Brevet FR2345889A1 — publié le 19771021

La présente invention concerne un appareil de dépôt à grande vitesse pour feuilles rectangulaires et plus particulièrement un appareil de dépôt comportant des moyens de masquage perfectionnés et mettant en oeuvre un procédé perfectionné d'alimentation en solution de dépôt. Les bornes des plaques de circuit imprimé revêtues de cuivre ont généralement des caractéristiques propres aux bornes,telles que la dureté, la résistance à l'usure, les propriétés électriques, etc., qui leur sont conférées en appliquant directement un dépot d'or, ou un dépôt d'or et de rhodium sur le revêtement de nickel de leur surface. Dans la technique antérieure, on connait déjà un procédé de dépôt pour bores de plaque de circuit imprimé dans lequel les parties de la plaque qui n'ont pas besoin d'être revêtues sont couvertes d'une fine pellicule de résine synthétique, tandis que les parties périphériques sont masquées avec des bandes adhésives ou des matières protectrices, et la plaque est plongée dans un bain d'élecLro-déposition à niveau commandé et chargée électriquement en vue du dépôt. Cependant, ce type de procédé nécessite des préparations préliminaires avant l'opération de dépôt qui accroissent automatiquement les coûts en main d'oeuvre et en matériau . Le dépôt a une densité élevée de courant est impossible avec ce procédé par immersion, de telle sorte qu'il faut une longue période de temps pour obtenir l'épaisseur minimum requise du dépôt de revêtement. Un autre défaut de ce procédé est que l'épaisseur du dépôt de revêtement est souvent inégale suivant la position de l'objet à reve tir , la distance entre les anodes et les cathodes,et les conditions d'agitation du bain électrolytique, et également parce que ces conditions sont très difficiles à commander. La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients grâce à des moyens de masquage perfectionnés et à la projection sous forme de jets de la solution de dépôt sur la surface des objets devant être revêtus,au lieu de l'immersion des objets dans un bain comme cela est réalisé dans la technique antérieure, fournissant ainsi un appareil de dépôt qui assure les opérations de dépôt de façon simple, sûre et très rapide. Le but de la présente invention est aussi d'éliminer tous les matériaux consommables tels que les matériaux de protection ou les bandes qui sont nécessaires pour protéger les parties qui ne doivent pas être revêtues, et elle vise- également à diminuer radicalement les coûts en main d'oeuvre et en matériau en menant à bien le masquage mécanique des parties non revêtues simultanément avec l'opération de dépôt. Un autre but de l'invention est de réduire de manière remarquable la surface nécessaire pour l'installation de l'appareil de dépôt et de diminuer l'inégalité de la pellicule de revêtement dans des parties respectives revêtues et sur les deux faces en utilisant le procédé de projection par jets constants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique d'ensemble en perspective de l'appareil de dépôt à grande vitesse suivant l'invention représente avec ses parties principales éclatées la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1 la Fig. 3 est une vue de face en élèvation montrant une plaque de circuit imprimé utilisée comme exemple de feuille rectangulaire la Fig. 4 est une vue partielle en perspective représentant de façon éclatée les moyens de projection par jets; et la Fig. 5 est une vuescheatimue montrant la solution de dépôt après projection. En se référant aux figures, la référence 1 désigne une plaque de circuit imprimé représentéeeomme un exemple de feuille rectangulaire et,la référence 2,des bornes alignées suivant une direction longitudinale à la base de la plaque 1 et qui sont également repérées dans leur ensemble par la référence 3 qui désigne la partie sur laquelle un dépôt doit être effectué. L'appareil suivant l'invention pour assurer un dépôtlsur des plaques 1 de circuit imprimé comme décrit ci-dessus, à une vitesse élevée, comprend en gros des moyens de masquage 4, des moyens de projection par jets 5 et des moyens d'alientation en solution de dépot ou re vêtement bes moyens e masquage 4 comprennent une plaque de pression 7 et une plaque réceptrice 8 qui forme avec la première une paire, ainsi qu'un rouleau de pression 9. Cette paire de plaques de pression 7 et réceptrice 8 présente une longueur excédant celle de la plaque 1 de circuit imprimé et comporte sur ses faces opposées des feuilles de masquage 10 et 11 respectivement.Les feuilles de masquage 10 et ll sont constituées de caoutchouc ou de tout autre matériau approprié pour assurer le masquage et agir également comme un matériau garnissage. Au-dessus de la plaque de pres sion 7 est placée verticalement une plaque graduée de guidage 24 qui comporte deux broches 25 fixées de telle sorte que leur posi tion de fixation peut être modifiez .Etant donné que la pla que 1 de circuit imprimé est équipée de façon invariable d'une série de trous 26 (Fig.3),la plaque 1 de circuit imprimé peut être accrochée et suspendue grâce aux broches 25 passant à travers les trous 26, et il est possible de régler la position des parties 3 devant être revêtues par rapport à l'élément de projection de jet de liquide de revêtement, ou la profondeur de la plaque l de circuit imprimé par rapport aux moyens 5 de projection de jets,lorsque la plaque 1 de circuit imprimé est suspendue par les broches 25 passant dans les trous. Il est également possible de revêtir d'autres types de plaques de circuit imprimé pour autant que leur forme est la même, sans avoir à ajuster leur position ; il suffit alors de suspendre simplement la plaque par les broches 25 de la plaque graduée de guidage 24. Au lieu de suspendre les plaques, l'extrémité inférieure de la plaque de circuit imprimé peut être supportée par une monture de support dont la hauteur est réglable. Le cylindre de pression 9 appuie la laque de pression 7 contre la plaque réceptrice 8,et la plaque 1 de circuit imprime est maintenue par la pression exercée entre la plaque 7 et la plaque 8. Si aucune pression n'est appliquée, la plaque 1 de circuit imprimé peut être librement enlevée d'entre les plaques 7 et 8,ou inversement placée entre celles-ci. Il suffit qu'au moins l'une des plaques 7,8 de la paire soit mobile en vue d'appliquer une pression à la plaque de circuit imprimé , et il est également possible de fixer des cylindres de pression aux deux plaques en vue de les faire participer toutes deux à la pression. Les moyens de projection par jets 5 comprennent un organe formant ajutage 27 présentant une structure particulière et un certain nombre d'éléments accessoires. A la partie supérieure de l'organe 27 formant ajutage est prévue une ouverture 14 destinée à recevoir les parties 3 devant être revêtues de la plaque 1 de circuit imprime, et sur les deux côtés desdites ouvertures 14 sont placés, face à face,et suivant une direction longitudinale ( la direction lonaitudinale de la plaque 1 de circuit imprimé), deux éléments 12, 13 à fente de projection par jet de la solution de revêtement. Sur les éléments 12, 13 de projection par jet sont prévues des anodes 15, 16 pouvant être chargées et qui s'étendent sur toute la longueur des bords desdits éléments, comme représenté à la Fig. 4 , ces anodes étant divisées en une série de tronçons l5a-l5e, 16d-16eet etant coxYs*s au moyen de fils conducteurs 28 respectivement. La division des anodes en tronçons est très importante pour maintenir la densité de courant constante. A la base de 1' organe 27 formant ajutage est fixé un conduit 29 en forme de Y relié a la conduite a travers laquelle la solution de revêtement est par moments amenée aux éléments 12,13 de projection.li1organe 27 formant ajutage est monté dans un bottier 32 au moyen d'une plaque de support 31 dans laquelle est formée une série d'ouvertures 30. Le fond du bottier 32 est laissé ouvert. Les moyens d'alimentation et de recirculation 6 en solution de revêtement comprennent une pompe 17, un réservoir 18 de solution de revé tement et différentes conduites.Le réservoir 18 est ouvert à sa partie supérieure de manière a recevoir directement le fond (ouverture ) du bottier 32 de telle sorte que la solution de revêtues ment projetée depuis les éléments 12,13 de projection ne reste pas dans le bottier 32, mais retourne immédiatement au réservoir 18 par les ouvertures 30 de la plaque de support 31 et le fond ouvrcrt du bottier 32. Sur les figures, la référence 19 désigne un carter pour l'ap- pareil, à la partie supérieure duquel est prévue une fente 20 pour permettre l'insertion de la pompe de circuit imprimé, ainsi qu'un logement 21 d'emmagasinage destiné a contenir les objets a revêtir. La référence 22 désigne un panneau indicateurtandis que la référence 23 repère un panneau de commande de revêtement ou dépôt. Le fonctionnement de l'appareil a grande vitesse décrit cidessus sera maintenant expliqué. lie cylindre de pression 9 étant dans la position %ors d'action, la plaque 1 de circuit imprimE est suspendueen accrochant celle-ci a la plaque 24 graduée de guidage qui comporte les deux broches 25, et la partie inférieure de la plaque est introduite entre les plaques de pression 7 et réceptrice 8. Alors, le cylindre de pression 9 est placé en position active et la plaque 1 de circuit imprime est suspendue entre la plaque de pression 7 et la plaque réceptrice 8. Les parties de la plaque 1 de circuit imprimé qui ne doivent pas être revêtues sont masquées la & ani- quement de façon simple et sûre avec les feuilles de masquage 10, Il de la plaque de p#ression et de la plaque réceptrice, et la partie 3 non masquée de la plaque 1 qui doit être revêtue est introduite dans l'ouverture 14 de organe 27 formant ajutage et placée entre les élements 12, 13 de projection par jet de la solution de dépôt. ce masquage mécanique et ce positionnement des parties destinées a recevoir un dépôt constituent une des caractéristiques suivant 1' invention.Les bornes 2 sont chargées électriquement comme cathodes et, tandis que les anodes 15,16 sont#chargées, les moyens d'alimenta tion 6 en solution de revêtement sont actionnés . La solution de revêtement s'écoule,sous pression t depuis la pompe 17,dans le sens indiqué par la flèche A , à travers le conduit 29 en forme de Y, jus- qu'à l'organe 27 formant ajutage à partir duquel elle est projetée instantanément contre les deux surfaces à revêtir à travers les deux éléments 12,13 de projection par jet.La solution 33 de revêtement projetée est dirigée vers l'objet à revêtir 3, comme représenté la Fig. 5, suivant une direction perpendiculaire ( direction horizontale) et diverge en un écoulement supérieur et un écoulement inférieur lorsqu'elle frappe lesdites surfaces. Ce phénomène se produit instantanément et simultanément sur toute la longueur des parties 3 à revêtir de la feuille rectangulaire. Ceci constitue une autre caractéristique de la présente invention. Lorsque la solution de revêtement 33 vient en contact de la partie 3 à revêtir, une ionisation se produit instantanément et une couche de revêtement uniforme est produite à une vitesse élevée.Dans ce cas, il est possible de charger sélectivement les anodes 15a-15e, l6b,16e,divisées en une série de tronçons, en fonction de la longueur des parties devant être revêtues, et la facilité au'li y a à faire correspondre le dépôt aux anodes 15,16 avec différentes plaques de circuit imprimé est améliorée, tandis que la densité du courant électrique peut être commandéepour être uniforme. La solution de revêtement, après que le dépôt ait été opéré, s'écoule suivant la direction indiquée par les flèches B et C et revient rapidement dans le réservoir 18 à travers l'ouverture du fond du boîtier 32. La solution est ainsi recyclée et réutilisée lorsque le besoin s'en présente. L'appareil de dépôt à grande vitesse pour feuille ou plaque rectangulaire suivant l'invention décrit ci-dessus procure un certain nombre d'avantages énumérés ci-dessous. a) le dépôt est assuré par projection de la solution de revêtement, facilitant ainsi une utilisation sous une densité de courant électrique élevée. Ceci signifie que la vitesse de dépôt (15 A/dm2, 14 sec., 1 ) est environ cinq fois plus élevée que celle des appareils à immersion de type classique ( 3A/dm2, 70 sec., lu ). b) la projection par jet uniforme assure une épaisseur égale de la pellicule de revêtement. c) étant donné qu'aucun matériau de masquage , tel que des matériaux de protection et des bandes n'est requis, il devient possible de# réduire le nombre d'étapes de l'opération de dépôt et d'assurer une fixation mécanique de la plaque en n'assurant le dépôt que sur les parties nécessaires, en une seule fois et des deux côtés. d) étant donné que le dépôt à grande vitesse est possible, la surface requise pour l'installation peut être nettement réduite pour une même production. e) étant donné qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser des maté riaux consommables pour le masquage, le temps de dépôt est diminué, la production horaire est accrue et la contamination de la solution se revêtement par des agents de masquage est évitée. f) la souillure de la plaque de circuit imprimé, par du plomb, de l'étain, etc, dissout pendant le soudage,dans une opération de dépôt par immersion conventionnelle,est évitée étant donné que le dépôt est assuré à très grande vitesse. Ceci permet de prolonger la durée de vie de la solution de revêtement de façon remarquable. g) un avantage supplémentaire de l'invention est qu' un dépôt d'or sur soudure peut être obtenu sous forme de précipité dans d'excellentes conditions grâce au dépôt à vitesse élevée qui consti tue l'une des caractéristiques majeures de la présente invention. Etant donné que la présente invention permet le revêtement de surfaces spécifiques des deux côtés en même temps, aussi bien égale ment que sur un seul côté, de feuils ou plaquesrectangulairestqui ne sont pas limitées aux plaques de circuit imprimé, des parties telles que des bornes de connexion et des contacts peuvent être également traités conformément à la présente invention. EZEVENDIGATIONS 1 - Appareil de dépôt à vitesse élevée pour feuille rectan gulaireo caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de masquage comportant une paire de plaques disposées face à face, à savoir une plaque de pression et une plaque réceptrice, sur les deux faces en regard desquelles sont fixées des feuilles de masquage respectives,et dont la longueur correspond à la longueur de la feuille rectangulaire, lesdits moyens comprenant également un cylindre de pression pour appliquer ladite plaque de pression contre ladite plaque réceptrice de manière à masquer les parties de la feuille rectangulaire à ne pas revêtir, en maintenant de façon amovible la feuille rectangulaire entre la plaque de pression et la plaque re ceptrice des moyens de projection par jets pour projeter uniformément un jet de solution de dépôt suivant la longueur de la partie de la feuille rectangulaire qui doit être revêtue, sur toute la longueur de celle-ci et sur ses deux côtés, et des moyens d'alimentation et de recirculation pour amener ladite solution de dépôt auxdits moyens de projection de solution et pour la faire recirculer. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de projection comprennent principalement un organe formant ajutage pourvu d'une ouverture adaptée pour recevoir la partie de la feuille rectangulaire devant être revêtue, et des éléments de projection par jet de la solution de dépôt disposées face à face et comportant des anodes placées le long des deux bords desdits éléments de projection par jets, suivant la direction longitudinale de la feuille rectangulaire. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les anodes prévues sur les deux éléments de projection par jet sont divisées en une série de tronçons suivant leur direction longitudinale, ces tronçons pouvant être chargés sélectivement et indé pendamment les uns des autres. 4 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux éléments de projection par jet de la solution de dépôt sont orientés suivant un angle adapté pour provoquer la projection de la solution de dépôt suivant une direction perpendiculaire aux parties de la feuille rectangulaire devant être revêtues et pour assurer une division uniforme du jet dans deux disectlons, s, et inférieure,après. qu'il ait frappé lesdites parties à revêtir 5 - Appareil suivant la revendication 2, caracterisé en ce que le boîtier entourant l'organe formant ajutage a un fond ouvert bet est fixé directement sur le réservoir de solution de manière à recueillir rapidement la solution de dépôt projetée à partir des deux éléments de projection par jet. 6 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque de pression comporte une plaque graduée de guidage-comportant deux broches pour accrocher et suspendre la feuille rectangulaire verticalement, de manière à commander préa lablement la position des parties de la feuille rectangulaire devant être revêtues par rapport aux moyens de projection par jets.