Brevet FR2381567A1 — publié le 19780922

L'invention concerne le traitement électrolytique de pièces, c'est- -dire l'exécution par électrolyse d'un dépôt ou d'un enlèvement d'une matière métallique sur des pièces au moins partiellement conductrices. Pour effectuer ce traitement on place toujours les pièces dans un bain d'électrolyte avec au moins une Blectrode mOtallique placée dans le mEme bain une certaine distance des pièces, cette électrode étant connectée une polarité continue tandis que les pièces sont connectées à l'autre polarité, généralement par l'intermédiaire de cadres et d'attaches ou par contact direct d'une paroi dans le cas de l'électrolyse au tonneau. Les pièces sont anode ou cathode selon qu'il s'agit d'un enlèvement ou d'un dép8t de matière. Il en résulte qu'avec les procédés habituels on a toujours un volume d'électrolyte très important, le plus souvent dans des cuves ouvertes produisant des émanations et une pollution atmosphérique, avec la nécessité d'une tension importante, due à la distance entre l'électrode et les pièces, et une intensité importante proportionnée à la surface totale des pièces, avec en outre des défauts de traitement relativement importants dus aux effets de bords, c'est-a-dire au fait que le champ électrique, donc l'activité électrolytique, se concentre dans les parties en saillie ou les bords des pièces planes en s'atténuant très fortement dans les parties concaves ou dans le centre des pièces planes, allant' même jusqu' une annulation pratiquement complète des effets à l'intérieur des trous profonds.De plus, dans le cas du traitement sur cadres on a des manipulations extrêmement importantes liées à l'attachage et au détachage des pièces, et à la manipulation des cadres depuis les cuves d'électrolyse jusqu'aux cuves de rinçage, avec une perte de temps due à la nécessité d'arrêter le traitement pendant la manipulation et l'égouttage des cadres1 et une perte importante d'électrolyte qui se retrouve dans les eaux de rinçage et pose des problèmes de traitement pour éviter la pollution des eaux. Le but de l'invention est de réaliser un nouveau dispositif d'électrolyse qui élimine les inconvénients précédents c'est-à-dire qui fonctionne avec un faible volume d'électrolyte et une faible tension électrique tout en éliminant les effets de bord, en simplifiant les manipulations et en réduisant très fortement les pollutions atmosphériques et hydrologiques, L'invention consiste a opérer par projection d'électro- lyte sur la surface a traiter au moyen d'un jet alimenté par pompe et projetant continuqllement l'électrolyte sur une zone limitée de la surface des pièces, ces pièces étant placées sur un support assurant leur connexion électrique à une polarité, tandis que l'autre polarite est réunie à une autre électrode disposée dans le circuit d'électrolyte en amont du jet.Le jet peut être d'une forme appropriée à la surface à traiter et être fixe, de même que la pièce portant cette surface. On peut également utiliser une rampe ou un jet en forme de lame liquide fixe agissant sur des pièces mobiles avec une connexion électrique glissante pour ces dernières ou pour leur support. Dans le cas particulier de pièces plates, telles que des circuits imprimés, le support peut être constitué par des rouleaux d' > ntrainement avec connexion électrique directe sur les pièces par des frotteurs.Les cellules de traitement électrolytiques peuvent être complétées par des cellules de traitements différents tels que rinçages ou traitements chimiques avec des joints d'étanchéité à levures disposés entre les cellules et éventuellement des surpressions gazeuses permettant de réaliser d'une manière automatique et continue toutes les opérations de fabrication d'un circuit imprimé complet, sans limitation de longueur. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de divers modes de réalisation pris comme exemples et représentés sur le dessin annexé, sur lequel: les fig. 1, 2 et 3 représentent schématiquement en perspective des jets de formes diverses pour le traitement localisé de pièces; la fig. 4 est une coupe verticale longitudinale d'une cellule d'électrolyse précédée de deux cellules de traitements divers; la fig. 5 est une vue partielle en perspective des pièces essentielles de la cellule d'électrolyse. Conformément à l'invention, et comme cela apparaît schématiquement par exemple sur la fig. 1, les pièces traiter 1 ne sont pas immergées dans un bain mais dans une atmosphère gazeuse, et l'on prujete sur leur surface un jet 2 d'électrolyte formé par une buse de projection 3 alimentée par un tuyau 4.Dans le cas ou l'on utilise un seul jet, celui-ci est de préférence ascendant, comme représenté sur les fig. i à 3, pour faciliter l'évacuation de l'électrolyte qui retombe par gravité dans un bac non représenté, d'oit il est immédiatement repris de préférence, par une pompe immergée, et renvoyée dans le tuyau 4. I1 en résulte que l'on n'utilise qu'un très faible volume d'électrolyte sans rapport avec l'encombrement des pièces 1. Conformément à l'invention une des électrodes, par exemple l'anode en cas d'un dépôt électrolytique, est placée à l'intérieur du tuyau 4, c'est-à-dire en amont de la buse 3 formant le jet 2, alors que la pièce 1 est placée naturellement en aval du jet. I1 peut s'agir naturellement d'une anode soluble ou non dans le cas d'un dépôt.Selon une particularité essentielle de l'invention, le jet peut avoir une forme appropriée a la zone 5 à traiter, ce qui donne diverses configurations selon les cas des fig. 1 & 3. I1 en résulte que le champ électrique produisant l'électrolyse se trouve concentré dans la seule section du jet, c'est- & dire dans la seule zone 5 a traiter, ce qui élimine les effets de bord en permettant un traitement beaucoup plus homogène et beaucoup plus efficace, ment dans le cas de traitement de surfaces en creux comme dans le cas représenté sur la fig. 3. En effet, la zone non traitée ne se trouve pas irriguée ni soumise au champ électrique de sorte que l'on obtient sur la surface 5 en creux un champ uniforme sans nécessiter aucune électrode de forme. Ce traitement électrolytique à distance peut, comme dans l'exemple des fig. 1 a 3 qui vient d'être décrit, être appliqué entre un ou plusieurs jets fixes et une pièce également fixe connectée électriquement à l'autre polarité. Cependant, l'invention est partculièrement intéressante dans le cas de traitement continu, c'est-à-dire en utilisant une rampe comportant de nombreuses buses 3 ou encore en réalisant une lame liquide plate disposée à poste fixe en travers du déplacement, les pièces à traiter étant alors déplacées dsun mouvement continu pour traverser le rideau liquide, la connexion électrique étant alors effectuée par des contacts glissants, soit directement sur les pièces, soit sur un support supportant ces pièces. Par exemple pour le traitement de petites pièces habituellement traitées au tonneau, avec les inconoUnients exposés précédemment1 notamment pour la protection des trous, on peut selon l'invention disposer les pièces en vrac sur une grille sans fin horizontale traversant la zone des jets disposés de préférence sous la grille, la connexion électrique avec les pièces étant réalisée au moyen de balais métalliques supérieurs agissant directement sur les pièces, ou encore par l'intermédiaire de la grille si celle-ci est conductrice.Naturellement, la cellule ou l'enceinte de traitement à I'intérieur de laquelle se produisent les jets est entièrement remplie d'une atmosphère gazeuse et de préférence fermée à la partie supérieure comme à la partie inférieure pour éviter les émanations et les pollutions, l'entrée et la sortie des pièces et de la grille se faisant par une étroite fente avec de préférence des rideaux d'étant chéité. La réalisation du processus continu est particulièrement facilitée dans le cas de pièce plates telles que des rectangles ou des bandes de t61e mince dans lesquelles on réalise un électroformage Blectrolytique à 11 aide de caches, déposés par exemple par voie photochimique, afin de réaliser des grilles de filtres ou de rasoirs électriques. Dans le cas ot ces pièces ont une certaine longueur, la grille peut avantageusement être supprimée et remplacé par un train de rouleaux supports ou de paires de rouleaux se faisant face et assurant l'entrainement continu des pièces à travers la lame liquide de traitement. Dans ce cas, la connexion électrique se fait directement sur la pièce ou sur le bord du flan destiné à réaliser celle-ci.Pour ces pièces plates la réalisation de lèvres d'étanchéitéà l'entrée et à la sortie des cellules de traitement est particulièrement facilitée. I1 en résulte une suppression quasi totale des pertes d'électrolyte supprimant tous les problèmes de traitement des eaux de rinçage. Par contre, étant donné dans ce cas la recircu lation perpétuelle d'un petit volume d'électrolyte avec un très faible renouvellement, il est nécessaire d'envisager un traitement de regénération de l'électrolyte. Parmi les pièces plates traitables automatiquement en continu par le dispositif selon l'invention, une mention toute particulière doit Outre réservée aux circuits imprimés en raison de la grande utilisation qui en est faite. On rappelera en particulier le procédé d'exécution des circuits imprimés à double face en partant de carton bakélisé revêtu de cuivre sur ses deux faces et consistant à réaliser d'abord le percement de trous de jonction et de connexion, puis à réaliser une application de photorésist liquide ou en feuille, sur les deux faces, l'exposition photographique du photorésist sur les deux faces selon les deux tracés du circuit à réaliser, l'élimination du photorésist non exposé situé autour des trous et le long des bandes du circuit, le traitement chimique de l'intérieur des trous pour les rendre conducteurs, puis le dépôt électrolytique de cuivre à l'intérieur des trous pour réaliser les ponts de jonction entre les deux faces, le renforcement électrolytique du cuivre, puis le renforcement électrolytique par un alliage d'étain-plomb, enfin l'élimination du photorésist exposé et le traitement chimique d'attaque du cuivre dans toutes les parties qui n'ont pas été protégées par l'étain-plomb, avec rinçage final et tous les rinçages intermédiaires nécessaires. Conformément à l'invention, un tel procédé de fabrication de circuits imprimés double face est réalisable dans son ensemble automatiquement et en continu en juxtaposant un certain nombre de cellules électrolytiques et de cellules de rinçage ou de traitement chimique, y compris l'application du photorésist et l'exposition photographique. Les plaques, simplement découpées et percées et introduites à plat à une extrémité de la ligne de fabrication, sont transportées d'un bout à l'autre par des rouleaux d'entraînement du type indiqué précédemment et passent de cellule en cellule à travers des lèvres d'étanchéité désignées par 6 sur la fig. 4, pour ressortir terminées à l'autre extrémité. On voit en particulier sur la partie gauche de la fig. 4 une cellule d'électrolyse selon l'invention avec les tuyaux 7 d'alimentation de l'électrolyte formant, sur chaque face des plaques 8, des jets non représentés sous la forme de deux lames liquides s'écoulant respectivement entre un noyau central 9 et l'une ou l'autre de deux parois extérieures 10 raccordées sur le tuyau 7 correspondant. Dans le conduit rectangulaire constitué par ces deux parois 10 est disposée une électrode 11 qui se trouve ainsi, conformément à l'inven- tion, en amont des jets, tandis que les pièces à traiter 8 se trouvent en aval de ceux-ci.Les rouleaux d'entraînement 12 et de support 13 sont représentés sur la fig. 4, naturellement tous synchronisés entre eux entre les diverses cellules, et les frotteurs d'alimentation électriques 14 sont représentés sur la fig. 5, portes par des consoles 15, Ces frotteurs agissent directement sur des zones du circuit dépourvues de photorésist ou sur des zones marginales 16, éventuellement supprimées par la suite. Grâce à l'invention, on peut ainsi réaliser automatiquement et en continu le cycle complet de fabrication de circuits imprimés divers, mis à part le perçage, avec une grande productivité grâce à la concentration du champ dans les lames liquides et avec les avantages déjà examinés liés à la faible quantité d'électrolyte mis en oeuvre1 et à la faible consommation d'électrolyte, l'absence de pollution atmosphérique et hydrologique et l'absence d'effet de bord. En outre, l'installation est d'un encombrement relativement réduit et permet néanmoins de traiter des circuits imprimés dont le format ne comporte aucune limitation dans le sens de la longueur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'électrolyse pour dépôt ou enlèvement d'une matière métallique sur des pièces au moins partiellement conductrices, en opérant par projection d'électrolyte les pièces placées sur un support, avec des connexions électriques glissantes, l'électrolyte étant projeté selon un rideau liquide disposé transversalement au sens du déplacement et constitué par une rampe ou une lame liquide continue, dispositif plus particulièrement destiné à des pièces plates, caractérisé par le fait que les pièces sont disposées sur des rouleaux supports et entre des paires de rouleaux entratneurs situés de part et d'autre du rideau liquide, le dispositif dans son ensemble étant agencé en cellule fermée avec des joints à lèvres d'étanchéité à l'entrée et à la sortie des pièces, la connexion électrique glissante étant constituée par un ou plusieurs frotteurs agissant directement sur des zones appropriées des pièces, ou indirectement sur une grille sans fin conductrice supportant les pièces. 2. Dispositif d'électrolyse plus particulièrement destiné à la fabrication de circuits imprimés par photoélectrodéposition, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs cellules d'électrolyse selon la revendication 1 intercalées avec des cellules de traitements différents, les joints de sortie d'une cellule pouvant constituer les joints d'entrée de la cellule suivante et certaines cellules de traitement, utilisant un produit oxydant, pouvant colporter une surpression d'un gaz neutre empechant les entrées d'air, de manière à réaliser en continu la succession complète des opérations de fabrication du circuit imprimé, excepté les percements.