FR2840851A1 - Procede de mise en oeuvre d'un pochoir de serigraphie adapte permettant de dissocier le traitement des phases de remplissage et de moulage - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de mise en oeuvre d'un pochoir adapté (1) pour le dépôt d'un produit visqueux (7) sur un substrat (4) à l'aide d'un organe de transfert (2). Le traitement des opérations de remplissage et de démoulage sont dissociés :- pendant la phase de remplissage, le pochoir (1) est maintenu et tendu latéralement en contact plan avec le substrat (4)- pendant la phase de démoulage, le pochoir (1) est soulevé progressivement relativement au substrat (4) sans appliquer de contraintes latérales sur ses extrémités.
Description
(1) pendant la phase d'eloignement du substrat relativement au pochoir.
PROCEDE DE MISE EN (FUVRE D' UN POCHOIR DE SERIGRAPHIE ADAPTE
PERMETTANT DE DISSOCIER LE TRAITEMENT DES PHASES DE
REMPLISSAGE ET DE DEMOULAGE
CHAMP D'APPLICATION DE L'INVENTION
s La presente invention trouve son application pour le transfert de produit vi squeux a travers un po choir. Ce type de depOt appele serigraphique est particulierement courant dans le domaine de la fabrication electronique ou l'on est amene a deposer des cremes a braser, des colles ou des encres sur un substrat a ['aide d'un pochoir en vue d'y interconnecter des composants ou de creer des bossages dtinterconnexion. La presente demande de brevet est presentee en continuation de la demande de brevet n 0207241 du 13 juin 2002 par le meme demandeur et dont la
priorite est revendiquee.
DESCRIPTION DE L'ART ANTERIEUR
Les pochoirs utilises vent constitues d'une feuille metallin',e ou plastique pleine, tendue par ses quake cotes sur un cadre et dans laquelle vent pratiquees des ouvertures aux endroits ou un depot doit etre realise. La serigraphie consiste done a apposer le pochoir tendu sur le substrat et a forcer le produit a travers les ouvertures du pochoir a ['aide d'un organe de transfert qui peut etre une racle inclinee ou un dispositif d'injection ferme deplace en appui sur la surface du pochoir, puis le substrat et le pochoir vent separes en vue de ['evacuation du substrat serigraphie et de son remplacement par un autre a kaiser. On distingue deux modes de serigraphie au pochoir, le premier qui est aussi le plus utilise, consiste a travailler en contact, ce qui signifie que le pochoir repose sur toute la surface du substrat durant la phase de remplissage des 2s ouvertures puts, lorsque toutes les ouvertures vent remplies, on procede a un demoulage de tous les depots en eloignant le masque tendu selon un mouvement perpendiculaire au substrat. Le deuxieme mode de serigraphie consiste a travailler hors contact, c'est a dire que le pochoir est approche a une distance de quelques dixiemes de millimetres du substrat. Puis lorsque l'organe de transfert est amene en appui sur le pochoir, il pousse le pochoir en contact avec le substrat dans la zone d'appui au fur et a mesure de son deplacement et simultanement il s'opere un mouvement de separation du pochoir et du substrat a l'arriere de l'organe de transfert. Les deux modes de serigraphie presentent un certain nombre d'avantages et d'inconvenients. Le mode hors contact est unanimement utilise pour la serigraphie d'encres liquides a ['aide d'ecrans tisses telle que pratiquee pour ['impression d'affiches ou de tissue. En effet, dans ce cas, il ntest pas fait usage de pochoirs mais d'ecrans constitues d'une maille tissee bouchee aux endroits ne devant pas recevoir d'encre. Les ecrans a maille se present bien a la serigraphie hors contact car leur flexibilite associee a leur elasticite permettent d'obtenir un contact intime entre le masque et le substrat sans mouvement lateral, selon une droite definie par l'appui de la racle sur l'ecran. A ['avant et a l'arriere de cette droite de contact selon le sens de deplacement de la racle, l'ecran ne touche pas le substrat ce qui permet d'obtenir une o separation parfaitement controlee progressive et homogene entre le substrat et l'ecran alors que la finesse de la maille et la rheologie des encres vent choisies de telle maniere que le transfert a travers ltecran n'aie lieu qu'au niveau de la droite de contact entre le substrat et ledit ecran. Par contre, lorsque l'on cherche a appliquer la serigraphie hors contact a un pochoir constitue par exemple d'une feuille metallique de 150 microns d'epaisseur tendue sur un cadre et dans le but de serigraphier un produit visqueux, la problematique est differente. En effet, dans ce cas, le contact entre le pochoir et le substrat ne se limite pas a une droite mais a une surface mal controlee; r?r contrairement a un ecran a maille tisse, ce type de pochoir admet une certaine flexibilite mais aucune elasticite, ce qui se traduit par un rayon de courbure tres grand assimilable a un plan et ceci a pour consequence une separation entre le pochoir et le substrat qui s'effectue pendant une duree et un mouvement non controle done non reproductible. De plus, ce mauvais contact entre le pochoir et le substrat cree une pollution de la face inferieure du pochoir par du produit qui est transfere sur ['avant de la zone de contact a travers les ouvertures du pochoir. Du fait de sa non-elasticite, le pochoir est soumis a des 2s contraintes et a des deplacements lateraux. Ceci conduit a la formation de depots partiels et a des courts-circuits. D'autre part, comme le pochoir est tendu dans le cadre a ['aide d'une liaison elastique constituee soit d'une maille en polyester ou en acier inoxydable ou encore de ressorts, il s'en suit que ['image imprimee est decalee selon que l'on imprime dans un sens ou dans le sens oppose. Les inconvenients de la serigraphie hors contact ont quasiment conduit a l'abandonner et a creer un consensus pour la serigraphie en contact lorsqu'il est fait usage de pochoirs metalliques. Par contre, il apparait que la serigraphie en contact bien qu'elle limite les problemes de pollution de la face inferieure du pochoir, ne regle en rien les problemes de demoulage des plots de produit et de decalage d'image. En effet, ['adhesion des produits visqueux sur le pochoir et le substrat genere un mouvement de separation qui demarre en general sur les bords du substrat pour finir au centre. La tension importante du pochoir se traduit par des efforts lateraux s considerables entramant des micro-deplacements lateraux du pochoir par rapport au substrat qui tendent a cisailler les plots en cours de demoulage. De plus, la partie centrale du sub strat e st soumi se a un deco llement brutal et incontro le qui conduit de facon aleatoire a re-entramer du produit dans le pochoir. Dans certains cas ce decollement brutal conduit a mettre le pochoir en vibration a la maniere d'une peau de lO tambour et celui-ci peut done revenir en contact avec le subskat apres la separation, ce qui a pour effet de deteriorer certains depots qui avaient ete demoules de maniere satisfaisante. Pour eviter cela, et tenter de generer un demoulage plus simultane, on peut augmenter la vitesse de separation entre le pochoir et le substrat. Mais ceci genere un effet pervers car on ne laisse pas le temps a l'air de passer sous le pochoir et par consequent le pochoir est plaque sur le substrat par une depression qui va etre annulee
brutalement et contribuer ainsi a une separation subite et totalement aleatoire.
Il appara^t que la tension importante qutil faut appliquer au pochoir, afin de minimiser les mouvements lateraux de ce dernier en cours de serigraphie, sans toutefois les supprimer completement, genere des variations de tension importantes en
cours de demoulage et enkane des micro-deplacements parasites.
Dans le cas d'une serigraphie a ['aide d'un pochoir metallique monte tendu sur un cadre selon ses quatre cotes, il appara^t un probleme lie a la non-elasticite du pochoir ainsi qu'a sa rigidite. De maniere generale, pour un pochoir metallique tendu par deux ou par quatre cotes, la moindre force qui ntest pas appliquee selon le plan du 2s pochoir a l'etat tendu, conduit a des deplacements lateraux aleatoires et a des ondulations du pochoir, done a une non ma^trise du depot ainsi realise. Ces ondulations et deplacements aleatoires vent egalement liees au caractere hyperstatique de la liaison pochoir/cadre. De par la nature du materiau, les seules deformations non permanentes ma^trisables qu'il est possible d'appliquer a un clinquant metallique vent des deformations selon une surface reglee, comme par exemple, une surface cylindrique. Par consequent, le fait d'appliquer une tension sur deux ou quake cotes selon un plan et d'appliquer une force ayant une composante perpendiculaire a ce plan p ie biais de la racle dans le cas d'une serigraphie hors contact, ou lors du demoulage par ['adhesion du produit serigraphie sur le pochoir dans le cas d'une serigraphie en contact, cree immanquablement des ondulations et des micro-deplacements du pochoir. Comme cela a ete dit precedemment, ces ondulations se traduisent par un defaut de contact entre le s pochoir et le substrat voire meme a des deformations permanentes du pochoir et par un demoulage aleatoire et non ma^trisable. La realisation de circuits electroniques de plus en plus heterogenes et de plus en plus denses ou les plus gros composants cotolent les plus petite, conduit a la necessite de deposer des plots de creme a braser ou de colle dont ['amplitude dimensionnelle et la densite de depot s'accroissent sans cesse. Dans le cas de o la creme a braser cela pose un reel probleme car pour pouvoir traiter les plus petite depots qui parfois ne representent qu'un faible pourcentage du total, on doit utiliser des cremes a braser de granulometrie inferieure car le demoulage s'effectue d'une facon tres aleatoire sur les plus petite depots. L'utilisation d'une granulometrie plus faible ameliore le demoulage des plus petite depots, mais rend plus vulnerable ['ensemble du procede de brasage du fait du developpement d'une surface plus grande pour le meme volume d'alliage depose augmentant ainsi l'oxydation et conduisant a de mauvaises brasures. A ce j our, le procede de serigraphie de creme a braser sur les cartes electroniques est responsable de 60 % des defauts rencontres en fabrication, il est la premiere cause de defaillance dans ['ensemble du procede conduisant a la Fabrication de cartes electroniques. La mise en tension homogene d'une feuille metallique est delicate et des dispositifs, du type de celui decrit dans le brevet US6,067,903 ou le principe couramment utilise par l'homme de l'art qui consiste a tendre le pochoir sur le cadre par le biais d'une maille, cherchent a assurer une tension la plus importante et homogene possible en intercalant une liaison elastique entre le cadre et le pochoir, mais ne reglent 2s en rien les problemes precedemment evoques. De plus, cette liaison elastique bien que favorable a l'homogeneisation de la tension, induit un autre inconvenient qui devient critique lors de ltoperation de remplissage mais surtout lors du demoulage qui est un deplacement lateral du pochoir et par consequent a des depOts non maitrises et imparfaits so Comme cela a ete dit precedemment, contrairement a un ecran a maille, un pochoir metallique ne presente aucune elasticite. Par consequent, lorsque lors du demoulage, le masque est entra^ne par le substrat, on cree immanquablement un mouvement lateral du pochoir. Ce mouvement lateral selon les dispositions du pochoir et du substrat peut atteindre plusieurs dizaines de microns. Ainsi, en cours de demoulage, les plots non demoules subissent un mouvement lateral qui a pour effet de cisailler le plot a ['interface du substrat et du pochoir, ce qui va se kaduire par un re- entranement aleatoire du produit dans le pochoir.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
De cette description de l' art anterieur et des problemes qu' il en ressort la
presente invention vise a apporter une solution en traitant separement les phases de remplissage et de demoulage. L' invention se caracterise essentiellement en une io dissociation du traitement de ces deux operations et dans la fa,con dont s'opere la mise en ceuvre du pochoir pour chacune de ces deux phases. Par rapport a l, art anterieur ou la structure de mise en ceuvre est commune pour les phases de remplissage et de demoulage, dans la presente invention, la structure de mise en acuvre permet d' adapter sequentiellement une structure specifique a la phase remplissage et une structure s specifique a la phase de demoulage. A cet effet et selon une caracteristique de la presente invention, le pochoir est fixe sur le cadre par l'intermediaire d'actionneurs pilotables qui permettent d'appliquer une tension durant la phase de remplissage et de
reduire voire de supprimer la tension lors du demoulage.
De fa,con generale le remplissage du pochoir s'effectue en contact plan et le demoulage s'effectue de fa,con progressive sans contrainte laterale. L'invention se caracterise essentiellement en ce que le pochoir est maintenu et/ou bloque lateralement en contact plan sur le substrat durant la phase de remplissage des orifices du pochoir et que la separation du pochoir et du substrat est realisee de fa,con progressive par soulevement du pochoir en minimisant voire sans appliquer de tension laterale sur les extremites du pochoir. Ceci ameliore signifcativement la qualite du dep8t. L'invention consiste done a dissocier le traitement de la phase de remplissage du pochoir et celui de
la phase de demoulage.
Selon une autre caracteristique de ['invention durant ['operation de remplissage, le pochoir est tendu par ses extremites de fa,con a ce qu'il forme un plan parallele au plan du substrat, la tension doit etre suffisante pour que ['effort transversal genere par l'organe de remplissage ne provoque pas de glissement du pochoir par
rapport au substrat.
Afin de garantir un blocage transversal complet du pochoir en cours de remplissage, au moins deux elements de maintien peuvent etre disposes a l' avant et a l'arriere de la zone
de transfert.
Lorsque le remplissage est effectue et selon une autre caracteristique de ['invention, pour pouvoir proceder a ['operation de demoulage, on reduit, voire on annule la tension sur les extremites du pochoir en leur laissant la possibilite de se deplacer lateralement. Ainsi, au fur et a mesure de l'eloignement du substrat par rapport au pochoir, on genere un demoulage progressif sans contrainte laterale par
accompagnement du substrat par le pochoir.
0 Selon une autre caracteristique de ['invention, afin d'eviter que le pochoir ne flechisse de facon trop importante lors du demoulage, il est judicieux de maintenir les extremites du pochoir sans les bloquer et/ou de supporter le pochoir au moins a ['avant et a l'arriere de la zone a serigraphier de maniere a soulever le pochoir
perpendiculairement relativement au substrat.
Selon une autre caracteristique de ['invention, en cours de remplissage et jusquta ['operation de demoulage, afin d'eviter tout mouvement de glissement parasite entre le pochoir et le substrat, en particulier au moment de relacher la tension sur les extremites du pochoir celui-ci peut etre bloque de maniere complete au niveau du plan du substrat par le biais d'elements de maintien sans generer d'effort lateral sur le pochoir, par exemple, par pincement et/ou aspiration du pochoir au moins a ['avant et a
l'arriere de la zone a serigraphier.
Le dispositif selon la presente invention permet done non seulement d'effectuer un remplissage sans mouvement lateral du pochoir, mais egalement un demoulage de meilleure qualite car il s'effectue selon un mouvement de soulevement 2s progressif du pochoir par rapport au substrat, ce qui diminue les surface de contact. Le mouvement de separation est ainsi non seulement parfaitement controle et ma^trise mais de plus le demoulage est effectue dans des conditions optimum puisqu'il est realise sans contrainte laterale de facon a ne pas generer de deplacements lateraux. Comme cela a ete explique precedemment dans les dispositifs de l' art anterieur, le mouvement de separation entre le substrat et le pochoir est obtenu en combinant lteloignement de l'un par rapport a l'autre et la tension du pochoir. Or ['effort lateral genere sur le pochoir par le cadre sur lequel ce dernier est monte tendu provoque immanquablement lors du demoulage des contraintes laterales sur les depots, lesdites contraintes generant des deplacements lateraux et par consequent des depots imparfaits. Un oh;t Je la presente invention est done de minimiser au maximum voire d'annuler toutes les contraintes laterales en cours de demoulage. A cet effet, le mouvement de demoulage est obtenu, apres annulation ou reduction de la tension exercee sur le pochoir et par ['assistance au soulevement de ce dernier relativement au substrat a ['aide d'un support de pochoir qui
est dispose sous le pochoir au moins a ['avant et a l'arriere de la zone a serigraphier.
Ainsi la separation entre le pochoir et le substrat s'opere de facon progressive selon une ligne de separation qui se deplace de la peripherie vers le centre du substrat. I1 est a o noter que ['assistance au soulevement du pochoir peut egalement etre obtenue par le biais de ventouses disposees au dessus du pochoir au moins a ['avant et a l'arriere de la zone a serigraphier et qui permettent d'une part d'amener le pochoir dans un plan horizontal parallele au substrat et d'autre part d'eviter que le pochoir ne prenne une fleche trop importante au moment du demoulage. Dans la mesure ou l'on n'applique pas de tension sur le pochoir et que ses extremites peuvent se deplacer lateralement, on ne genere pas de contraintes laterales sur la zone du pochoir qui demeure en contact avec le substrat a cet instant. En fait localement, le demoulage s'opere selon un mouvement de rotation autour de la ligne de separation, sans contrainte laterale sur le plot de produit a deposer. Les senls efforts sur le plot au moment du demoulage vent done ['adherence du plot sur le substrat et sur le pochoir. Ces deux forces vent done opposees et ont une
direction perpendiculaire au substrat.
L'invention consiste a isoler les depots des efforts lateraux, eux-memes generateurs de deplacements lateraux a la fois durant le remplissage et durant le demoulage. A cet effet: - durant la phase de remplissage et afin que les dep8ts en cours de realisation ne subissent pas les efforts lateraux generes par le dispositif de transfert sur le pochoir, ce dernier est tendu et/ou bloque par des elements de maintien pour assurer une immobilisation complete, - durant la phase de demoulage et afin de ne pas transmettre d' effort lateral sur les depots par le biais de la tension du pochoir, on reduit voire on supprime la tension sur les extremites du pochoir puis on procede a l'eloignement du substrat par rapport au
pochoir. Ainsi, la separation entre le pochoir et la carte est obtenue de facon progressive.
Il est evident que pour le demoulage on a interet a minimiser au maximum la tension mais pour avoir un effet positif il faut que la tension de demoulage soit au moins
inferieure a la tension de remplissage divisee par deux.
Selon une autre caracteristique de ['invention, elle pA-_ tre mise en s ccuvre a ['aide d'un cadre auto-tendeur connu par l'homme de ['art, comme par exemple celui decrit dans le brevet US 6 067,903. A cet effet, le cadre auto-tendeur sera utilise differemment de son utilisation actuelle. En effet, a ce jour le cadre auto-tendeur qui utilisent des pochoirs concus de facon adaptee en vue de leur fixation, permet de tendre lesdits pochoirs de facon permanente au debut d'un lot de production et de les demonter
lO lorsque ['ensemble des cartes ou substrats constituent le lot ont ete serigraphies.
L'utilisation du cadre auto-tendeur selon la presente invention consiste a adjoindre au cadre auto-tendeur un dispositif de regulation de la tension du pochoir. Ce systeme regulateur, ou tout auke moyen approprie, va permettre pour chaque substrat a serigraphier d'appliquer au pochoir une premiere tension durant la phase de remplissage
l: et de relacher partiellement ou totalement la tension durant la phase de demoulage.
Ainsi, le pochoir et son cadre deviennent actifs et participant au bon deroulement de la serigraphie. Il va de soit que pour ameliorer les resultats obtenus en utilisant un cadre auto-tendeur associe a un systeme de regulation de la tension, il est envisageable d' adj oindre le dispositif d' assistance au soulevement et/ou un dispositif de blocage
lateral du pochoir comme ceux decrits precedemment.
Selon une autre caracteristique de ['invention, elle peut fonctionner de facon alternative dans les deux sens d'avance du dispositif de transfert et a cet effet il est extremement avantageux de la mettre en oeuvre sur une machine a serigraphier comme par exemple celles utilisees en assemblage electronique pour le depot de produits 2s visqueux. Selon une autre caracteristique de ['invention, le pochoir est adapte au dispositif de mise en ccuvre dans la mesure ou il doit pouvoir etre fixe aux actionneurs pilotables. A cet effet, il pourra a titre d'exemple non limitatifs comporter des trous ou
etre equipe d'ceillets de fixation.
Selon une autre caracteristique de ['invention, dans la mesure ou les actionneurs pilotables vent concus de maniere adaptee, il est possible d'utiliser les pochoirs des cadres auto-tendeurs de l' art anterieur. Ainsi le procede selon [' invention
ne necessite pas de pochoir specifique.
Il est entendu egalement que selon l'equipement de serigraphie utilise, la separation relative du pochoir et du substrat peut etre obtenue soit en abaissant le substrat par rapport au pochoir, soit en soulevant le pochoir par rapport au substrat.
Evidemment les deux modes de fonctionnement vent couverts par la prllte invention.
D'autres caracteristiques de la presente invention appara^tront a la lecture
de la description des figures qui representent des exemples de realisation non limitatifs.
En figure l, est represente schematiquement une operation de demoulage
lO selon l'art anterieur.
En figure 2, est represente schematiquement une operation de demoulage
selon ['invention.
En figure 3 est represente l'avantage donne par le mouvement de
soulevement prouvant une diminution des surfaces en contact.
is En figure 4, est represente en coupe un exemple de dispositif avec
soulevement des deux cotes.
En figure S. est represente un pochoir adapte selon la presente invention.
En figure 6, est represente un autre pochoir adapte a la presente invention
qui permet d'utiliser les pochoirs des cadres auto-tendeurs de l'art anterieur.
En figure 7, est representee une autre forme de mise en ccuvre du
dispositif avec soulevement d'un seul cote.
La figure l represente schematiquement dans un plan les forces induites
sur une portion elementaire A du pochoir (l), lors d'un demoulage selon l'art anterieur.
Comme on peut le voir en figure la, apres remplissage, A subit deux forces Tl et T2 de modules et de direction identique mais de sens opposes. Ces forces Tl et T2 vent liees a la tension du pochoir generee par la liaison (14) avec le cadre (13). Lorsqu'en figure lb, le pochoir (l) est eloigne relativement au substrat (4), le pochoir est entraine par ce dernier par ['adherence du produit serigraphie, ce qui a pour effet d'augmenter le module de T1. Puis lorsque la tension Tl devient suffisamment importante et que sa composante verticale est equivalente aux forces d' adherence, le pochoir est arrache a la surface du substrat. En fait, lors de la separation, le module de Tl augms. +e alors que sa direction s'incline d'un angle par rapport a l'horizontale. Tl augmente car lors d'un demoulage la distance entre le cadre (13) et le point A a tendance a augmenter et que la liaison (14) n'est pas un ressort a effort constant. Pour conserver l'equilibre, il faut done forcement que le substrat et le pochoir appliquent une reaction R et T2, telle que la , _ somme geometrique des vecteurs T1,T2 et Rsoit nulle. Comme on peut le constater, la reaction R du substrat presente une composante verticale qui correspond sensiblement aux forces d' adherence du produit sur le substrat pour la portion de pochoir consideree. Par contre, pour conserver l'equilibre, on gene)_ 2galement une composante horizontale qui a tendance a provoquer un mouvement de glissement du pochoir sur le substrat. Le deplacement horizontal du pochoir va dependre de io l'a&erence du produit sur le substrat ainsi que de la position de la portion de pochoir consideree, mais elle atteint facilement une valeur superieure a 10,u, ce qui est extremement important pour des ouvertures de l'ordre de 200. Ce deplacement relatif entre le pochoir et le substrat genere deux effete nefastes qui sont, d'une part une pollution de la face inferieure du pochoir et de la surface du subskat, et d'autre part, un cisaillage des plots au moment de la separation du pochoir et du substrat, ce qui se
traduit par un re-entrainement total ou partiel de produit dans le pochoir.
On peut constater egalement que les efforts qu'il faut mettre en ocuvre pour parvenir a creer une composante verticale de R suffisante pour provoquer l'arrachement du pochoir par rapport au substrat, vent extremement importants. A titre d'exemple, pour un angle 0 de 0,5 et pour vaincre un effort d'adherence de 1 g, il faut appliquer une traction T1 de 115 g. Sachant que pour ['ensemble d'un pochoir ['effort d'adherence peut atteindre une valeur de l'ordre du kilogramme, on s'apercoit que les efforts de traction en jeu vent enormes par rapport au besoin reel qui est uniquement la composante verticale. De plus, [' effort d' adherence global sur le pochoir varie tres rapidement lors d'un demoulage en fonction du nombre d'ouvertures en cours de demoulage a un instant donne ce qui implique des variations brutales des efforts lateraux sur le pochoir et done a des efforts lateraux sur les depots en cours de demoulage. La figure 2 represente schematiquement dans un plan, les forces induites sur une portion elementaire A du pochoir (1) en cours de demoulage sur un pochoir et son dispositif de mise en ceuvre selon la presente invention. Dans ce cas, apres remplissage les efforts appliques sur A vent nuls, abskaction faite de 1:? p esanteur. Puis lorsque le pochoir est eloigne relativement au substrat (4) sous ['action du support de pochoir (15), A est soumis a un effort de soulevement S et a la reaction du substrat R directement oppose. Comme on peut le voir, dans ce cas, aucun effort lateral parasite n'est applique ce qui permet une separation progressive sans mouvement de glissement s du pochoir sur le substrat. Les efforts mis en jeu ici correspondent aux efforts
d'adherence du produit dans le pochoir.
La fgure 3 montre l'avantage qu'il y a a effectuer un demoulage selon un mouvement de soulevement et sans imprimer une tension au pochoir. Comme on peut le voir, l'enlevement du pochoir (1) par soulevement selon une surface plus ou moins o cylindrique permet de reduire la surface d'adherence entre les plots (6) du produit (7) et les orifices (5) du pochoir. En effet, pour que le demoulage puisse avoir lieu, il faut que la surface occupee par le plot (6) sur le substrat (4), divisee par la surface des parois de ['orifice (5), soit superieure a une certaine valeur. Par exemple, pour un depot de creme a braser selon un mode de serigraphie en contact, on s'accorde a dire que ce rapport doit etre superieur a 0,66 pour avoir un demoulage acceptable et repetitif. Selon le mode de depot de la presente invention, le demoulage d'un plot (6) n'est pas fait de facon simultanee mais par soulevement progressif du pochoir sans appliquer de contrainte laterale au depot. En fait, on commence par decoller un cote du plot, puis progressivement le plot complet. Cette facon de faire revient done a diminuer la surface d' adherence du produit (7) dans l' orifce (5), or la force de re- entramement du produit par le pochoir est precisement proportionnelle a cette surface d' adherence. Ainsi, des essais de mise en oeuvre de la presente invention ont permis de montrer que le rapport surface occupee par le plot (6) divisee par la surface des parois de ['orifice (5) pouvait
etre reduit de 25 % sans nuire a la qualite et a la repetitivite des depots ainsi obtenus.
2s La figure 4 represente un exemple non limitatif de dispositif conforme a la presente invention. En figure 4a est represente la phase de remplissage du pochoir (1) a ['aide d'un organe de transfert (2), qui ici est un dispositif dtinjection ferme mais qui peut egalement etre une racle connue par l'homme de ['art, celui-ci est deplace dans le
s ens (D 1) et remplit le s ouverture s (5) du pocho ir au fur et a me sure de son avan cement.
Pendant cette phase de remplissage, le pochoir (1) est maintenu fxe dansle plan forme par le substrat (4) par un dispositif donne a titre d'exemple non limitatif. La force de mai nti en lateral e est as suree par les actionneurs pi l otab les qui i ci v ent de s verins ( 9) qui provoquent une tension du pochoir (1) suffisante afin d'eviter tout mouvement de glissement du pochoir (1) par rapport au substrat (4) lie a l'avancement du dispositif de transfert (2). En 4b, est representee ['operation de demoulage durant laquelle on procede a la separation progressive du substrat relativement au pochoir. Pour ne pas generer d'efforts lateraux sur les depOts (6) en cours de demoulage et ainsi permettre un demoulage optimum, la tension appliquee par le biais des verins (9) est diminuee, voire supprimee, de maniere a liberer les extremites du pochoir (1). Ainsi le demoulage des depots (6) correspondent aux orifices (5) s'effectue progressivement par soulevement en diminuant les surfaces d'adherence grace a un mouvement angulaire du pochoir qui o accompagne le substrat dans son mouvement vertical. Evidemment le dispositif peut
egalement fonctionner dans le sens (D2).
Dans le cas represente, la tension en cours de remplissage est assuree par quatre actionneurs pilotables ou verins situes dans les quatre angles du pochoir (1) et fixes par les trous (10), leur fonction est de maintenir lateralement le pochoir en cours de remplissage, mais egalement de le positionner lateralement en vue de son alignement av ec le sub strat a s erigraphier. A cet effet, de s b utee s non repre s entee s p ermettent de repositionner le pochoir systematiquement dans la meme position. D'autres dispositions des actionneurs vent envisageables sans sortir du champ d' application de la presente invention. Par exemple, les actionneurs peuvent prendre la forme de quatre peignes o disposes sur chaque cote du pochoir et qui s'engagent dans une pluralite de trous (10)
correspondents aux peignes.
De plus, selon une autre caracteristique de ['invention, afin d'eviter tout mouvement lateral du pochoir en cours de remplissage, le maintien latr?.l en cours de transfert, est complete par un blocage complet obtenu par deux elements de maintien par aspiration (12) solidaires du cadre et disposes a la surface du pochoir (1) au moins a ['avant et a l'arriere de la zone de transfert. Lorsque le vice est applique dans les elements de maintien a ['aide d'un dispositif non represente, le pochoir (1) est plaque contre lesdits elements de maintien. Ainsi le pochoir est maintenu en position sans induire de contrainte laterale au moment de ['activation de ce maintien ou au moment de sa desactivation. Les elements de maintien (12) permettent done de garantir un blocage lateral complet du masque durant ['operation de remplissage, mais egalement d'empecher tout mouvement lateral du pochoir avant l'etape de demoulage au moment de relacher la tension du pochoir. Ainsi ce n'est qu'apres avoir relache la tension du pochoir (1) que les elements de maintien vent desactives de maniere a liberer les extremites du pochoir de toute contrainte laterale. A cet effet, il peut etre avantageux de creer une surpression au niveau des elements de maintien de maniere a creer un coussin s d'air entre ces derniers et le pochoir et minimiser ainsi les forces laterales parasites sur le pochoir au moment de l'eloignement relatif du substrat par rapport au pochoir. Le support de pochoir (15), qui est ici realise a ['aide de deux barres fixees sur les elements de maintien, permet a la fois de maintenir le pochoir (1) contre les elements de maintien mais egalement comme on peut le voir en 4b, de soulever le pochoir (1) non tendu afin de le separer progressivement par soulevement relativement au substrat. On a vu precedemment que les supports de pochoir (15) pouvaient etre avantageusement
remplaces par des ventouses situees au dessus du pochoir.
La mise en aeuvre de ['invention consiste en un procede de depat d'un produit visqueux (7) sur un substrat (4) a travers un pochoir adapte (1), a ['aide d'un organe de kansfert (2), caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes: - mise en tension du pochoir (1) par le biais d'actionneurs pilotables (9), - blocage transversal complet du pochoir (1) par le biais d'au moins deux elements de maintien (12), - alignement et mise en contact du pochoir (1) par rapport au substrat (4), o remplissage du pochoir (1) a ['aide de l'organe de transfert (2), liberation de la tension du pochoir (1) par la desactivation des actionneurs pilotables (9), - desactivation du blocage par les elements de maintien (12), - separation du substrat et du pochoir par soulevement et accompagnement du pochoir
2s relativement au substrat.
Il est a noter que si la tension appliquee lors de ltetape 1 est suffisante, les etapes de
blocage et de deblocage, a ['aide des elements (12) peuvent etre supprimes.
Afin d' adapter le dispositif de mise en auvre aux differentes largeurs de substrat a traiter, ltelement de maintien (12) et le support de pochoir (15) situe en vis a vis,
constituent un ensemble reglable en position sur le cadre (13).
En figure 5, est represente un pochoir adapte (1) a la presente invention.
Les ouvertures (5) correspondent aux zones a imprimer se situant dans la partie centrale du pochoir. Pour son positionnement lateral, son maintien et sa mise sods - ension sur le cadre (13), le pochoir (1) est pourvu de trous de fixation (10). Afin de ne pas abmer le pochoir, les verins (9) vent prolonges de mors (11) qui permettent le pincement du
pochoir (1).
En figure 6, est represente un autre pochoir (1) adapte a la presente invention. Dans ce cas, les trous de fixation (10) vent disposes sur tout le perimetre du pochoir. La forme et les positions des kous peuvent etre identiques aux pochoirs utilises
sur les cadres auto-tendeurs de l' art anterieur.
En figure 7, selon une autre caracteristique de ['invention, le soulevement o du pochoir peut etre realise sur un seul cote tandis que le cote oppose est maintenu bloque. Dans ce cas de figure, le dispositif de transfert est situe au plus proche du cote bloque. Le mouvement du pochoir doit s'effectuer sans tension par liberation
progressive et sans contrainte, au fur et a mesure de la separation du substrat.
Selon une auke caracteristique de ['invention et pour faciliter le blocage complet du pochoir (1) durant la phase de remplissage, il peut etre judicieux de disposer les elements de maintien (12) en vis a vis des supports de pochoirs (15) et de pratiquer des ouvertures dans le pochoir dans ces zones. Ainsi, lorsque la depression est appliquee, le pochoir va etre piece entre les supports de pochoir (15) et les elements de maintien.
La description ci-dessus a ete redigee en considerant que le substrat etait
dispose sous le pochoir. Il va de soit que le dispositif selon la presente invention peut egalement fonctionner dans d'autres configurations sans sortir du champ d'application de la presente invention. Par exemple, le pochoir peut etre dispose verticalement ou a l'envers. Ainsi, le dispositif de mise en aeuvre du pochoir selon ['invention permet d'ameliorer de facon significative le demoulage en le mettant sous conr^'. Il permet de reduire le rapport de la surface de l'ouverture par la surface des parois de ltouverture d'environ 25 % sans nuire a la qualite du demoulage, ce qui permet d'une part de repousser les limites de demoulage connus selon les procedes de l'art anterieur, et d'autre part d'utiliser des cremes a braser de granulomekie superieure pour le meme circuit eleckonique. La qualite des dep8ts, meme les plus delicate a realiser est constante
queues que solent leurs dispositions geographiques sur le pochoir.
La presente invention permet de realiser une economic substantielle au niveau de la realisation des pochoirs de serigraphie. En effet, le pochoir accessoire adapte a la presente invention n'a pas a etre colle sur un cadre et ne necessite pas de realiser une multitude d'ouvertures sur toute la peripherie du pochoir tel que cela est le
s cas pour les systemes auto-tendeurs utilises par l' homme de l' art a ce j our.
De facon generale, ce type de pochoir a traitement des operations de remplissage et de demoulage differencie, permet de reculer les limites de la
miniaturisation en assemblage electronique.
t 2840851
Claims (9)
1) Procede de mise en aeuvre d'un pochoir adapte (1) pour le depot de produit visqueux (7) sur un substrat (4) a ['aide d'un organe de transfert (2) caracterise en ce que la phase de remplissage du pochoir (1) par le produit (7) et la phase de demoulage audit produit vent deux operations dont le traitement est dissocie de telle sorte que le pocho ir soit maintenu lateral ement en contact p l an sur le sub strat durant la phase de remplissage et que durant la phase demoulage, la separation du pochoir et du substrat soit realisee de facon progressive par soulevement du pochoir relativement au
substrat en minimisant voire sans appliquer de tension laterale sur ses extremites.
0 2) Procede de mise en ceuvre d'un pochoir adapte (1) pour le depot de produit visqueux (7) sur un substrat (4) a ['aide d'un organe de transfert (2) selon la revendication 1, caracterise en ce que durant la phase de remplissage, le maintien lateral
est obtenu par tension du pochoir.
3) Procede de mise en aeuvre d'un pochoir adapte (1) pour le depot de produit visqueux (7) sur un substrat (4) a ['aide d'un organe de transfert (2), selon la revendication 1, caracterise en ce que le maintien lateral du pochoir en contact plan sur le substrat durant le phase de remplissage est complete par un blocage obtenu par au moins deux elements de maintien (12) par depression situes a l' avant et a l'arriere de la
zone de transfert.
4) Procede de mise en aeuvre d'un pochoir adapte (1) pour le depOt de produit visqueux (7) sur un substrat (4) a ['aide d'un organe de transfert (2), selon la revendication 1, caracterise en ce que la separation par soulevement du pochoir est assistee par au moins deux supports de pochoir disposes a l' avant et a l'arriere de la
zone de transfert.
5) Procede de mise en aeuvre d'un pochoir adapte (1) pour le depot de produit visqueux (7) sur un substrat (4) a ['aide d'un organe de transfert (2), selon la revendication 1, caracterise en ce que la separation du pochoir est obtenue par
soulevement sans tension d'un seul cote tandis que l'autre cote est maintenu bloque.
6) Procede de depot d'un produit visqueux (7) sur un substrat (4) a travers un pochoir (1), a ['aide d'un organe de transfert (2), caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes: - mise en tension du pochoir (1) par le biais d'actionneurs pilotables (9), - blocage transversal complet du pochoir (1) par le biais d'au moins deux elements de maintien (12), - alignement et mise en contact du pochoir (1) par rapport au substrat (4), - remplissage du pochoir (1) a ['aide de l'organe de transfert (2) s - liberation de la tension du pochoir (1) par la desactivation des actionneurs pilotables (g), - desactivation du blocage par les elements de maintien (12), - separation du substrat et du pochoir par soulevement et accompagnement du pochoir
relativement au substrat.
o 7) Procede de depot d'un produit visqueux (7) sur un substrat (4) a travers un pochoir adapte (1), a ['aide d'un organe de transfert (2) selon la revendication 6, caracterise en ce qu'apres la desactivation du blocage par les elements de maintien (12), on applique une surpression par le biais des elements (12) de maniere a creer un coussin d'air entre lesdits elements de maintien et le pochoir afin de liberer ce dernier des contraintes laterales.
8) Dispositif pour le depot d'un produit visqueux sur un substrat (4), a ['aide d'un organe de transfert (2) sur une machine a serigraphier caracterise en ce qu'il associe un pochoir adapte (1) pourvu de trous de fixation (10) en vue de son maintien et de sa mise sous tension sur un cadre (13) et des actionneurs pilotables (9) intercales entre le pochoir (1) et le cadre (13) pour la mise en tension ou respectivement de reduction voire d'annulation de la tension selon que l' on est respectivement dans la
phase de remplissage ou dans la phase de demoulage audit pochoir.
9) Dispositif pour le depot d'un produit visqueux sur un substrat (4), a ['aide d'un organe de transfert (2) sur une machine a serigraphier selon la revendication 8, caracterise en ce que des elements de blocage par depression (12) du pochoir (1) vent disposes au moins a l' avant et a l'arriere de la zone a serigraphier et que le blocage est
active durant la phase de remplissage.
) Dispositif pour le depot d'un produit visqueux sur un substrat (4), a ['aide d'un organe de transfert (2) sur une machine a serigraphier selon la revendication 8, caracterise en ce que des supports de pochoir (15) vent disposes au moins a ['avant et a l'arriere de la zone a serigraphier de maniere a soulever le pochoir (1) pendant la phase
d'eloignement du substrat relativement au pochoir.
11) Pochoir adapte au precede de mise en ceuvre scion la revendication
1, caracterise en qu'il permet une fixation a des actionneurs pilotables (9).
12) Procede d'utilisation d'un cadre auto-tendeur avec son pochoir adapte, caracterise en ce qu'il est fait usage d'un moyen approprie permettant d'appliquer une tension au pochoir durant la phase de remplissage et de relacher
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