Brevet FR2686685A1 — publié le 19930730

L'invention concerne les appareils de traitement climatique. Un tel appareil permet d'introduire un organe dans une enceinte climatique qui peut être placée à une température contrôlée, inférieure ou supérieure à la température ambiante. Ces appareils trouvent une application intéressante dans le domaine des tests sur composants électroniques, en particulier semi-conducteurs. Le traitement peut alors consister à prélever ou à injecter des informations dans le composant électronique. Il peut également consister en le réglage d'un élément du composant électronique à l'intérieur de l'enceinte climatique. En présence de basses températures, le givrage est un problème sérieux. Il est en effet nécessaire de pouvoir accéder à l'intérieur de l'enceinte, pour y introduire un élément de travail, tel qu'une sonde électronique. Mais alors, les différences de degrés hygrométriques entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte font qu'un risque de givrage important est encouru, qui rend pratiquement impossible la poursuite du traitement. En présence d'un givrage, la seule solution est de ramener l'intérieur de l'enceinte à la température ambiante, et de recommencer les opérations de traitement voulues. Des appareils ont été proposés dans lesquels l'acces à l'intérieur de l'enceinte n'est possible qu'à travers une paroi d'un matériau perforable en film multi-couche. Seuls peuvent alors être utilisés comme outils ceux qui ont la forme d'une aiguille, susceptibles de traverser ce matériau perforable sans l'endommager sérieusement, ce qui ferait courir à nouveau le risque d'un givrage. Ce risque sera encouru de toute manière, dès lors qu'un nombre élevé de perforations auront été effectuées dans le film de fermeture. En conséquence, il est nécessaire de remplacer ce film après quelques opérations, et/ou lorsque le givre apparaît. A l'heure actuelle, il n'existe donc pas de solutions véritablement satisfaisantes. La présente invention a pour but d'apporter une solution à ce problème. A cet effet, il est fait usage d'un appareil de traitement climatique qui est du type comprenant une enceinte définissant un logement pour un dispositif à traiter, ainsi que des moyens pour maintenir l'intérieur de l'enceinte à température contrôlée. Selon une caractéristique de l'invention, l'enceinte est munie d'une ouverture pour le passage d'un outil, tandis que sont prévus des moyens d'écoulement pour créer un rideau de fluide sec fermant cette ouverture. La Demanderesse a observé que l'on obtient alors une excellente protection, permettant d'éviter un givrage à basse température. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens d'écoulement comprennent, le long d'un bord de l'ouverture de passage, une buse propre à créer ledit rideau, dans une direction légèrement inclinée vers l'extérieur par rapport au plan de l'ouverture. Dans un mode de réalisation avantageux, la buse est ménagée dans l'épaisseur du bord de l'ouverture de passage. Très avantageusement, le bord opposé de l'ouverture de passage est conformé pour renvoyer le fluide sec vers l'extérieur. On obtient ainsi un rideau de fluide sec qui va pratiquement fermer complètement l'ouverture de passage, tout en léchant les bords de celle-ci pour s'orienter vers l'extérieur, ce qui présente à la fois l'avantage de permettre le passage d'un outil en tout emplacement de l'ouverture de passage, sans aucune altération de matière, et aussi d'éviter au maximum l'entrée du fluide sec vers l'intérieur de 1 enceinte. La température du fluide sec peut être définie de la manière suivante : le degré hygrométrique du fluide sec doit être suffisamment bas pour que sa température de point de rosée (la température à laquelle un début de condensation apparaît) soit inférieure à la température climatique minimale susceptible de régner à l'intérieur de l'enceinte. Par exemple, si la température minimale à l'intérieur de l'enceinte est de -55"C, la température du point de rosée du fluide sec sera de -60 C, ce qui correspond à une proportion de vapeur d'eau de 10 milligrammes par litre à la température ambiante. Par contre, la Demanderesse estime préférable de porter en fonctionnement le fluide sec à une température relativement élevée, de manière à éviter qu'il ne se produise un givre sur les bords externes de l'ouverture de l'enceinte, par condensation d'humidité tirée de l'ambiance. Selon un autre aspect de l'invention, le bord opposé de l'ouverture de passage est aménagé pour reprendre au moins en partie le fluide sec, le cas échéant avec aspiration convenable. Selon une variante intéressante de l'invention, l'ouverture de passage est ménagée dans une cloison rapportée, mobile par rapport à l'enceinte. Ceci permet d'utiliser une ouverture de plus petite taille, pour le passage d'un outil, avec éventuellement des moyens d'étanchéité montés sur cet outil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est le schéma de principe d'un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 1A est une vue en coupe partielle montrant mieux certains détails du dispositif de la figure i - la figure 2 est une vue de dessus d'une première réalisation particulière d'une conduite d'émission du rideau de fluide, dans le cadre des figures 1 et 1A ; - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une seconde réalisation particulière de l'émission du rideau de fluide, dans le cadre des figures 1 et 1A - les figures 4A et 4B sont respectivement une vue de face et une vue de dessus d'une première pièce de la seconde réalisation particulière de la figure 3 - les figures 4C et 4D sont respectivement une vue de dessus et une vue de face d'une seconde pièce de la seconde réalisation particulière de la figure 3 - la figure 5 est le schéma de principe d'un second mode de réalisation de l'invention ; et - les figures 5A et 5B sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe d'une fenêtre mobile du second mode de réalisation de l'invention de la figure 5. Les dessins annexés sont pour l'essentiel de caractère certain, et l'invention présente des caractéristiques géométriques. En conséquence, les dessins sont à considérer comme partie intégrante de la description. Ils pourront donc servir non seulement à mieux faire comprendre celle-ci, mais aussi pour la définition de l'invention, le cas échéant. Sur les figures 1 et 5, une enceinte climatique 1 possède des parois telles que 10, 11, 12 et 15. Dans la paroi 12, il est ménagé une ouverture 3. Sur la figure 1, cette ouverture 3 est de forme générale rectangulaire allongée, et comporte deux grands bords 31 et 32. Dans la paroi latérale 15, il est ménagé une ouverture 20 pour l'entrée d'un fluide sec. Cette ouverture communique avec une tubulure 21 (figures 1 et 1A), tubulure qui communique avec une buse 31 propre à créer un rideau RF de fluide sec orienté légèrement vers l'extérieur de l'enceinte. Comme visible sur la figure 1A, le bord supérieur 32 est incliné pour contribuer à défléchir vers l'extérieur ce rideau RF de fluide sec. Les moyens pour contrôler la température interne de l'enceinte ne sont pas représentés, et peuvent être de tout type connu. A l'intérieur de l'enceinte on prévoit par exemple le support d'un circuit électronique schématisé en 4 sur la figure 1, et muni des différents points de tests et/ou de réglages. L'alimentation voulue du circuit électronique peut se faire à travers des traversées étanches, non représentées. Par la fenêtre 3, il est possible de passer une ou plusieurs sondes de test telles que 5, qui permettent de faire de façon dynamique des mesures sur le circuit électronique, avant d'en suivre le fonctionnement. D'autres types d'outils permettent de modifier des réglages, par exemple de type potentiométrique, avec également la possibilité de vérifier par sonde le résultat des réglages modifiés. Un avantage très important de l'invention est que tout ceci peut être effectué sans qu'il ne soit aucunement nécessaire de faire varier la température à l'intérieur de l'enceinte, et sans non plus qu'on ait à perforer un film qui obturerait l'ouverture 3. Les expériences conduites par la Demanderesse ont montré qu'il était possible de mener toute une série de tests en basse température sans givrage significatif à l'intérieur de l'enceinte. Ceci constitue donc une économie substantielle de temps et de moyens par rapport aux solutions antérieurement connues. La figure 2 illustre une première manière de réaliser la tubulure 21 des figure 1 et la. Il s'agit ici d'un tube creux, agencé à la manière d'une flûte, avec admission de fluide sec par la gauche. La représentation de la figure 2 est sensiblement restreinte à la partie de celui-ci qui intervient au niveau de l'ouverture 3 de l'enceinte 1. Dans cette ouverture, le tube 210 comporte des suites d'orifices de diamètres croissants (égalité possible), jusqu'à la partie droite qui est fermée. Plus particulièrement, on peut prévoir des trous dont le diamètre va de 0,8 à 2 mm, ménagés dans des fraisages coniques à 90 , dont le diamètre est d'abord de 2,5 mm, puis de 3 mm, comme indiqué sur le dessin. Ainsi, on peut réaliser tout d'abord 16 trous de diamètre 0,8 mm, puis des suites de 4 trous présentant le même diamètre, augmenté à chaque fois d'un dixième de millimètre par rapport aux trous précédents. La Demanderesse a observé que cette disposition permet un montage avec un flux de fluide sec très calme, non susceptible de créer des perturbations à l'intérieur de l'enceinte, et réalisant en même temps un excellent écran vis-à-vis de l'entrée d'air extérieur à l'intérieur de celle-ci, même en présence d'un outil tel que 5 inséré dans la fenêtre. Une seconde variante de réalisation de la figure 1 est illustrée sur la figure 3. On y retrouve la tubulure 21. Au droit de l'ouverture 3, la paroi 12 de l'enceinte est munie d'un alvéole rectangulaire oblong, qui loge des pièces additionnelles que l'on décrira maintenant. Ces pièces comportent un insert inférieur 121, un insert supérieur 123 et une plaque de maintien 125. L'insert inférieur 121 est fixé, par exemple à ses deux extrémités, par des vis 122, de façon que sa position soit verticalement ajustable. Plus haut, il est muni d'un décrochement 126 recevant la plaque de maintien 125, fixée par des vis 127 dans des alésages prévus à intervalles réguliers sur l'insert 121. La partie haute de la plaque 125 est à son tour munie de vis 128, qui supportent le second insert 123 d'une façon ajustable horizontalement. Les inserts 123 et 121 se trouvent ainsi fixés l'un sur l'autre sans jeu. Ils comportent intérieurement une forme qui, avec une forme complémentaire prévue dans la paroi 12, contribue à définir la tubulure 21. Par l'action sur les vis 128, on règle l'ouverture de la fente F pour l'éjection du fluide sec. Par l'action générale verticale sur l'ensemble, au moyen des vis 122, on règle l'angle de l'axe de cette ouverture par rapport à la verticale de la paroi 12. Les figures 4A et 4B illustrent l'insert 121, respectivement en vue de gauche et en vue de dessus par rapport à la figure 3. Les vis ne sont pas représentées, mais les alésages possèdent la même référence que la vis, suivie de A. On reconnaît en 21P la contribution de l'insert 121 à la définition de la tubulure 21. La figure 4B fait apparaître en 128A les alésages pour les vis 128. L'homme de métier aura remarqué que, dans ce mode de réalisation, il est prévu un réglage de la position horizontale de l'insert 123 par des vis montées verticalement, et dont les têtes seront fixées dans des logements affleurant. Les figures 4C et 4D montrent en conséquence l'insert 123. Les vis 128 dont il vient d'être question sont alors fixées dans les passages 128P que l'on voit sur ces deux figures. Ce mode de réalisation fonctionne également de façon satisfaisante. Dans le mode de réalisation précédent dit "flûte", l'inclinaison du rideau de fluide sec ne pouvait être réglée que globalement par rotation du tube. Ici, les possibilités de réglage sont plus fines puisqu'en jouant sur les positions relatives des deux vis d'extrémités 122, on peut réaliser une inclinaison légèrement différente et croissante ou décroissante d'une extrémité à l'autre. Par ailleurs, l'ouverture de la fente peut être également réglée finement, puisqu'une légère torsion de l'insert 123 est admissible, en raison du grand nombre de vis de serrage ne variante ou complément de l'invention est illustré sur la figure 5. L'enceinte 1 est maintenant surmontée d'une cloison mobile schématisée en 212, et munie d'une ouverture ou orifice central 230, qui délimite une partie de l'ouverture 3 ménagée dans l'enceinte 1 proprement dite. La cloison 212 est à double paroi (ou plus généralement à parois multiples), et comporte à une extrémité une entrée de fluide sec 220, tandis que son autre extrémité est munie de sorties 229A, 229B et 229C permettant l'évacuation du fluide sec, avec de préférence aspiration de celui-ci. L'orifice 230 est par exemple circulaire. Le fluide sec sort vers cet orifice à partir du bord arrière de celui-ci (sur la figure 5), il traverse complètement l'orifice, pour retrouver son autre bord, où le fluide est repris et, de préférence, aspiré pour ressortir par les orifices 229A à 229C. Comme précédemment, il est possible de donner à la partie avant de l'ouverture 230, sur son bord, une forme légèrement biseautée vers l'extérieur pour éviter au maximum l'entrée de fluide sec à l'intérieur de l'enceinte. Dans ce second mode de réalisation, on peut également obtenir de la sorte un rideau de fluide sec qui ferme de façon suffisante l'orifice 230 pour éviter le passage de l'air humide ambiant vers l'intérieur de l'enceinte, où il serait sujet à givrage lorsque l'enceinte est portée à basse température. Comme précédemment, un outil 5 peut être passé à travers le rideau de fluide pour aller faire des mesures ou des réglages sur le composant 4 situé à l'intérieur de l'enceinte. Ce second mode de réalisation va maintenant être décrit de façon plus précise, en référence aux figures 5A et 5s. On y reconnaît en 212H et 212L les deux parois de la cloison 212. A droite, il est prévu des admissions de fluide sec séparées pour d'un côté la conduite centrale 220M, munie d'un contrôleur de débit 221M, et les deux conduites latérales 220D et 220G, munies ensemble d'un contrôleur de débit 221L. De part et d'autre de l'entrée de la conduite 220M sont prévues deux délimitations internes de la cloison 212, notées respectivement 233D et 233G. En d'autres termes, jusqu'à l'ouverture centrale 230, on distingue un flux central de fluide sec, et des flux latéraux. La Demanderesse a observé que ceci diminue considérablement les risques de turbulences au niveau de l'ouverture 230. En partie droite, les issues 229A, 229B et 229C peuvent être réalisées comme précédemment, ou bien remplacées par une simple fente de sortie sur toute la largeur de la cloison 212. Enfin, à l'extérieur de la cloison, on peut ajouter, du moins pour certaines applications, une rondelle de fermeture partielle 250, qui limite d'une part l'ouverture de passage vers l'intérieur de l'enceinte, d'autre part réduit encore les risques de turbulences. L'avantage de ce second mode de réalisation est que l'ouverture peut être rendue plus petite, et déplacée par rapport à la grande ouverture ménagée sur l'enceinte elle-meme. Il peut être particulièrement intéressant pour certaines applications de combiner les deux modes de réalisation de l'invention. Ainsi, une paroi latérale de l'enceinte est aménagée comme illustré sur la figure 1, tandis que sa paroi supérieure est aménagée comme illustré sur la figure 5, et détaillé sur les figures 5A et 5B. Le système ainsi prévu en partie supérieure permet l'observation du dispositif à traiter (par exemple un dispositif microélectronique), à l'aide d'un système de loupe binoculaire accompagnée d'une caméra. Dans ce cas, l'ouverture peut être rendue assez grande, en correspondance de la partie inférieure d'observation de la loupe binoculaire, qui réalise d'ailleurs le même effet que la rondelle 250 déjà mentionnée. En même temps que l'observation, il est possible par la fente latérale de passer des outils et/ou d'effectuer des mesures. Après avoir écarté temporairement la loupe binoculaire, et placé la rondelle 250 en partie supérieure, on peut aussi réaliser des interventions à travers le trou réduit ainsi disponible, ce qui offre un dispositif aux très larges possibilités d'accès à l'intérieur de l'enceinte climatique, en continuant à résoudre le problème d'éviter tout givrage dans celle-ci. Dans les différents modes de réalisation précédemment décrits, il est fait référence à un rideau de fluide sec qui constitue à lui seul la fermeture des orifices concernés. Il peut être intéressant de guider ce rideau de fluide sec par un support matériel, tel qu'un balai de fibres voisines, le long duquel le fluide sec va coulisser, les fibres étant susceptibles de s'écarter pour laisser passer un outil tel que la sonde 5 de la figure 1. Il est également concevable de prévoir deux lèvres en caoutchouc qui se rejoignent sensiblement au milieu de l'ouverture 3 de la figure 1, et qui peuvent être transparentes. Le fluide sec s'écoule alors à l'extérieur le long de ces deux lèvres, tandis que l'interstice entre les deux lèvres permet l'introduction de l'outil 5. Revendications 1. Appareil de traitement climatique, du type comprenant une enceinte (1) définissant un logement pour un dispositif à traiter, ainsi que des moyens pour maintenir l'intérieur de l'enceinte à température contrôlée, caractérisé en ce que l'enceinte (1) est munie d'une ouverture (3) pour le passage d'un outil, et en ce que sont prévus des moyens d'écoulement (20-22;230-233) pour créer un rideau de fluide sec fermant cette ouverture, ce qui permet d'éviter un givrage à basse température. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'écoulement comprennent, le long d'un bord (31) de l'ouverture de passage, une buse (22) propre à créer ledit rideau, dans une direction légèrement inclinée vers l'extérieur par rapport au plan de l'ouverture. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la buse (22) est ménagée dans l'épaisseur de paroi du bord de l'ouverture de passage. 4. Appareil selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la buse est défini par un tube (210) muni d'une suite d'orifices de diamètres croissants. 5. Appareil selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la buse est défini par deux pièces (121,123) ajustables en position pour définir une fente de largeur croissante et d'orientation contrôlée. 6. Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le bord opposé (32) de l'ouverture de passage est conformé pour renvoyer le fluide sec vers l'extérieur. 7. Appareil selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le bord opposé (32) de l'ouverture de passage est aménagé pour reprendre au moins en partie le fluide sec. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ouverture de passage (230) est ménagée dans une cloison rapportée (212), susceptible de mouvement relatif par rapport à l'enceinte. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cloison rapportée (212) comporte des délimitations (233) assurant une alimentation spécifique en fluide sec pour l'ouverture de passage (230) par rapport au reste de l'intérieur de ladite cloison (212). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des réglages séparés (221M,221L) pour ladite alimentation spécifique (220M) en fluide sec pour l'ouverture de passage (230), et pour le reste (220G,220D) de l'intérieur de ladite cloison (212).