Brevet FR2607928A1 — publié le 19880610

Echantillon à perçage muni d'un revêtement destiné à être examiné au microscope et son procédé de préparation. La présente invention se rapporte aux échan- tillons destinés à être examinés au microscope et com- prenant une plaquette ayant un perçage muni d'un revê- tement, ainsi qu'aux procédés de préparation de ces échantillons. L'invention s'applique tout particuliè- rement à la préparation d'échantillons de cartes ou plaquettes de circuits imprimés. On contrôle les circuits imprimés, et notam- ment l'épaisseur du revêtement métallique de la paroi de leurs perçages, en examinant au microscope une section passant par le diamètre du perçage à contrôler. Il est essentiel à cet effet que le plan de section passe exactement par l'axe du perçage. En regard de la figure 4 de la revue Structure 10, Struers Nouveau- tés Métallographiques d'avril 1985, on démontre mathé- matiquement la très grande précision requise et on propose d'y parvenir par un procédé de préparation d'échantillons qui consiste à percer à l'avance des trous de référence dans les plaquettes, à y enfiler deux tiges, à suspendre les plaquettes par les tiges au-dessus d'un moule, à emplir le moule d'une résine d'enrobage jusqu'à un niveau inférieur aux tiges, à laisser durcir la résine, à démouler l'échantillon enrobé, à en enlever les tiges et à prépolir, c'est- à-dire à abraser,puis à polir l'échantillon jusqu'aux perçages. La réussite de ce procédé nécessite une grande précision de l'emplacement et du diamètre des trous de référence dépourvus de toute autre utilité et un moule spécial à flasque formant niveau de référence. Les tiges de mise en position doivent avoir des tolérances très faibles afin que les échantillons soient bien maintenus dans le moule. Elles sont si difficiles à enlever après l'enrobage qu'il a fallu concevoir à cet effet un appareillage spécial dit "extracteur de tiges". Mais, plus encore que de ces difficultés de mise en oeuvre, le procédé souffre d'un défaut grave: l'opérateur n'a aucun moyen de se rendre compte que les opérations se sont passées correctement. Il doit faire une confiance aveugle à la fois à son habileté et aux appareillages. Il peut ainsi rebuter des pla- ques bonnes, simplement parce que la préparation de l'échantillon n'est pas correcte ou, plus rarement, croire que des plaques sont bonnes alors qu'elles sont défectueuses, mais que le plan de la section n'est pas le bon. L'invention pallie ces inconvénients par un échantillon préparé par un procédé plus simple, plus rapide et cependant plus sûr que le procédé antérieur. Surtout, l'opérateur peut voir immédiatement à l'oeil nu qu'un échantillon n'a pas été préparé correctement et notamment que la section qui devrait être soumise à l'inspection au microscope n'est pas la bonne. L'invention a donc pour objet un échantillon destiné à être examiné au microscope et comprenant une plaquette ayant un perçage muni d'un revêtement et enrobée de résine. Suivant l'invention, un gabarit est enrobé aussi dans la résine et la tige du gabarit, de diamètre juste inférieur à celui du perçage, y est enfilée. En regardant la section, l'opérateur voit im- médiatement si la tige est présente sur toute la lon- gueur axiale du perçage. Si ce n'est pas le cas, le plan de la section n'est pas perpendiculaire à l'axe de répétition de l'échantillon. Une erreur a été commise. Il faut préparer un nouvel échantillon. Suivant un perfectionnement important, le gabarit a une tête cylindrique, de diamètre supérieur à celui de la tige et de même axe longitudinal que celle-ci. Cette fois-ci, l'opérateur voit dans la section non seulement la tige mais aussi la coupe de la tête. Si la coupe est trapézoïdale, au lieu d'être rectangulaire, l'échantillon n'a pas été préparé cor- rectement pour la même raison que ci-dessus. Si la largeur, c'est-à-dire la dimension qui est perpendicu- laire à l'axe de la tige, de la coupe de la tête est inférieure au diamètre d'origine de la tête, le plan de section est parallèle à ce qu'il devrait être. Il faut préparer un autre échantillon. Dans le mode de réalisation de l'invention le plus achevé, le gabarit a une tête, dont au moins le tronçon d'extrémité éloigné de la tige est conique. Le contrôle ne nécessite plus une comparaison des dimensions de la coupe de la tête, mais simplement de sa forme. Le plan de section n'est pas le bon, si l'angle au sommet du cône n'y apparait pas. Le gabarit perdu, enrobé à demeure et abrasé en même temps que l'échantillon, permet ainsi un con- trôle des opérations. Pour compléter ce contrôle, il est recommandé d'enfiler deux gabarits dans deux perçages proches, de préférence de manière que leurs têtes soient d'un même côté de la plaque. Les coupes des deux têtes doivent avoir la même dimension et/ou les deux som- mets des cônes doivent apparaître. S'il n'en est pas ainsi, le plan de section n'est pas perpendiculaire à l'axe de répétition. Il faut préparer un autre échantillon. L'invention a également pour objet un procédé consistant à mettre la plaquette dans un moule ayant un axe de répétition de manière que l'axe de perçage soit horizontal, à emplir le moule d'une résine d'en- robage, à faire durcir la résine pour obtenir un échan- tillon enrobé et à abraser l'échantillon enrobé jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe de répétition passant par un diamètre du perçage, caractérisé en ce qu'il consiste, avant de mettre la plaquette dans le moule, à enfiler à demeure dans le perçage la tige d'un gabarit, cons- titué de la tige, de diamètre juste inférieur au dia- mètre du perçage, et d'une tête de même axe que la tige et de diamètre plus grand que celle-ci. En enfilant deux gabarits en sens inverse dans deux perçages, on est sûr que la plaque est sup- portée horizontalement sur le fond du moule par les deux têtes des gabarits de même diamètre. En enfilant deux gabarits dans le même sens, on exclut toute possibilité qu'un plan de section erroné soit considéré comme bon. Les gabarits sont avantageusement en laiton ou en aluminium teint dans la masse à des colorations différentes suivant les diamètres des-tiges. Les gaba- rits adaptés à des perçages différents sont ainsi plus faciles à reconnaître. On peut contrôler plusieurs plaquettes à la fois en les enfilant dans les mêmes gabarits. De préférence, la résine d'enrobage est une résine transparente, notamment une résine méthacrylique. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue en perspective illus- trant le premier stade du procédé suivant l'invention, la figure 2 est une vue de l'échantillon en- robé dans le moule, la paroi antérieure du moule étant enlevée, la figure 3 est une vue de l'échantillon abra- sé jusqu'au plan passant par un diamètre des perçages, la figure 4 est une vue d'un gabarit sur le- quel on indique trois plans de sections correspondant aux figures 5, 6 et 7, les figures 5, 6 et 7 sont des vues en coupe de l'échantillon abrasé suivant les divers plans indiqués à la figure 4. A la figure 1, on contrôle en même temps les plaquettes 1 et 2. Chaque plaquette comporte onze perçages 3 dont la paroi inférieure est revêtue d'un revêtement métallique. Dans trois perçages 3, on en- file des gabarits. Chaque gabarit est constitué d'une tige 4 de diamètre juste inférieur à celui que doit avoir un perçage 3, une fois revêtu d'une épaisseur correcte de revêtement métallique. La tige'est prolon- gée d'une tête comportant une partie cylindrique 5 de diamètre nettement supérieur à celui du perçage et se termine par une partie conique 6. Les gabarits sont identiques. Comme le rayon des parties cylindri- ques 5 est supérieur à la distance entre le centre des perçages et le bord de la plaquette, les plaquettes 1 et 2 sont maintenues d'une manière parfaitement ver- ticale par les gabarits. Si l'un des gabarits ne peut pénétrer dans un trou, la plaquette doit être rebutée. Si le jeu est trop grand entre la tige 4 et le diamè- tre d'un perçage 3, au point que la plaquette peut s'in- cliner par rapport à la verticale, la plaquette doit être rebutée. Le deuxième stade du procédé consiste à poser l'ensemble réalisé conformément à la figure 1 sur le fond d'un moule 7 horizontal. Le moule a un axe de répétition X, X', notamment un axe de révolution. On emplit le moule d'une résine d'enrobage 8 transparente ou non. On fait durcir la résine pour obtenir un échantillon enrobé. On sort l'échantillon du moule. Le dernier stade du procédé suivant l'inven- tion consiste à abraser l'échantillon enrobé jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe de répétition X, X' pas- sant par un diamètre du persage. On obtient alors l'échantillon représenté à la figure 3 qui peut être examiné au microscope. A la figure 5, le plan de la section n'est pas le bon. La tige n'apparaît pas dans le persage 3. La partie cylindrique 5 a des dimensions bien plus petites que celles qu'elle devrait avoir. Le cône 6 n'a pas de sommet. A la figure 6, le plan de section n'est pas correct non plus. La partie 5 cylindrique n'a pas les dimensions requises. Surtout, le sommet du cône 6 n'apparaît toujours pas. A la figure 7, le plan de la section est le bon. On comprend que si le plan de la section est erroné, tout en passant par l'axe de l'un des gaba- rits, il ne passera pas par l'axe d'un second gabarit, de sorte que l'un des gabarits montrera que le plan n'est pas le bon, ou la tige sera tronquée, de sorte que là aussi le plan n'est pas le bon. REVENDICATIONS 1. Echantillon destiné à être examiné au mi- croscope et comprenant une plaquette (1) ayant un per- çage (3) muni d'un revêtement et enrobée d'une résine (8), caractérisé par un gabarit enrobé aussi dans la résine et dont la tige (4) cylindrique (4), de diamè- tre juste inférieur à celui du perçage (3), y est enfi- lée. 2. Echantillon suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le gabarit a une tête (5) cylin- drique de diamètre supérieur à celui de la tige (1) et de même axe longitudinal que celle-ci. 3. Echantillon suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gabarit a une tête, dont au moins le tronçon d'extrémité (6), éloigné de la tige, est conique. 4. Echantillon suivant la revendication 1 ou 3, dans lequel la plaquette comporte au moins deux per- çages, caractérisé par deux gabarits enrobés aussi dans la résine et enfilés dans deux perçages de maniè- re que leurs têtes soient de part et d'autre de la plaque. 5. Echantillon suivant l'une des revendica- tions 1 à 4, dans lequel la plaquette comporte au moins deux perçages, caractérisé par deux gabarits enfilés dans deux perçages de manière que leurs têtes soient d'un même côté de la plaquette. 6. Echantillon suivant l'une des revendica- tions 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il est tronqué sui- vant un plan défini par les axes de deux gabarits. 7. Procédé de préparation d'un échantillon suivant l'une des revendications 1 à 6, qui consiste à mettre la plaquette dans un moule ayant un axe de répétition de manière que l'axe de perçage soit hori- zontal, à emplir le moule d'une résine d'enrobage, à faire durcir la résine pour obtenir un échantillon enrobé et à abraser l'échantillon enrobé jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe de répétition passant par un diamètre du perçage, caractérisé en ce qu'il consiste, avant de mettre la plaquette dans le moule, à enfiler à demeure dans le perçage la tige d'un gabarit, cons- titué de la tige, de diamètre juste inférieur au dia- mètre du perçage, et d'une tête de même axe que la tige et de diamètre plus grand que celle-ci. 8. Procédé suivant la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il consiste à enfiler au moins deux gabarits dans le même sens dans au moins deux perça- ges. 9. Procédé suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il consiste à enfiler au moins deux gabarits en sens inverse dans au moins deux perçages.