Brevet FR2448585A1 — publié le 19800905

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour effectuer des dépôts électrolytiques sélectifs d'un revêtement métallique sur une pièce conductrice. On connait déjà de tels procédés, utilisés, notamment, pour déposer un revetement métallique, par exemple d'or, sur les pistes de contact de bornes de connecteurs électriques, lesquelles bornes sont obtenues par découpage et/ou pliage d'un feuil lard. Après un découpage préalable des bornes, il est connu de dorer sélectivement les bornes au niveau de leur piste de contact, soit en trempant celee-ci dans une cuve à niveau constant contenant un bain d'or, soit de projeter un jet d'or liquide sur la borne recouverte d'un pochoir ne découvrant que la piste de contact. Il est également connu de dorer préalablement toute une piste du feuillard dans laquelle seront découpées les bornes. Bien que ces procédés se soient avérés plus économiques que les procédés antérieurement utilisés, ils ont en commun de ne pas être encore suffisamment économiques, du fait des pertes par mouillage et par capillarité, qui sont obtenues par trempage dans un bain ou par l'emploi d'un pochoir, et du fait de la surface inutilement dorée lorsque le découpage des bornes est postérieur. Mais ces procédés, qui sont également utilisés pour déposer d'autres métaux, moins coûteux que l'or, et pour lesquels ne se pose pas principalement le problème de l'économie, présentent également l'inconvénient de ne pas permettre d'effectuer sélectivement et avec une bonne précision des dépôts électrolytiques sur une pièce conductrice, notamment lorsque la zone à recouvrir n'est pas située à une extrémité de la pièce. Au moyen du procédé et du dispositif selon l'invention, on se propose de remédier à ces inconvénients. A cet effet, le procédé selon l'invention se caractérise en ce qu'il consiste à former un dard d'une solution électrolytique contenant le métal à déposer, au contact d'une anode, par combinaison d'une projection d'un jet de cette solution avec une aspiration,- périphérique au jet et à contre sens de ce dernier, de cette solution, assurant le renouvellement de cette dernière au niveau du dard liquide, puis a' amener en contact l'une de l'autre l'extrémité du dard et la zone à recou vrir de la pièce conductrice, polarisée en cathode. La projection peut s'effectuer par gravité, ou sous pression, l'aspiration étant alors forcée, et le dard liquide présente sa pointe vers le bas pour venir au contact des zones à recouvrir, mais il est également possible que la projection soit forcée, l'aspiration s'effectuant par gravité, ou par dépression, et le dard liquide présentant sa pointe vers le haut pour venir au contact des zones à recouvrir. Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend une buse d'amenée disposée à l'intérieur d'une buse de récupération, leurs extrémités étant sensiblement au même niveau, ainsi qu'une anode, la buse d'amenée assurant la projection d'un jet d'une solution électrolytique contenant le métal à déposer, récupéré par la buse de récupération dans l'espace libre entre les deux buses, de sorte qu'un dard liqui de, se formant à l'extrémité des deux buses et dépassant de ces dernières est susceptible de déposer un revêtement métallique lorsque son extrémité vient au contact de la pièce conductrice, polarisée en cathode. Avantageusement, les deux buses sont constituées par deux éléments de révolution disposés l'un dans l'autre, l'élément interne étant alimenté à partir d'une cuve de solution électrolytique dans laquelle est recyclé l'électrolyte récupéré par l'élément externe, ce qui diminue la quantité de bain perdu. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, dans lequel la projection et/ou l'aspiration sont ou est forcée (s), le dispositif comprend au moins un dispositif de pompage, relié à la cuve de solution électrolytique, et assure la mise sous pression de la buse d'amenée ou la mise en dépression de la buse de récupération. Si l'une et/ou l'autre des deux buses est réalisée en un matériau électriquement conducteur, cette ou ces buses peut ou peuvent constituer siSultanément l'anode, mais cette dernière peut également être constituée par une grille ou un fil métallique, reçu (e) respectivement dans l'espace libre entre les deux buses ou à l'intérieur de la buse d'amenée. Enfin, pour améliorer encore la précision en affinant le dard liquide, les deux buses peuvent être munies d'un convergent à leur extrémité d'où dépasse le dard liquide. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de deux exemples particuliers de réalisation qui seront décrits ci-après, à titre non limitatif, en référence aux figures en annexe dans lesquelles - la figure 1 représente en coupe axiale un dispositif à dard liquide pointé vers le faut, - et la figure 2 représente en coupe axiale un autre dispositif à dard liquide pointé vers le bas. En référence à la figure 1, le dispositif est constitué d'une buse de récupération, réalisée sous la forme d'un premier tube cylindrique 1, présentant une conduite radiale 2 débouchant à l'intérieur du tube 1, et dans lequel est disposée une buse d'amenée, réalisée sous la forme d'un second tube cylindrique 3, co-axial au tube 1. Les deux tubes 1 et 3 sont disposés verticalement, et l'extrémité inférieure du tube 3, traversant un bouchon 4 obturant l'extrémité inférieure du tube 1, est raccordée à une conduite 5 reliée à l'orifice de refoulement d'un dispositif de pompage non représenté, lui-même alimenté à partir d'une cuve d'un bain d'électrolyte, contenant par exemple de l'or, la conduite radiale 2 débouchant également dans la cuve, non représentée.Les extrémités supérieures des tubes 1 et 3 sont sensiblement disposées au même niveau, l'extrémité du tube interne 3 étant cependant légèrement en retrait de l'extrémité du tube externe 1. De la sorte, le tube interne 3 assure, par son extrémité supérieure, la projection d'un jet de bain d'électrolyte, amené sous pression à sa base, et, pour une pression d'alimentation donnée, compte tenu des sections des deux tubes 1 et 3, de la position relative de leurs extrémités ainsi que de la forme de ces extrémités, on obtient que le jet est récupéré par le tube externe 1, dans l'espace annulaire entre les tubes 1 et 3, par l'effet de la gravité, assurant une aspiration, périphérique au jet et à contre sens de ce dernier, du bain projeté hors du tube 3.Il se forme ainsi un dard liquide 6, ayant 1 'apparence d'un solide de révolution, dépassant à la partie supérieure de l'ensemble des deux tubes 1 et 3, la forme et les dimensions de ce dard liquide pouvant être stabilisées, et dépendant des paramètres suivants : rapport des débits dans les deux tubes 1 et 3, rapport de leurs sections, position relative et forme des extrémités des tubes 1 et 3. Le tube 3, réalisé en un matériau bon conducteur à l'électricité, est de plus polarisé en anode. I1 est clair que par contact de l'extrémité du dard liquide 6 avec les zones à recouvrir d'une pièce conductrice 7, polarisée en cathode, on obtiendra un dépôt électrolytique s'étendant sélectivement et très précisément sur ces zones, sans perte importante par mouillage ou capillarité. De plus, l'électrolyte qui constitue le dard liquide 6 étant renouvelé avec une grande vitesse, il ne se produit pas d'aFpaurissement du bain de l'électrolyte au niveau de la couche superficielle efficace pour donner un dép8t. De ce fait, le procédé de dépôt électrolytique par dard liquide selon l'invention peut être mis en oeuvre avec de hautes densités de courant,électrique, ce qui procure une grande vitesse de depat. Dans le dispositif représenté sur la figure 2, on retrouve deux buses réalisées au moyen de deux tubes cylindriques concentriques 1 et 3 disposés verticalement, le tube interne 3 traversant le bouchon 4 obturant l'extrémité supérieure évasée du tube externe 1. Dans cette réalisation, le tube interne 3 est relié, par son extrémité supérieure, à une conduite 5 d'alimentation en bain d'électrolyte,à partir d'une cuve à niveau constant, tandis que l'espace annulaire défini entre les deux tubes 1 et 3 est relié, par la conduite radiale 2 débouchant à l'intérieur du tube externe 1, à un dispositif de pompage, de sorte que le bain arrivant par gravité au travers du tube interne 3 tombe dans la zone d'aspiration du tube externe 1 dans lequel il est aspiré. I1 se forme un dard liquide 6, dans les mêmes conditions que précédemment, ce dard 6 étant cependant affiné du fait que les tubes 1 et 3 sont munis, à leur extrémité inférieure d'où dépasse le dard, de convergents 8 et 9, l'extrémité inférieure du convergent 9 du tube 3 étant légèrement en retrait de l'extrémité inférieure du convergent 8 du tube 1. L'anode est, dans cette réalisation, constituée par une cage cylindrique 7G grillagée, en platine ou en toile de platine, entourant le tube interne 3, en particulier dans le cas où l'électrolyte métallique est de l'or, la cathode étant comme précédemment obtenue par polarisation inverse de la pièce conductrice 7, dont les zones à recouvrir seront amenées au contact de l'extrémité du dard liquide 6 qui dépasse à la partie inférieure de l'ensemble des deux tubes.Bien entendu, le circuit du bain d'électrolyte sera bouclé en reliant à la cuve à niveau constant l'orifice de refoulement du dispositif de pompage assurant l'aspiration par le tube externe 1. I1 est accessoirement possible d'adapter une jupe, portée par l'extrémité inférieure du tube externe 1 et venant reposer contre la surface à recouvrir, pour protéger le dard liquide des influences extérieures au dispositif. Au moyen de l'un des dispositifs selon l'invention, on effectue un dépôt électrolytique d'un revêtement métallique sur les pistes de contact de bornes préalablement découpées de connecteurs électriques, chaque fois que, lors du défilement en regard du dispositif de la bande dans laquelle les bornes sont découpées, la cible constituée par une piste de contact vient au contact de l'extrémité du dard liquide. De par la nature du dispositif il ne se produit aucune perte du liquide lorsqu'il n'y a pas présence d'une cible en face du dard. Dans le cas où l'on envisage une découpe des bornes dans un feuillard postérieurement au ddpôt d'un revêtement métallique sur leur piste de contact, les dépôts sélectifs requis sont obtenus par rapprochements successifs du dispositif et du feuillard en défilement continu, jusqu'à provoquer le contact entre l'extrémité du dard liquide et les zones devant, après découpage, constituer les pistes de contact. On dépose ainsi une série de tâches métalliques. Bien entendu, il est également possible d'effectuer un dépôt continu sur une bande de feuillard constituant un support continu, même dans le cas ou cette bande n'est pas située le long d'un bord du feuillard. On pourrait également, sans sortir du cadre de l'invention, aménager le dispositif de sorte que l'anode soit constituée par le tube externe 1 ou par un élément situé à l'intérieur du tube interne 3. De même, le dispositif selon la figure 1 peut être aménagé pour fonctionner avec un dard liquide pointé vers le bas, en disposant le dispositif de pompage en aval du tube de récupération 1, de même que le dispositif selon la figure 2 peut être aménagé pour fonctionner avec un dard liquide pointe vers le haut, en disposant le dispositif de pompage en amont du tube d'amenée 3. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour effectuer des dépôts électrolytiques sélectifs d'un revêtement métallique sur une pièce conductrice, caractérisé en ce qu'il consiste à former un dard d'une solution électrolytique contenant le métal à déposer, au contact d'une anode, par combinaison d'une projection d'un jet de cette solution électrolytique avec une aspiration, périphérique au jet et à contre sens de ce dernier, de la solution électrolytique, assurant le renouvellement de cette dernière au niveau du dard liquide, puis à amener en contact l'une de l'autre l'extrémité du dard et la zone à recouvrir de la pièce conductrice, polarisée en cathode. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection et l'aspiration sont forcées, la projection s'effectuant sous pression et l'aspiration par dépression. 3/ Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la projection s'effectue par gravité alors que l'aspiration est forcée, le dard liquide présentant sa pointe vers le bas pour venir au contact des zones à recouvrir. 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection est forcée, alors que l'aspiration s'effectue par gravité, le dard liquide présentant sa pointe vers le haut pour venir au contact des zones à recouvrir. 5/ Dispositif pour effectuer des dépôts électrolytiques sélectifs d'un revêtement métallique sur une pièce conductrice, caractérisé en ce qu'il comprend une buse d'amenée disposée à l'intérieur d'une buse de récupération, leurs extrémités étant sensiblement au même niveau, ainsi qu'une anode, la buse d'amenée assurant la projection d'un jet d'une solution électrolytique contenant le métal à déposer, récupéré par la buse de récupération dans l'espace libre entre les deux buses, de sorte qu'un dard liquide, se formant à l'extrémité des deux buses et dépassant de ces dernières, est susceptible de déposer un revêtementmétallique lorsque son extrémité vient au contact de la pièce conductrice, polarisée en cathode. 6/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux buses sont constituées par deux éléments de révolution disposes l'un dans l'autre, l'élément interne étant alimenté à partir d'une cuve de solution électroly tique dans laquelle est recyclé l'électrolyte récupéré par 1 'élément externe. 7/ Dispositif selon la revendication 6, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif de pompage, relié à la cuve de solution électrolytique, assure la projection et/ou l'aspiration forcée (s). 8/ Dispositif selon l'une des--revendicatons 5 à 7, caractérisé en ce que l'anode est constituée par l'une et/ ou l'autre des deux buses, réalisée (s) en un matériau électriquement conducteur. 9/ Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'anode est constituée par une grille ou un fil métallique, reçu (e) respectivement dans l'espace libre entre les deux buses ou à l'intérieur de la buse d'amenée. 70/ Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les deux buses sont munies d'un convergent à leur extrémité d'où dépasse le dard liquide.