Brevet FR2586954A1 — publié le 19870313

La présente invention a pour objet une machine pour souder (braser) les connexions sur les bords des plaquettes portant des composants de circuits électroniques. Une difficulté de cette opération#tient au fait que des composants sont déja mis en place sur la plaquette et que seuls les bords doivent recevoir de la soudure. Il faut éviter de noyer des composants dans la soudure ou de les détériorer par la chaleur. On procède donc généralement manuellement en trempant successive ment les bords des plaquettes dans un bain de soudure liquide, après un éventuel trempage dans un bain de fluxage, et éventuellement un chauffage. Les connexions a souder sont les extrémités de queues de connexion, pincées sur les bords des plaquettes, sur des surfaces conductrices. Les autres extrémités des queues de connexion, a ce stade de la fabrication, ne sont pas encore séparées du bord de la bande de métal dans laquelle elles ont été découpées, et ce bord servant de liaison permet de manipuler non seulement une, mais plusieurs plaquettes maintenues ensemble, par l'intermédiaire des queues pincées et des bords de deux bandes de queues, correspondant a deux côtés parallèles des plaquettes. Un tel ensemble est représenté schématiquement en perspective sur la Figure 1. Le but de la présente invention est de réaliser une machine qui, de préférence, peut fonctionner auto matigument,.qui permette de plonger dans un bain de soudure successivement les deux bords des plaquettes pour réaliser la soudure des extrémités pinces des queues de connexion. L'invention a donc pour objet une machine pour souder des connexions sur les bords des plaquettes portant des composants de circuits électroniques caractérisée en ce qu'elle comporte deux bains de traitement disposés à côté l'un de l'autre et un support de plaquettes monté pour pouvoir tourner autour d'un axe mo bile entre deux niveaux situés au-dessus des bains et à un aplomb entre ceux-ci, des moyens pour faire monter, et descendre le support de plaquettes, des moyens pour faire tourner d'une fraction de tour le support de plaquettes, et des moyens pour fixer les plaquettes autour du support dans des plans parallèles à l'axe de rotation à des emplacements équidistants autour de l'axe de rotation, la fraction de tour étant la rotation nécessaire pour passer d'un emplacement équidistant à un emplacement équidistant adjacent. Les plaquettes (ou groupes de plaquettes) sont fixées sur le support, puis celui-ci est tourné d'un certain angle, de façon à présenter deux plaquettes sous des inclinaisons permettant par descente du support, de tremper un des bords de chacune de ces deux plaquettes respectivement dans chacun des bains. Après quoi, le support est relevé, on échange un groupe de plaquettes soudées par un groupe de plaquettes non soudées et l'opération se répète. D'autres caractéristiques de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La Figure 1 est une vue en perspective d'un groupe de plaquettes; La Figure 2 est une vue en perspective simplifiée d'un mode de réalisation d'une machine selon la présente invention; La Figure 3 est une vue en bout, avec parties en coupe, de la machine de la Figure 2, a un instant de fonctionnement du dispositif, La Figure 4 est une vue analogue à la Figure 3 pour un autre instant de fonctionnement; La Figure 5 est une vue en coupe d'un détail du support. La machine selon l'invention comporte un support 10 mobile en rotation autour d'un axe 11. Cet axe est entraîné en rotation par exemple par un moteur électrique pas-à-pas 12 qui, dans le mode de réalisation représenté, fait effectuer au support 10 des rotations de 1200 chaque fois. L'axe 11 est supporté dans un certain nombre de paliers 13 qui sont portés par des chandelles 14 solidaires de suiveurs 14a restant en application sur des cames 15. Ces cames sont entraînées en rotation par un moteur électrique 16, qui peut tourner en changeant de sens à chaque fois, pour faire monter ou descendre les paliers 13, c'est-à-dire le support 10, et d'un angle plus ou moins grand pour permettre de varier la hauteur de déplacement du support 10, pour des raisons qui apparaîtront plus loin. Le support comporte un fut polygonal 17, dont la section dans le cas représenté est un triangle. Le fAt présente donc trois faces, et chaque face est munie de moyens pour y fixer un groupe de plaquettes tel que celui qui est représenté sur la Figure 1. On a représenté sur la Figure 5 un détail à plus grande échelle. La plaquette 21 est prise par ses bords longitudinaux dans les pinces 22 formées aux extrémités libres des queues de connexion 23, dont les autres extrémités ne sont pas encore séparées du bord 24 de la bande métallique dans laquelle les queues ont été découpées. Les bords 24 sont maintenus par serrage entre les deux bras 26-27 d'une pince 25, dont le bras 26 est représenté fixe et le bras 27 articulé en 28. La partie supérieure du bras 26 présente un épaulement 30 formant rail de glissement pour le bord 24 de la bande de queues de connexion, quand le bras 27 est écarté. La machine comporte deux pinces, la seconde étant symétrique de la première. L'écartement entre les deux pin ces est réglable, pour permettre l'adaptation ou soudage de plaquettes de différentes largeurs. Avantageusement le bras de pince 27 est rappelé élastiquement contre le bras fixe 26 (position 27' en pointillé). On peut prévoir des moyens simples pour provoquer l'écartement des bras quel que soit l'écart entre les deux pinces. L'axe 11 est disposé pour monter et descendre entre deux niveaux qui sont tous deux supérieurs au plan de deux bains 31,32 de soudure, qui peuvent être contenus dans un même récipient 33. Les Figures 3 et 4 représentent un exemple de récipient 33 avec les deux bains. En fonctionnement, la soudure est liquide, des moyens de chauffage étant prévus, par exemple des résistances 34. Afin d'obtenir des bains propres, une circulation de soudure est établie au moyen d'une pompe 35 située sous un bain 36 placé entre les bains 31 et 32. Le récipient 33 comporte ainsi, en plus des parois d'extrémité 38, des parois latérales 39,40 et des cloisons parallèles à celles-ci 41,42, dont le bord supérieur est un peu moins élevé, pour déterminer les niveaux de service des bains 31,32, qui sont de préférence les mêmes. Les cloisons 41,42 comportent des orifices 43,44 à leur partie inférieure pour organiser la circulation de la soudure suivant les flèches. De cette façon, les oxydes et autres impuretés sont entraînées à la surface du bain 36, laissant ainsi propres les surfaces des bains 31 et 32. Les bains 31,32 ont une forme allongée, de préférence rectangulaire. Ils sont parallèles et disposés de part et d'autre de l'aplomb de l'axe 11 du support 17. On a représenté trois plaquettes 21,2l',2l" sur le support 17, sur les Figures 3 et 4, avec leurs bords 21a, 21b, 21'a, 21'b, 21a, 21"b. Les dimensions du support 17, des pinces 25 et du bac 33 sont choisies pour que deux bords opposés de deux plaquettes, par exemple les bords 21a et 21'b des plaquettes 21,21' soient à l'aplomb des bains 31,32. Dans ces conditions, le mouvement de descente de l'axe 11 aménera les bords 21a et 21'b des plaquettes 21,21' dans les bains de soudure 31,32 (voir Figure 4) et la soudure pourra être effectuée sans détériorer les composants 210,211 déjà montés sur les plaquettes. On comprendra que si l'on change l'écartement des pinces 25, pour des plaquettes 21 de dimensions différentes, il faudra modifier le déplacement vertical de l'axe 11. Ceci est possible en utilisant des rotations d'amplitudes différentes- du moteur 16, conduisant à des secteurs différents des cames 15. Le dispositif peut comporter deux bacs successifs: un bac 330 de fluxage et un bac 33 de soudure. Onareprésenté un support triangulaire. Il va de soi que le nombre de faces du support n'est pas limité à cet exemple. Il est souhaitable qu'en position de trempage, telle que représentée sur les Figures 3 et 4, il y ait une face supérieure horizontale, pour permettre dans de meilleures conditions l'enlèvement d'une plaquette soudée et la mise en place d'une plaque non encore soudée, afin de limiter les rotations du support 17 à une par cycle. Un support à sept cotés permet d'avoir des faces moins inclinées sur l'horizontale, ce qui est favorable à l'opération de trempage des bords, mais en contrepartie, il y a deux faces en tranait entre les faces du support portant les plaquettes en trempage. Cela oblige à abaisser le niveau du bain central 36 et à écarter les bains actifs 31 et 32, ce qui augmente. l'encombrement. La machine fonctionne de la façon suivante Plusieurs plaquettes maintenues ensemble alignées par les bords 24 des bandes métalliques dans lesquelles sont découpées les queues de connexion, qui sont pincées sur les bords des plaquettes sont avancées par une machine préliminaire sur un chemin d'accès 48, aligné sur la face du support 17 en position supérieure, quand le support 17 est lui-même en position haute. Un bain 49 de plaquettes ou strip (Figure 2) est avancé sur les rails 24 des bras 26 des pinces 25, quand les bras 27 sont écartés. Une fois le train de plaquettes en position, on laisse les bras 27 se refermer et fixer les plaquettes, par l'intermédiaire des bandes de queues. Puis l'on fait tourner l'axe 11 de 1200. Les plaquettes 21 que l'on vient d'engager sont prêtes à faire tremper leurs bords 21a tandis que les plaquettes 21', qui ont été engagées à l'opération précédente et ont leurs bords 21'a déjà soudés, sont prêtes à faire tremper leurs bords 21'b. On fait descendre et remonter le support par mise en route du moteur 16 et les bords 21a et 21'b sont soudés. On enlève les plaquettes 21" dont les soudures ont été terminées a l'opération précédente, on les remplace par de nouvelles plaquettes sans soudure et l'on fait tourner de 1200 et ainsi de suite. Le train de plaquettes expulsé après opération est recueilli à la sortie. L'opération peut être doublée, trempage dans un bain de fluxage puis trempage dans un bain de soudure, avec un réchauffage éventuel entre les deux. Au lieu d'un système à cames 15, on pourrait utiliser un système de vérins, les vérins pouvant manoeuvrer soit l'axe 11 portant le support 17, soit une table portant les bains de fluxage et de soudure. L'idée de l'invention doit être vue dans le principe de faire tourner un support polygonal, dont un côté reçoit un train de plaquettes, un côté fait tremper un bord des plaquettes, et un autre côté du support polygonal fait tremper l'autre bord. Avec des rotations, des déplacements de bas en haut, et des glissements, tout ceci peut être entièrement automatisé, y compris le mouvement d'écartement des pinces 25. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. Revendications 1. Machine pour souder des connexions sur les bords des plaquettes portant des composants de circuits électroniques, caractérisée en ce qu'elle comporte deux bains de traitement (31-32) disposés à côté l'un de l'autre, et un support de plaquettes monté pour pouvoir tourner autour d'un axe (11) mobile entre deux niveaux situés au-dessus des bains et à un aplomb entre ceux-ci, des moyens (13,14, 15,16) pour faire monter et descendre le support de plaquettes, des moyens (12) pour faire tourner d'une fraction de tour le support de plaquettes, et des moyens (25,26,27) pour fixer les plaquettes autour du support dans des plans parallèles à l'axe de rotation à des emplacements équidistants autour de l'axe (11) de rotation, la fraction de tour étant la rotation nécessaire pour passer d'un emplacement équidistant à un emplacement équidistant adjacent. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour faire monter et descendre le support de plaquettes comportent au moins une came entraînée par un moteur électrique pas-àrpas et un suiveur solidaire d'un palier de l'axe du support de plaquettes. 3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour fixer les plaquettes comprennent pour chaque emplacement deux paires de pinces, chaque paire étant sollicitée à la fermeture par un ressort, et des moyens pour écarter les pinces. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'écart entre les deux paires de pinces de chaque emplacement est réglable. 5. Machine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'un des mors de chaque pince porte un chemin de glissement parallèle à l'axe de rotation du support de plaquettes. 6. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support de plaquettes comporte trois emplacements pour fixer des plaquettes.