Brevet FR2138260A1 — publié le 19730105

L'invention concerne les machines à graver des plaques, notamment pour la réalisation de circuits imprimés, photosensibiliséeset insolées, au moyen d'une pulvérisation d'un acide approprié, tel que de l'acide perchlorique, du type comportant une enceinte dans la partie supérieure de laquelle sont disposées des rampes de pulvérisation reliées à une source d'acide sous pression. Avec les progrès sans cesse croissants de la miniaturisation des circuits imprimés, on est conduit à exiger une précision de plus en plus grande dans la gravure de tels circuits et, notamment, à réaliser des traits conducteurs d'une extrême finesse. Or, les machines à graver connues ne permettent guère de réaliser des traits d'une largeur inférieure à 2mm et il serait pourtant souhaitable de pouvoir réaliser des traits beaucoup plus fins. Le but de l'invention est donc de réaliser une machine à graver à l'acide capable de fournir une finesse de gravure beaucoup plus grande que celle des machines habituelles. A cet effet, suivant l'invention, les rampes disposées horizontalement sont montées à rotation sur elles-mêmes et reliées à à un dispositif de commande propre à leur imprimer un mouvement alternatif de pivotement de faible amplitude. Grâce à cette disposition particulière, on améliore non seulement la finesse de la gravure (des essais ont permis de réaliser des traits d'une largeur de 50 u) mais aussi de réduire dans un rapport considérable, qui est de l'ordre de 20 à 1, le temps d'exécution de la gravure, aussi bien à froid qu'à chaud. On a obtenu de bons résultats en faisant pivoter les rampes sur leurs axes à une fréquence de l'ordre de 30 oscillations par minute. Etant donné que les gicleurs des rampes de pulvérisation sont susceptibles de se boucher facilement sous l'effet de la cristallisaffon de l'acide, il est nécessaire que ces machines soient soumises à des nettoyages fréquents. Un autre but de l'invention est de réaliser une machine à graver du type en question qui soit très facile à démonter et à remonter, de façon qu'on puisse procéder très souvent à son nettoyage, sans perte de temps appréciable. A cet effet, suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque rampe de pulvérisation est supportée par ses deux extrémités, par les deux parois latérales de l'enceinte, par l'intermédiaire de supports à démontage rapide. Dans un mode de réalisation avantageux, chaque extrémité de rampe de pulvérisation se termine par un tourillon cylindrique sur lequel est montée librement une douille engagée axialement, à frottement serré, dans une cuvette qui est solidaire de la paroi correspondante de l'enceinte et qui présente une fente radiale de largeur sensiblement égale au diamètre du tourillon de la rampe. Grâce à cette structure particulière, lorsqu'on désire démonter une rampe, il suffit de faire coulisser axialement les deux douilles d'extrémités hors des cuvettes et de tirer à soi la rampe dont les tourillons s'échappent aisément des cuvettes par les fentes radiales de celles-ci. Le démontage d'une rampe est donc pratiquement instantané et son remontage, qui se fait par les opérations inverses, est aussi rapide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et de l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une machine à graver à l'acide suivant l'invention. Sur ces dessins de face Fig. 1 est une vue en perspective de l'ensemble de la machine. Fig. 2 est une vue en perspective éclatée, à plus grande échelle, montrant la structure et le montage d'une rampe. FiG.3 et Fig. 4 représentent, en coupe, encore à plus grande échelle, le montage de chacune des deux extrémités de la rampe. Fig. 5 est une coupe transversale de la machine dans la partie de traitement des plaques, et Fig. 6 est une coupe transversale de la machine faite dans le compartiment qui renferme les dispositifs de commande des rampes et d'alimentation en acide. La machine représentée sur la figure 1 est destinée à graver des plaques à l'acide, notamment des plaques destinées à la réalisation de circuits imprimés, photosensibilisées et insolées. Cette machine comporte deux parties principales, à savoir : une enceinte de traitement 1 et un compartiement 2 qui renferme les dispositifs de commande des rampes et de refoule ment de l'acide. L'enceinte de traitement 1 comporte un bac 3 (voir aussi fig.5)- dont le fond est désigné par 4, une paroi arrière 5, un dessus 6, deux parois latérales 7,8 et un devant 9 relevable par exemple par pivotement autour d'une charnière supérieure horizontale 12. De préférence, le devant 9 et la partie supérieure de la paroi arrière 5, ainsi que le dessus 6, sont en une matière transparente pour qu'on puisse suivre l'avancement du traitement. Au dessus du fond 4 du bac 3, se trouve une table horizontale i4 sur laquelle on pose les plaques à graver 15. L'acide est projeté sur les plaques à traiter au moyen de gicleurs, tels que 17, disposés radialement sur des rampes horizontales tubulaires 18, par exemple en matière plastique thermodurcissable, au nombre de trois dans cet exemple. Chaque rampe telle que 18 (voir aussi fig.2) est obturée à ses deux extrémités qui présentent, respectirement, deux tourillons cylindriques 21,22 sur lesquels sont montées librement deux douilles 23,24 (voir aussi figs 3 et 4) respectivement engagées elles-m8mes dans deux cuvettes 25, 26 en saillie sur les faces internes des deux parois latérales 7,8 de Enceinte de traitement I (voir aussi figs 3 et 4). Les deux cuvettes 25, 26 présentent, chacune, une fente radiale 28, 29 respectivement, par laquelle on peut faire passer le tourillon 21 ou 22 de la rampe, soit de l'extérieur vers l'intérieur pour la mise en place de la rampe, soit de l'intérieur vers l'extérieur lorsqu'on désire enlever celle-ci aux fins de nettoyage, par exemple. Afin que les deux douilles 23, 24 restent bien en place dans les cuvettes respectives, elles forcent un peu dans celle-ci et, pour la commodité de leur mise en place et de leur enlèvement, elles sont munies d'une collerette 31,32, respectivement, de diamètre au moins égal au diamètre extérieur des cuvettes 25, 26. Les douilles et les cuvettes sont, par exemple, en matière thermoplastique. Chaque gicleur désiqné dans son ensemble par 17, comporte un bouchon percé 35 (figs 2 et 3) vissé dans une partie filetée correspondante du corps du gicleur et maintenant en place une grille ou filtre 36, par l'intermédiaire d'une pièce entretoise 37. On peut faire pivoter les rampes sur leurs axes,d'un mouvement alternatif, au moyen d'un mécanisme qui comporte, pour chaque rampe, un tournevis 41 solidaire du tourillon 22 de la rampe situé du côté de la paroi latérale 8 qui sépare l'enceinte de traitement 1 du compartiment 2 et un arbre de commande 42 qui tourillonne dans un palier 43 fixé à la paroi latérale 8 et dont l'extrémité, qui traverse ladite paroi, présente une rainure diamétrale 44 dans laquelle est engagé le tournevis 41 du tourillon de la rampe. Sur l'autre extrémité de chacun des arbres 42, est fixée une manivelle 47 et toutes les manivelles sont reliées par une bielle d'accouplement commune 48 afin que les rampes pivotent en synchronisme.L'une des manivelles 47 est solidaire d'un bras 51 (fig.6) avec lequel elle forme, par conséquent, un levier de renvoi de sonnette relié par une bielle 52, à un plateau mani velle 53 monté sur l'arbre de sortie d'un moteur électrique à réducteur 54, par exemple du type à vis sans fin, comme représenté. Pour son alimentation en acide, chaque rampe 18 présente, en un point intermédiaire de sa longueur, un raccord 62 (fig.2) muni d'un coude à angle droit 63 sur lequel# est monté, au moyen d'un raccord 64, une extrémité d'un tuyau flexible 65 dont l'autre extrémité est raccordée par un autre raccord 66 à une tubulure 67 (voir aussi fig.6) reliée à l'ouie de refoule ment d'une électropompe 68 dont l'ouie d'admission est reliée, par un tuyau 71, à un réservoir 72 logé dans le cómpartiment 2. La partie inférieure du réservoir 72-est munie d'un raccord 75 et d'un robinet 76 relié par un tuyau (non représenté)# au fond du bac 3 pour la récupération de l'acide, un filtre (non représenté) entant placé sur ce circuit de retour. Sur le compartiment 2 (fig.1) sont fixés les appareillages, tels que 78 et 79, de commande et de contrôle du fonctionnement de la machine. Le fonctionnement de la machine est le suivant: Tous les organes étant en place, comme représenté sur la figure 1, et une plaque à graver photosensibilisée et insolée 15 étant posée sur la table 14, on rabat le devant transparent 9 de l'enceinte de traitement 1 et on met la machine en marche. Le moteur à réducteur 54 assure par l'intermédiaire de la transmission décrite plus haut, un mouvement oscillait de pivotement simultané de toutes les rampes de pulvérisation 18 autour de leurs axes respectifs, à une cadence quitest, par exemple, de l'ordre de 30 par minute. L'électropompe 68 aspire l'acide,dans le réservoir 72 et le refoule par les tuyaux, tels que 67 et 65, dans les différentes rampes d'où il est pulvérisé, par les gicleurs 17, sur la plaque à traiter.Il se produit donc un véritable balayage de la plaque par l'acide, ce qui permet de réaliser une gravure à traits très fins et dans un temps d'exécution très réduit. Pour le nettoyage de la machine, on enlève les rampes 18 et, pour cela, le devant 9 étant ouvert comme représenté sur la figure 1 et comme indiqué en traits interrompus en 9A sur la figure 5, on fait coulisser légèrement l'une vers l'autre les deux douilles 23, 24 de chacun des rampes, de manière à les dé- gager des cuvettes 25, 26 dans lesquelles elles étaient engagées. On fait ensuite sortir les tourillons 21,22 de chaque rampe à travers les rainures radiales 28,29 des cuvettes 25,26 correspondantes. On peut séparer aussi les tuyaux individuels 65 en dévissant les raccords 66 et, éventuellement aussi en dévissant les raccords 64 ( fig.2). On remarquera que le montage et démontage des rampes et des tuyaux se font d'une façon extremement rapide et sans le secours d'aucun outillage. Etant donné que les rampes sont alimebtées par un raccord 62 situé en un point intermédiaire de leur longueur, lesdites rampes peuvent être obturées à leurs deux extrémités, ce qui résout un problème d'étanchéité, notamment par le fait que cette solution supprime un joint tournant aux extrémités des rampes. De plus, grâce à la présence du coude à angle droit 63, les tuyaux 65 demeurent sensiblement rectilignes et parallèles à la rampe tubulaire 18, de sorte qu'ils travaillent très peu puisqu'ils subissent des déformations d'amplitude réduite, l'ampli~ tude du mouvement de pivotement des rampes étant, par exemple, de l'ordre de 30 à 450. Une alimentation par une extrémité des rampes augmenterait, en outre, l'encombrement en largeur de la machine. Les collerettes 31 et 32 des douilles 23,24 de fixation des rampes forment, avec les cuvettes correspondantes 25, 26 des chicanes s'opposant aux infiltrations d'acide. Les particules d'acide qui pourraient entre, au cours du traitement,projetées néanmoins dans les cuvettes 25, 26 en seraient aisément évacuées par les fentes radiales 28,29 de celles-ci. La pression de refoulement de l'acide dans les rampes est par exemple de l'ordre de îkg/cm2. Le tournevis 41 d'entrainement en rotation de chaque rampe se trouve, en cours de fonctionnerment de la machine, emprisonné à I'#intérieur de la douille 24 correspondante, de sorte qu'il ne risque pas de sortir inopinément de la rainure diamètre le 44 de l'arbre d'entrainement 42 correspondant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, qui a été donné à titre d'- exemple, on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Machine à graver les plaques, notamment pour la réalisation de circuits imprimés photosensibilisées et insolées, au moyen d'une pulvérisation d'un acide approprié, tel que de l'- acide perchlorique, du type comportant une enceinte dans la partie supérieure de laquelle sont disposées des rampes de pulvéri såtion reliées à une ~source d'acide sous pression, caractérisée en ce que les rampes, disposées horizontalement, sont montées à pivotement sur elles-mêmes et reliées à un dispositif de commande propre à leur imprimer un mouvement alternatif de pivotement de faible amplitude. 20 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque rampe de pulvérisation est supportée, par ses deux extrémités, par les deux parois latérales de l'enceinte de traitement, par l'intermédiaire de supports à démontage rapide. 30 - Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que chaque extrémité de rampe de pulvérisation se termine par un tourillon cylindrique sur lequel est montée librement une douille engagée à frottement serré dans une cuvette qui est solidaire de la paroi correspondante de l'enceinte de traitement et qui présente une fente radiale de largeur sensiblement égale au diamètre du tourillon de la rampe. 40 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque rampe de pulvérisation est obturée à ses deux extrémités et est reliée, en un point intermédiaire de sa longueur, à la source d'acide sous pression par l'intermédiaire d'un tuyau souple, à démontage rapide au moins à son extrémité raccordée à ladite rampe de pulvérisation. 50 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque rampe est accouplée, d'une manière amovible, par l'une de ses deux extrémités à un organe d'entrainement fixé sur une extrémité d'un arbre qui est logé dans un compartiment contigu à ladite enceinte et dont ladite extrémité traverse cette paroi. 6- ~ Machine suivant les revendications 3 et 5, caractérisée en ce que l'organe d'entraînement est un tournevis qui s'engage dans une rainure diamétrale# d! l'eximitél'extt#rnité du tourillon et qui est recouverte par la douille engagée dans la cuvette correspondante.