Brevet FR2317850A1 — publié le 19770204

La présente invention se rapporte aux dispositifs destinés à l'étamage des circuits imprimés, et en particulier à l'étamage des petites séries. Pour protéger des tels circuits contre l'oxydation et pour faciliter l'opération de soudage ultérieure, il est nécessaire de les étamer, générale- ment à chaud ; Cette opération est réalisée en déposant sur les pistes en cuivre une couche d'alliage étain-plomb, que l'on porte à sa température de fusion.On connaît plusieurs dispositifs d'étamage des circuits imprimés, selon le procédé utilisé pour le dépôt de la couche d'étain-plomb. Parmi ces procédés, on citera le dépôt électrolytique de l'alliage d'étain sur la surface d'un circuit plongé dans un bain statique et le procédé dit "à la vague" dans lequel on fait passer le circuit entre deux rouleaux dont le rouleau inférieur plonge à moitié dans un bain d'étain fondu, de façon que la surface du circuit soit 4séchée par une vague d'étain créée artificiellement par un brassage du bain. Mais ce procédé nécessite d'avoir en permanence un bain d'étain fondu, à régénérer fréquemment, et de disposer de circuits préalablement nettoyés, ce qui complique l'opération et ajoute encore au coût de la machine pour la mise en oeuvre du procédé. Pour l'étamage des circuits imprimés en très petites séries ou pratiqué de façon occasionnelle, on connait un procédé beaucoup plus simple qui consiste a enduire la surface du circuit d'une couche d'un alliage étain-plomb ayant la consistance d'une peinture dans laquelle la poudre étain-plomb est incorporée a un décapant, ce qui supprime l'usage préalable d'acides décapants nocifs, d'un maniement souvent délicat. Cet enduit peut être étalé par tout moyen approprié tel que pinceau, spatule, pulvérisation au pistolet, etc.. Ensuite, il est nécessaire de chauffer la surface recouverte jusqu'à obtenir l'action du décapant et la fusion de l'alliage. Les dispositifs de chauffage utilisés généralement pour cette opération sont des dispositifs classiques tels que chalumeau, four, fer ou lampe à souder, bec Bunsen. Mais ces dispositifs font appel à des opérations manuelles plus ou moins longues et irrégulières, ou bien a des dispositifs statiques tels que le four. L'invention permet donc, pour remédier à ces inconvénients, de chauffer automatiquement à des fins d'étamage, des circuits imprimés, préalablement enduits selon le procédé ci-dessus et défilant en continu. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour l'étamage des circuits imprimes par fusion d'une couche d'un alliage à base d'étain recouvrant la surface du circuit à étamer, comprenant un convoyeur de circuits animé d'un mouvement de défilement continu sous l'action d'un organe d'entraînement et un moyen de chauffage desdits circuits, caractérisé en ce que le convoyeur est constitué d'au moins une chai nette formant une boucle fermée, tendue entre deux rouleaux, en ce que l'organe d'entraînement est un moteur électrique dont l'axe de sortie entraîne en rotation l'un desdits rouleaux, et en ce que le moyen de chauffage desdits circuits est un radiateur électrique comportant au moins une résistance, radiateur dont la face active est dirigée vers la surface supérieure du convoyeur servant de support aux circuits, et à faible distance de celle-ci. Comme -on le comprend, le dispositif selon l'invention permet d'étamer des circuits imprimes en une seule opération de chauffage, en assurant un chauffage régulier et homogène sur toute la surface du circuit. Ce dispositif, de conception simple, combine des éléments mécaniques robustes tels que le convoyeur à chaînettes et son système d'entraînement avec des éléments électriques ne consommant que peu d'énergie tels que le moteur d'entraînement du convoyeur et la résistance du radiateur électrique. Le chauffage est quasi-instantané,.dès l'application du courant a travers la résistance chauffante, ce qui permet d'éviter l'attente d'une mise en température assez longue, de l'ordre de 30 minutes, comme c'est le cas pour les dispositifs utilisant un bain d'étain fondu. On peut parfaire la qualité de l'étamage en agissant soit sur la vitesse de défilement du convoyeur, par action sur le moteur d'entraînement, soit sur la température de chauffage par action sur l'intensité du courant dans les résistances, ou encore en ajustant la distance qui sépare la face active du radiateur de la surface recouverte du circuit. Ce dispositif d'une grande souplesse d'utilisation est particulièrement utile et bon marché, pour étamer des très petites séries et donne cependant des résultats excellents. En effet, le chauffage régulier et homogène créé dans la couche d'étain répartie sur toute la surface du support en substance isolante du circuit, une tension superficielle qui le rassemble exclusivement sur les éléments à protéger. De cette façon, l'étain n'obstrue pas les trous destinés au passage des connexions des composants. L'invention sera bien comprise en se reportant a la description qui suit, donnée à titre d'exemple, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure I est une vue en plan du dispositif d'étamage, - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1. On a représenté sur le dessin un convoyeur de circuits 1 composé essentiellement de plusieurs chaînettes telles que 2, 3, 4, (trois sur les figures) formant autant de boucles fermées, tendues entre deux rouleaux 5, 6 pouvant tourner librement autour de leurs axes respectifs. Les différentes boucles constituent un circuit aller 7 formé des chaînettes supérieures et un circuit retour 8 formé des chaînettes inférieures, les deux circuits étant sensiblement parallèles. L'un des rouleaux est entrai né en rotation par un moteur électrique 9, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse classi que non représenté. Les axes des rouleaux sont montés sur des roulements à billes 10 dont les cages sont supportées par les traverses 11, d'un bâti rigide rectangulaire à quatre pieds 12.Pour permettre le guidage des c#ainettes, des rainures circonférentielles peu profondes sont usinées a la surface des rouleaux. Pour éviter tout glissement des chaînettes dans leurs rainures respectives, elles sont tendues par des contrepoids 14. Ces contrepoids sont constitués chacun d'une masselotte 15 suspendue à partir de l'axe d'un galet 16 posé sur la chaînette du circuit de retour. Lorsque les chaînettes sont animées d'un mouvement de translation, le galet roule sur la chaînette de façon que la masselotte reste dans une position a peu près fixe qui est le milieu du circuit de retour. La flèche créée par la masse du contrepoids 14 sur le circuit de retour 8 contribue à tendre la boucle totale entre les rouleaux 5, 6 et à maintenir tendue la chaînette supérieure 4, du circuit aller 7. Ce système très simple permet de compenser aisément la dilatation des chaînettes et des rouleaux. L'ensemble des chaînettes supérieures constitue alors un plan servant de support aux circuits imprimés a traiter. Le moteur électrique 9, de type classique, est choisi de façon à imprimer aux chaînettes une vitesse de translation de l'ordre de 2 cm/seconde. Par exemple, on pourra utiliser un moteur alimenté en courant continu sous une tension de 3 volts et absorbant un courant de 20 mA ; en réglant la tension dans la plage 2-5 volts on pourra faire varier. la vitesse de défilement des chaînettes. Vers le milieu et au-dessus du convoyeur, un moyen de chauffage 15 des circuits est monté transversalement aux chaînettes, en regard et à faible distance de celles-ci ; il se compose d'un carénage métallique en forme de demi-cylindre renversé à l'intérieur duquel est disposée au moins une résistance chauffante 17 traversée par un courant électrique intense. Dans l'exemple de réalisation décrit, on utilise deux baguettes de carbure de silicium en série de 17,6 ohms au total, absorbant une puissance électrique de 1100 watts sous une tension alternative de 140 volts. La surface intérieure du carénage 16 est recouverte d'une couche métallique réflechissante, par exemple du chrome, afin de réaliser un réflecteur pour le rayonnement thermique. La face active du radiateur ainsi constitué est tournée vers le convoyeur de façon que le rayonnement thermique soit émis perpendiculairement au plan formé par les chaînettes, la distance entre la face active du radiateur et le plan des chaînettes étant réglée par des entretoises 18, à une valeur d'environ 15 mm. En fonctionnement, le moteur d'entrainement 9 est alimente, ainsi que la résistance chauffante 17 qui rayonne à une température constante au bout de deux à trois minutes. Un circuit 19 préalablement enduit d'une couche d'une pâte d'alliage étain-plomb sur sa face à étamer selon le procédé décrit précédemment, est disposé sur le convoyeur, de façon que sa face enduite 20 soit dirigée vers la face active du radiateur. Dès que le circuit arrive sous le radiateur 15, l'alliage fond à sa température de fusion de l'ordre de 220 à 230 C. La température de fusion dépend de la composition de l'alliage utilisé, indiquée par le fabricant. Il faut chauffer jusqu'à ce que le métal brillant surnage et devienne mat. A cet effet, il est recommandé de faire un essai, afin de déterminer la température de #chauffe la plus appropriée.Plusieurs moyens permettent de régler le chauffage ; on peut soit agir sur la vitesse de rotation du moteur d'entraînement en faisant varier sa tension d'alimentation, soit régler le courant dans la résistance chauffante par l'intermédiaire d'un thermostat, soit encore ajuster la distance entre la face active du radiateur et la surface du circuit à étamer en changeant la longueur des entretoises qui maintiennent le radiateur au-dessus du convoyeur. Le circuit est ensuite récupéré a la sortie du radiateur, pour être soumis à un nettoyage par jet d'eau suivi d'un coup de chiffon pour le débarrasser des restes de décapant corrosif. Pendant le passage du circuit imprimé 19 sous le radiateur 15, chaque point de la surface du circuit est irradié par la même quantité de chaleur, ce qui procure un étamage régulier et homogène. Des variantes de construction du dispositif peuvent être imaginées sans faire preuve d'activité inventive. Par exemple, on pourrait brancher plusieurs résistances chauffantes selon des combinaisons différentes,ou faire varier leur tension d'alimentation par action sur un pont diviseur de tension. On pourrait aussi substituer au moteur électrique 9 un moyen d'entrainement plus simple, une manivelle par exemple, mais la vitesse linéaire des chaînettes ne serait pas constante et l'étamage obtenu serait de qualité inférieure, le circuit pouvant subir des variations de quantité de chaleur absorbée lors de son passage sous le radiateur. Le dispositf selon l'invention peut être utilisé en continu pour étamer des petites séries puisque le défilement des chaînettes permet l'introduction d'une succession de circuits préalablement enduits. Le dispositif est aussi avantageux pour étamer des circuits à l'unité, le temps de chauffage du radiateur étant très court. il peut trouver son utilisation de façon avantageuse auprès des laboratoires par exemple, ou de tous ceux pour qui l'étamage des circuits imprimés est une opération occasionnelle ou accessoire, et qui ne veulent pas faire la dépense d'un dispositif traditionnel plus onéreux. REVENDICATION 1. Dispositif pour l'étamage des circuits imprimés par fusion d'une couche d'un alliage à base d'étain recouvrant la surface du circuit à étamer, comprenant un convoyeur de circuits animé d'un mouvement de défilement continu sous l'action d'un organe d'entraînement et un moyen de chauffage desdits circuits, caractérisé en ce que le convoyeur est constitué d'au moins une chaînette formant une boucle fermée, tendue entre deux rouleaux, en ce que l'organe d'entraînement est un moteur électrique dont l'axe de sortie entraîne en rotation l'un desdits rouleaux, et en ce que le moyen de chauffage desdits circuits est un radiateur électrique comportant au moins une résistance, radiateur dont la face active est dirigée vers la surface supérieure du convoyeur servant de support aux circuits, et à faible distance de celle-ci.