Brevet FR2711301A1 — publié le 19950421

La présente invention a trait à la fabrication des boites de jonc- tion pour véhicules et de leurs composants. On rappellera que le brevet français NO 92 03841/2 686 763 (MAISA) a pour objet un procédé perfectionné pour la fabrication de boîtes de jonction et de leurs composants, lequel consiste dans une série d'opéra- tions, telles que le coupage et l'usinage des fiches, le coupage, pliage et usinage des ponts, l'insertion de fiches courtes ou longues dans les plaques de circuit imprimé, la soudure de ces fiches sur la plaque de circuit imprimé, l'introduction de languettes et de douilles et leur soudure postérieure, la vérification du circuit plat, le pliage du cir- cuit et la mise en place d'un séparateur entre les deux parties de ce circuit, la ligature au moyen de l'insertion de fiches longues de divers circuits imprimés, le montage des couvercles en plastique, des supports de connecteurs et des relais et, finalement, le montage des fusibles pour réaliser ensuite une dernière vérification de toute la boÂte de jonction. La présente invention a pour but l'introduction de certains perfec- tionnements dans les opérations de soudure des circuits imprimés, ainsi que dans la finition de leur surface, afin d'améliorer la qualité de la boÂte de jonction et le processus de fabrication lui-même. L'invention a pour objet des perfectionnements apportés au procédé pour la fabrication de boîtes de jonction pour véhicules et de leurs parties constitutives, composées d'un ensemble de plaques de circuit imprimé o l'on a introduit et soudé les composants électriques corres- pondants, le procédé visé impliquant au moins l'une des opérations suivantes: estampage des composants, introduction des composants, soudure des composants, introduction de ponts, introduction de fiches courtes et de fiches longues, soudure des fiches courtes et des fiches longues, vérification de circuits plats, pliage de circuits imprimés par fraisage de substrats, ligature de plaques de circuit imprimé par leurs bords périphériques, montage des couvercles et des fusibles, vérifica- tion finale et emballage, lesquels perfectionnements sont caractérisés en ce que pour l'opération de soudure des plaques de circuit imprimé, on utilise des alliages spéciaux, du type répondant aux formules 95% Sn + 5% Sb ou 52% SN + 45X Pb + 3% Sb, dont les points de fusion dépassent 183 C. Le processus actuel de soudure est réalisé au moyen d'un alliage étainplomb (60-40%), aussi bien pour La soudure de la face avec les composants que pour celle de l'autre face. Des essais de laboratoire ont été effectués en vue d'améliorer la qualité de la soudure à partir d'autres alliages. Les plaques de circuit imprimé qui doivent être soudées des deux côtés subissent au cours de la seconde phase de soudure une altération obligeant à modifier le processus et la composition du bain d'étain, pour obtenir une meilleurs qualité de soudure. Dans le processus de soudure, la plaque de circuit imprimé est soumise au cours de celui-ci à de brusques changements de température, puisqu'il existe différents grades de températures; initialement, dans l'opération de soudure, la plaque est soumise à une température dite de préchauffage, suivie par une température dite de l'alliage de soudure, pour finalement arriver à une température de refroidissemnet, jusqu'à ce que la plaque, avec ses composants déjà incorporés et soudés, soit à la température ambiante. Au cours de ces changements de température, les matériels subissent donc des tensions mécaniques qui pourraient endommager la soudure. Une autre amélioration préconisée consiste à changer le matériel de substrat sur les faces des plaques des circuits imprimés en vue d'amé- liorer le réchauffement des plaques, le pliage de celles-ci à la sortie des machines à souder et l'isolement électrique. Les substrats utilisés jusqu'à présent, définis comme appartenant à la famille connue sous la Marque de Fabrique "FR-2" de la Firme suédoise DINOL, présentent, au cours du processus de fabrication de la boite de jonction, un certain nombre de limitations qui, en considération d'une plus grande qualité et d'une meilleure finition des circuits, incitent à employer un nouveau type de substrat. Enfin, un autre aspect des améliorations visées par la présente invention concerne l'utilisation d'un vernis spécial sur les surfaces de la plaque de circuit imprimé, de chaque côté. Le but est d'améliorer la qualité de la plaque, en augmentant la résistance d'isolement dans les espaces entre pistes, appelés entre-pistes. D'autres détails et caractéristiques de la présente invention deviendront évidents au cours de la description que l'on donne ci- dessous et dans laquelle sont exposés de manière schématique les détails préférés des phases du processus de fabrication qui ont été améliorées. Ces détails sont cités à titre d'exemples, avec référence à un cas pos- sible de réalisation pratique, mais ces détails de fabricatrion ne sont pas limités à ceux qui sont mentionnés; cette description doit donc être envisagée sous un angle explicatif et sans limitation d'aucune sorte. Dans l'une des réalisations préférées de la présente invention, comme première amélioration introduite dans l'opération de soudure des plaques de circuit imprimé, on emploie des alliages spéciaux du type répondant aux formules 95% Sn + 5% Sb ou 52% Sn + 45% Pb + 3% Sb, qui améliorent la qualité de la soudure, tout en influant sur la durée de fonctionnement de la boite, équivalent à la vie du véhicule. Les avantages obtenus grâce à l'emploi de nouveaux alliages se traduisent par une amélioration du processus, la contrainte de cisail- lement ou de traction s'en trouvant augmentée; avec ce nouvel alliage, Nc2 2 l'augmentation obtenue est de 375 N/cm2 à 420 N/cm. D'autres propriétés mécaniques, comme l'élongation en pourcentage qui passe de 28% (60% Sn + 40% Pb) à 38% (95% Sn + 5% Sb), sont égale- ment augmentées. La seconde des améliorations introduites est fondée sur l'appli- cation d'un nouveau matériel de substrat, désigné sous la Marque de Fabrique "CEM-1" de la firme suédoise DINOL, dont la caractéristique est d'être composé par des fibres de verre sur la surface externe et d'un papier époxy sur la surface interne; cette dénomination est éta- blie d'après la norme internationale NEMA-LI-1-1983, ce qui donne à la plaque de nouvelles caractéristiques, telles qu'une plus grande résis- tance à la soudure, laquelle passe de 10 secondes dans le substrat suivant la Marque "FR-2" à 20 secondes dans le nouveau matériel de subs- trat suivant la Marque "CEM-1", une plus grande résistance à l'arrache- ment de la piste, qui passe d'une valeur de 6-7 dans l'ancien substrat utilisé à une valeur de 7-9 dans le nouveau substrat, une plus grande résistance superficielle, qui passe de 103 M1 à 104M, et finalement un moindre pourcentage d'absorption de l'eau qui passe de 0,55 à 0,25. La troisième amélioration consiste à utiliser un vernis spécial et aussi un substrat spécial, tel que le "CEM-1", afin d'améliorer la ré- sistance d'isolement ainsi que l'absorption d'eau. Sur ce point, deux types de vernis ont été testés avec des résul- tats positifs: - Projection par pulvérisation d'un liquide à composant photosensi- ble qui sèche par évaporation. - Le liquide connu sous la Marque de Fabrique "DINITROL 19" de la firme suédoise DINOL, qui rejette l'eau et qui protege contre la corro- sion. Le bain photosensible est un liquide bicomposé photosensible, qui sèche par évaporation, en laissant son film recouvert d'une finition brillante. Ce vernis doit posséder les propriétés générées suivantes: * Résistance à la soudure; * Résistance à la plupart des solvants. * Bonne adhésion au cuivre. * Inflammabilité. * Bonne résistance d'isolement. * Résistance à l'humidité. * Résistance à l'électro-migration. La base de ces vernis est constituée par des résines époxy. Le "DINITROL 19" est un liquide rejetant l'eau qui dégage un filtre préventif de la corrosion. Ce liquide se compose essentiellement d'un contenu de substances solides, dissoutes dans leur solvant qui, généra- lement, est de l'essence de térébenthine. Quand le solvant s'évapore, il reste sur la plaque de circuit imprimé une pellicule très mince (0,03 mm), complètement transparente et qui présente de bonnes propriétés préventives de la corrosion et d'absorption d'humidité. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R EV E N D I C AT IONS 1. Perfectionnements au procédé pour la fabrication de boîtes de jonction pour véhicules et de leurs parties constitutives, composées d'un ensemble de plaques de circuit imprimé o l'on a introduit et soudé les composants électriques correspondants, le procédé visé impliquant au moins l'une des opérations suivantes: estampage des composants, intro- duction des composants, soudure des composants, introduction de ponts, introduction de fiches courtes et de fiches longues, soudure des fiches courtes et des fiches longues, vérification de circuits plats, pliage de circuits imprimés par fraisage de substrats, ligature de plaques de circuit imprimé par leurs bords périphériques, montage des couvercles et des fusibles, vérification finale et emballage, caractérisés en ce que pour l'opération de soudure des plaques de circuit imprimé, on utilise des alliages spéciaux, du type répondant aux formules 95% Sn + 5% Sb ou 52% Sn + 45% Pb + 3% Sb, dont les points de fusion dépassent 183 C. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour l'opération de fabrication des plaques de circuit imprimé, on utilise des substrats formés de fibres de verre sur les surfaces externes, et de papier époxy à l'intérieur, du type commercialisé sous la Marque de Fabrique "CEM-1". 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce que pour l'opération de finition des plaques de circuit imprimé, on utilise des vernis spéciaux constitués d'un liquide bicomposé et photosensible qui sèche par évaporation, et/ou des liquides rejetant l'eau et préservant de la corrosion, du type commercialisé sous la Marque de Fabrique "DYNITROL 19". 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide bicomposé est essentiellement constitué de résines du type époxy. 5. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide rejetant l'eau se compose essentiellement d'un contenu de subs- tances solides, dissoutes dans un solvant qui est généralement l'essence de térébenthine.