Brevet FR2085176A1 — publié le 19711224

La présente invention a pour objet une machine permettant d'assurer, par voie semi-automatique tout au moins, l'étamage des pattes laméllaires de connexion de circuits intégrés se présentant sous la forme d'éléments massiques plats en lesquels ces pattes se présentent en deux jeux de pattes s'étendant à partir de deux bords opposés de ces éléments, Ces pattes sont usuellement en un alliage tel que celui connu sous la dénomination commerciale de "kovar" désoré et doi- vent recevoir chacune, pour soudure ultérieure des éléments sur des "cartes de ctblage", une couche d'une soudure telle qu'un alliage étain-plomb homogène et d'épaisseur constante et ne présentant qu'un pourcentage négligeable de Au Son40 Ce dernier point est assuré, de façon connue, en trempant d'abord les pattes à étamer dans un bain d'un flux adéquat assurant la dissolution de toute pellicule d'oxyde à la surface de l'alliage des pattes et maintenant cette condition jusqu'au trempage dans le bain dtétamage, ce flux étant éliminé à la température de ce dernier bain de trempage, Selon la présente invention, ces objectifs sont atteints par l'établissement d'une machine principalement caractérisée en ce que des porte-éléments sont transportés par des convoyeurs le long d'un chemin, parcouru à vitesse constante, en lequel les pattes des dits éléments passent successivement en un bain de flux et un bain de soudure de longueurs adéquates, chaque porteéléments, en coopération avec des cames ou rampes distribuées le long de ce chemin de transmision, assurant la plongée en ces bains sur des trajets déterminés, d'un puis de l'autre des groupes de pattes des éléments qu'ils transportent, Selon une autre caractéristique de l'invention, cette machine incorpore deux paires de bains de flux et de soudure répartis sur la longueur dudit chemin de transmission et des moyens pour supporter les porte-eléments en une première position pour la plongée des pattes alignées sur n premier bord des éléments dans une première paire de bains de flux et de soudure, pour faire tourner de leur les dits porte-éléments et, en cette seconde position, pour assurer la plongée des pattes alignées sur le second bord des éléments dans une-seconde paire de bains de flux et de soudure, Selon une autre caractéristique encore de l'invention, la machine présente sur ledit chemin de transmission, des moyens de déchargement automatique des porte-éléments dont les pattes des éléments ont été étamées et des moyens de chargement automatique de porte-éléments dont les pattes sont à étamer et qui ont été préalablement préparés, de et sur les convoyeurs entratnés le long de ce chemin à une vitesse uniforme. Ues caractéristiques, ainsi que d'autres encore venalt en renforcer les effets, vont être exposées dans le détail en se référant aux figures Jointes, en lesquelles: La Sig.l représente le schéma de la partie de base d'une machine établie en conformité de l'invention en un exemple non limitatif d'exécution; La Fig. 2 représente, en vue de face, un élément massique plat dont les deux jeux de pattes de connexion doivent recevoir l'étamage; La çTig.) est une vue de profil d'un tel élément; ka Fig. 4 montre, en coupe partielle, un exemple non limitatif d'exécution d'un porte-éléments pour une machine selon 1g invention; La =igo5 est une vue latérale d'un tel porte-éléments;; La Fig. 6 représente un exemple de convoyeur pour un porteéléments selon les Figs. 4 et 5; La lig.7 est une vue partielle en perspective agrandie par rapport à la Fig. b, de la pièce de support du porte-éléments de ce convoyeur; La klig.8 représente une disposition relative d'un convoyeur et d'un bain en une forme d'exécution de la machine; la Fig. 9 montre comment un convoyeur peut être monté sur un transporteur à chine en une forme d'exécution de l'invention; La pig.lu représente le schéma des dispositiatis additionnelles que peut incorporer une machine selon l'inventiom pour le chargement et le déchargement automatiques des porte-éléments le long du-chemin de transmission des convoyeurs;; Les Figs.ll et 12 montrent respectivement deux stades de déchargement d'un porte-éléments selon la disposition de la Rigolo; Les @ igs, 13, 14 et 15 montrent respectivement trois stades de chargement automatique d'un porte-éléments selon la disposition de la Hig,lOo Des exemples ci-dessus et de leur description peuvent se déduire sans plus toutes variantes d'exécution technologique et d'exploitation pratique des machines objets de l'inventionO En se reportant à la Pig,l, on a indiqué en 6 un chemin de transmission le long duquel se déplace, à une vitesse constante, dans le sens de la flèche indiquée au haut de la figure, un convoyeur tel qu'indiqué comportant un corps 7, une tige 12 coulissant au travers de ce corps et sollicitée en position haute par un ressort 15 prenant appui sur un rebord 13 de la tige et sur un fond du corps 7. la tige 12 est reliée à un support 14 d'un porte-éléments 8 sur lequel sont fixés, par tout moyen approprié, des éléments de circuits intégrés massiques et plats tels que 9O Comme indiqué sur la Fig. 2 un tel élément 9 présente deux jeux de pattes de connexion 1w et Il, chaque patte ayant par exemple le profil indiqué sur la ig.5. Em cette dernière figure, les parties terminales de ces pattes sont montrées après étamage, étant revêtues de couches de soudure, 24-25 pour les pattes 10 et 26-27 pour les pattes 11. um peut noter que les épaisseurs de l'étamage sont égales en 24 et 2 & les épaisseurs le sont également en 25 et 27 mais ces épaisseurs diffèrent de 24 et 2@ à 25 et 27, ce qui est sans importance pour le résultat final recherché, à savoir des pattes étamées convenant à leur soudure ultérieure sur des cartes de câblage eu égard à leur degré de déformabilité pour de telles soudures "à-plat". rour la clarté du dessin, on a montré sur la igol le porte éléments 8 avec des éléments tels que 9 d'un seul coté mais on doit comprendre qu'en pratique il sera plus avantageux de garnir le porte-éléments avec des paires d'éléments tels que g sur les deux cotés opposés, afin d'augmenter le rendement de la machine. 'est ce qui est illustré en vue latérale en partie en coupe sur la Fig. 4.En profitant que, dans la plupart des cas, l'élément de circuits intégrés est établi dans un bottier conducteur, la fixation des éléments sur le porte-éléments 8 peut etre avantageusement assurée par "colLage magnétique", le rou ii 28 du porte-éléments présentant deux faces aimantées comme indiqu en 29 et 30 par exemple, pour le maintien nn position des éléments.Ce rouleau est indiqué avec un axe 31 se prolongeant d'un cté pour supporter une croix de ,Wialte 16 ou similaire, à position assurée par billage classique et dont la fonction sera erplicitee plus loin, Revenant à la Wigolw la tige 12 du porte-éléments est montree guidée en son déplacement le long du chemin de transmission 6 par une rampe 1 présentant des cames 2, 3 et 4. 5 respectivedisposées au dessus des emplacements de bains 2Q, 21 et 22, 23o les bains 20 et 22 sont des bains de flux, les bains 21 et 23 sont des bains de soudure étain-plomb. Dans l'intervalle entre les emplacements de ces paires de bains, le bâti de la machine porte deux tiges 17 et 18 s'étendant transversalement au traJet de la croix de Malte de tout convoyeur en circulation chaque came assure l'enfoncement de la tige 12 contre l'action du ressort 15 pour assurer la plongée e des groupes de pattes des éléments 9 disposés vers le bas dans les bains successivement rencontrés; avant et après chaque came le ressort 15 assure le maintien et(ou) la remontée de la tige 12 pour soulever le porteéléments au dessus du niveau des bains.Le profil arrière des cames 3 et 5 est avantageusement établi abrupt pour qu'un échappement soudain de la tige lz vers le haut confère au porte-éléments une secousse qui se révèle utile pour faire tomber l'excès de soudure des extrêmités des pattes. Pour montrer la variation de position d'un plrte-éléments le long du chemin de transmission, on a montré cette variation de l'axe du porte-éléments en trait interrompu lie on a également représenté deux positions successives du mdme convoyeur, l'une en position enfoncée de sb tige 12, l'autre en position remontée de cette tige. En pratique, comme par exemple indiqué sur la Pig.lO pour d'autres postes de travail, les cames 2 à 5 peuvent Qtre matérialisées par des organes mécaniques indépen dants d'une rampe et fixés sur une paroi du bati de la machine. La croix de sçialte 16 du porte-éléments n'est figurée qu'en des emplacements "critiques":- au premier, la croix de alyte 16 attaque la tige de butée 17 qui va la faire tourner d'un quart de tour pour amener le porte-éléments dans sa position immédiatement représentée ensuite sur le dessin, en laquelle la croix de ^exalte attaque la tige de butée 18 qui va la faire encode tourner d'un quart de tour, Le porte-éléments a ainsi accompli une rotation de 18vO et, aux pattes 1G des éléments qui ont été étamées pendant la première partie du parcours, sont ainsi substituées les pattes Il qui vont etre étamées dans la seconde partie du parcours du convoyeur sur le chemin de transmissioL0 la présentation des pattes 11 aux bains 22 et 23 est opposée de celle des pattes 10 aux bains 20 et 21, d'où l'explication de la dissymétrie des épaisseurs d'étamage sur ces pattes 10 et llo un peut noter qu'en un chemin de transmission en baille, ce qui est le cas pratique de réalisation d'une telle machine, on pourrait assurer les étamages successifs des pattes 10 puis des pattes 1l en deux passages au dessus d'une seule paire de bains de flux et de soudure, l'inversion ayant lieu, par exemple, sur le trajet retour des convoyeurs dans la chatte bouclée. L'opération risque toutefois d'être alors plus longue et, surtout, cette disposition rendrait plus délicate les opérations de chargement et déchargement automatique qui vont etre décrites plus loin, tjne telle variante entre pourtant dans le cadre de l'invention, notamment lorsque le chargement et le déchargement des convoyeurs s'effectuent à la main, Sans plus, le fonctionnement peut se résumer comme suit:le convoyeur étant entraîné à vitesse uniforme et étant garni d'un porte-éléments 8, la came 2 provoque le passage des pattes 10 dans le bain de flux 20 puis le passage de ces pattes sous la came 3 assure leur étamage.Le retournement de 18v0 s'effectue puis la came 4 provoque le passage des pattes 11 dans le bain de flux 22 et la came 5 les fait ensuite passer dans le bain de soudure 23. Les parcours dans les bains de flux et les parcours dans les bains de soudure étant respectivement de mimes longueurs et la vitesse de passage étant uniforme, l'opératia automatique ainsi réalisée donne un résultat constant pour toute série d'éléments traités dans la machine. Chaque porte-éléments peut, par exemple, transporter huit ou seize éléments. La fixation d1un porte-éléments sur un convoyeur peut titre avantageusement réalisée, pour des opérations de déchargement et chargement automatiques tout au moins, en établissant le convoyeur de la manière représentée sur les Figs. 6 et 7:- la tige 12 coulisse dans un logement axial du corps 7 et présente une portion amincie entourée d'un ressort 15 et fixée à son extrEmite à une pièce de guidage 32 supportant un étrier 33 dont les faces extrêmes sont fendues de la manière représentée sur la iig.7 pour constituer un logement 34 pour l'axe 31 du rouleau sur lequel sont fixés les éléments, prolongé par une fente 35 qui, avec un choix convenable du matériau, cuivre par exemple, assure une élasticité suffisante pour l'introduction et le retrait à force de l'axe 31 dans les logements 34 et le maintien de cet axe dans csrj logements. Le corps du convoyeur 7 peut étre fixé de la manière représentée sur la 9ig.9 par des entretoises telles que 37 sur une chaîne à maillons 6 qui, en 38, est similairement reliée à un support de raclette dont il sera parlé plus loin. Cette chaîne à maillons est étroitement guidée en ses parties rectilignes tout au moins entre des rails tels que 39 et 40, voir la Pig. 10. Toutefois, comme la croix de PIalte 16, en bout d'axe 31, ne doit pas passer dans les bains de flux et de soudure, il est prévu, Fig.8, de disposer dans les cuves de ces bains, ce qui est montré à titre illustratif sur la cuve du bain 21, un conduit 36 qui permet à la croix de halte de passer hors des bains alors q'-y plongent les pattes des éléments fixés sur le rouleau 28. Sur la Fig0lO, an a représenté un exemple d'exécution comprenant la chaîne baillée 6 entraînée par la roue dentée motrice 41 et guidée comme dit entre des rails 39 et 40 pour le maintien d'un trajet rectiligne au dessus de la table portant les cuves des bains, les convoyeurs tels que celui indiqué ayant leurs corps 7 rigidement li & à la channe 6. Pour la clarté, on n'a représenté en ce convoyeur que le rouleau 28 dans l'étrier 33. Ce convoyeur vient de faire un premier tour pendant lequel les pattes des éléments qu'il porte ont été étamées et arrive à un poste de déchargement automatique en amont du premier bain.Ce poste de déchargement automatique est constitué d'un étrier à ailes latérales 46 profilées comme montre:- sur l'avant, dans le sens du déplacement dw la chaîne de tran missiaL de la machine, un redan 49 est suivi d'une rampe aboutissant à un second redan, de préférence formant griffe, 48.Au dessus de cet étrier, dont la largeur vis à vis de celle du porte-éléments est telle qu'indi- quée sur la Eigellw une aile 4 passant entre l'étrier de support 33 du rouleau 28 et la croix de iIalte 1u du porte-éléments, est montée sur le bftti de la machine une came 47 qui provoque l'abaissement de l'étrier 33 équipé du porte-éléments pour que l'axe 31 du rouleau vienne buter sur les redans 48. (tomme le convoyeur est en déplacement continu, cette butée de l'axe 31 contre les redans 48 provoque l'ouverture des fentes 34-55 des faces latérales de l'étrier 33 et, le support 32 de l'étrier remontant dans le corps du convoyeur puisqu'alors la came 47 dégage la tige 12, l'axe 31 est dégagé de l'étrier 33 sur quoi le rouleau 28 roule sur les rampes des ailes 46 pour venir, Kigel2, reposer contre les redans inférieurs 49 de ces ailes.Les pattes étamées des éléments sont protégées ainsi contre un choc mécanique et l'opérateur n'a plus qu'à prélever le rouleau pour en dégager les éléments des circuits intégrés massiques, Cet opérateur a auparavant garni un autre pcrte-éléments et l'a déposé avec son axe reposant dans le creux d'un V formé dans les ailes 5u d'un second étrier formant, avec la came 51 fixée sur le bâti, le poste de chargement automatique des porte-éléments sur les convoyeurs.Lorsqu'un convoyeur vide se présente sous la came 51, sa tige 12 s'abaisse pour qu'à l'emplacement du V, l'étrier 33 vienne appuyer sur l'axe 31 et, par l'élasticité de la fente 34-35 de chaque aile de 33, cet axe s'engage dans les logements 34 où il est ensuite maintenu pincé; le partie éléments remonte ensuite et entraîne le rouleau 28 qui lui a été ainsi solidarisée La suite du parcours est similaire à celle de la Sigol. les Figs. 13 à 15 permettent une vue claire du déroulement de l'opération de chargement automatique:- dans la xigel3, étrier 33 n'a pas encore atteint le niveau de l'axe 51; dans la ig.l4, cet étrier a saisi l'axe 31 du porte-éléments; dans la Fig.15, l'étrier 33 est remonté avec le rouleau 28. Il reste à préciser que, de préférence, une raclette 43 est montée sur un axe pivotable en 38 sur la chaîne d'entraînement du convoyeur et en amont de tout convoyeur sur cette cilatne. Le rôle de la dite raclette est de précéder les pattes dans les bains de soudure pour y enlever toute pellicule d'oxyde étainplomb qui aurait pu s'y former entre deux passages successifs d'un convoyeur au dessus de ces bains. mien entendu, la hauteur de maintien de la raclette est réglée en fonction de la hauteur de ces bains mais cette hauteur est la même que celle des bains de flux avec lesquels la dite raclette ne doit pas venir en contact, rour cela, on a indiqué sur la iîg.l, qu'au dessus des bains de flux, ici le bain 2u, un rail ou un tronçon de rail 45 est établi et la raclette glisse sur ce rail en un tel emplacement et ne vient pas en contact avec le flux, rlusieurs convoyeurs sont de préfÉrence fixés sur la chatne de transmission. bien entendu, les contenus des bains sont maìn- tenus à des niveaux constants et à des bemparatures constantes prédéterminées et leur renouvellement a lieu quand de besoin par des moyens de pompage actionnés tjar ltopérateurO Le poste de déchargement peut, si aésiré, être reporté à un emplacement situé après la seconde paire de bains de soudure, étant ainsi en aval de ces bains tant dans un chemin de transmis- sion ouvert qu'en un chemin de transnission bouclé, comme apparents Au cas où la machine ne comporte qu'une seule paire de bains de flux et de soudure, le pivotement de l80 des porte-éléments est assuré deux fois, une pendant le passage du convoyeur au dessus du bain de flux, l'autre au passage du convoyeur au dessus du bain de soudure, les longueurs de ces bains étant accrues en conséquence vis à vis de celles de la disposition sus-décrite. R a V E li D I C A T I u li a lo - @achine a étamer les pattes de connexion d'éléments massiques plats de circuits intégrés, pattes disposées en deux groupes sur des bords opposés des éléments, machine en laquelle de tels éléments sont entraînés le long d'un chemin de transsis- sion passant au dessus d'au moins une paire de bains de flux et de soudure en lesquels plongent l'un puis l'autre de leurs grou- pes de nattes de connexion, machine caractérisée en ce que des convoyeurs (7), entraînés à une vitesse uniforme le long de ce chemin de transmission, sont agencés pour recevoir de façon amovible des porte-éléments (8) eux-mêmes garnis de façon amovible d'une pluralité d'éléments (9) ayant leurs pattes alignées, ces convoyeurs sont agencés pour provoquer une descente temporaire de letus porte-éléments en ces bains sur des parcours de longueurs prédéterminées par leur coopération avec des ramnes étabulles en de tels emplacements dudit chemin de transieission et ces porte-éléments sont agencés pour modifier leur pojsitionnement relatif dans leurs convoyeurs autour d'un axe horizontal sous la commande de butées établies le 1Qng dudit chemin de transmission en des emplacements extérieurs aux dites rampes de commande de descente des porte-éléments en ces bains. 20 - machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que, ne comportant qu'une seule paire de bains de flux et soudure le long dudit chemin de transmission, le porte-élément de tout convoyeur subit une rotation de 180 au dessus du bain de flux après s première descente au dessus de ce bain, nuis une rotationd de 180 au dessus du bain de soudure après une première descente au dessus de ce second bain. 3. - @achine selon la revendication 3, caractérisée en ce que, comportant deux ovaires de bains de flux et de soudure espa- cames l'une de l'autre le long dudit chemin de transmission, le porte-élément de tout convoyeur subi une rotation de 180 entre ses descontes temnoraires au dessus ce ces bains. 4. - machine selon la revendication 1, caractéisée en ce qu'elle incornore en amont des bains de flux et ce soudure, un dispositif de chargement automatique des porte-étéments sur les convoyeurs. 5. - machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle incorpore en aval des bains de flux et de soudure, des moyens de déchargement automatique des porte-éléments de leurs convoyeurs. 6. - tchine selon la revendication 1, caractérisée en ce chaque convoyeur conforte une partie coulissante en orme d'e,- trier dont les faces latérales présentent des fentes à ouverture et fermeture élastiques, chaque porte-élément est en forme de rouleau dont l' ase est en saillie aux deux bouts pour dtre pin- cé à Ces emplacemonts par les dites fentes de 1' ' étrier et est prolonge à une extrêmité pour porter une croix de iialte extéri- eurement audit étrier, 7. - Machine selon la revendication 4 et la revendication 6, caractérisée en ce que ce dispositif de chargement automati- que des porte-éléments sur les convoyeurs comprend un support sur lequel peuvent être déposé, un > un, les dits porte-éléments et une came d'abaissement de la partie coulissante du convoyeur pour l'engagement à force de l'axe du rouleau du porte-éléments dans les fentes latérales de l'étrier au convoyeur. 8. - Machine selon la revenaication 5 et la revendication 6, caractérisée en ce que ces moyens de déchargemetn comportent une gouttière à rampes inclinées terminées par des redans et une came d'abaissement de la partie coulissante des convoyeurs pour engager les axes des porte-éléments en butée contre ces redans et done les désengager à force des fentes des étriers des convoyeurs. 9. - archine selon la revendication I, caractérisée en ce que les éléments sont solidarisés du porte-éléments par collage magnétique. 10. - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les convoyeurs sont solidarisés d'une chaînc à maillons en mouvement continu, vidée entre des rails lc long de partie au moins du dît chemin de transmission.