Brevet FR2156441A1 — publié le 19730601

Le présente invention se rapport à un procédé pour le revêtement de composants électroniques et, plus particulièrement, à un procédé de revetement basé sur le déplacement de fines particules de résine par électrophorèse sous l'influence d'un potentiel électrique élevé. On connait divers procédés pour revêtir des composants électroniques par un revêtement de résine. En pratique, le procédé le plus connu est celui dans lequel un véhicule comprenant une matière résineuse de revêtement est appliqué à un composant électronique par un procédé de pulvérisation ou un procédé dtimmersion et est cuit après avoir été séché. Un autre procédé est celui dans lequel une résine de revêtement sous forme de poudre est mise à adhérer sur un composant électronique chauffé et est cuite. La couche de revêtement selon le procédé classique a une épaisseur irrégulière de partie à partie dans une même masse et a une épaisseur plutôt faible. En outre, il est difficile par le procédé classique d'empêcher une contamination d'une partie du fil conducteur à souder à un circuit électrique. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir un procédé pour revêtir des composants électroniques, qui est caractérisé par une couche de revêtement résineux uniforme et épaisse. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un procédé de revêtement de composants électroniques qui est caractérisé par une fine couche de revêtement de résine n'ayant pas de trous d'épingle ni de parties gonflées. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un procédé pour revêtir des composants électroniques ayant des fils conducteurs qui y sont fixés, qui est caractérisé en ce que les fils conducteurs ne sont pas contaminés par une matière de revêtement. Ces objets et d'autres encore dans la présente invention apparaîtront en considérant la description détaillée suivante, en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un composant électronique renfermant une couche de revêtement selon la présente invention. La figure 2 est une vue schématique d'un bain de revêtement pour effectuer un procédé de revêtement selon la présente invention. La figure 3 est un graphique présentant la variation de la quantité de couche de revêtement en fonction d'un potentiel électrique imposé dans un procédé selon la présente invention ; on porte en abscisses le potentiel électrique imposé en kV et en ordonnées la quantité de particules déposées en grammes/unité, la partie ccmprise entre les pointillés indiquant la gamme préférable ; et La figure 4 est un graphique présentant la variation de la quantité de couche de revêtement en fonction de la concentration de fines particules dispersées dans un liquide isolant dans un procédé selon la présente invention ; on porte en abscisses le temps en secondes, en ordonnées la quantité de particules déposées en grammes/unité, la partie entre les pointillés indiquant la gamme préférable, la tension imposée étant de 4 kV. Avant de procéder à une description détaillée d'un procédé de revêtement d'un composant électronique prévu par la présente invention, on expliquera un composant électronique, revêtu par une résine selon le nouveau procédé de la présente invention,en se reférant à la figure 1 dans laquelle 1 désigne un élément composant, par exemple, un disque fritté en oxyde de zinc décrit dans le brevet américain n" 3.598.763. Des électrodes d'argent 2 et 3 sont appliquées aux deux surfaces plates du disque fritté 1. Deux fils conducteurs 4 et 5 sont fixés aux électrodes d'argent 2 et 3, respectivement, par n'importe quel procédé convenable tel que la soudure.Un revêtement résineux 6, préparé par le procédé selon la présente invention, recouvre la totalité du disque fritté 1, les électrodes d'argent 2 et 3 et partiellement les deux fils conducteurs 4 et 5. Ce revêtement de résine 6 est caractérisé par une épaisseur uniforme et une limite distincte en-tre les fils conducteurs nus et les fils conducteurs revêtus. Cela signifie que les fils conducteurs nus sont exempts de matière résineuse et sont facilement soudés à un circuit électrique. Un procédé de revêtement d'un composant électronique, auquel est fixé un fil conducteur, selon la présente invention consiste à insérer ce composant électronique dans un liquide isolant ayant de fines particules de résine qui y sont dispersées, de manière telle qutune partie de ce fil conducteur s'étende jusqu'à la surface de ce liquide isolant, à imposer un potentiel électrique élevé sur le fil conducteur et sur une électrode, par exemple une électrode positive, insérée à une partie inférieure de ce liquide isolant, pendant une période de temps donnée, et, de ce fait, ces fines particules de résine se déplacent vers le composant électronique par un procédé d'électrophorèse et recouvrent la surface de ce composant électronique, à retirer le composant électronique recouvert du liquide isolant, à faire Îvaporer le liquide isolant restant à la surface du composant électronique recouvert et à cuire ces fines particules de résine pour recouvrir à la fois la surface du composant électronique et une partie du fil conducteur. Le liquide isolant auquel on se réfère ici est défini comme étant un liquide qui 2 une résistivité électrique supérieure i 10 M-1-cm et qui est inerte pour les fines particules de résine. En se référant i la figure 2, l'élément électronique 10 mentionné précédemment, auquel sont fixés des fils conducteurs 4 ét 5, est inséré dans un liquide isolant 12 dans lequel sont dispersées de fines particules de résine 13. Ces fils conducteurs 4 et 5 s'étendent partiellement jusqu'à la surface du liquide isolant 12. Une électrode positive 14 est placée à la partie inférieure d'un récipient 11 constitué de matière isolante. Une autre électrode 15 est placée sous l'électrode positive 14 (qui sera décrite ciaprès).Un potentiel électrique élevé V est imposé aux fils conducteurs 4 et 5 et à l'électrode positive 14 pendant une période de temps donnée, afin de déplacer, par un procédé d'électrophorèse, les fines particules 13 de résine vers le composant électronique et une partie des fils conducteurs 4 et 5 immergés dans le liquide isolant 12. Les fils conducteurs 4 et 5 du composant électronique 10 sont mis à la terre pour plus de sécurité. Ces fines particules 13 de résine revêtent la totalité de l'élément composant électronique 10 et une partie des fils conducteurs 4 et 5 sous la surface du liquide isolant 12. Le composant électronique revêtu 10 ayant une partie des fils conducteurs 4 et 5 revêtue avec les fines particules 13 de résine est retiré du liquide isolant 12 en étant toujours sous l'influence du potentiel électrique élevé entre les fils conducteurs 4 et 5 et l'électrode positive 14. près que le composant électronique revêtu ait été retiré complètement du liquide isolant 12, le potentiel électrique élevé est mis hors circuit. e liquide isolant qu'on a fait adhérer aux fines particules de resi- ne sur le composant électronique 10 et sur une partie des fils conducteurs 4 et 5 est vaporisé par tout procédé convenable disponible.Finalement, les fines particules de résine sur le composant électronique 10 et une partie des fils conducteurs 4 et 5 est cuit pour former un composant électronique à revêtement résineux, représenté sur la figure 1. Il est préférable que ces fines particules 13 de résine aient une densité très proche de celle du liquide isolant. La raison en est qu'une grande différence de densité entrasse le fait que les fines particules de résine flottent à la partie supérieure du liquide isolant ou précipitent au fond. Une différence préférable entre les deux densités est dans la limite de 10 . De meilleurs résultats sont obtenus quand la différence est dans la limite de 5 %. Une dispersion de fines particules de résine est améliorée en agitant ce liquide isolant durant l'opération, par n'imposé te quel procédé convenable. 16 sur la figure 2 désigne un tel moyen d'agitation. Le mouvement des fines particules de résine dû à l'électrophorèse n'est pas affecté de manière défavorable par cette agitation. Un procédé convenable d'agitation utilise une vibration ultrasonique allant de 1 kHz à 60 kHz. Lorsque ce liquide isolant est agité par l'agitateur 16 et qu'en outre, on y applique une vibration ultrasonique par un générateur d'ondes ultrasoniques 17, tel que représenté sur la figure 2, les fines particules de résine sont bien dispersées dans le liquide isolant, si bien que ces fines particules de résine se déposent finement aux surfaces d'un composant inséré et des fils conducteurs dans le liquide isolant.En outre, les fines particules de résine déposées ne tombent pas au fond. Quand ce liquide isolant est agité par n'importe quel procédé tel qu'une vibration ultrasonique, il est préférable que l'électrode positive 14 ait la forme d'une grille et qu'une source d'agitation soit placée sous l'électrode positive ayant la forme de grille, afin de bien agiter le liquide isolant à travers l'élec- trode positive en forme de grille. Une électrode positive en forme de grille est également souhaitable pour améliorer la décharge. L'électrode positive 14 est de préférence revêtue par une couche isolante. Quand le composant électronique 10 est retiré du liquide isolant, un fil conducteur peut toucher par inadvertance l'électrode positive 14 à laquelle un potentiel électrique élevé est toujours imposé. Alors, une source d'énergie serait endommagée ou bien un opérateur pourrait recevoir un choc électrique. L'électrode positive revêtue par une couche isolante empêche un tel accident et, en outre, cela empêche le métal utilisé comme électrode positive de rouiller. L'opération d'électrophorèse pour les fines particules de résine n est pas défavorablement affectée par le revêtement de l'électrode positive avec une couche isolante. La distribution de dimensions des fines particules de résine un effet sur le revêtement résultant et, de préférence, les particules doivent être comprises entre 10 et 250 microns, et il est préférable que la majeure partie des particules aient une dimension de 60 à 100 microns. Tout liquide ayant une résistance électrique supérieure à 10 MQ-cm et étant inerte vis à vis des fines particules de résine peut être utilisé comme liquide isolant. Un liquide préférable est un membre choisi dans le groupe se composant de trifluorotrichloréthane, d'essence et de kérosène. Lorsque le trifluorotrichloréthane, l'essence ou le kérosène est utilisé comme liquide isolant, de fines particules de résine préférables se composent essentiellement de résine époxy Cependant, une telle combinaison n'est pas limitative. La valeur du potentiel électrique élevé dépend de la distance entre l'électrode positive et le composant électronique et ce potentiel est de préférence de 3 à 6 kV quand la distance est de 2,0 à 3,0 cm. La période de temps durant laquelle le potentiel électrique élevé est imposé va de 5 à 60 secondes. Par exemple, lorsqu'un disque fritté en oxyde de zinc de 14 mm de diamètre et de 1 mm d'épaisseur est revêtu par de fines particules de résine époxy dispersées dans du trifluorotrichloréthane, l'épaisseur de la couche revêtue augmente pour une augmentation du potentiel électrique élevé imposé, tel que présenté sur la figure 3.Sur lá figure 3, la variation d'épaisseur de la couche revêtue est présentée sous forme d'une augmentation de la quantité de particules de résine déposées (en grammej pour un composant en fonction d'un paramètre représenté par la période de temps durant laquelle le potentiel électrique élevé est imposé. Dans le cas d'un disque fritté en oxyde de zinc, une gamme d'épaisseurs préférables de la couche revêtue est comprise entre les lignes en pointillés représentées sur la figure 3. La figure 4 représente les variations de la quantité de particules de résine déposées, en grammes, pour un composant en fonction de la période de temps quand le potentiel électrique de 4 kV est imposé à ltélectrode positive et au fil conducteur du disque fritté en oxyde de zinc qui est semblable à celui utilisé sur la figure 3, pour diverses concentrations des fines particules de résine époxy dispersées dans une solution de trifluorotrichloréthane. La gamme préférable de couches revêtues est également représentée par les lignes en pointillés sur la figure 4. Comme cela est évident d'après la figure 4, la concentration préférable de particules de résine va de 5 à 50 grammes pour 100 cm3 de liquide iso- lant. Un fonctionnement très efficace est obtenu en rendant électriquement neutres les fines particules de résine avant que ces particules n'atteignent ltélectrode positive et ne soient pourvues de charges électriques positives. Ceci est réalisé en imposant une tension alternative au liquide isolant et à la terre. La valeur préférable de la tension alternative va de 1.000 à 9.000 volts. La tension alternative est appliquée en utilisant une autre électrode placée sous cette électrode positive, c'est-à-dire l'é- lectrode 15 représentée sur la figure 2.Les fines particules de résine qui sont rendues neutres par la tension alternative imposée sont uniformément pourvues d'électricité positive à l'emplacement de l'électrode positive et sont uniformément déposées à la surface du composant électronique inséré et de ses fils conducteurs dans le liquide isolant. En conséquence, la couche de revêtement est formée uniformément sans trous d'épingle ou sans parties gonflées. I1 est, en outre, préférable que le liquide isolant comprenne un produit réagissant de contrAole de charges, pour charger uniformément les fines particules, par exemple, positivement. I1 existe de nombreux genres de produits réagissants de contrôle de charges qui sont disponibles. Par exemple, le naphténate de cobalt charge positivement les fines particules de résine époxy dans le trifluorotrichloréthane. Dans la description indiquée ci-dessus, on indique qu'un potentiel électrique positif élevé est imposé au fil conducteur et à l'électrode positive insérés dans un liquide isolant. Cependant, il est également possible d'imposer un potentiel électrique négatif élevé au fil conducteur et à une électrode négative insérés dans le liquide isolant. La présente invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaStront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à insérer ce composant électronique dans un liquide isolant dans lequel sont dispersées de fines particules de résine, de manière telle qu'une partie de ce fil conducteur s 'étendue jusqu'à la surface de ce liquide isolant, à imposer un potentiel électrique élevé au fil conducteur et à une électrode insérée à une partie inférieure du liquide isolant, pendant une période de temps donnée, et, de ce fait, les fines particules de résine se déplacent vers le composant électronique par électrophorèse et recouvrent la surface de ce composant électronique, à retirer le composant électro nique.recouvert du liquide isolant, à faire évaporer le liquide isolant restant à la surface du composant électronique recouvert, et i cuire ces fines particules de résine pour recouvrir à la fois la surface du composant électronique et une partie du fil conducteur. 2 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fines particules de résine ont une densité très proche de celle du liquide isolant. 3 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide isolant ayant les fines particules de résine dispersées est agité. 4 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide isolant ayant ces fines particules dispersées est soumis à une vibration électronique allant de 1 kz à 60 kHz. 5 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode a la forme d'une grille. 6 - Procédé de revêtement d'un composant Ictroniiue auquel est fixé un fil conducteur selon 1 revendication 5, caractérisé en ce que l'électrode est revue par une coucnt:;;cl- lante. 7 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'on impose une tension alternative, entre la terre et l'électrode placée sous l'électrode positive, au liquide isolant dans lequel sont dispersées les fines particules de résine. 8 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tension alternative va de 1.000 à 3.000 volts. 9 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fines particules de résine ont une distribution de dimensions de particules allant de 10 microns à 250 microns. 10 - Procédé de revêtement d'un composant électroniue auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la concentration des fines particules de résine dans le liquide isolant va de 5 à 50 grammes pour 100 cm3 de liquide isolant. 11 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le potentiel électrique élevé va de 3 à 6 kV. 12 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le potentiel électrique élevé est imposé pendant une période de temps allant de 5 à 60 secondes. 13 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le liquide isolant est un membre choisi dans le groupe se composant de trifluorotrichlcre'taane, d'essence et de kérosène. 14 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les fines particules de résine se composent essentiellement de resine époxy. 15 - Procédé de revêtement d'un composant électronique auquel est fixé un fil conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide isolant renfermant de fines particules dispersées comprend un produit réagissant de contrôle de charges pour charger les fines particules positivement avant d'imposer le potentiel électrique élevé. 16 - h titre de produits industriels nouveaux, composants électroniques auxquels est fixé un fil conducteur, revêtus par le procédé tel qu'indiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 15.