Brevet FR2588147A1 — publié le 19870403

La présente invention est relative à la fabrication de circuits électroniques , notamment en ce qui concerne leur nettoyage avant utilisation pour le montage d' appareils divers. On sait , en effet , qu'un circuit électronique comprend une carte rigide isolante sur laquelle est imprimé le tracé du circuit proprement dit . Sur les plots ou perforations de cette carte , on fixe , à l'aide d'un flux de soudage ,les languettes métalliques des divers constituants , composants électroniques , ou circuits intégrés. Les circuits imprimes sont généralement lavés , puis séchés au cours de leur fabrication ou après assemblage , afin d'éliminer de leur surface des matériaux ou contaminants chimiques , tels que les flux de soudure non compatibles avec leur utilisation finale , et susceptibles d'altérer leurs performances et leur fiabilité. Les techniques actuelles de lavage met tent en oeuvre des pulvérisateurs à buses et gicleurs , des systèmes à brosses , des procédés par trempage , qui , bien que pouvant donner des résultats acceptables pour certaines applications , sont mal adaptés aux nouvelles conditions créées par l'évolution technologique des circuits et composants dans l'industrie électronique , et en particulier par l'utilisation des composants montés en surface ou CMS . Les CMS laissant très peu d'espace pour la circulation des liquides entre eux-mêmes et le circuit où ils sont montés ,nécessitent un système de lavage très précis. Dans le cas du séchage , les équipements actuels sont conçus autour de rampes à lame d'air , ne permettant pas d'exploiter des pressions élevées , ce qui entraine des vitesses de jet , et des énergies cinétiques faibles , conduisant à un séchage médiocre En pratique , on constate qu'avec les procédés connus , des billettes d'impuretés demeurent souvent prisonnières sous les composants , ce qui entraîne des rebuts pour les produits fabriqués dont elles perturbent le fonctionnement .A titre d'exemple , on rappellera que la présence de ces billettes d'impuretés peut entraîner certaines usines à rebuter jusqu'à 20% de leurs fabrications .Il s'agit donc d'un problème important La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients , en effectuant le nettoyage des circuits électroniques par un procédé nouveau , susceptible d'éliminer ef ficacement les impuretés , y compris celles qui se trouvaient prisonnières sous les comosants , entre eux et la carte du circuit imprimé qui les supporte Le procédé selon l'invention , pour nettoyer un circuit électronique qui comporte des constituants soudés par leurs languettes sur la carte rigide d'un circuit imprimé, est caractérisé en ce qu'il consiste à placer la carte du cir cuit électronique face à un rideau liquide mince , projeté par un injecteur suivant une direction sensiblement perpendicu laire au plan de la carte dans la zone d'impact où le rideau liquide vient la frapper Suivant une autre caractéristique de l'inven tion , on crée un déplacement relatif entre la carte et le ri deau qui vient la frapper ,ce -déplace^ment relatif étant sensi blement parallèle au plan de la carte dans la zone d'impact du liquide . Ce déplacement relatif peut être obtenu : - soit en faisant défiler le circuit électronique transversa lement au rideau d'eau fourni par un injecteur fixe - soit en déplaçant l'injecteur par rapport au circuit élec tronique maintenu à poste fixe .Dans un cas , comme dans l'autre , la surface du circuit électronique est balayée par le rideau d'eau qui vient la frapper Dans ces conditions , on constate que le ri d'eau sous pression fournit en premier lieu , une importante action mécanique le long de sa ligne d'impact , ce qui produit un décollement des éventuelles impuretés dans cette zone Dans une seconde phase , dans la zone d'impact , le rideau d' eau se sépare en deux couches liquides très minces , qui s' écoulent à grande vitesse suivant des directions opposées sur la surface à laver , laquelle est ainsi soumise dans sa tota lité , à une action dynamique de lavage , y compris dans les zones situées sous les composants , et donc inaccessibles à un jet direct .Ces couches liquides minces peuvent se glis ser dans des espaces de quelques dizaines de microns seule ment , et éjecter notamment les impuretés prisonnières des interstices et définies entre la face supérieure de la carte et la face inférieure des constituants qu'elle porte Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue en perspective montrant un dispositif selon l'invention , en cours de fonctionnement Figure 2 est une coupe suivant Il - Il (figure 1). Figure 3 est une coupe analogue illustrant une phase supplémentaire où , après le lavage par un rideau d'eau , on procède à une opération de séchage , par projection d'un rideau gazeux , formé par exemple par de l'air Figure 4 montre une variante de la fig. 2 Le dispositif illustré sur les figures 1 et 2 , comprend un injecteur fixe 1 , d'un type en lui-meme connu , alimenté en un liquide tel que de l'eau , pour projeter vers le bas , un mince rideau d'eau rectiligne 2 .L' épaisseur 3 du rideau d'eau 2 est préférablement très faible, par exemple de l'ordre de 60 à 150 microns .L'eau étant projetée sous forte pression , elle s'écoule dans le rideau 2 avec une vitesse préférablement supérieure à 20 mètres par seconde face au rideau 2 , et perpendiculairement à celui-ci , on prévoit une table de support 4 , sur laquelle ,on fait circuler , parallèlement à eux-mêmes , suivant la direction des flèches 5 , des circuits électroniques du genre de celui qui est désigné , sur les dessins , par la réference globale 6 . Chaque circuit électronique 6 comprend divers constituants , tels que 7 , 8 , 9 , etc... (transistors , circuits intégrés , ou autres ) portés par exemple par une carte rigide 10 . Sur la carte 10 , sont imprimés ,à la manière connue , les circuits qui assurent la connexion électrique entre les éléments 7 , 8 , 9 , etc...On sait que chaque constituant tels que 7, 8 , 9 , comporte des languettes métalliques 11 , qu'on soude sur la carte 10 du circuit imprimé . Ainsi , se trouve défini . sous chaque constituant 7 , 8 , 9 , un interstice 12 , dont l'épaisseur est générale ment très faible , par exemple seulement de quelques dizaines de microns . On constate qu'au cours de la fabrication du circuit électronique 6 , des billettes d'impuretés viennent parfois se loger dans les interstices 12 , sous les constituants où elles restent prisonnières Grâce au procédé selon l'invention , où le rideau liquide 2 projette , avec une énergie cinétique élevée , de l'eau ou un solvant tel que le produit connu sous la dénomination commerciale " FREON " pour assurer l'évacuation de ces impuretés .En effet , chaque jet tel que le rideau d' eau 2 , fournit en premier lieu , une importante action mécanique sur sa ligne d'impact 13 , lorsqu' il est projeté sur la surface solide de la carte 10 . Il engendre ensuite deux couches liquides très minces 14 , qui s'écoulent à grande vitesse , suivant des directions opposées ( flèches 16 et 17) le long de la surface de la carte 10 à laver .Cette carte est ainsi soumise dans sa totalité à une action dynamique de lavage , y compris dans les zones ou interstices 12 situés sous les composants 7 , 8 , 9 , etc... (et donc inaccessi bles à un jet direct) Ces couches minces 14 et 15 peuvent se glisser dans des espaces 12 de quelques dizaines de microns seulement Après ce lavage , on peut alimenter l'injecteur 1 (ou un injecteur analogue 18 ; figure 3) ,avec de l'air , pour projeter , cette fois , un rideau gazeux 19 Grâce à l'énergie cinétique élevée du jet formé par ce rideau gazeux 19 , les liquides résiduels 20 ( provenant du rideau liquide précédent 2) , sont rejetés au dehors de la surface à sécher , si bien que subsiste , sur la carte 10 , unique ment une quantité minima de liquide , qui s'évaporera ultérieurement Dans le cas où le rideau liquide 2 est constitué par un liquide volatile et coûteux , tel que le FREON " , l'invention prévoit d'en réduire la consommation comme illustré sur la variante de la figure 4 Dans ce cas , 1' ensemble de la figure 2 est coiffé d'un tunnel étanche 21 dont l'entrée et la sortie sont surmontées d'un injecteur transversal respectivement 22 , 23 . Chacun de ces injecteurs d'en trée et de sortie souffle un rideau d'air 24 , 25 , dirigé vers les circuits électroniques 6. Ainsi , les produits ou circuits 6 traversent sans difficultés les rideaux d'air 24 et 25 , alors que ceuxci confinent les vapeurs de FREON émises par le rideau de lavage 2 . On constate que cela réduit considérablement la consommation de FREON nécessaire à l'alimentation de l'injecteur de lavage 1 . . t 25 peuvent aussi entre des rideaux d'eau. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour nettoyer un circuit électronique (6) qui comporte des constituants (7) , (8) ,(9) soudés par leurs languettes (11) sur la carte (10) d'un circuit imprimé , caractérisé en ce qu'il consiste à placer la carte (10) du circuit électronique (6) face à un rideau liquide mince (2) , projeté par un injecteur (1) suivant une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la carte (10) dans la zone d'impact (13) où le rideau liquide vient la frapper 2 - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on crée un déplacement relatif (flèche (5) entre la carte (10) et le rideau (2) qui vient la frapper ce déplacement relatif étant sensiblement parallèle au plan de la carte (10) dans la zone d'impact (13) du liquide , Si bien que la surface du circuit électronique est balayée par le rideau liquide qui vient la frapper 3 - Procédé suivant la revendication 2 , caractérisé en ce que le déplacement relatif est obtenu en faisant défiler le circuit électronique (6) transversalement au rideau liquide (2) fourni par un injecteur (1) fixe 4 - Procédé suivant la revendication 1 ,ca ractérisé en ce que le déplacement relatif est obtenu en déplaçant l'injecteur (1) par rapport au circuit électronique (6) maintenu à poste fixe 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que , après la phase de lavage ,on soumet , dans des conditions analogues le circuit électronique (6) à l'action d'un rideau mince (19) constitué par un gaz projeté sur lui , perpendiculairement par un injecteur (18) 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendiactions précédentes , caractérisé en ce que le rideau liquide (2) a une épaisseur (3) comprise entre 60 et 150 microns 7 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la vitesse du fluide dans le rideau fluide (2) , (19) est supérieure à 20 m s. 8 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur (1) alimenté en un liquide sous pression , pour former un rideau liquide mince (2) orienté orthogonalement à un circuit électronique (6) , porté par un support (4) , de façon à se partager après sa ligne d'impact (13) , en deux couches liquides minces (14) , (15) , s'écoulant à grande vitesse dans des directions opposées (14) ,(15) sur la surface à laver (io) 9 - Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur (18) alimenté en un gaz sous pression pour former un rideau gazeux mince (19) orienté orthogonalement au circuit électronique (6) pour chasser le liquide de lavage résiduel (20). 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9 ,caractérisé en ce qu'au moins l'injecteur de lavage (1) est coiffé par un tunnel étanche (21) , pourvu , à ses extrémités , d'un injecteur d'entrée (22) et d'un injecteur de sortie (23) soufflant respectivement un rideau d'air (24) qui obture l'entrée du tunnel (21) et un rideau d'air (25) qui obture la sortie , si bien que l'atmosphère intérieure au tunnel (21) reste confinée entre les rideaux d'air (24) et (25).