Brevet FR2166273A1 — publié le 19730817

L'invention est relative aux machines à souder à la vague utilisées pour le soudage des composants électroniques sur des plaques de circuits imprimés. D'une manière générale, dans les machines à souder à la vague, on projette un alliage d'étain et de plomb fondu sur les queues de connexion dépassant en dessous des plaques de circuits imprimés. Cette opération est délicate et souvent de nombreux défauts peuvent être constatés dans les soudures déposées, te) les que les inclusions de matières étrangères, les irrégularités d'épaisseur et les porosités. Certains de ces défauts peuvent être dus au fonctionnement non satisfaisant de la machine à souder à la vague utilisée pour faire les soudures. Dans ces machines il faut savoir combiner la vitesse et l'angle d'inclinaison du jet de l'alliage fondu avec la vitesse et l'angle de convoyage des plaques de circuits imprimés afin d'obtenir une qualité de soudure déposée irréprochable. Dans certains types de machines, on additionne de l'huile à l'alliage fondu pour modifier sa tension de surface en vue d'éliminer les irrégularités d'épaisseur de soudure déposée et d'améliorer son état de surface. On indique ci-après,en référence avec les figures 1,2 et 3,le principe de fonctionnement des différents types de machines à souder å la vague de l'art antérieur et leurs inconvénients. En général, ces machines à souder à la vague sont munies de moyens de chauffage pour maintenir l'alliage de soudure à l'état fondu et de moyens pour pomper la soudure dans le bain de soudure et la projeter par une buse en direction des plaques de circuits imprimés. Ces moyens ne sont pas représentés dans les figures et ne seront pas non plus décrits. Dans une machine connue de ce type (représentée sur la figure 1)1'alliage étain plomb en fusion 10 est projeté à travers une buse fine il qui est inclinée vers l'ar rière par rapport au sens de convoyage 12 des plaques de circuits imprimés. Ce convoyage s'effectue dans un plan sensiblement horizontal. La buse fine 11 s'étend sur toute la largeur du bain de soudure de telle façon qu'elle forme une sorte de rideau derrière lequel subsiste une zone d'air 13 comprise entre la vague de soudure proprement dite 14 et le bain 15. Comme cette vague 14 n'est pas soutenue,elle est facile Dent perturbée quand sont introduites les queues des fils de connexion.Dans cette machine est prévue un petit récipient 16 disposé à l'extremite supérieure aval (en considérant le sens de déplacement 12 des plaques de circuits imprimés). Ce petit récipient 16 s'étend sur toute la longueur de la buse et contient de huile 17 qui est entraînée de manière continue par la vague de soudure à sa surface de manière à fOrmer une couverture d'huile 18. Toutefois, on constate dans cette machine que la vague de soudure fondue a une vitesse relativement importante et que le sens de convoyage est horizontal ce qui n'est pas souhaitable pour obtenir une qualité de soudure optimale. Dans un autre type de machine à souder à la vague (représenté sur la figure 2) la vague de soudure 19 est projetée verticalement sur les queues de connexion, tou jours vers le haut, à l'aide d'une buse large 20, sensiblement tronconique, qui s'étend sur toute la largeur du bain. Les retombées 21 et 22 de la vague de soudure 19 ne sont pas soutenues et s'écoulent de part et d'autre de la buse 20. Dans cette machine, le sens de convoyage 23 des plaques de circuits imprimés s'effectue dans un plan légèrement incliné par rapport & l'horizontale (par exemple 100) et les positions relatives du convoyage des plaques de circuits imprimés et de la buse sont telles que les queues de connexion quittent la vague sensiblement au sommet 24 de celle-ci, c'est-à-dire à l'endroit où la vitesse de la soudure est pratiquement nulle.Ainsi le mélange de soudure a suffisamment de temps pour bien imprégner les queues de connexion. La couverture d'huile 18 de la machine représentée sur la figure 1 est ici remplacée par une injection d'huile 25 dans le mélange luimeme, de telle sorte que les gouttelettes d'huile 25 dans le mélange en fusion viennent s'inclure dans la soudure. avec Mais ,/ce type de machine, quand la température du bain de soudure ou la durée d'immersion dans la vague diminuent légèrement en-dessous des valeurs optimales, on a constaté que des traces d'huile restaient emprisonnées dans la soudure déposée ce qui nuit 8 la bonne qualité de la soudure. Dans un troisième type de machine à souder (représenté sur la figure 3), le mé- lange de soudure en fusion 26 est projeté à travers une buse fine verticale 27 à faces parallèles s'étendant également sur toute la largeur du bain. Dans cette machine, le convoyage 28 des circuits imprimés est également effectue selon un angle d'environ 100 par rapport à l'horizontale. Pour obtenir une bonneenqualité de soudure, la buse 27 comporte un rebord 29 situé à son extrémité supérieur Bamont Cen considérant le sens de déplacement des plaques de circuits imprimés). Ce rebord 29 est sensiblement parallèle au sens de convoyage des plaques de circuits imprimés et permet de soutenir la vague 30 au cours de sa retombée dans le bain de soudure.Cette disposition permet d'améliorer encore la qualité des soudures en-augmentant, entre au- tres, la durée de contact des queues de connexion avec la vague. Toutefois, dans cette machine, il n'est pas prévu d'huile dont le rôle régulateur de ltépaisseur de soudure est très utile. Ainsi, dans ce qui précède, on a vu que les trois types de machine à souder ne conviennent qu'imparfaitement au soudage des plaques de circuits imprimés. Aussi la présente invention propose de perfectionner le dernier type de machine susmentionné et a pour objet une machine pour le soudage à la vague de composants sur plaques de circuits imprimés comprenant un convoyeur de plaques de circuits imprimés dont la direction de convoyage passe sensiblement par le sonnet de la vague de soudure et est légèrement incliné par rapport au plan horizontal. Cette machine comprend,de plus,une buse verticale de projection de la soudure dont la longueur est au moins égale à la largeur des plaques de circuits imprimés et qui présente un rebord de soutien de la vague de soudure disposé dans le sens d'écoulement de la sou dure selon un angle d'inclinaison plus grand que l'angle d'inclinaison du convoyage. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comporte un récipient d'huile situé au sonet de la buse du côté opposé au rebord de soutien de la soudure et des moyens pour faire écouler l'huile régulièrement sur la vague de soudure de manière à faire une couverture d'huile. Par ce perfectionnement > il est proposé un nouveau type de machine à souder à la vague, machine laquelle on obtient des soudures sur plaques de circuits imprimés ne possédant plus aucun des défauts énumérés précédemment lors de la description des machines suivant l'art antérieur. Les objets et les caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec le dessin ci-annexé dans lequel Les figures 1,2,3 représentent respectivement une coupe schématique d'un type de machine à souder à la vague de l'art antérieur décrit précédemment dans le texte. La figure 4 représente une coupe schématique d'un exemple de réalisation de machine à souder à la vague sur circuits imprimés, suivant l'invention. Dans cette figure 4 ,la machine comporte un bain de soudure et une buse verticale 27 pour projeter de la soudure,ayant deux faces 27a et 27b,parallèles entre elles. Cette buse 27 a une longueur au moins égale a la largeur des plaques de circuits imprimés à souder. La face 27a est située en aval par rapport à un sens de convoyage 32 des plaques de circuits imprimés (non représentées) et porte un petit récipient 31 contenant de l'huile 33. Ce récipient 31 est placé au sonet de la face 27a et sa longueur est au moins égale à celle de la buse 27. 11 est relié à un réservoir 39, contenant de l'huile 33, par une canalisation 37 et une pompe doseuse 38. La vague 34 est recouverte par une couverture 36 d'huile 33. L'autre face 27b de la buse 27 possède un rebord 29 disposé dans le sens d'écou- liment de la soudure selon un angle d'inclinaison 4; plus grand que l'angle d'inclinaison 42 formé par la direction de convoyage 32 et la surface 43 sensiblement hori zonale de la vague 34. Pendant ltopération de soudage la direction de convoyage 32 des plaques de cir- cuits imprimés est choisie de telle façon que l'angle 42 soit voisin de 100 afin que les queues de connexion quittent la vague de soudure 34 au sommet 35 où la vague 34 a une vitesse sensiblement nulle. Pendant cette opération de soudage Je récipient 31 est alimente# a débit constant gracie à la pompe doseuse 38 qui pompe de l'huile 33 dans le réservoir 39. L'huile 33 s'écroule alors du récipient 31 et coule sur la vague de soudure 34 en y formant une couverture d'huile 36 uniforme. Elle est ensuite entraînée par la vague 34 vers le point de sortie 35 des queues de connexion des composants, où elle joue son roule de régulateur de soudure, puis tombe avec la vague 34 dans le bain de soudure DÙ elle est recueillie et éliminée. On obtient ainsi une meilleure qualité de soudure tout en bénéficiant de ma nière optimale de la couverture d'huile 36 fournie par le récipient 31. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-des.us en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Machine pour le soudage à la vague de composants sur plaques de circuits imprimés comprenant : un convoyeur de plaques de circuits imprimés dont la direction de convoyage passe sensiblement par le sommet de la vague de soudure et est légèrement incliné par rapport au plan horizontal, une buse verticale de projection de la soudure dont la longueur est au moins égale à la largeur des plaques de circuits imprimés et qui présente un rebord de soutien de la vague de soudure disposé dans le sens d'écou- lement de la soudure selon un angle d'inclinaison plus grand que l'angle d'inclinaison du convoyage, la machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte un récipient d'huile situé au sommet de la buse du côté opposé au rebord de soutien de la soudure et des moyens pour faire écouler l'huile régulièrement sur la vague de soudure de manitre à faire une couverture d'huile. 2. Machine pour le soudage à la vague suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour faire écouler l'huile du récipient consistent en un réservoir d'huile et une pompe doseuse.