Brevet FR2602330A1 — publié le 19880205

Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide analogue à une pâte. La présente invention se rapporte à un appareil pour distri5 buer une faible quantité de fluide analogue à une pâte à partir d'une buse, et plus particulièrement pour distribuer de manière précise et réglable un volume prédéterminé de fluide analogue à une pâte. Lors de la formation d'un circuit intégré en couche épaisse sur un substrat en aluminium ou sur un substrat en céramique réfractai10 re, une pâte électriquement conductrice est d'abord appliquée par un procédé utilisant un écran et est ensuite chauffée à haute température. L'opération suivante consiste à appliquer une pâte résistante par un procédé utilisant un écran et à la chauffer à haute température. Cette technique de fabrication de circuits intégrés hybrides est bien con15 nue. Cette technique classique de production de circuits intégrés hybrides est praticable pour la fabrication en grande série, mais un schéma écran doit être fabriqué chaque fois que le schéma d'interconnexion est changé et, dans certains cas, les dimensions du substrat doi20 vent être modifiées. En conséquence, la technique classique n'était pas praticable pour produire de petites quantités de circuits spéciaux. En outre, il fallait beaucoup de temps pour faire fonctionner le prototype et il en résultait un retard de livraison. On a récemment suggéré une distribution en réponse à une commande programmée par ordinateur. Suivant cette suggestion, la pâte est distribuée par la buse en réponse à une information relative au circuit conçu, de sorte que ce circuit est tracé directement et librement et la fabrication de petites quantités devient praticable. Cependant, suivant cette suggestion, du fait que le diagramme viscosité température de la pâte présente une relation qui est une fonction exponentielle et comme le volume distribué est fonction de la pression d'air et du frottement de passage, il est très difficile de distribuer une faible quantité prédéterminée de pâte, bien que la pres35 sion d'air soit constamment maintenue constante. En outre, il existe un certain retard entre le signal pneumatique et le volume distribué, et il est difficile de régler cette temporisation. L'objet de la présente invention est de proposer un appareil pour distribuer avec précision un volume prédéterminé de pâte, quelles que soient sa viscosité, la configuration de la buse, etc... Un autre objet est de réduire le poids du dispositif d'entrainement du piston, de sorte que le déplacement vertical de la buse est accéléré et la fabrication de circuits intégrés hybrides augmentée. Un autre objet est encore de proposer un appareil ne nécessi10 tant pas d'entretien, pour distribuer un volume prédéterminé de fluide analogue à une-pâte. - Afin de satisfaire les objets mentionnés ci-dessus, l'appareil suivant la présente invention pour distribuer un volume prédéterminé de pâte comprend un porte-buse dans lequel un piston et une buse sont 15 unis, un dispositif de commande du piston de la buse par un moteur différentiel, et un dispositif de commande du déplacement vertical du porte-buse. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans 20 lesquels: - la figure 1 est 'une vue en coupe verticale d'un appareil classique pour distribuer un volume prédéterminé de fluide analogue à une pâte; - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un appareil 25 suivant la présente invention pour distribuer un volume prédéterminé de fluide analogue à une pâte; - la figure 3 est un dessin expliquant la commande par engrenages différentiels suivant la présente invention; - la figure 4 est une vue en coupe verticale d'un autre exem30 ple de réalisation de la présente invention; - la figure 5 est une vue de c8té d'un autre exemple de réalisation du système d'engrenages différentiels suivant la présente invention; - la figure 6 est une vue en coupe verticale d'un autre exem35 pie de réalisation de la présente invention; et - la figure 7 est une vue en coupe d'un corps de buse suivant la présente invention. On se reportera maintenant à la figure 1 qui est une vue en coupe verticale d'un appareil classique pour distribuer un volume pré5 déterminé de fluide analogue à une pate. Un arbre 1 à vis à circulation de billes est relié à un moteur (non représenté). Un écrou 2a à circulation de billes est monté sur l'arbre 1 à vis à circulation de billes et un porte-buse 2 est fixé à l'écrou 2a à circulation de billes. Une buse 3 est montée sur le porte-buse 2. La pâte 4 est chargée dans la 10 buse 3. Un flotteur 5 est placé à la surface supérieure de la pâte 4. Un joint torique 5a est introduit entre le flotteur 5 et la paroi intérieure de la buse 3, de sorte que le flotteur 5 agit comme un piston pour pousser la pâte 4 à l'extérieur. Un chapeau 6 couvre l'orifice supérieur de la buse 3. Un tuyau flexible A est relié à l'espace vide su15 parieur 3a de la buse 3 par l'intermédiaire d'un connecteur 7 et de l'air est amené par le flexible 8 dans l'espace vide 3a. Un substrat 9 est monté sur une table 10 qui est déplacée par un dispositif d'entraînement (non représenté) suivant deux axes X, Y de coordonnées, commandé par programmes. Ainsi, la buse 3 se déplace verticalement en réponse à la rotation de l'arbre 1 à vis à circulation de billes. L'air amené par le flexible 8 pousse le flotteur 5 et, en conséquence, une faible quantité de pâte 4 est délivrée par l'orifice 3b de la buse sur le substrat 9. Ce dernier est déplacé dans les directions X-Y par la table 10 et le 25 circuit intégré en couche épaisse est formé sur le substrat 9. Cependant, conformément à cette technique classique, il est très difficile de distribuer avec précision un volume prédéterminé de pâte car de nombreux facteurs interviennent pour régler le volume distribué de pâte, par exemple la viscosité qui varie exponentiellement en 30 fonction de la température, la pression d'air, les pertes de pression d'air dues au frottement de passage, la configuration de l'orifice de la buse, etc... Le réglage, par la pression d'air, du volume distribua est donc très difficile. En outre, il existe un certain retard entre le signal pneuma35 tique et l'action de distribution, et le réglage de cette temporisation pneumatique et l'action de distribution, et le réglage de cette temporisation est très problématique. La figure 2 est une vue en coupe verticale d'un appareil suivant la présente invention pour distribuer un volume prédéterminé de 5 fluide analogue à une pâte. Un bâti 11 supporte un moteur 12 qui déplace verticalement une buse. Un accouplement 13 est relié à l'arbre du moteur 12, et un arbre 14 à vis à circulation de billes est relié à l'accouplement 13. Un écrou 15a à circulation de billes, fixé sur le porte-buse 15, est vissé sur l'arbre 14 à vis à circulation de billes. 10 Un support 15b de guidage du porte-buse 15 est monté sur un guide lla, de sorte que le porte-buse 15 se déplace verticalement le long du guide 11. Un dispositif 16 de commande de piston, comprenant un moteur 16a d'entraînement de piston et un engrenage différentiel 16b, est fixé sur le porte-buse 15. L'arbre 16c du moteur 16a d'entraînement de piston, 15 est accouplé à un arbre 18 à vis A circulation de billes par l'intermédiaire d'un accouplement 17. Un écrou 19a à circulation de billes, fixé sur un dispositif 19 de commande de piston, est vissé sur l'arbre 18 à vis à circulation de billes. Un guide 19b, fixé au dispositif 19 de commande de piston, est monté sur un guide 15c, de sorte que le dispo20 sitif 19 de commande de piston se déplace verticalement le long du guide 15c. Un élément 19c de pression, appartenant à la partie inférieure du dispositif 19 de commande de piston, est relié au piston plongeur 21 d'une buse 22 par l'intermédiaire d'un accouplement élastique 20. La buse 22 est solidement maintenue sur le porte-buse 15 par un levier 23. 25 Apres avoir relâché le levier 23, on peut remplacer facilement la buse 22. Un substrat 24 est monté sur une table 25 qui est déplacée dans les directions X-Y par un dispositif d'entraînement (non représenté) suivant deux axes X-Y de coordonnées. Lorsque le moteur 12 tourne, l'arbre 14 à vis à circulation de 30 billes tourne par l'intermédiaire de l'accouplement 13 et, en conséquence, le porte-buse se déplace dans la direction indiquée par la flèche Z. Lorsque le moteur 16a d'entraînement de piston tourne, l'arbre 16c d'entraînement fait tourner la vis 18 à circulation de billes par l'intermédiaire de l'accouplement 17 et, en conséquence, le dispositif 35 19 de commande de piston se déplace dans la direction indiquée par'la flèche B et exerce une pression sur le piston 21 par l'intermédiaire de l'accouplement élastique 20. Ainsi, la pâte 26 chargée dans la buse 22 est distribuée par cette buse 22. L'engrenage différentiel 16b étant adjoint au moteur 16a d'entraînement du piston (moteur pas à pas ou mo5 teur à courant continu), le dispositif de commande du piston permet de distribuer une faible quantité de pâte cas par cas. On se reportera à la figure 3. L'engrenage différentiel 16b comprend un générateur d'ondes 27, une couronne dentée flexible 28 et une couronne dentée circulaire 29. Un tel engrenage différentiel porte 10 également le nom de 'COMMANDE HARMONIQUE". Lorsque le générateur d'ondes 27 tourne, la partie périphérique de la couronne dentée flexible 28 se déforme élastiquement et le point d'engrènement avec les dents de la couronne dentée circulaire 29 se déplace pas à pas. Lorsque le générateur d'ondes 27 termine une rotation dans le sens des aiguilles d'une 15 montre, la couronne dentée flexible 28 est entraînée dans une rotation dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre et sa rotation est équivalente à la différence du nombre de dents. Si le nombre de dents de la couronne dentée flexible est inférieur de deux au nombre de dents de la couronne dentée circulaire 29, la couronne dentée flexi20 ble 28 tournera en sens contraire du sens de rotation du générateur d'ondes 27 et sa rotation sera équivalente aux pas des deux dents de la couronne dentée circulaire 29. Ainsi, ce type de dispositif différentiel à engrenages, appelé "COMMANDE HARMONIQUE", est efficace pour ob,tenir un rapport élevé de réduction de la vitesse (normalement 1/80 à 25 1/320), et il est très précis et léger. Il en résulte que le poids du dispositif 16 de commande du piston est maintenu approximativement dans la limite de 300 grammes, de sorte que le déplacement vertical de la buse 22 est accéléré et, en conséquence, la fabrication est augmentée. Lorsqu'un moteur pas à pas à cinq phases est combiné avec un arbre à vis à circulation de billes ayant un pas de vis de 4 mm, on obtient un déplacement du piston de 0,02 am par impulsion. Puisqu'un moteur pas à pas à cinq phases avance de 0,18 degré par 100 impulsions, le déplacement du piston sera le suivant, si le pas de la vis à circu35 lation de billes est de 4 mm: 0,18 4 mm x- 6 0,002 mm par 100 impulsions = 0,02 Alm par impulsion Si on utilise un servomoteur à courant continu, on ontiendra approximativement le même déplacement par impulsion. La figure 4 représente un autre exemple de réalisation de la présente invention. Le dispositif 16 de commande du piston est placé sur un bâti 1I et un arbre 16c de commande de moteur est relié à un arbre cannelé 30 par l'intermédiaire d'un-accouplement 17, l'arbre cannelé 30 étant supporté fou par le bâti 11 équipé de roulements. Sur un 10 arbre 18 à vis à circulation de billes, est montée une pièce tubulaire 32 dans laquelle une pièce cannelée femelle 31 est introduite et fixée par une clavette. En conséquence, lorsque l'arbre cannelé 30 tourne, l'arbre 18 à vis à circulation de billes tourne également et, lorsque cet arbre 18 à vis à circulation de billes monte au fur et à mesure que 15 le porte-buse monte du fait de la rotation de l'arbre 14 à vis à circulation de billes, la pièce tubulaire 32 coulisse vers le haut le long de l'arbre cannelé 30. L'arbre 18 à vis à circulation de billes est entraîné dans un mouvement de rotation par l'arbre cannelé 30 tandis que cet arbre 18 à 20 vis à circulation de billes coulisse verticalement le long de l'arbre cannelé 30. Ainsi, le mouvement de rotation du dispositif 16 de commande du piston provoque un abaissement très lent du piston plongeur et la distribution d'une faible quantité de pâte 26 par l'orifice de la buse. Comme on l'a expliqué ci-dessus, le déplacement vertical du porte-buse 25 15 par l'intermédiaire du moteur 12, de l'arbre 14 à vis à circulation de billes et de l'écrou 15a à circulation de billes, est compensé (absorbé), de sorte que la position de l'arbre 18 à vis à circulation de billes est maintenue constante (inchangée) par rapport à la buse 22. En conséquence, le poids total du dispositif 16 de commande du piston 30 ne sera pas appliqué au déplacement vertical de la buse 22. La figure 5 représente-un autre exemple de réalisation de la présente invention, en particulier en ce qui concerne le dispositif 16 de commande du piston qui comprend le moteur 16a et l'engrenage différentiel 16b. En se reportant à la figure 5, on verra que, lorsque le 35 moteur 16a tourne, un arbre 33 à vis mâle tourne et provoque le déplacement vertical d'un corps 34 à vis femelle. En même temps, le moteur 16a transmet un mouvement de rotation au corps 34 à vis femelle par l'intermédiaire des engrenages Zl, Z2, Z3, Z4. Si la rotation du corps 34 à vis femelle est très proche de la rotation de l'arbre 33 à vis mâle, le corps à vis femelle effectuera un faible déplacement vertical. Si le pas de vis de l'arbre 33 à vis mâle est égal à 3 mm et si le rapport de la rotation de cet arbre 33 à vis mâle à la rotation du corps 34 à vis femelle est égal a 0,99, le corps 10 34 à vis femelle se déplacera de 0,03 mm pour une rotation de l'arbre 33 à vis mâle, comme le montre la formule suivante: 3 x (1 - 0,99) - 0,03 mm Déplacement pour une rotation de l'arbre 33 à vis mâle La figure 6 représente un autre exemple de réalisation de la 15 présente invention. Si l'on compare la figure 6 avec la figure 4, on verra qu'à la figure 6 l'arbre cannelé 30, la pièce cannelée femelle 31 et la pièce tubulaire 32 sont éliminées. Comme le représente la figure 6, l'arbre 16c de commande du dispositif 16 de commande du piston est relié à l'arbre 18 à vis à circulation de billes par l'intermédiaire de 20 l'accouplement 17. Lorsque la buse 22 monte du fait de la rotation du moteur 12, le moteur 16a d'entraînement de piston tourne en même temps, de sorte que le déplacement vers le haut de la buse 22 est compensé par le déplacement vers le haut du dispositif 19 de commande de piston. Les circuits électriques du moteur 12 et du moteur 16a d'entraînement du 25 piston sont synchronisés pour permettre l'action de compensation mentionnée cidessus. Ce moyen électrique utilisé pour compenser les déplacements provoqués par le moteur 12 et par le moteur 16a d'entrainement du piston, élimine les pièces mécaniques associées à cette action de compensation. La figure 7 représente une vue en coupe de la buse 22. Une partie 22a de la buse est montée à une extrémité d'une partie 22b formant le corps tubulaire de la buse par un capuchon 22c de fixation de la buse, qui est vissé. Pour éviter toute fuite de la pâte, une garniture 22d est introduite entre la partie 22a de la buse et le corps 22b 35 de la buse. Sur l'autre extrémité du corps 22b de la buse, est vissé un chapeau 22e. Un piston 21 traverse le chapeau 22e. Un joint torique 22f est introduit entre le chapeau 22e et le corps 22b de la buse, et un autre joint torique 22g est introduit entre le piston 21 et le chapeau 22e afin de sceller la pâte. Entre le corps 22b de la buse et le piston 21, on a prévu une section 22h de dégagement du fluide. Suivant la présente invention, le dispositif 19 de commande de piston descend lentement par suite de la rotation lente de l'arbre 16c d'entraînement par l'intermédiaire de l'engrenage différentiel 16b et, de ce fait, quels que soient la viscosité de la pate, le diamètre de la 10 buse et-la configuration de son orifice, la pâte 26 est distribuée avec précision; en outre, le retard entre le signal pneumatique et l'action de distribution, dû à la nature compressible de l'air, est éliminé. Un autre avantage de la présente invention est la réduction du poids du dispositif de commande de piston, de sorte que le déplacement vertical 15 de la buse est accéléré et l'entretien du piston et de la buse sont facilités. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. R E V E N D I C A T I ONS 1. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide analogue à une pate, caractérisé en ce qu'il comprend un porte-buse (15) comportant un piston (21) et une buse (22), un dispositif de com5 mande du déplacement vertical du porte-buse (15) par un moteur (12) monté sur le bâti (11) de la machine, et un dispositif 19 de commande du piston par un moteur (16a) combiné avec un engrenage différentiel (16b). 2. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide 10 analogue à une pâte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (16a) du dispositif (19) de commande du piston, l'engrenage différentiel (16b) et le dispositif (19) de commande du piston sont fixés sur le porte-buse (15). 3. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide 15 analogue à une pâte suviant la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (16a) du dispositif (19) de commande du piston et l'engrenage différentiel (16b) sont fixés sur le bâti (11) de la machine, et en ce que le dispositif (19) de commande du piston est fixé sur le porte-buse (15). 4. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide analogue à une pâte suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un mécanisme (30, 31, 32) à cannelures est placé entre l'engrenage différentiel (16b) et le dispositif (19) de commande du piston. 5. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide 25 analogue A une pâte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (16a) du dispositif (19) de commande du piston, l'engrenage différentiel (16b) et le dispositif (19) de commande du piston sont fix6s sur le bâti (11) de la machine. 6. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide 30 analogue à une pâte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'engrenage différentiel (16b) comprend un générateur d'ondes (27), une couronne dentée flexible (28) et une couronne dentée circulaire (29) (appelé 'COMMANDE HARMONIQUE"). 7. Appareil pour distribuer un volume prédéterminé de fluide 35 analogue à une pâte suivant la revendication 1, caractéris6 en ce que l'engrenage différentiel (16b) comprend un corps (34) à vis femelle entrainé par un arbre (33) à vis male, un engrenage (Zl) calé sur cet arbre (33) à vis mAle, et trois engrenages successifs (Z2, Z3, Z4) de transmission associés entre l'arbre (33) à vis mâle et le corps (34) à 5 vis femelle, de sorte que le corps (34) à vis femelle est entratné -dans un mouvement de rotation, et en ce que le rapport de la rotation de l'arbre (33) à vis mâle à la rotation du corps (34) à vis femelle est prévu pour être proche de l'unité, soit 0,99... (figure 5).