figure 10. Dans cet exemple, la configuration 220 de l'extrémité supérieure du tube 206 est typiquement circulaire et elle peut être adaptée au soudage et au dessoudage de jonctions individuelles. En outre, Le tube peut être raccordé à un tube capiLLaire, comme

iL sera expliqué ci-dessous en référence à la figure 20. Tou-

tefois, bien qu'elle ne soit pas représentée, la configuration de L'extrémité supérieure du tube 206 peut être spéciale et adaptée à une configuration particulière telle que celle d'un boîtier à deux rangées de broches, etc.. Typiquement, la hauteur du tube 206 au-dessus du couvercle 208 est de 3 à 4,8 mm environ, de sorte que la soudure reste chaude, autrement dit plus le tube 206 s'étend au-dessus du conteneur 200, plus la chaleur est perdue à travers les parois du tube. A cet égard, une enveloppe isolante 225 peut être prévue autour de la partie qui s'étend au-dessus du couvercle 208. En outre,

une enveloppe isolante 227 peut être disposée sur le couver-

cle 208, une telle enveloppe isolante pouvant aussi, bien

entendu, être employée avec les autres exemples de réalisa-

tion de l'invention.

On se reportera maintenant aux figures 11A-11C, 12A-12D, 13A-13C et 14A14C, qui sont des vues en coupe et des vues de dessus de diverses configurations possibles de La buse 214 de l'appareil de La figure 8 ou de L'extrémité supé- rieure 220 de l'exemple de réalisation de la figure 10, sans

aucune intention de Limitation à ces configurations particu-

lières. Les figures 11A-12A,13A et 14A sont des vues en coupe,données à titre d'exemple, d'une section droite de la buse 214 de la figure 8. Les figures 11B, 11C sont des vues

en plan possibles qui peuvent correspondre à la vue en sec-

tion droite de la figure 11A. Les figures 12B, 12C, et 12D sont des vues en plan possibles qui peuvent correspondre à la section droite de la figure 12A. Les figures 13B et 13C sont des vues en plan possibles qui peuvent correspondre à la vue en coupe de la figure 13A, cependant que les figures 14B et 14C sont des vues en plan possibles qui correspondent à la vue en coupe de la figure 14A. De ce qui précède, on

peut voir qu'une grande variété de configurations sont pos-

sibles pour la buse 214 ou pour l'extrémité supérieure 220 du tube 206, pour diverses applications spéciales. Une autre application de ce genre est représenté par la figure 15A o la vue de dessus des ouvertures 217 montre une configuration

particulière qui convient pour un transistor.

Pendant le fonctionnement, une pression contrô-

lée d'air ou de gaz est fournie à partir de la source 15 pour que la soudure en fusion s'élève et se maintienne au niveau de travail de référence 226 de la figure 8 et, en particulier, au niveau du fin ménisque de la figure 15B. La pression de gaz ou d'air peut aussi être modulée cycliquement par une pression pulsatoire fournie par la source 15 tout en maintenant le niveau du ménisque, ce qui crée une action analogue à un frottement qui favorise des ruptures de film et de tension superficielles sur les surfaces à souder et amé-

liore ainsi le chauffage par la soudure en favorisant l'action

de mouillage.

La figure 16 est une section droite d'une pièce travaillée 228 à trous traversants revêtus et d'un fil de connexion 230 de composants qui créent avec la chaleur de la soudure en fusion des forces de tension superficielle et des forces de capillarité qui font que la soudure coule vers le haut, à l'opposé de la gravité, et remplit le trou 232 tout en couvrant les surfaces métalliques 234 du revêtement, en maintenant une température convenable de la soudure en fusion et des surfaces métalliques de la jonction, si bien que la formation convenable d'une jonction soudée se produit pour relier le conducteur 30 à la pièce travaillée. A mesure que

le ménisque est perturbé par le courant dû à la tension super-

ficielle capillaire dans la jonction, de la soudure supplé-

mentaire se déplace vers le haut pour créer un nouveau ménisque équilibré en pression; de cette façon un courant de soudure

très précis et mesuré se produit.

Sur la figure 16, le support ou la pièce tra-

vaillée 228 est disposée pour que le ménisque en état d'équilibre se trouve sous la face inférieure de la pièce travaillée.Une autre position de montage est illustrée sur la figure 17 o un ménisque non équilibré est établi, c'est-à-dire un ménisque dont la hauteur naturelle est supérieure au niveau de la face inférieure de la pièce travaillée, mais se trouve encore à

l'intérieur de la dimension de cette dernière en sens verti-

cal, ce qui crée une force additionnelle aidant à surmonter la gravité tout en s'ajoutant à la tension superficielle de

la soudure dans la jonction à réaliser et aux forces capil-

laires, sans obliger la soudure à créer un débordement indé-

sirable sur la face supérieure 236 (du côté des composants) de la pièce travaillée. S'il est nécessaire de disposer de forces supérieures, la hauteur naturelle du ménisque peut même être située au-dessus de la face supérieure 236. En outre, dans le mode de montage de la figure 17, Le support 228 peut être placé sur le sommet de la buse 214 comme on le voit sur La figure 17, o il est supposé que l'épaisseur du support

est supérieure à ceLLe de la hauteur naturelle du ménisque.

En général, de La soudure en fusion peut, par

l'intermédiaire de La buse, être fournie à La pièce travail-

lée selon des configurations différentes comme expliqué ci-

dessus en référence aux figures 11 à 14. En outre, des ménis- ques statiques peuvent être réalisés à La face inférieure de la pièce travaillée (figure 16) ou même en dessous de la face inférieure de La pièce travaillée, ou des ménisques dynamiques peuvent être réalisés audessus de la surface inférieure de la pièce travaiLlée (figure 17). Des ménisques supplémentaires peuvent être établis à l'effet de souder les

composants se montant en surface aussi bien que pour la sou-

dure de composants traversant le support comme sur Les figu-

res 16 et 17. Pour la fixation d'un composant se montant en surface, le composant Lui-même est introduit dans la soudure

pendant une brève période de temps.

Dans les exemples de réalisation des figures 8 à

17, le tube 206 ou la buse 214 est orientée en sens vertical.

Dans d'autres réalisations de l'invention, comme celles des figures 18 et 19, cette orientation en sens vertical n'est

pas utilisée. Ainsi, dans ces derniers exemptes de réaLisa-

tion, la capacité de créer des différences de forces de faible valeur par l'intermédiaire de pressions d'air ou de gaz avec des effets manométriques est employée en relation avec des ajutages à force capillaire de petit diamètre de manière à disposer d'un appareil de fourniture de soudure en fusion et de soudage utilisant l'aide de la gravité. Ainsi, sur la figure 18, le tube 238 est incliné et raccordé en 240 au tube 206 et terminé par un tube capillaire 242 ayant une ouverture d'un diamètre typique de 0,5 mm de diamètre pour produire l'action capillaire désirée. Sur la figure 19, un tuyau métallique souple 244 est raccordé au tube 206 et équipé d'un tube capillaire 246 à son extrémité pour la fourniture de la soudure en fusion. Un manchon isolant 248

est prévu à l'extrémité distale du tuyau 244 pour en faci-

Liter la manipulation. En raison de la taille capillaire des tubes 242 et 246, la soudure en fusion a tendance à rester à l'intérieur du tube 248 ou du tuyau 244 alors qu'autrement elle sortirait, par suite de la pression différentielle, si l'ouverture était substantiellement plus grande. Toutefois,

lorsque la pression différentielle est élevée jusqu'à dépas-

ser un seuil qui dépend de la taille de l'orifice du tube capillaire, une petite quantité de soudure peut être fournie à partir de cet orifice pour la soudure d'un joint ou d'une

jonction.

Sur la figure 20, un tube capillaire 250 peut

être utilisé aussi avec les réalisations à orientation ver-

ticale des figures 8 et 10, comme indiqué sur la vue par-

tielle en coupe longitudinale de la figure 20 pour procurer

les effets des réalisations des figures 18 et 19.

En général, l'invention combine et renforce les capacités naturelles humaines à l'aide d'appareils pour créer des processus souples de haute qualité. En ce qui concerne les facteurs de contrôle des appareils, l'énergie thermique

est emmagasinée et transmise par l'intermédiaire de la sou-

dure en fusion à température contrôlée, ce qui procure un mécanisme à capacité et à transfert thermiques uniformes indépendamment des configurations ou des masses thermiques des joints soudés sur les pièces travaillées et qui fournit automatiquement la quantité optimale de soudure requise pour

chacun et pour tous les joints soudés de la pièce travaillée.

L'action de soudage se produit à l'intérieur de la gamme optimale de température et pendant le cycle idéal temps/ température.

En ce qui concerne les facteurs humains de com-

mande, l'opérateur dispose la pièce à travailler sur la zone désirée d'action de soudage selon les informations fournies par les moyens indicateurs décrits dans la demande de brevet

américain déjà mentionnée N 763 704 (devenue le brevet amé-

ricain N 4 659 002 du 21 avril 1987). D'autres moyens indi-

cateurs peuvent être constitués par un simple point lumineux 251, comme illustré sur La figure 21 o un support 252 de circuits imprimés peut être placé au-dessus de La buse 250 (parexemple par des moyens appropriés tels qu'un unique trou pourrait être soudé). Ensuite l'opérateur commande le cycle de processus de soudage et observe l'action de formation du joint soudé sur le côté des composants du trou traversant revêtu 232 en observant par ce trou La fusion convenable et le remplissage, puis il arrête le cycle quand une fusion et un remplissage satisfaisants ont été obtenus. Ainsi, l'être humain apporte le contrôle souple ultime pour L'adaptation aux plus

grandes variations des pièces travaillées.

Le mouvement pour dégager la pièce travaillée d'une obstruction peut être accompli par déplacement de cette dernière. De cette façon l'opérateur peut avoir à exécuter le travail dans des plans horizontaux et verticaux3ou l'appareil de la figure 8 ( par exemple) peut être déplacé dans le plan

vertical comme une partie du cyle d'une machine, ce qui sim-

plifie le rôle de l'homme.

La surface de la soudure en fusion dans le tube 206 doit être conservée raisonnablement grande et proche de

l'extrémité de travail de la buse pour maintenir une tempéra-

ture uniforme de la soudure en fusion sous charge, afin de favoriser la réalisation convenable d'un joint soudé. En

outre, un cycle rapide, à course courte, est préférable cha-

que fois qu'un mouvement rapide et qu'un cycle raccourci de

soudage sont nécessaires pour l'exécution d'une jonction.

A cet égard, le mouvement vertical de l'appareil de la figure peut être incorporé à cette séquence quand c'est nécessaire.

En résumé, les diverses caractéristiques nou-

velles des réalisations des figures 8 à 21 comprennent: a) les buses 214 pour la soudure sont de taille plus petite et peuvent être des buses avec une ou plusieurs ouvertures minces, allongées, pour enlever ou pour souder

des bottiers à deux rangées de bornes ou des composants ana-

logues; des buses avec plusieurs petits trous pour le traite-

-44 ment de composants spécifiques comme des transistors; ou,

à la Limite, une buse à trou unique pour le soudage de conduc-

teurs individuels sur un support de circuits imprimés.

b) Le contr8le de la hauteur de la colonne de soudure, le cycle temporel et la température de la soudure pour la création d'un processus répétable indépendant d'un opérateur, ce qui assure de manière constante et répétitive

des jonctions soudées uniformes.

c) La suppression pour l'opérateur de porter un jugement sur le processus de soudage et qui n'aplus qu'à placer simplement un trou pour la soudure au-dessus de l'ouverture de la buse à l'aide d'un dispositif de positionnement, avec

un indicateur sur la face supérieure, par exemple, d'un sup-

port de circuits imprimés.

d) L'existence d'un conteneur 200 d'une petite quantité de soudure qui peut être soulevé pour mettre la buse en contact avec la face inférieure d'un support de circuits imprimés. La soudure coule alors automatiquement vers le haut pour lier les pièces à réunir avec l'emploi éventuel d'un

cycle de soudage répétable et prédétermine.

e) Le cycle vibratoire de la soudure par l'inter-

médiaire de pulsations imposées à celle-ci pour favoriser le

mouillage et l'agitation superficielle.

Comme expliqué plus haut, le soudage classique

a de nombreuses limitations. L'appareil de la présente inven-

tion, y compris le mode de réalisation avec la pulsation de l'air sous pression, permet d'arriver de manière automatique

à des jonctions par soudure parfaites et répétables. La sou-

dure en fusion peut être éLevee jusqu'à la surface du support

de circuits imprimés par une montée mécanique de la buse jus-

qu'au contact du support, ou vice-versa. Le ménisque peut couler jusqu'à l'intérieur d'un trou par effet capillaire et par effet de tension superficielle et il peut être observé par l'utilisateur du côté de la face opposée du support de circuits imprimés. L'action peut être renforcée par l'emploi d'une pression plus grande pour La montée du ménisque jusqu'à La face supérieure du support. La soudure peut être tenue prête par réglage de la fréquence des impulsions depuis celle

qui la tient juste en dessous de La surface de La buse jus-

qu'à ceLLe qui crée le ménisque. Un avantage important est La commande répétable du processus de soudage avec un appareil qui a une température connue coupLée à un milieu de transfert thermique rapide (la soudure en fusion) qui peut être appliqué

à une jonction ou à plusieurs jonctions pendant une durée con-

nue et répétable.

R E V E N D I C AT I 0Q NS

1. Appareil pour L'exécution d'une opération sur une pièce à L'aide de soudure en fusion, caractérisé en ce qu'il comprend: un conteneur (40,200) substantiellement fermé pour contenir de La soudure en fusion, un espace confiné se trouvant à L'intérieur de ce conteneur (40,200) au-dessus de la soudure en fusion; un tube (34, 206) pour conduire la soudure en fusion de l'intérieur du conteneur (40,200) jusqu'à la pièce à travailler, le rapport de la section droite de ce conteneur (40,200) à la section droite dudit tube (34,206) n'étant pas supérieur à 10:1 environ; et une source (15) raccordée audit espace confiné pour l'introduction d'un gaz sous pression dans ce dernier afin de faire monter la soudure dans ledit tube (34, 206) jusqu'à un niveau prédéterminé proche de ladite pièce à

travailler et pour maintenir la soudure à ce niveau prédéter-

miné afin d'effectuer ainsi ladite opération à l'aide de la

soudure en fusion.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le rapport n'est pas inférieur à 1:1 environ.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport est dans la gamme allant de 5:1 à 2:1

environ.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé

en ce que ledit rapport est de 3:1 environ.

5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur (206) est cylindrique et son diamètre

se trouve dans la gamme de 25 à 75 mm environ.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé

en ce que Ledit diamètre est de 50 mm environ.

7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube (206) est cylindrique et son diamètre est

de 6 à 38 mm environ.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé

en ce que le diamètre du tube (206) est de 12 à 25 mm environ.

9. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la hauteur du conteneur (200) est comprise entre 25 à 75 mm environ. 10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poids de La soudure en fusion est inférieur à

225cN environ.

11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé

en ce que Les parois du conteneur (206) sont en acier inoxyda-

ble. 12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen chauffant (221) pour la soudure en fusion, ce moyen chauffant étant en contact direct avec

cette dernière.

13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube (34, 206) s'étend au-dessus du sommet du

conteneur (40, 200).

14. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source (15) d'air sous pression comprend des moyens pour mettre continuellement en action et au repos ledit air sous pression, la période d'action étant supérieure à la période de repos, afin de faire monter de cette façon

la soudure en fusion jusqu'au niveau prédéterminé.

15. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une buse (10, 214), le tube (34, 206) étant adapté pour recevoir cette buse et diriger la soudure en fusion du conteneur (40, 200) jusqu'à ladite buse (10, 214). 16. Appareil selon La revendication 5, caractérisé en ce que le niveau prédéterminé est approximativement le

niveau plus élevé de la buse (10, 214).

17. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le niveau prédéterminé est approximativement le

niveau le plus élevé du tube (206).

18. Appareil selon l'une quelconque des revendi-

cations 16, 17, caractérisé en ce que la pièce travaillée est un support de circuits imprimés à trou traversant revêtu

et la soudure en fusion forme un ménisque qui s'étend au-

dessus dudit niveau prédéterminé.

19. Appareil selon la revendication 18, caracté-

risé en ce que le support (228) du circuit imprimé est dis-

posé de telle sorte que la hauteur prise par le ménisque est telle que celui-ci est en contact substantiel avec seulement la face inférieure dudit support (228) si bien que la soudure en fusion entre au moins dans un trou (232) traversant revêtu

de ce support au moins sous l'action de la capillarité.

20. Appareil selon la revendication 18, caracté-

risé en ce que le support (228) est disposé de telle sorte

que la hauteur à laquelle parvient le ménisque se trouve au-

dessus de la face supérieure de ce support (228) si bien que la soudure en fusion s'élève au-dessus d'au moins un trou

(232) 'traversant revêtu dudit support.

21. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit support de circuits imprimés (228) est disposé de telle sorte que la hauteur prise par le ménisque se trouve entre les faces inférieure et supérieure du support de circuits imprimés si bien que la soudure entre dans au moins un trou (232) revêtu traversant ce support au moins sous

l'action capillaire et sous la pression du gaz sous pression.

22. Appareil selon la revendication 18, caracté-

risé en ce qu'il comprend des moyens (251) pour indiquer le positionnement du support de circuits imprimés par rapport

au tube.

23. Appareil selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'il comprend un tube supplémentaire (238,244) raccor-

dé au tube (34, 206) s'étendant à partir du conteneur, ce tube supplémentaire ayant une inclinaison par rapport à ce dernier tube et un tube capillaire (242, 246) étant disposé à l'extrémité distale de ce tube supplémentaire pour fournir de la soudure en fusion en réponse à l'application d'un gaz

sous pression à la surface de la soudure en fusion.

24. Appareil selon la revendication 23, caracté-

risé en ce que le tube supplémentaire (238) n'est pas souple.

25. Appareil selon la revendication 23, caracté-

* risé en ce que le tube supplémentaire (244) est souple.

26. Appareil selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'iL comprend un tube capillaire disposé à l'ex-

trémité distale dudit tube (206).

27. Appareil selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la pièce travaillée comprend un support de cir-

cuits imprimés et au moins un composant à fixer à ce support ou à retirer de ce support, la configuration de la buse (214)

ou de l'extrémité supérieure du tube (206) se conformant sub-

stantiellement à celle dudit composant.

28. Appareil selon la revendication 27, caracté-

risé en ce que le composant est un boîtier de circuits inté-

grés ayant une pluralité de bornes disposées Le long d'au

moins deux côtés de ce dernier, ladite buse (214) ou l'ex-

trémité supérieure dudit tube ayant une pluralité d'ouvertu-

res dont la configuration se conforme à celle desdites bornes.

29. Appareil selon la revendication 27, caracté-

risé en ce que le composant est un transistor ou un composant équivalent ayant une pluralité de bornes et la buse (214) ou l'extrémité supérieure du tube a une pluralité d'ouvertures (217) dont la configuration se conforme à cettlle desdites

bornes.

30. Appareil selon la revendication 27, caracté-

risé en ce que la buse (206) ou l'extrémité supérieure du

tube a une ouverture unique (250) apte à traiter individuelle-

ment une ou plusieurs broches dudit composant.

31. Appareil selon une quelconque des revendica-

tions 16 ou 17, caractérisé en ce que la pièce travaillée est un support (20) de circuits imprimés avec un dispositif se montant en surface disposé sur ce support, et ce dispositif

(26) étant plongé dans la soudure en fusion.

32. Appareil seLon la revendication 14, caracté-

risé en ce que la soudure en fusion subit un effet d'agita-

tion par rapport à la pièce travaillée sous l'effet de la

mise en action et de la mise au repos de l'air sous pression.