Brevet FR2519510A1 — publié le 19830708

PROCEDE DE DETECTION DES FUITES DANS UN BOITIER POUR COMPOSANTS ELECTRONIQUES ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de détection des fuites dans un boîtier en matière isolante destiné à l'encapsulation de composants électroniques, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. De nombreux composants électroniques tels que les condensateurs sont généralement protégés par encapsulation à l'intérieur de boîtiers isolants dans lesquels lesdits composants sont immobilisés à l'aide de résine durcissable. Ces boîtiers sont généralement de forme parallélépipédique et obtenus par exemple par moulage par injection d'une résine durcissable. L'un des côtés du parallélépipède est ouvert ce qui permet l'introduction du composant avant injection de la résine durcissable. Cette injection de résine s'effectue généralement sur des machines automatiques qu'il est important de ne pas polluer par des excès ou débordements de résine durcissable qui peuvent ensuite altérer la qualité des fabrications.En particulier, tout boîtier de ce type comportant des fuites est préjudiciable au bon fonctionnement de la machine d'encapsulation car l'on constate ensuite des déchets de résine durcissable sur ladite machine. De plus, la résine ayant fui hors du boîtier, on constate un manque de résine dans le boîtier pour assurer la protection du composant. Par conséquent, il s'avère, généralement, nécessaire d'effectuer un contrôle des boîtiers avant encapsulation des composants afin de vérifier l'absence de fuites dans ceci. il est connu, pour s'assurer de l'étanchéité de ces boîtiers, de procéder à des examens visuels en lumière dirigée. De tels procédés sont évidemment longs et coûteux puisqu'ils nécessitent la présence permanente d'un observateur. Il est également connu de contrôler l'étanchéité de ces boîtiers en provoquant une surpression à l'intérieur de ceuxti et en mesurant par exemple le débit entrainé par les éventuelles fuites ou en mesurant la différence de pression au bout d'un intervalle de temps déterminé. Toutefois, de tels procédés sont difficiles à mettre en oeuvre pour certaines formes de boîtiers en particulier les boîtiers du type décrit cidessus possédant une ouverture sur l'un des côtés du parallélépipède. Il est également connu de comparer le poids des boîtiers par rapport au poids d'un boîtier sans fuite ce qui permet de trier de façon grossière les boîtiers défectueux par manque de matière. Un tel procédé manque évidemment de précision et nécessite de surveiller étroitement la qualité des matières premières reçues. il reste de plus relativement onéreux dans les systèmes très automatisés. Le procédé de détection de fuite selon l'invention permet d'éviter les inconvénients des procédés connus jusque présent. Dans ce but, ledit procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à placer deux électrodes de part et d'autre de l'une au moins des parois du boîtier, à établir une différence de potentiel entre ces deux électrodes supérieure au seuil d'ionisation de l'air entre les deux électrodes mais inférieure à la tension de claquage de la paroi isolante placée entre les deux électrodes, puis à mesurer le courant électrique s'établissant entre les deux électrodes, les boîtiers pour lesquels ce courant est supérieur à une valeur prédéterminée étant éliminés. De préférence, la différence de potentiel créée entre les électrodes résulte de l'application d'un courant alternatif entre cellesci. Ce courant alternatif aura de préférence une fréquence de plusieurs KHz et pourra être voisine de 20 KHz. Son amplitude sera de préférence de l'ordre de 10 à 30 KV. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé décrit cidessus. Ce dispositif de tri des boîtiers pour composants électroniques comporte essentiellement des moyens de transfert des boîtiers à contrôler coopérant avec des électrodes de test disposées de part et d'autre des parois du boîtier à tester et entre lesquelles on peut appliquer une différence de potentiel engendrée par un générateur de tension. De plus, ce dispositif peut comporter en outre des moyens de rejet de boîtiers défectueux. Les électrodes de test sont disposées de part et d'autre des parois desdits boîtiers, l'électrode intérieure au boîtier est de géométrie sensiblement identique à l'empreinte intérieure du boîtier et peut être accessoirement utilisée comme support de transfert pour ces derniers.L'électrode extérieure au boîtier est, quant à elle, de géométrie complémentaire et vient donc recouvrir totalement ou partiellement les parois extérieures du boîtier. L'ensemble des électrodes intérieure et extérieure est articulé de manière à permettre l'extraction du boîtier après contrôle. De préférence, le dispositif selon l'invention comportera également des moyens d'interruption rapide de la tension de test appliquée aux électrodes, de tels moyens permettant de limiter l'érosion desdites électrodes en limitant l'énergie sur les défauts. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent: - la figure 1, une vue schématique représentant les différentes étapes du procédé selon l'invention ainsi que les moyens caractéristiques de mise en oeuvre de celleci, - la figure 2, un schéma électrique d'un générateur de tension avec son détecteur de courant de défauts. Sur la figure 1, on a représenté une vue schématique permettant de comprendre le procédé selon l'invention. Un tapis roulant 2 amène les boîtiers 1 jusque sur l'extrémité d'un bras 4 d'une croix de transfert 3. Ce bras 4 assure ainsi le maintien du boîtier au cours de tout le procédé de contrôle des fuites et constitue également l'électrode interne de test, électrode mise à la masse. La rotation de la croix de transfert 3 est assurée à l'aide d'un moteur pas à pas 5 (le nombre de bras constituant la croix 3 peut être supérieur à 4 comme représenté sur la figure, et être par exemple égal à 6, 8, etc...). Après une rotation d'un quart de tour (dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure), le boîtier 1 est amené en position de contrôle de fuites. Le boîtier 1 est alors coiffé par l'électrode 7 qui vient entourer celui-ci. L'électrode extérieure 7 est déplacée de haut en bas sur la figure à l'aide de l'électro-aimant 8. L'électrode 7 est reliée par la liaison 16 au générateur de tension 9 dont la masse est elle-même reliée à la croix 4 faisant fonction d'électrode intérieure. Par action du moteur pas à pas 5 sur l'axe de la croix 3, le bras 4 tourne de 900 et vient se positionner au-dessus du tapis roulant 10. Un éjecteur 11 vient alors saisir le boîtier 1 sous l'action d'un signal de commande engendré par l'électro-aimant 12. Cet électro-aimant 12 est lui=même piloté par un dispositif électronique (non représenté sur la figure) qui lui indique si le boîtier précédemment testé est acceptable ou présente une fuite. Dans le premier cas, l'éjecteur 11 se saisit du boîtier et le pose sur le tapis roulant 10, tandis que dans le deuxième cas, le boîtier 1 reste sur le bras 4 de la croix jusqu'à la prochaine rotation de 900 de celle-ci. Le bras 4 est alors à ce moment-là en position sensiblement verticale sur la figure. Un second éjecteur 14 commandé par un électro-aimant 15 se saisit alors du boîtier défectueux et le place dans un réceptable approprié 13.La commande des moyens représentés schématiquement sur cette figure 1 s'effectue à l'aide d'un circuit électronique approprié représenté en détails sur la figure 2, figure sur laquelle les mêmes éléments que ceux de la figure précédente portent les mêmes références. Un générateur de signaux rectandulaire 21" de rapport cyclique 80/20 environ à la fréquence de 20 KHz est relié à la base d'un transistor T2 constituant avec le transistor T3 un montage Darlington. L'émetteur du transistor T3 est à la masse tandis que le collecteur de celui-ci est relié à la source d'alimentation continue par l'intermédiaire du primaire du transformateur 22. Le collecteur du transistor T2 est polarisé par une résistance R4. Le secondaire du transformateur 22 est relié d'un côté à la base du transistor T1 et de l'autre côté au point commun à l'émetteur de T1 et à la résistance R1 dont l'autre extrémité est à la masse. Dans cette disposition, R1 assure la limitation du courant émetteur de T1, lequel courant produit dans R1 une chute de tension que l'on aiguille par R2 et R3 sur un comparateur 27. Dans ce circuit, la résistance R2, associée au condensateur C2, constitue un intégrateur, qui retarde l'application de la tension sur l'entrée dudit comparateur. L'autre entrée 32 du comparateur 27 est reliée à une source de tension de référence constituée par un potentiomètre 18 branché aux bornes d'une source de tension continue.La sortie 33 du comparateur 27 est relié par l'intermédiaire d'une diode 34 branchée en sens direct d'une part à une entrée de commande 35 du générateur de signaux rectangulaire 21 et d'autre part à l'entrée du registre à décalage 29 dont la sortie est reliée directement à la borne S2 ou par l'intermédiaire d'un inverseur 40 à la borne S1. Le collecteur du transistor T1 est relié à l'une des bornes du primaire d'un transformateur 23 accordé par un condensateur C1, ainsi qu'à la source de tension d'alimentation positive.En parallèle entre le collecteur de T1 et la masse est branché un circuit d'amortissement des surtensions 26 constitué par une diode 35 branchée dans le sens direct dont l'anode est reliée au collecteur de T1 et dont la cathode est reliée à un condensateur 36 et une résistance 37 en parallèles, dont les autres extrémités communes sont reliées à la masse. Le secondaire du transformateur 23 est relié aux électrodes de détection de fuite. Pour cela, l'une des bornes du secondaire est reliée à l'électrode supérieure ou externe 7, tandis que l'autre borne est reliée au bras 4 de la croix, lui-même connecté à la masse. Le fonctionnement de ce circuit électronique, en liaison avec les moyens représentés sur la figure 1, est le suivant: Le générateur de signaux rectangulaires 21 pilote par l'intermédiaire du Darlington T2, T3 et du transformateur d'adaptation 22 le transistor T1 monté en découpeur de tension.Le transistor de découpage T1, alternativement conducteur et bloqué suivant la tension du signal -rectangulaire appliqué sur sa base, provoque des surtensions au secondaire- du transformateur 23 à chaque déblocage de la base de T1 par une impulsion rectangulaire, du fait de la décharge du circuit oscillant constitué par le primaire du transformateur 23 et la capacité C1, qui forment un circuit LC accordé sur le temps de blocage de 20% du rapport cyclique de l'oscillateur. Les surtensions correspondantes ainsi engendrées au secondaire du transformateur 23 sont appliquées aux électrodes 4 et 7. Si le boîtier 1 présente une fuite, l'amplitude de la tension entre les électrodes 4 et 7 est alors suffisante pour provoquer l'ionisation de l'air entre les deux électrodes.Par conséquent, il s'établit temporairement un courant ionisation entre les deux électrodes, courant traversant le boîtier à l'endroit du défaut de celui-ci. Ce courant encore appelé courant de défaut, ramené au primaire du transformateur 23, provoque une augmentation de la tension aux bornes de la résistance R1. Cette augmentation de tension sur l'émetteur du transistor -T1 provoque également une augmentation de tension sur l'entrée 31 du comparateur 27, celle-ci passant audessus + niveau prédéterminé par le potentiomètre 28 sur l'entrée 32.Le comparateur 27 change d'état, sa sortie 33 devient positive et une information logique "1" est enregistrée dans le registre à décalage 29 au cours de l'échantillonnage effectué par un générateur d'impulsions non représenté sur la figure, et dont les impulsions commandent simultanément le moteur pas à pas pour une rotation à 900 dé la croix 3 et le décalage des informations de chaque Cellule du registre 29, permettant de délivrer à la sortie dudit registre 29 une information correspondant au bottier qui se trouve au-dessus du tapis roulant 10. Cette information est envoyée directement sur la borne S2 et après inversion par l'inverseur 40 sur la borne S1.Simultanément, lorsqu'une information "1 arrive à l'entrée du registre à décalage, elle est envoyée via 9 au générateur 21 qui stoppe l'envoi des impulsions suivantes lorsque le test consiste à envoyer plusieurs impulsions dans le même boîtier. Si le boîtier 1 ne présente pas de fuite, alors le signal de sortie du comparateur 27 après passage dans la diode 34, reste au niveau zéro et cette information est enregistrée par le registre à décalage 29 au cours du prochain échantillonnage effectué par le générateur d'impulsions non représenté sur la figure. Lorsqu'un signal "1" est présent à la sortie du registre à décalage 29, ceci veut dire que le boîtier correspondant présente un défaut. Par conséquent, ce signal "1" engendre via S2 un signal de commande à l'électro-aimant 15 et une tension nulle à l'électroaimant 12. Par conséquent, l'éjecteur Il ne saisit pas le boîtier 1 lorsque celui-ci se trouve au-dessus du tapis 10 et à l'impulsion de synchronisation suivante, c'est l'éjecteur 14 qui est commandé via l'électro-aimant 15 par le signal issu de S2, permettant ainsi d'enlever le boîtier défectueux. Par ailleurs, l'impulsion de tension envoyée dans la boucle 19 permet de commander l'interruption du signal engendré par le générateur de fréquence 21, ceci afin d'économiser les électrodes. Par ailleurs, les éléments R2, R3 et C2 limitent la bande passante du détecteur de défauts de manière à éliminer les informations parasites que provoqueraient des ionisations accidentelles. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection des fuites dans un boîtier (1) en matière isolante destiné à l'encapsulation de composants électroniques, caractérisé en ce qu'il consiste à placer deux électrodes (4, 7) de part et d'autre de l'une au moins des parois du boîtier, à établir une différence de potentiel entre ces deux électrodes supérieure au seuil d'ionisation de l'air entre les deux électrodes mais inférieure à la tension de claquage de la paroi isolante placée entre les deux électrodes, puis à mesurer le courant électrique s'établissant entre les deux électrodes, les boîtiers pour lesquels le courant est supérieur à une valeur prédéterminée étant éliminés. 2. Procédé de détection de fuites selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence de potentiel est créée par un courant alternatif. 3. Procédé de détection de fuites selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence du courant alternatif est voisine de 20 KHz. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'amplitude du courant alternatif est compris entre 10 et 30 KV. 5. Dispositif de détection de fuites dans un boîtier (1) en matériau diélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrodes