Brevet FR2549336A1 — publié le 19850118

Les circuits imprimés d'appareils électroniques sont munis de connecteurs lamellaires disposés le long d'un ou plusieurs c 8 tés de leur périmètre et nécessitant une dorure superficielle qui permette un bon passage de courant et empêche l'oxydation des connecteurs. A cet effet, on a réalisé des appareils qui comportent l'action successive de plusieurs bains chimiques et électrochimiques qui assurent l'élimination du revêtement protecteur d'alliage étain-plomb sur le circuit dans la zone à 10 dorer, le dépôt d'un revêtement de nickel qui confère aux connecteurs une dureté appropriée et l'application du revêtement d'or avec une épaisseur constante sur les connecteurs. A cet effet, on peut utiliser des bains et cuves séparés avec un encombrement notable et un emploi notable de main15 d'oeuvre, ou bien des machines en continu Ces machines présentent de multiples inconvénients, parmi lesquels une grande longueur totale pour fournir une production suffisante, la difficulté de réaliser un contact cathodique sûr et l'étanchéité des cellules dans les zones o passent les circuits. 20 Le contact cathodique est habituellement réalisé avec des bornes pouvant coulisser tout le long de la machine, mais qui doivent être chaque fois ramenées à la position initiale et présentent des difficultés de coulissement, ou bien au moyen de brosses frottant sur les circuits, qui peuvent cependant les endommager par le frottement continu L'étanchéité des cellules est habituellement réalisée au moyen de garnitures caoutchoutées mais ces systèmes ne réussissent pas à empêcher totalement les pertes et écoulements de liquide. Ces problèmes, ainsi que d'autres, sont résolus selon l'invention par une machine pour la dorure en continu de connecteurs lamellaires pour circuits imprimés et similaires, caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs cellules à action chimique et électrochimique, alignées successivement, à travers lesquelles est conduit le circuit imprimé à dorer, au moyen d'un organe transporteur à courroie réalisant la liaison électrique des connecteurs lamel- laires au pôle négatif du circuit, chacune des cellules étant munie d'une ou plusieurs chambres d'alimentation en bain électrochimique, d'au moins une chambre collectrice et d'au moins une chambre de récupération de pertes, une zone à écoulement en cascade étant prévue et étant traversée par la partie de circuit imprimé qui porte les connecteurs lamellaires. Dans ces cellules, les chambres d'alimentation sont munies de cloisons opposées, ces cloisons étant munies de 10 plusieurs rangées de trous propres à permettre le passage d'un écoulement en cascade du bain chimique ou électrochimique de la cellule, les deux écoulements en cascade sortant des cloisons en léchant les deux faces des circuits imprimés dans la zone des connecteurs lamellaires. Pour réaliser le dépot électrochimique d'or et de nickel, dans certaines des cellules peuvent être prévues une ou plusieurs anodes placées dans les chambres d'alimentation en amont de la zone à écoulement en cascade. Dans la zone d'entrée et dans la zone de sortie d'une 20 cellule des circuits imprimés est prévue une chambre de récupération de pertes à l'intérieur de laquelle peuvent tomber des gouttes et du liquide entraîné provenant de la chambre d'alimentation, au passage des circuits imprimés. L'organe transporteur à courroie est constitué par deux courroies en anneau en matière déformable, tendues entre deux paires de rouleaux pouvant tourner, deux faces parallèles de ces courroies étant placées à une distance permettant de loger le circuit imprimé avec déformation des courroies en soutenant son poids par frottement, un ou plusieurs 30 conducteurs électriques étant prévus sur chacune des courroies, ces conducteurs étant fermés en anneau et tendus entre deux paires de rouleaux maintenus en contact avec les pistes conductrices des circuits imprimés par la pression exercée entre les courroies et les circuits imprimés, les conduc35 teurs étant reliés au pôle négatif du circuit électrique de la cellule au moyen de balais frottants ou organes similaires Les courroies s'appuient contre des chaines à rouleaux fermées en anneau, tournant à l'intérieur de l'anneau de chacune des courroies, de manière à pouvoir exercer une pression suffisante sur les circuits transportés. Selon un mode d'exécution particulier, le dispositif comprend une paire de chaînes de transport en anneau portant des sabots en matière flexible et isolante conçus pour effectuer un parcours linéaire commun en enserrant entre eux les plaques de circuits imprimés et présentant des cordes métalliques en contact et en mouvement avec les circuits impri10 més, pour le passage de courant électrique de la cathode à l'anode, les chaines d'entraînement parcourant un ironçon rectiligne au-dessus de la série de cellules d'entrainement et les circuits imprimés étant plongés par leur partie à recouvrir à l'intérieur des cellules, les chaines de 15 transport et les cordes métalliques conductrices, avec d'autres moyens moteurs, moyens de commande et de renvoi, moyens de positionnement et de guidage, étant soutenus par un châssis unique, mobile sur des guides horizontaux transversaux, ces guides horizontaux permettant le déplacement de l'ensemble, de la position active au-dessus des cellules, à une position éloignée de la précédente et propre à permettre le libre accès aux cellules de traitement chimique et galvanique. Diverses autres caractéristiques de l'invention res25 sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig 1 est une vue schématique d'ensemble de la 30 machine selon l'invention. La fig 2 est une coupe transversale d'une cellule. La fig 3 est une coupe longitudinale d'une cellule suivant le plan III-III de la fig 2. La fig 4 est une vue latérale d'une extrémité de l'organe transporteur des circuits et de liaison cathodique, partiellement en coupe. La fig 5 est une vue par le haut de l'extrémité de l'organe transporteur de la fig 4. La fig 6 est une vue partielle par le haut du côté d'entrée de plaques du dispositif transporteur, en une exé5 cution particulière. La fig 7 est une vue partielle par le haut du côté de sortie de plaques du dispositif transporteur de la fig 6. La fig 8 est une coupe suivant le plan de trace VIIIVIII de la fig 7. La fig 9 est une coupe suivant le plan de trace IXIX de la fig 6, vue dans le sens de l'entrée du circuit imprimé dans la machine. Selon le schéma de la fig 1, il y a une première cellule i dans laquelle s'effectue le détachement du revête15 ment d'alliage étain-plomb de protection des pistes en cuivre des circuits imprimés, dans la zone des connecteurs lamellaires à soumettre à la dorure Ce détachement s'effectue par exemple avec un bain électrolytique d'acide fluoroborique et d'eau oxygénée à la température ambiante. A la suite de la cellule de détachement 1 se trouve une première cuve de lavage 2 suivie d'une section de-brossage mécanique 3 des connecteurs, une cuve d'activation 4 contenant par exemple de l'acide sulfurique dilué, une deuxième cuve de lavage 5, avant la cellule de nickelage 6. 25 La cellule de nickelage est suivie d'une autre cuve de lavage 7, d'une cuve d'activation 8 utilisant par exemple de l'acide citrique, d'une cuve de lavage 9 et de la cellule de dorure 10 A la sortie de la cellule 10 se trouve ensuite une cuve de lavage et de récupération d'or 11, une 30 cuve de lavage perdu 12 et un four final de séchage 13. Le transport des circuits imprimés 14 est assuré par le double transporteur caoutchouté 15, mieux visible aux fig 4 et 5 qui est en outre muni de câbles de contact cathodique 16, reliés au pôle négatif du circuit par l'intermé35 diaire du rouleau 17, mieux visible aux fig 4 et 5. A la fig 2, on peut voir une coupe transversale d'une cellule de la machine; au-dessus de celle-ci est visible, en coupe, le double transporteur caoutchouté 15 muni des câbles de contact 16 et des chatnes à rouleau d'appui 18. La cellule se compose d'une enveloppe extérieure 19 à l'intérieur de laquelle sont délimitées deux chambres laté5 rales d'alimentation 20 reliées par les ouvertures 21 à la chambre d'entrée 22. Les chambres 20 présentent dans le haut deux cloisons percées 23 par les trous 24 desquelles (mieux visibles à la fig 3) sort l'écoulement de liquide, mouillant le cir10 cuit 14 et tombant, comme l'indique la flèche, dans la chambre collectrice 25 Avant de sortir des trous 24 des cloisons 23, le bain électrolytique coule sur les anodes 26 reliées au générateur de la tension nécessaire Ces anodes ne sont naturellement pas présentes dans la cellule de déta15 chement. Dans la partie inférieure de l'enveloppe extérieure 19 se trouve donc la chambre de récupération de pertes 27 Dans cette chambre, mieux visible à la fig 3, est recueillie la solution électrolytique qui ne tombe pas dans la chambre 20 collectrice 25 et les dégouttements éventuels du circuit 14 lors de sa sortie de la cellule Il n'est donc pas nécessaire de réaliser des garnitures d'étanchéité sur les passages d'entrée et de sortie de la cellule, l'écoulement liquide qui sort des trous 24 des cloisons 23 ayant une direction 25 bien délimitée et la chambre 27 assurant en outre, comme le montre la fig 3, la récupération des pertes supplémentaires et entraînements de liquide. Les chambres d'alimentation 20, afin de permettre un débit suffisant de solution électrolytique à la sortie des 30 trous 24, sont maintenues sous pression par la pompe d'alimentation; cette pression peut être détectée d'après la quantité de liquide présente dans les conduits latéraux 28, en matière transparente ou munis d'un flotteur. La longueur "L" de la cellule, indiquée sur la fig 3, 35 dépend de la vitesse nécessaire à la machine qui détermine donc le temps de séjour des circuits dans les bains électrolytiques de chaque cellule et donc la longueur nécessaire de chacune de celles-ci. Les chambres 25 et 27 déchargent la solution électrolytique dans la cuve de réserve 29 de laquelle la pompe d'alimentation 30 prélève la solution pour l'envoyer, avec la hauteur et le débit nécessaires, à la chambre d'entrée 22. La cuve de réserve 29 est un outre munie d'une pompe de recyclage 31 et d'un filtre 32 de manière à garantir l'homogénéité de la solution et à retenir les impuretés éventuelles. Comme indiqué à la fig 3, le circuit imprimé 14 est muni, dans une zone appropriée, du revêtement de protection 33 qui délimite la partie du circuit qui est accessible aux bains chimiques et électrochimiques de la machine, comprenant les connecteurs lamellaires à dorer. Afin de garantir que les bains de chaque cellule soient maintenus à la température la plus favorable pour la vitesse de réaction, on a prévu la présence d'un élément chauffant, par exemple de type électrique, non représenté, équipé du dispositif thermostatique correspondant. Comme le montrent les fig 1 et 2 et plus en détail les fig 3 et 4, le transport des circuits 14 s'effectuent au moyen de deux transporteurs coutchoutés 15 entre lesquels le circuit est enserré Ces transporteurs sont constitués chacun par une courroie en anneau fermé 34, en matière molle 25 et élastique, tendue entre deux rouleaux d'extrémité dont l'un est indiqué aux fig 4 et 5 par la référence 35 La courroie en anneau 34 s'appuie latéralement contre la chaine à rouleaux 18 qui garantit une action d'opposition appropriée de manière à enserrer le circuit 14 entre les deux 30 courroies adjacentes 34 et à le soutenir par frottement pendant le transport Cette chaîne à rouleaux tourne autour de deux tambours d'extrémité dont l'un est représenté aux fig 4 et 5 par la référence 36 et s'appuie contre la barre de soutien 37, étant donc actionnée avec une vitesse égale à la moitié de la vitesse de la courroie 34 Afin de maintenir le guidage des courroies 34, dans le rouleau 35 et dans les rouleaux de la chaîne 18 sont pratiqués un ou plusieurs évidements façonnés 38, auxquels correspondent dans la courroie 34 correspondante un ou plusieurs reliefs longitudinaux 39. Dans la surface de la courroie 34 sont en outre prévus plusieurs évidements à l'intérieur desquels trouvent place un ou plusieurs conducteurs électrique découverts 16 qui sont pressés contre le circuit imprimé 14 par la courroie 34 et entrent en contact avec les pistes correspondantes de matière conductrice, garantissant ainsi la liaison élec10 trique de la cathode au pôle négatif du circuit Ces conducteurs 16 sont fermés en anneau et sont tendus entre deux rouleaux 40 munis des gorges 41 Au moins à une extrémité, ces rouleaux 40 sont formés de matière conductrice et subissent l'action des balais 42 de liaison au circuit électrique. 15 Au moins à une des extrémités, un rouleau 35,un rouleau 40 et une roue dentée (non représentée) accouplée à la chaîne à rouleaux 18, adjoints à chacune des courroies 34, sont entraînés par moteur avec des rapports de transmission permettant un mouvement sans frottements entre la courroie 34, 20 la chatne à rouleaux 18 et les conducteurs 16 à la vitesse de production voulue. Selon un mode d'exécution avantageux, la machine de d Orure peut être constituée, comme indiqué sur les fig 6,7,8,9 par un châssis fixe 43 supportant les cellules 44 a et le guide 25 fixe d'un roulement à billes linéaire 44 dont la partie coulissante 45 est solidaire du châssis mobile 46 réalisé en deux parties, comme le montre la fig 9 Du coté de sortie, représenté à la fig 8, il existe la même constitution que l'on a déjà décrite et les deux parties de châssis 46 sup30 portent deux poutres 47 et 48 disposées dans la direction longitudinale de la machine et se prolongeant au-delà du châssis de soutien 43 par des saillies 47 a et 48 a à forme allongée en rebord, concues pour supporter le groupe de commande du transporteur des plaques de circuits imprimés, comme 35 on peut le voir à la fig 7 Ce groupe transporteur est constitué par un moteur 49 qui, par l'intermédiaire du réducteur 50 (fig 7 et 8) de la roue dentée de renvoi 51 et de la chaine 52, actionne les deux roues dentées 53 et 54, la roue 53 pouvant tourner en sens inverse des aiguilles d'une montre et la roue 54 dans le sens des aiguilles d'une montre, transmettant le mouvement aux deux chaînes de transport à rouleaux 55 et 56 s'appuyant sur les poutres 47 et 48 et portant des sabots 57 en matière isolante appropriée, déformable de manière à pouvoir soutenir et transporter par frottement les plaques de circuits imprimés 14 comme le montre la fig 9 Les chaines sont renvoyées par d'autres roues 10 dentées 58 et 59 situées du côté d'entrée de la machine, dans l'alignement des deux roues dentées motrices 53 et 54. Dans les sabots 57 sont pratiquées une ou plusieurs cannelures 60, conçues pour contenir, en partie seulement, les cordes 16 en cuivre ou autre matière conductrice appro15 priée qui se déroulent en anneau fermé autour des poulies folles 61; 62, 63 et 64; ces cordes de cuivre sont maintenues à la tension appropriée par deux supports de poussée 65 sous l'action des ressorts antagonistes 66 Les cordes de cuivre 16 sont maintenues au potentiel cathodique par 20 l'intermédiaire des contacts frottants 42. Les sabots en matière isolante 57 portés par les chatnes 55, 56 entraînent pendant leur mouvement les cordes conductrices 16 et les plaques de circuits imprimés 14 à une vitesse relative nulle, évitant ainsi les frottements entre 25 conducteur et plaques qui pourraient endommager les circuits électriques imprimés sur ces plaques, de manière analogue aux courroies 34 Du côté d'entrée des plaques est aussi prévu un bloc de-réglage de la profondeur d'immersion des plaques de circuits imprimés dans les cellules, constitué par un bloc 65 présentant une cannelure à section en V pour faciliter l'entrée des plaques, même dans le cas d'une légère inclinaison latérale Une vis verticale 66 permet de régler la hauteur des plaques relativement aux cellules de traitement. Les deux poutres 47 et 48 sont soutenues par les rebords 47 a et 48 a reliés à la partie coulissante 45 des deux roulements linéaires 44, réalisant ainsi deux sections de châssis complètement indépendantes, une première, fixe, supportant les cellules de traitement successives et alignées, la deuxième mobile, portant tout le système de trans5 port et d'alimentation électrique des plaques, comme décrit. Cette section mobile peut être bloquée en position de travail, par exemple au moyen d'une poignée à vis 67; en débloquant cette poignée, il est donc possible d'imprimer manuellement une translation transversale à toute la section de transport, de manière à découvrir les cellules comme l'indique la fig 9 en trait mixte, pour permettre un accès facile à celles-ci pour des opérations d'entretien et de nettoyage. La translation peut aussi être réalisée par des moyens d'actionnement de type penumatique, électrique ou similaire; 15 en pareil cas, des moyens de commande et de signalisation sont prévus pour donner la permission d'avancement des plaques seulement quand la machine est fermée ou en position de service. Avantageusement, afin de pouvoir adapter la machine 20 aux bains employés et aux épaisseurs de dépôt voulues, il est possible de prévoir un dispositif de variation de la vitesse d'avancement de tout le groupe d'entraînement Ainsi est assuré un contact électrique sûr entre la cathode de la cellule et le pôle négatif du circuit électrique, sans utilisation de contacts électriques à frottement ni de bornes mobiles avec liaison à feston, avec un contact continu assuré par l'organe de transport même du circuit imprimé. L'utilisation de cellules ayant la structure décrite permet d'utiliser une plus grande densité de courant grâce 30 à la présence de l'écoulement en cascade léchant la surface des connecteurs lamellaires du circuit imprimé, et donc une plus grande production, accompagnée d'un très petit encombrement de la machine A titre indicatif, on peut utiliser une vitesse d'avancement comprise entre 0,5 et 2 m/mn, dans une 35 machine dont la longueur totale peut être inférieure à 4,50 m, mais on peut obtenir différentes valeurs, selon les bains utilisés, leurs températures et des facteurs similaires. 2549336 '. O 10 Les appareillages de réglage et de commande de la machine peuvent être de type classique et ne sont donc pas décrits ici en détail-. On pourra introduire de multiples variantes sans sor5 tir du cadre de l'invention. ll REVENDICATIONS 1 Machine pour la dorure en continu de connecteurs lamellaires pour circuits imprimés et similaires, caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs cellules à action chimique et électrochimique, alignées successivementl à travers lesquelles est conduit le circuit imprimé à dorer, au moyen d'un organe transporteur à courroie 15 réalisant la liaison électrique des connecteurs lamellaires au pôle négatif du circuit, chacune des cellules étant munie d'une 10 ou plusieurs chambres d'alimentation 20 en bain électrochimique, d'au moins une chambre collectrice 25 et d'au moins une chambre de récupération de pertes 27, une zone à écoulement en cascade étant prévue et étant traversée par la partie de circuit imprimé qui porte les connecteurs lamellai15 res. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait quedans ces cellules, les chambres d'alimentation 20 sont munies de cloisons 23 opposées, ces cloisons 23 étant munies de plusieurs rangées de trous 24 propres 20 à permettre le passage d'un écoulement en cascade du bain chimique ou électrochimique de la cellule, les deux écoulements en cascade sortant des cloisons en léchant les deux faces des circuits imprimés dans la zone des connecteurs lamellaires. 3 Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que dans les cellules peuvent être prévues une ou plusieurs anodes placées dans les chambres d'alimentation en amont de la zone à écoulement en cascade. 4 Machine selon l'une des revendications 1 à 3, carac30 térisée en ce que dans la zone d'entrée et dans la zone de sortie d'une cellule des circuits imprimés 14 est prévue une chambre de récupération 27 de pertes à l'intérieur de laquelle peuvent tomber des gouttes et du liquide entraîne provenant de la chambre d'alimentation 20, au passage des 35 circuits imprimés. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'organe transporteur à courroie est constitué par deux courroies 34 en anneau en matière déformable, tendues entre deux paires de rouleaux 35 pouvant tourner deux faces parallèles de ces courroies étant placées à une distance permettant de loger le circuit imprimé 14 avec déformation des courroies en soutenant son poids par frottement, un ou plusieurs conducteurs électriques 16 étant prévus sur chacune des courroies 34, ces conducteurs étant fermés en 10 anneau et tendus entre deux paires de rouleaux 40 maintenus en contact avec les pistes conductrices des circuits imprimés 14 par la pression exercée entre les courroies et les circuits imprimés, les conducteurs étant reliés au pôle négatif du circuit électrique de la cellule au moyen de balais 15 frottants 42 ou organes similaires. 6 Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les courroies 34 s'appuient contre des chalnes à rouleaux ( 18) fermées en anneau, tournant à l'intérieur de l'anneau de chacune des courroies. 7 Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend une paire de chaines ( 55,56) de transport en anneau portant des sabots ( 57) en matière flexible et isolante conçus pour effectuer un parcours linéaire commun en enserrant entre eux les plaques de circuits imprimés ( 14) et présentant des cordes métalliques en contact et en mouvement avec les circuits imprimés, pour le passage de courant électrique de la cathode à l'anode, les chaînes d'entraînement parcourant un tronçon rectiligne au-dessus de la série de cellules d'entralnement et les cir30 cuits imprimés étant plongés par leur partie à recouvrir à l'intérieur des cellules, les chalnes de transport et les cordes métalliques conductrices, avec d'autres moyens moteurs, moyens de commande et de renvoi, moyens de positionnement et de guidage, étant soutenus par un chassis unique ( 43) mobile sur des guides horizontaux transversaux, ces guides horizontaux permettant le déplacement de l'ensemble, de la position active audessus des cellules, à une position éloignée de la précédente et propre à permettre le libre accès 2549336 t aux cellules de traitement chimique et galvanique. 8 Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de positionnement des plaques de circuits imprimés sont réglables en hauteur par rapport à l'ex5 tension de la zone à revêtir galvaniquement. 9 Machine selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les cordes métalliques conductrices sont tendues entre deux paires de rouleaux alignés sur les axes des paires de roues d'actionnement des chatnes de trans10 port, qu'elles sont maintenues tendues par des moyens poussant sur l'un des rouleaux de chaque paire et qu'elles sont guidées par des cannelures pratiquées sur les sabots de serrage des chaînes de transport, en dépassant de ces cannelures de manière à réaliser un contact électrique avec les circuits imprimés sur les deux côtés des plaques de circuit sans mouvement relatif entre les cordes et les circuits. Machine selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le mouvement de translation du chassis mobile, de la position de service à celle d'accès aux cellules, peut être effectué manuellement ou par des moyens mécaniques, pneumatiques ou électriques.