FR2820717A1 - Procede et installation pour preserver des inconvenients de l'humidite, des composants electroniques destines a etre fixes a une carte - Google Patents

Abstract

Pour éviter leur fissuration ou leur éclatement lors de leur fixation par brasage, les composants, initialement conditionnés individuellement dans un emballage collectif (21) stocké dans un sac étanche, sont disposés après ouverture du sac, pendant au moins une période de préservation, de préférence sans être sortis de leur emballage (21), dans une enceinte (1) où le taux d'humidité relative et la température sont maintenus dans des gammes prédéterminées, pendant une durée comprise dans une gamme prédéterminée, pour que la reprise globale d'humidité par le composant jusqu'au moment où on le fixe à la carte reste dans une gamme prédéterminée. L'enceinte peut être une armoire de stockage ou un coffret d'un magasin d'alimentation d'une machine de placement des composants sur la carte.Utilisation : conservation des composants électroniques.

Description

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La présente invention concerne un procédé et des installations pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques destinés à être fixés à une carte, par exemple une carte à circuits intégrés.

Elle concerne plus particulièrement un procédé et des installations permettant notamment de préserver les composants électroniques d'une reprise d'humidité pour éviter ainsi le phénomène d'éclatement connu dans la technique sous le nom de pop-corning subi par certains composants lors de leur solidarisation à une carte électronique, en particulier lorsqu'ils sont brasés par refusion.

En effet, les composants électroniques et plus particulièrement les circuits intégrés tels les microcircuits de silicium, sont généralement protégés par un enrobage en matériau polymère jouant le rôle de boîtier destiné à permettre leur manipulation, notamment leur solidarisation à une carte.

Les matériaux polymères utilisés présentent l'inconvénient de ne pas être imperméables à l'humidité ambiante qui peut donc les traverser et venir s'accumuler à l'intérieur de l'enrobage, souvent en des endroits bien particuliers comme entre le microcircuit de silicium et/ou son peigne d'interconnexion ou le microcircuit qui le remplace dans les composants à connexion en réseau connus dans la technique sous le nom de BGA, et l'enrobage.

Pour un polymère donné, la quantité d'humidité accumulée dépend de la température et/ou de l'humidité ambiante ainsi que de l'épaisseur de polymère à traverser.

Par suite de la miniaturisation des composants, et du fait que les épaisseurs d'enrobage sont de plus en plus faibles, les risques d'accumulation d'humidité sont de plus en plus importants.

Or, les composants sont aujourd'hui le plus couramment montés en surface sur les cartes électroniques par brasage (procédé connu dans la technique sous le nom de SMT, pour Surface Mount Technology), au moyen d'une technique de refusion consistant à soumettre la carte sur laquelle on a placé les composants électroniques à braser ainsi que la brasure (sous

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forme d'une pâte à braser) à un cycle thermique bien défini dans un four de refusion.

La température maximale du cycle thermique doit être supérieure de une ou plusieurs dizaines de degrés à la température de fusion de la brasure utilisée (183OC pour l'eutectique étain-plomb).

Le temps de maintien à cette température doit être suffisant pour que toutes les parties à braser atteignent la température de fusion et y demeurent suffisamment longtemps pour que la réaction de mouillage et de formation des composés intermétalliques puissent se produire correctement.

Au cours du brasage, l'humidité absorbée à l'interface entre le microcircuit de silicium et/ou le peigne d'interconnexion et l'enrobage en polymère du composant se vaporise brusquement à une température déterminée. La vapeur d'eau produite provoque une surpression interne qui, si elle est importante, peut provoquer une délamination interne des différentes couches qui composent le circuit ou une fissuration susceptible d'amener à l'éclatement appelé pop-corning .

Une destruction complète du composant peut être constatée visuellement lors du contrôle après brasage, mais dans les cas ou seules des fissures internes ou débouchant entre le composant et la carte existent, la détérioration est indécelable par les moyens usuels de contrôle, tandis que la fiabilité de la carte électronique est gravement compromise.

Pour minimiser ces risques, les composants sont le plus souvent livrés aux assembleurs dans des sacs étanches en matière plastique métallisée contenant un dessicatif (par exemple du gel de silice).

Dans ces sacs, généralement, les composants sont conditionnés dans des alvéoles formées sur un ruban en matière plastique enroulé en bobine, et sont maintenus en place par une bande thermosoudée ou encore par une ou plusieurs bandes adhésives qui sont désolidarisées du ruban juste avant la mise en place du composant sur la carte ; une telle bobine, généralement d'une quinzaine à une quarantaine de centimètres de diamètre, peut ainsi conditionner plusieurs milliers de composants, voire plusieurs dizaines de milliers pour les composants de très petite taille. Dans

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le cas de composants de grande taille et/ou à très grande intégration etlou très complexes ou coûteux et/ou non encore fabriqués à grande échelle, généralement utilisés en moins grand nombre, les machines de mise en place sont alimentées généralement à partir de plateaux rectangulaires en matière plastique alvéolés dont chaque alvéole contient un seul composant.

D'autres composants peuvent aussi, de façon plus traditionnelle, être conditionnés en réglettes de longueurs diverses. On ouvre les sacs juste avant de placer les plateaux, les bobines ou les réglettes sur une machine automatique de mise en place adaptée pour atteindre des cadences de production élevées, avec des composants de dimensions extrêmement faible, notamment en ce qui concerne les circuits intégrés (connus dans la technique sous le nom de chips), et un pas de placement qui est lui aussi extrêmement faible.

On regroupe généralement les bobines, les plateaux ou les réglettes sur un poste de chargement agencé de façon à faciliter les opérations de changement de bobine, de plateau ou de réglette.

Dans le cas des bobines, à partir du poste de chargement, on présente les conditionnements à un dispositif automatique d'alimentation au moyen duquel on désolidarise la bande thermosoudée du ruban en matière plastique et on présente séquentiellement les composants à un organe de préhension tel que par exemple une pipette d'aspiration généralement solidaire d'un bras robotisé. Au moyen de ce bras, on effectue, à cadence élevée, la mise en place des composants sur la carte.

Dans le cas des autres conditionnements évoqués plus haut, on vient directement prélever, au moyen de l'organe de préhension, le composant dans l'alvéole du plateau ou en bout de la réglette.

Lorsque le nombre désiré de composants a été prélevé, on retire la bobine, le plateau ou la réglette du poste de chargement, et si ceux-ci portent encore des composants, on les stocke dans un espace, par exemple dans une armoire, aménagé à cette fin, en vue de les ré-utiliser ultérieurement, et éventuellement de les stocker à nouveau, et ainsi de suite jusqu'à ce que la bobine, le plateau ou la réglette soient vides.

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Tandis que les composants utilisés en premier n'ont pas eu le temps d'absorber une grande quantité d'humidité entre le moment de leur retrait du sac étanche et le moment de leur solidarisation au circuit, il n'en est pas de même des composants qui sont restés longtemps hors de ce sac, et ainsi l'utilisation de sacs étanches dont on détruit l'étanchéité au moment de la première utilisation de la bobine, du plateau ou de la réglette ne résout pas définitivement le problème du pop-corning .

Naturellement, ce phénomène a toujours plus ou moins existé, mais un certain nombre d'évolutions technologiques récentes et/ou en cours le font passer au premier plan dans les causes des défauts rencontrés en assemblage de cartes électroniques.

En effet, actuellement les cycles thermiques sont plus longs et sont accomplis à plus haute température en raison de la disparition progressive du soudage à la vague au profit de la refusion, ainsi que de l'utilisation de plus en plus fréquente d'alliages sans plomb et/ou permettant de plus hautes températures de fonctionnement de la carte.

De plus, l'augmentation continue de la complexité des composants et des cartes électroniques nécessite un accroissement parallèle de la fiabilité de chacun des composants pour obtenir une fiabilité acceptable de l'ensemble. Les défauts sont donc de moins en moins acceptables, surtout ceux qu'il n'est pas facile de détecter par les moyens usuels en fin de fabrication.

Egalement, la taille et la complexité croissante des microcircuits en silicium rendent plus souvent nécessaire l'arbitrage du fabricant de composants en faveur d'un polymère d'enrobage présentant de bonnes propriétés thermiques plutôt que de bonnes propriétés de résistance à la reprise d'humidité.

En outre, les composants les plus récents sont de plus en plus fins, et l'épaisseur de polymère que doit traverser l'humidité pour s'accumuler dans ceux-ci est considérablement diminuée, ce qui rend la reprise d'humidité du composant extrêmement rapide.

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Par exemple, des composants classiques de plusieurs millimètres d'épaisseur peuvent rester une semaine, voire un an dans une ambiance à 30 C et 60% d'humidité relative (conditions maximales que l'on est susceptible de rencontrer dans un atelier d'assemblage de cartes électroniques) sans que la reprise d'humidité qui en résulte ne cause de dommages lors d'un cycle de refusion ; en revanche, les composants les plus sensibles, d'une épaisseur totale nettement inférieure à 1 mm, ne peuvent séjourner sans danger dans la même ambiance que 24 heures, voire seulement quelques heures.

De telles contraintes compliquent sérieusement les processus de fabrication en obligeant l'assembleur à contrôler le temps de séjour en atelier des composants sensibles, après ouverture de leur sac étanche de protection.

En cas de dépassement du temps spécifié par le fabricant en fonction de la norme en vigueur, les composants inutilisés doivent subir un cycle d'étuvage, par exemple de 24 heures à 125OC, coûteux et délicat à réaliser en raison surtout de la nécessité de séparer les composants de la bobine, du plateau ou de la réglette, avant étuvage, et de les y replacer après. Cette opération est délicate car il ne faut ni mélanger entre eux des composants différents, ni tordre les connexions, ni endommager les composants par décharge électrostatique.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et, à cette fin, concerne un procédé pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques constitués chacun par un dispositif électronique ou électrique placé à demeure dans un enrobage ou dans un boîtier, ces composants, destinés à être brasés à des cartes-supports, étant maintenus individuellement dans un emballage de conditionnement collectif ou dans plusieurs emballages stocké (s) dans un sac étanche que l'on ouvre notablement avant le brasage d'au moins l'un des composants, caractérisé en ce que, depuis le moment où l'on ouvre le sac jusqu'à celui où l'on brase ledit au moins un composant, pendant au moins une période de préservation, on dispose ledit au moins un composant, de préférence sans le sortir de son

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emballage et éventuellement du sac, dans une enceinte contenant une atmosphère dans laquelle on maintient un taux d'humidité relative et une température dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées, pendant une durée comprise dans une gamme de durées prédéterminée, de manière que la reprise globale d'humidité par le composant depuis le moment où l'on ouvre le sac jusqu'à celui où on le brase soit comprise dans une gamme de valeurs prédéterminée.

Grâce au fait que l'on loge le composant dans une enceinte à atmosphère contrôlée, une ou plusieurs fois avant sa fixation à une carte, il est possible de limiter l'infiltration d'humidité pendant la durée passée dans l'enceinte, et même d'évacuer au moins une partie de l'humidité infiltrée pendant la durée passée hors de l'enceinte.

Le procédé peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - on maintient dans l'enceinte, une atmosphère dont le taux d'humidité relative est compris dans une gamme de 1% à 50% ; - on maintient dans l'enceinte, une atmosphère dont le taux d'humidité relative est compris dans une gamme de 4% à 25% ; - on maintient dans l'enceinte, une atmosphère dont la température est comprise dans une gamme de 20 C à 60 C ; - on maintient dans l'enceinte, une atmosphère dont la température

est comprise dans une gamme de 25 C à 45 C ; - on maintient ledit au moins un composant dans au moins une enceinte contenant une atmosphère dans laquelle on maintient un taux d'humidité relative et une température dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées pendant une période dont la durée, ou plusieurs périodes dont la durée cumulée, est au moins égale à 50% du temps s'écoulant entre le moment ou l'on ouvre le sac étanche et le moment où l'on brase le composant.

L'invention concerne aussi une installation pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques constitués chacun par un dispositif électronique ou électrique placé à demeure dans un enrobage

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ou dans un boîtier, ces composants, destinés à être brasés à des cartes supports, étant maintenus individuellement dans un emballage de conditionnement collectif ou dans plusieurs emballages approximativement jusqu'à leur brasage, caractérisée en ce qu'elle comprend ou consiste en une enceinte de confinement substantiellement étanche pour recevoir au moins un susdit emballage de conditionnement, munie d'une entrée de gaz adaptée pour transmettre dans l'enceinte un gaz destiné à constituer l'atmosphère intérieure de l'enceinte, cette atmosphère ayant un taux d'humidité relative et une température maintenus dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées.

Ainsi, il est possible de réaliser l'installation sous la forme d'une enceinte de confinement consistant en une armoire de stockage des emballages.

L'installation peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - elle consiste en un magasin d'alimentation de machine de mise en place des composants sur une carte électronique, dont l'enceinte est un coffret de confinement renfermant un poste de chargement adapté pour recevoir au moins un susdit emballage de conditionnement.

Ainsi, il est aussi possible de réaliser l'installation sous la forme d'un magasin d'alimentation de machine de mise en place des composants sur une carte.

L'invention concerne également une installation pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques constitués chacun par un dispositif électronique ou électrique placé à demeure dans un enrobage ou dans un boîtier, ces composants, destinés à être brasés à des cartes supports, étant maintenus individuellement dans un emballage de conditionnement collectif ou dans plusieurs emballages approximativement jusqu'à leur brasage, caractérisée en ce qu'elle consiste en une machine de mise en place des composants sur des cartes électroniques, comprenant un capot de confinement substantiellement étanche vis-à-vis de l'extérieur, et comportant un magasin d'alimentation comprenant un coffret de confinement

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substantiellement étanche vis-à-vis de l'extérieur, l'intérieur du capot et l'intérieur du coffret étant en communication directe, le coffret renferme au moins un poste de chargement adapté pour recevoir au moins un susdit emballage, et cette installation est munie d'une entrée de gaz adaptée pour y transmettre un gaz destiné à constituer l'atmosphère intérieure de l'enceinte constituée par le capot et le coffret en communication, atmosphère ayant un taux d'humidité relative et une température maintenus dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées.

Ainsi, il est également possible de réaliser l'installation sous la forme d'une machine de mise en place des composants sur une carte, munie d'un capot et d'un coffret de magasin d'alimentation constituant une enceinte de préservation des composants.

Les installations peuvent présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le poste de chargement est adapté pour recevoir au moins une bobine comportant un ruban enroulé alvéolé dont les alvéoles contiennent chacune un composant ; - le coffret de confinement renferme au moins un dispositif d'alimentation comportant une boite formant couloir le long de laquelle le ruban déroulé de la bobine est fait défiler, et présentant une fenêtre d'évacuation du composant ; - le poste de chargement est adapté pour recevoir au moins un plateau alvéolé dont les alvéoles contiennent chacune un composant ;

- le poste de chargement est adapté pour recevoir au moins une réglette portant des composants ; - l'enceinte comporte, pour réduire les fuites de gaz vers l'extérieur, des moyens d'étanchéité choisis dans un groupe comprenant des joints, des rideaux, des passages rétrécis, et des sas.

- le gaz est choisi dans un groupe de gaz contenant l'air, l'azote, le dioxyde de carbone, et leurs mélanges.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, de modes et de formes de réalisation de

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t'invention donnés à titres d'exemples non limitatifs illustrés par les dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est un exemple de diagramme en fonction du temps, des taux d'humidité relative des atmosphères successives auxquelles sont soumis les composants au cours d'un procédé selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique en perspective d'une première forme de réalisation d'une installation selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'une deuxième forme de réalisation d'une installation selon l'invention, et

- la figure 4 est une représentation schématique en perspective d'une troisième forme de réalisation d'une installation selon l'invention.

L'invention illustrée par les figures concerne des composants électroniques constitués par un dispositif électronique ou électrique, par exemple un circuit intégré constitué de plusieurs milliers de transistors ou autre dispositif, placé à demeure dans un enrobage ou dans un boîtier, ces composants étant livrés conditionnés individuellement dans une alvéole d'un emballage collectif tel qu'un ruban enroulé en bobine ou un plateau ou sur une réglette, ou en emballage individuel, en étant recouverts par une feuille de protection, l'emballage ou plusieurs emballages étant stocké (s) dans un sac étanche.

Ces composants électroniques, destinés à être brasés par refusion sur une carte électronique, doivent être préservés des inconvénients de l'humidité.

Cependant, en vue du brasage des composants sur la carte, un ou plusieurs emballages doivent être retirés du sac étanche dans lequel sont stockés les emballages qui, eux, sont perméables à l'humidité, pour être placés dans le magasin d'alimentation renfermant le poste de chargement et, dans le cas de ruban (s) en bobine (s), le dispositif automatique d'alimentation connu dans la technique sous le nom de feeder , de la machine de mise en place des composants sur la carte à laquelle ils doivent être brasés.

En général, la totalité des composants conditionnés dans le ou les emballages retirés du sac ne sont pas brasés à très brève échéance à une

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carte, et dans de nombreux cas, un ou plusieurs emballages munis d'un ou plusieurs composants inutilisés sont à nouveau stockés dans le sac, ou ailleurs, en attendant une utilisation ultérieure ; l'espace interne du sac étant alors à l'air ambiant, le sac ne préserve plus son contenu de l'humidité, et ne présente plus un intérêt qu'en tant que réceptacle de rangement.

Pour une telle utilisation ultérieure, à nouveau un ou plusieurs emballages munis de composants sont introduits dans le magasin de la machine de mise en place, puis, si il reste encore un ou plusieurs composants inutilisés, le ou les emballages correspondants doivent être à nouveau stockés, et ainsi de suite, jusqu'à épuisement de tous les composants du sac.

Ainsi, généralement, il existe un laps de temps notable, et même parfois très long, entre le moment où l'on ouvre le sac étanche, on met à l'air ambiant son espace interne, et on en retire un premier emballage, et le moment où l'on brase le dernier composant initialement contenu dans ce sac.

C'est pourquoi, selon l'invention, depuis le moment ou l'on ouvre le sac étanche et on retire un ou plusieurs emballages de conditionnement de celui-ci, jusqu'au moment où l'on brase le dernier composant, on réserve au moins une période de préservation des composants, et pour cela on dispose le ou les composants encore inutilisés, de préférence sans les sortir de leur emballage et éventuellement du sac ouvert, dans une enceinte contenant une atmosphère contrôlée , dont les caractéristiques sont régulées avec précision.

Par atmosphère contrôlée , on entend ici une atmosphère d'un gaz ou d'un mélange gazeux donné dans laquelle on maintient un taux d'humidité relative et une température dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées.

On maintient les composants dans cette atmosphère pendant une durée comprise dans une gamme de durées prédéterminée.

On choisit les gammes de taux d'humidité relative, de températures, et de durées, de telle manière que la reprise globale d'humidité par les composants depuis le moment où l'on ouvre le sac jusqu'à celui où on les brase soit comprise dans une gamme de valeurs prédéterminée.

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Il n'est pas nécessaire que les composants inutilisés soient soumis à cette atmosphère contrôlée de façon rigoureusement continue depuis l'ouverture du sac jusqu'au brasage du dernier composant, et ainsi il ne s'agit pas nécessairement d'une période de préservation unique, et des périodes même assez longues de maintien dans l'atmosphère normale de l'atelier dans lequel se trouve la machine de mise en place des composants sont parfaitement acceptables.

La durée totale limite, de stockage des composants dans l'atmosphère normale, est spécifiée par une norme connue dans la technique sous le nom de norme IPC/JEDEC J-STD-020A . Il est possible de maintenir les composants en atmosphère normale pendant une durée notablement supérieure à celle fixée par cette norme si par ailleurs l'atmosphère contrôlée choisie possède pour les composants un pouvoir séchant. On peut par exemple choisir une atmosphère contrôlée permettant de laisser un composant en atmosphère normale jusqu'à environ 50% du temps séparant l'ouverture du sac, du brasage du composant, à condition que le composant séjourne dans l'atmosphère contrôlée le reste du temps.

Avantageusement, l'atmosphère contrôlée est une atmosphère d'air filtré, de préférence dépoussiéré, ou de gaz inerte dans les conditions opératoires tel que l'azote ou le dioxyde de carbone ou d'un mélange de ces gaz, contenant l'humidité résiduelle désirée, d'une part suffisamment faible pour éviter une reprise d'humidité par les composants susceptible de provoquer des dommages lors du brasage par refusion, et ayant éventuellement un pouvoir séchant, c'est-à-dire permettant de désorber une certaine quantité d'humidité absorbée par les composants, mais d'autre part suffisamment élevée pour que l'atmosphère reste suffisamment conductrice pour éviter l'endommagement des composants par décharge électrostatique.

Un ordre de grandeur de taux d'humidité relative convenable est un taux compris entre 1% et 50% et préférentiellement entre 4% et 25%.

Un ordre de grandeur de température convenable est une température comprise dans une gamme de 20 C à 60oC, et en particulier dans la gamme de 25 C à 45OC.

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Le maintien de cette chaîne du sec évitant la formation de fissures lors du brasage, tout au long de la vie des composants en atelier, par périodes depuis l'ouverture des sacs étanches contenant les bobines, les plateaux, les réglettes, etc., jusqu'au brasage, peut être assuré au moyen d'armoires de stockage à atmosphère appropriée, mais de manière plus privilégiée par une installation sous la forme d'un magasin amovible d'alimentation de machine de mise en place des composants sur une carte, ou encore sous la forme d'une machine de mise en place des composants sur une carte, munie d'un magasin d'alimentation comportant un coffret formant avec le capot de la machine l'enceinte de préservation des composants.

La figure 1 illustre les périodes de la vie en atelier d'un lot d'emballages contenus initialement dans un même sac étanche, atelier dans lequel il existe plusieurs machines de mise en place comportant un magasin d'alimentation ou équipées elles-mêmes en tant qu'installations selon l'invention, et également une armoire de stockage équipée de même.

Jusqu'à un instant t1, les emballages dans lesquels sont conditionnés les composants sont stockés dans leur sac étanche où le taux d'humidité est extrêmement faible ; à l'instant t1, on ouvre le sac et on introduit ici la totalité des emballages dans une première machine de mise en place où au moins le magasin a une atmosphère contrôlée à un taux d'humidité relative de l'ordre de 20% ; à un instant t2, on retire les emballages comportant des composants inutilisés de cette machine, emballages que l'on laisse, par commodité, un certain temps dans l'atmosphère ambiante de l'atelier où le taux d'humidité relative est voisin de 55% ; à un instant t3, on introduit la totalité de ces emballages dans une autre machine de mise en place où au moins le magasin a une atmosphère contrôlée à un taux d'humidité relative de l'ordre de 30% ; les composants sont conservés provisoirement dans la machine, qui est à atmosphère contrôlée, où encore les changements d'atmosphère se poursuivent au gré des besoins en composants ; à un instant ti, où les composants sont depuis un certain temps dans la machine de mise en place où l'atmosphère contrôlée a un taux d'humidité relative de l'ordre de 30%, on retire de cette machine les emballages comportant des composants inutilisés, et on les introduit

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dans l'armoire de stockage où l'atmosphère contrôlée a un taux d'humidité relative inférieur à 10% ; à un instant tj, on retire les emballages de cette armoire, et on les introduit dans une nouvelle machine de mise en place où au moins le magasin a une atmosphère contrôlée à un taux d'humidité relative de l'ordre de 25% ; les emballages sont conservés provisoirement dans la machine à atmosphère contrôlée, où encore les changements d'atmosphère se poursuivent jusqu'à un instant tn où, les composants étant depuis un certain temps dans la machine, ils sont tous utilisés, ou encore à nouveau changés d'atmosphère jusqu'à épuisement complet des composants du lot. On ajuste les taux d'humidité relative des différentes atmosphères contrôlées de manière que la reprise totale d'humidité des composants soit, durant le cumul de toutes les périodes précédant leur mise en place sur une carte, comprise dans une gamme de valeurs prédéterminée, par exemple dans la gamme 0,0% à 0,1% en poids de chaque composant.

Les figures 2 et 3 représentent à titre d'exemples des installations selon l'invention sous la forme de magasins d'alimentation amovibles pour une machine de mise en place automatique de composants sur une carte ; il faut noter que l'amovibilité des magasins n'est pas indispensable en service courant, et que seule celle des bobines etlou des plateaux est nécessaire.

Ces magasins comportent un coffret 1 de confinement ici de forme générale parallélépipédique adapté pour loger une ou plusieurs bobines d'emballages de conditionnement ou un ou plusieurs plateaux alvéolés dont les alvéoles sont adaptées pour contenir chacune un composant.

La figure 2 représente un magasin d'alimentation pour bobines, dont le coffret 1 de confinement renferme un poste de chargement comportant un arbre (non représenté) autour duquel sont enfilées une ou plusieurs bobines 2 de ruban en matière plastique 21 alvéolé dont les alvéoles renferment chacune un composant, muni d'une bande de recouvrement thermosoudée ou adhésive ; outre le poste de chargement, le coffret 1 renferme ici des dispositifs d'alimentation automatique connus sous le nom de feeders. Chaque dispositif d'alimentation par exemple pas-à-pas comporte une boite formant couloir 3 ici de forme générale parallélépipédique

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le long de laquelle le ruban 21 déroulé de la bobine 2 est fait défiler longitudinalement depuis une face d'extrémité 31 d'introduction de ruban, et dans laquelle il est pelé de sa bande de recouvrement qui, après avoir été soulevée pour permettre à la pipette de prélever la composant resté dans l'alvéole, est évacuée par exemple par le bas ou latéralement ; la face 32 du couloir 3 qui est située du coté extérieur du ruban enroulé sur la bobine 2 comporte à son extrémité opposée à la face d'extrémité 31 d'introduction de la bande une fenêtre 33 d'évacuation du composant, dont le contour interne entoure le contour externe du composant de telle manière que celui-ci puisse être extrait du couloir 3 par la fenêtre 33 ; outre ces moyens d'évacuation de la bande, le couloir 3 comporte des moyens d'évacuation du ruban au fur et à mesure qu'il est déchargé d'un composant. Le coffret 1 comporte lui-même des moyens d'évacuation pour évacuer le ruban et la bande sortant du couloir 3. De manière connue, au magasin, est associé un bras de préhension comportant un organe de préhension ici sous la forme d'une pipette d'aspiration 4 allongée s'étendant approximativement perpendiculairement au plan de la face du composant qui s'inscrit dans la fenêtre 33 ; cette pipette 4 est actionnée d'un mouvement dans lequel son axe longitudinal se déplace, successivement, parallèlement à lui-même pour que la pipette vient se positionner en regard du composant choisi, longitudinalement vers le composant pour l'aspirer, longitudinalement en sens inverse pour soulever le composant, parallèlement à lui-même pour apporter le composant à la verticale de l'endroit choisi pour le placer sur une carte électronique, longitudinalement vers la carte pour poser le composant sur celle-ci, puis longitudinalement en sens inverse, et à nouveau parallèlement à lui-même vers le composant de la fenêtre voisine du magasin, etc..

Selon l'invention, le magasin comporte une entrée de gaz 5 par laquelle le gaz, par exemple de l'azote, destiné à constituer l'atmosphère contrôlée du coffret, est introduit dans celui-ci d'une part initialement et d'autre part pour remplacer le gaz perdu par suite des fuites inévitables du coffret ; cette entrée de gaz 5 est reliée à une alimentation en gaz comportant des moyens de commande où régulation du taux d'humidité relative du gaz et de la

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température ; en alternative, le gaz peut être chauffé dans le magasin si celui-ci est équipé de moyens de chauffage et de régulation de la température. Le coffret contient des sondes de repérage de taux d'humidité et de température reliées électriquement aux moyens de régulation correspondants. En variante, il est possible de protéger par le coffret de confinement uniquement le poste de chargement ; tous les composants n'étant pas sensibles à la reprise d'humidité, il est même possible, par mesure d'économie, de ne protéger que les bobines contenant des composants considérés particulièrement sensibles ; le coffret de confinement, escamotable ou/et amovible, ne gêne pas les opérations de chargement/déchargement des bobines.

Afin de minimiser la consommation du gaz qui constitue l'atmosphère contrôlée, il est opportun de prévoir un ou plusieurs joints, rideaux, passages rétrécis, sas, ou autres moyens d'étanchéité permettant de réduire les fuites de gaz vers l'extérieur autour du ruban 21 lors de sa pénétration dans le dispositif automatique d'alimentation ; de même, le coffret étant amovible, il est souhaitable de prévoir des dispositifs du même type pour son raccordement à la machine de mise en place automatique.

Il est également souhaitable de prévoir un ou plusieurs joints, rideaux, passages rétrécis, sas, ou analogues pour réduire les fuites de gaz autour du mécanisme de la pipette d'aspiration 4.

La figure 3 représente un magasin d'alimentation dont le coffret 1 de confinement renferme un poste de chargement pour un ou plusieurs plateaux alvéolés 6 empilés parallèlement à une face de base 11 du coffret parallélépipédique 1 ; la face 12 du coffret 1 opposée à la face de base comporte en vis-à-vis des composants une fenêtre d'évacuation de ceux-ci (non représentée) ; le coffret est équipé de mécanismes respectivement d'élévation des plateaux garnis de leur composants et d'évacuation des plateaux vides.

Comme précédemment, au magasin est associé un organe de préhension ici sous la forme d'un pipette d'aspiration 4 s'étendant approximativement perpendiculairement au plan de la face des composants qui s'inscrivent dans la fenêtre, actionnée d'un mouvement analogue à celui qui a déjà été décrit et qui ne le sera donc pas à nouveau.

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Le magasin comporte également une entrée de gaz 5 ayant la même fonction que précédemment, reliée à une alimentation de gaz comportant des moyens de régulation analogues. Le coffret contient le même type de sondes que précédemment. Dans le cas présent, ce coffret comporte essentiellement le poste de chargement, et il est possible de ne protéger que certains plateaux, contenant les composants sensibles ; là encore, avantageusement, te coffret de confinement est escamotable oulet amovible.

Afin de minimiser la consommation de gaz, les mêmes moyens d'étanchéité que ceux précédemment mentionnés sont utilisés.

Dans le cas où les composants sont portés par une réglette, on retrouve la même possibilité de ne protéger que les réglettes contenant des composants sensibles, le même intérêt de disposer d'un coffret de confinement escamotable ou/et amovible, et les mêmes moyens d'étanchéité (joints, rideaux, passages rétrécis, sas, ou autres moyens) que précédemment, notamment en bout de réglette autour du mécanisme de la pipette d'aspiration.

La figure 4 représente une installation selon l'invention sous la forme d'une machine de mise en place automatique de composants sur une carte, comportant un magasin d'alimentation comprenant un coffret de confinement étanche l'adapté pour recevoir à la fois des bobines 2 d'emballage de conditionnement et des plateaux 6 ; ce magasin comporte donc également des dispositifs d'alimentation automatique comportant chacun une boîte d'alimentation formant couloir 3 ; dans cette forme de réalisation, l'organe de préhension sous la forme d'une pipette d'aspiration (non représenté) est disposé à l'intérieur du coffret, qui est en communication directe avec l'intérieur du capot 7 de la machine qui est lui-même un capot de confinement étanche vis-à-vis de l'extérieur. Ce capot 7 présente une forme générale en parallélépipède rectangle dont une face d'entrée 13 a une fente d'entrée 71 pour les cartes référencées C1 sur lesquelles doivent être brasés les composants, et dont une face parallèle de sortie 14 a une fenêtre de sortie pour les cartes référencées C2 sur lesquelles sont brasés les composants. C'est une face 15 perpendiculaire aux faces d'entrée 13 et de sortie 14 qui présente l'ouverture permettant la

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communication entre l'intérieur du capot 7 et l'intérieur du coffret l'présentant lui-même une ouverture correspondante en regard.

De même que le coffret 1 de confinement des formes de réalisation précédentes, l'ensemble formant enceinte de confinement constitué du coffret l' et du capot 7 dans lequel sont logés les mécanismes de la machine de mise en place est rendu étanche au moyen de joints, rideaux, passages rétrécis, sas, ou analogues, plus particulièrement dans les régions de la fente d'entrée 71 et de la fente de sortie pour les cartes.

Comme on l'a vu, l'installation selon l'invention peut également être réalisée sous la forme d'une armoire de stockage destinée à recevoir les bobines, plateaux ou réglettes de conditionnement de composants, maintenue sous atmosphère à humidité contrôlée à partir du moment où les sacs étanches ont été ouverts, tant que les composants ne sont pas sur une machine de mise en place, ou après qu'ils en aient été retirés en attendant d'y être remis, car, bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes et aux formes de réalisation cidessus décrits et représentés, et on pourra en prévoir d'autres sans sortir de son cadre.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques constitués chacun par un dispositif électronique ou électrique placé à demeure dans un enrobage ou dans un boîtier, ces composants, destinés à être brasés à des cartes-supports (C1), étant maintenus individuellement dans un emballage (21,6) de conditionnement collectif ou dans plusieurs emballages stocké (s) dans un sac étanche que l'on ouvre notablement avant le brasage d'au moins l'un des composants, caractérisé en ce que, depuis le moment où l'on ouvre le sac jusqu'à celui où l'on brase ledit au moins un composant, pendant au moins une période de préservation, on dispose ledit au moins un composant, de préférence sans le sortir de son emballage (21,6) et éventuellement du sac, dans une enceinte (1,1') contenant une atmosphère dans laquelle on maintient un taux d'humidité relative et une température dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées, pendant une durée comprise dans une gamme de durées prédéterminée, de manière que la reprise globale d'humidité par le composant depuis le moment où l'on ouvre le sac jusqu'à celui où on le brase soit comprise dans une gamme de valeurs prédéterminée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient dans l'enceinte (1,1'), une atmosphère dont le taux d'humidité relative est compris dans une gamme de 1% à 50%.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on maintient dans l'enceinte (1, 1'), une atmosphère dont le taux d'humidité relative est compris dans une gamme de 4% à 25%.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on maintient dans l'enceinte (1, 1'), une atmosphère dont la température est comprise dans une gamme de 20 C à 60 C

5.. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on maintient dans l'enceinte (1, 1'), une atmosphère dont la température est comprise dans une gamme de 25C à 45OC.

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6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on maintient ledit au moins un composant dans au moins une enceinte (1,1') contenant une atmosphère dans laquelle on maintient un taux d'humidité relative et une température dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées pendant une période dont la durée, ou plusieurs périodes dont la durée cumulée, est au moins égale à 50% du temps s'écoulant entre le moment ou l'on ouvre le sac étanche et le moment où l'on brase le composant.

7. Installation pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques constitués chacun par un dispositif électronique ou électrique placé à demeure dans un enrobage ou dans un boîtier, ces composants, destinés à être brasés à des cartes supports (C1), étant maintenus individuellement dans un emballage (21,6) de conditionnement collectif ou dans plusieurs emballages approximativement jusqu'à leur brasage, caractérisée en ce qu'elle comprend ou consiste en une enceinte (1) de confinement substantiellement étanche pour recevoir au moins un susdit emballage de conditionnement (21, 6), munie d'une entrée (5) de gaz adaptée pour transmettre dans l'enceinte un gaz destiné à constituer l'atmosphère intérieure de l'enceinte, cette atmosphère ayant un taux d'humidité relative et une température maintenus dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées.

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle consiste en un magasin d'alimentation de machine de mise en place des composants sur une carte électronique (C1), dont l'enceinte est un coffret de confinement (1) renfermant un poste de chargement adapté pour recevoir au moins un susdit emballage (21,6) de conditionnement.

9. Installation pour préserver des inconvénients de l'humidité, des composants électroniques constitués chacun par un dispositif électronique ou électrique placé à demeure dans un enrobage ou dans un boîtier, ces composants, destinés à être brasés à des cartes supports (C1), étant maintenus individuellement dans un emballage (21,6) de conditionnement collectif ou dans plusieurs emballages approximativement jusqu'à leur brasage, caractérisée en

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ce qu'elle consiste en une machine de mise en place des composants sur des cartes électroniques (C1), comprenant un capot (7) de confinement substantiellement étanche vis-à-vis de l'extérieur, et comportant un magasin d'alimentation comprenant un coffret de confinement (1') substantiellement étanche vis-à-vis de l'extérieur, l'intérieur du capot (7) et l'intérieur du coffret (1') étant en communication directe, le coffret (1') renferme au moins un poste de chargement adapté pour recevoir au moins un susdit emballage (21,6), et cette installation est munie d'une entrée (5) de gaz adaptée pour y transmettre un gaz destiné à constituer l'atmosphère intérieure de l'enceinte constituée par le capot (7) et le coffret (1') en communication, atmosphère ayant un taux d'humidité relative et une température maintenus dans des gammes respectives de taux d'humidité relative et de températures prédéterminées.

10. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le poste de chargement est adapté pour recevoir au moins une bobine (2) comportant un ruban (21) enroulé alvéolé dont les alvéoles contiennent chacune un composant.

11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le coffret de confinement (1,1') renferme au moins un dispositif d'alimentation comportant une boite formant couloir (3) le long de laquelle le ruban (21) déroulé de la bobine est fait défiler, et présentant une fenêtre (33) d'évacuation du composant.

12. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que le poste de chargement est adapté pour recevoir au moins un plateau (6) alvéolé dont les alvéoles contiennent chacune un composant.

13. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que le poste de chargement est adapté pour recevoir au moins une réglette portant des composants.

14. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisée en ce que l'enceinte (1 ; 7,1') comporte, pour réduire les fuites de gaz vers l'extérieur, des moyens d'étanchéité choisis dans un groupe comprenant des joints, des rideaux, des passages rétrécis, et des sas.

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15. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisée en ce que le gaz est choisi dans un groupe de gaz contenant l'air, l'azote, le dioxyde de carbone, et leurs mélanges.