Brevet FR2917850A1 — publié le 20081226

La présente invention a pour objet une machine d'exposition pour réaliser notamment des panneaux de circuit imprimé simple face ou double face. On connaît de nombreux documents qui décrivent le principe de telles machines d'exposition pour la réalisation de panneaux de circuit imprimé double face ou analogues. Parmi ceux-ci, la demande de brevet français 2 842 617 au nom de la demanderesse décrit une telle machine d'exposition. Cette machine est constituée essentiellement par deux supports de cliché entre lesquels est disposé le panneau de circuit imprimé. Chaque support de cliché comprend un cadre rigide et une vitre ou plus généralement une plaque transparente sur la face interne de laquelle, le plus souvent, est fixé le cliché par exemple par des moyens d'aspiration correspondant à la périphérie du film souple constituant le cliché. En envoyant un faisceau lumineux sur chacun des clichés, on obtient effectivement sur chaque face du panneau de circuit imprimé l'image du cliché servant à définir les pistes conductrices. La tendance du marché est à une réduction très importante de la largeur des pistes conductrices du circuit imprimé afin de miniaturiser ces circuits. Cette situation conduit à une augmentation de la densité des pistes par unité de surface du circuit imprimé. Cela pose des problèmes de réalisation de transfert d'image du cliché vers les faces du circuit imprimé en raison de l'augmentation de la précision de définition de ces pistes conductrices. Pour permettre de tenir ces performances, il est nécessaire de rapprocher la ou les vitres portant le ou les clichés des faces du circuit imprimé pour appliquer les clichés sur les faces du panneau ainsi que cela est bien connu. Pour cela, il est nécessaire d'augmenter le niveau de vide créé entre les deux vitres. La demande de brevet citée ci-dessus concerne une disposition pour renforcer les vitres lors de ses déformations sous l'effet de l'aspiration afin d'éviter les risques de rupture desdites vitres. Une telle disposition est très efficace pour obtenir une très grande précision dans le transfert d'images entre le cliché et les faces du panneau de circuit imprimé. Cependant, les faces du panneau de circuit imprimé ne présentent pas, le plus souvent, une planéité rigoureuse. Elles peuvent présenter localement des défauts de planéité consistant en des petites aspérités ou des petits creux de hauteur ou de profondeur certes très réduite mais qui pourraient localement altérer la qualité du transfert d'image. C'est notamment le cas pour la réalisation de couches externes ou pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication désigné en anglais par "solder mask". Par ailleurs, on connaît la demande de brevet britannique GB 2 281 980 qui concerne également une machine d'exposition pour des panneaux double face du type décrit précédemment. Dans cette machine d'exposition, il est prévu que les deux clichés sont initialement placés sur les deux faces du panneau de circuit imprimé. Des films flexibles ont leur périphérie qui est fixée sur les vitres des cadres de support de cliché. En même temps qu'on créé un vide poussé entre les deux vitres, on introduit un gaz sous pression entre les vitres et les films flexibles. Cette action des films flexibles a pour but de réduire le temps de tirage ou vide pour assurer qu'il n'y ait plus d'air entre les faces du panneau et les clichés. Dans un tel système, il existe un problème du maintien du positionnement rigoureux des deux clichés par rapport au panneau de circuit imprimé. On comprend en effet qu'il est fondamental que le positionnement des clichés soit extrêmement précis par rapport au panneau pour que les images qui seront projetées sur les deux faces du panneau soient effectivement en relation l'une avec l'autre conformément à la définition des pistes conductrices à réaliser sur les deux faces du panneau. Un objet de la présente invention est de fournir une machine d'exposition qui permette de plaquer intimement le ou les clichés contre une ou les faces du panneau de circuit imprimé malgré une non-planéité rigoureuse tout en maintenant un positionnement rigoureux du ou des clichés par rapport au panneau de circuit imprimé. Pour atteindre ce but selon l'invention, la machine d'exposition 30 pour panneaux de circuit imprimé comprend : - un premier support de cliché comportant un cadre et une plaque transparente solidaire du cadre par sa périphérie et destinée à recevoir sur sa face interne un cliché, une structure support, ledit support de cliché étant relativement mobile par rapport à la structure support ; - des moyens pour réaliser une étanchéité entre le cadre dudit support de cliché et ladite structure support lorsque ledit cadre est rapproché de la structure support ; et - des moyens pour créer une dépression dans le volume limité par ledit support de cliché et ladite structure support, par quoi ladite plaque transparente et le cliché sont déformés pour être appliqués contre une face dudit panneau ; ladite machine se caractérisant en ce qu'elle comprend en outre : - des moyens pour maintenir au moins la périphérie du cliché 10 contre la plaque transparente correspondante, par quoi le cliché est maintenu plaqué contre la face interne de ladite plaque ; et - des moyens pour laisser libre en déplacement la partie centrale du cliché par rapport à ladite plaque transparente, après que la dépression ait été créée entre ledit support de cliché et ladite structure 15 support ; par quoi la partie centrale du cliché s'écarte de la plaque transparente pour se plaquer intimement sur une face dudit panneau, tout en maintenant le positionnement du cliché par rapport audit support de cliché dans un plan parallèle aux faces du panneau. Dans le présent texte, par l'expression "partie centrale du 20 cliché", il faut entendre l'intégralité du cliché à l'exception de son bord ou périphérie qui est fixé sur la face interne de la vitre par différents moyens qui seront décrits en détails ultérieurement. Le fait que, après avoir créé la dépression entre le support de cliché et la structure support, on laisse libre en déplacement la partie 25 centrale du cliché par rapport à la vitre du support de cliché, tout en maintenant sa périphérie fixée sur la face interne de la vitre, on permet à la partie centrale du cliché de venir se plaquer intimement contre la face du panneau épousant ainsi les défauts localisés de planéité de celui-ci. En effet, le cliché est réalisé en un matériau très flexible et a 30 une faible épaisseur. En revanche, lorsque la partie centrale du cliché reste plaquée contre la vitre du support de cliché, l'ensemble constitué par la vitre et le cliché est trop rigide pour pouvoir se conformer aux défauts de planéité. Selon un mode préféré de mise en oeuvre, la machine 35 d'exposition permet de réaliser des panneaux de circuit imprimé double face. Dans ce cas, la machine se caractérise en ce que : ladite structure support est constituée par un deuxième support de cliché muni d'un deuxième cliché et en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir au moins la périphérie des deux clichés contre les plaques transparentes et des moyens pour laisser libre en déplacement la partie centrale des deux clichés par rapport aux plaques transparentes. La machine peut également permettre de réaliser des panneaux simple face. Dans ce cas, la structure support est un support mécanique plan sur lequel repose la face inférieure du panneau. Selon un premier mode de mise en oeuvre, la machine d'exposition est caractérisée en ce que les moyens de maintien du ou des clichés contre la face interne de la ou desdites plaques transparentes comprennent des moyens d'aspiration ménagés dans la ou lesdites plaques et disposés en regard de la périphérie du ou desdits clichés, et en ce que les moyens pour laisser libre en déplacement comprennent des moyens pour créer une pression entre la face interne de chaque plaque transparente et la partie centrale dudit cliché correspondant. On comprend que dans ce premier mode de mise en oeuvre, le vide qui est créé pour maintenir la périphérie de chaque cliché contre la face interne de la vitre ou plaque transparente assure également le maintien de la partie centrale du cliché contre la face interne de la plaque transparente du fait des fuites qui existent nécessairement. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, la machine d'exposition est caractérisée en ce que les moyens pour maintenir la périphérie de chaque cliché contre la face interne de la plaque transparente correspondante sont des moyens mécaniques et en ce que les moyens pour maintenir la zone centrale de chaque cliché sont des moyens d'aspiration ménagés dans chaque plaque transparente. On comprend que, dans ce cas, ce sont des moyens mécaniques, par exemple des moyens adhésifs, qui maintiennent la périphérie de chaque cliché contre la face interne de la plaque transparente, il est donc nécessaire de prévoir de plus un mode de création de vide entre la partie centrale du cliché et la plaque transparente. Pour permettre le "décollement" de la partie centrale du cliché par rapport à la vitre, il suffira d'interrompre l'aspiration dans la zone entre chaque cliché et la plaque transparente ou vitre correspondante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles : 5 - la figure 1A est une vue de dessus de la partie de la machine d'exposition pour panneaux double face constituée par les supports de cliché ; - la figure 1B est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 1 ; - la figure 2 est une vue de détail montrant la position du cliché par rapport aux panneaux de circuit imprimé lorsqu'on réalise le vide entre les supports de cliché ; - la figure 3 est une autre vue de détail montrant la séparation du cliché par rapport à la vitre ou plaque transparente du support de 15 cliché ; et - la figure 4 est une figure partielle montrant un mode de fixation mécanique du cliché sur la vitre du porte-cliché ; et - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 1B mais dans le cas d'une machine d'exposition pour panneaux simple face. 20 En se référant tout d'abord aux figures 1A et 1B, on va décrire l'ensemble du système porte-clichés étant entendu que pour la définition des autres parties de la machine d'exposition, on pourra avantageusement se référer aux demandes de brevet européen de la demanderesse publiées sous les numéros 0 618 505 et 0 807 855. 25 En outre, la description qui suit concerne une machine d'exposition pour panneau double face. On expliquera ultérieurement les modifications qu'il y a lieu d'apporter dans le cas d'une machine pour panneau simple face. Ces figures montrent les deux supports de clichés 30 respectivement supérieur 12 et inférieur 14. Comme cela est bien connu, les deux clichés sont mobiles l'un par rapport à l'autre. Le plus souvent, le cliché inférieur 14 est fixe, le support de cliché supérieur 12 étant mobile verticalement. Chaque support de cliché 12, 14 comprend un cadre rigide sensiblement rectangulaire 16 sur lequel est fixée une vitre ou plus 35 généralement une plaque transparente 18 dont la périphérie 19 est rendue solidaire du cadre 16. Dans la suite de la description, on appellera "vitre" la plaque transparente, ce qui correspond à son mode de réalisation le plus fréquent. Entre les cadres 16 des supports de cliché supérieur 12 et inférieur 14 est disposé un joint d'étanchéité périphérique 20 qui fait tout le tour du cadre. Lorsque les deux supports de cliché sont rapprochés l'un de l'autre, ces deux composants ainsi que le joint 20 définissent un espace étanche V. Ainsi qu'on l'a déjà expliqué, le panneau de circuit imprimé 22 est disposé entre les supports de cliché 12 et 14. A l'aide de dispositifs en soi connus (voir par exemple EP 807 855) et non représentés, on réalise un positionnement très précis entre le panneau 22 et les supports de cliché supérieur 12 et inférieur 14, c'est-à-dire entre le panneau 22 et les clichés supérieur 24 et inférieur 26. Les clichés 24 et 26 sont maintenus plaqués contre les faces internes 18a des vitres 18 par des systèmes qui peuvent être différents. Dans le mode de réalisation particulier, la périphérie de chaque cliché est maintenue contre la partie correspondante des vitres 18 par des rainures périphériques 30 qui suivent tout le pourtour des clichés 24 et 26 et qui sont reliées à une source d'aspiration 32 par l'intermédiaire d'orifices 34, 36 débouchant dans les rainures 30. Ainsi, la périphérie des clichés est maintenue contre la face interne des vitres. Dans ce mode de fixation de la périphérie des clichés sur les vitres, l'aspiration, compte tenu des fuites qui existent nécessairement, réalise également un vide entre les parties centrales 24a et 26a des clichés. Ainsi, les clichés sont maintenus, sur toute leur surface, plaqués contre les faces internes des vitres supérieure et inférieure 18. Dans d'autres systèmes représentés de façon simplifiée sur la figure 4, le maintien de la périphérie des clichés contre les faces internes des vitres supérieure et inférieure peut être réalisé mécaniquement. Ces moyens mécaniques peuvent être constitués par un matériau adhésif 50 qui fixe la périphérie 24b (ou 26b) du cliché 24 (ou 26) sur la face interne de la vitre 18. Dans ce cas, de préférence, les vitres supérieure et inférieure sont munies de buses d'aspiration 52 pour maintenir la partie centrale 24a (26a) des clichés contre les faces internes des vitres supérieure et inférieure 18. En variante, on peut prévoir que l'adhésif 50 assure une tension suffisante du cliché pour maintenir la partie centrale de celui-ci contre la vitre. Dans ce cas, le cliché est plaqué contre la vitre, de préférence avec un rouleau manuel permettant de chasser la présence éventuelle d'air entre la vitre et le cliché avant de le fixer sur sa périphérie à l'aide d'un adhésif. Evidemment, il devient alors indispensable de prévoir un orifice de mise à l'air libre dans la vitre permettant de libérer la partie centrale du cliché de la vitre. L'orifice est bien sûr associé à un organe d'obturation pilotable. Cette partie de la machine d'exposition comporte également dans un des cadres, par exemple le cadre supérieur 16, des ouvertures telles que 40 qui sont reliées à une pompe d'aspiration 42. Lorsque les pompes d'aspiration sont activées, on peut ainsi créer dans le volume V limité par les vitres supérieure et inférieure 18 et le joint d'étanchéité périphérique 20 une dépression suffisamment importante pour provoquer une déformation des vitres supérieure et inférieure 18 et concomitamment des clichés supérieur 24 et inférieur 26 qui se trouvent ainsi intimement plaqués contre les faces supérieure 22a et inférieure 22b du panneau de circuit imprimé 22. Lorsque les moyens de maintien de la périphérie des clichés 24 et 26 sont constitués par les rainures d'aspiration 30, il est également prévu, dans les vitres supérieure et inférieure, des orifices 44 et 46 reliés à une vanne V1. Ces orifices 44 et 46 permettent, lorsque la vanne V1 est ouverte, de mettre à la pression atmosphérique l'interface entre les faces internes des vitres 18 et les clichés 24 et 26. En revanche, lorsque la vanne V1 est fermée ainsi qu'on l'a expliqué, les orifices 44 et 46 sont obturés et la totalité des clichés est plaquée contre les faces internes des vitres des porte-clichés. On va décrire maintenant le mode de fonctionnement de la machine d'exposition dans le mode de réalisation préféré qui vient d'être décrit par référence aux figures 1A, 1B, 2 et 3. Dans un premier temps, la vanne V1 est fermée, les rainures d'aspiration 30 sont reliées à la pompe d'aspiration 32 de telle manière que l'ensemble des clichés 24 et 26 soit maintenu contre les faces internes des vitres des supports de cliché. Puis, le ou les orifices 40 sont reliés à la pompe à vide 42. Il se créé donc dans le volume V un vide poussé qui, comme on l'a déjà expliqué, provoque la déformation des vitres 18 et donc des clichés 24 et 26 qui sont plaqués contre les faces supérieure 22a et inférieure 22b du panneau 22. C'est ce que l'on a représenté sur la figure 2. Sur cette figure, on a représenté plus en détail les faces 22a et 22b du panneau 22 qui peuvent comporter des aspérités telles que 48, 49. Lorsque l'on créé le vide dans le volume V, les vitres 18 et donc les clichés 24 et 26 viennent au contact des aspérités 48, 49 des faces supérieure et inférieure du panneau de circuit imprimé 22. Après cette opération de mise sous vide du volume V, on met à la pression atmosphérique l'interstice existant entre les faces internes des vitres et les clichés par l'intermédiaire des orifices 44 et 46 en agissant sur la vanne V1. Dans cette situation, la périphérie 24b, 26b des clichés 24 et 26 est maintenue contre les vitres par les rainures d'aspiration 30 tandis que la mise à la pression atmosphérique permet la libération des zones centrales 24a, 25a des clichés 24 et 26 par rapport aux faces internes des vitres. Les clichés 24 et 26 étant réalisés le plus souvent à l'aide d'un film relativement flexible par exemple du type commercialisé sous la marque Mylar, le cliché lui-même 24 va pouvoir épouser exactement la forme des faces 22a et 22b du panneau 22 y compris en ce qui concerne les éventuelles micro-aspérités ou micro-creux. C'est ce qu'on a représenté sur la figure 3. Plus généralement, il suffit de créer dans l'interstice entre les clichés et les vitres une pression supérieure à celle qui règne dans le volume V. On comprend qu'on obtient ainsi un contact intime y compris dans les zones d'aspérité entre les clichés 24 et 26 et les faces 22a et 22b du panneau tout en maintenant la périphérie des clichés fixes par rapport aux vitres. On maintient ainsi le positionnement initialement défini des clichés 24 et 26 par rapport au panneau 22. En effet, la plus grande partie du déplacement des clichés est réalisée sous l'effet de la déformation des vitres 18, ce qui ne peut produire aucun mouvement relatif entre les vitres et les clichés puisque les clichés sont maintenus contre les vitres. Ce n'est que dans la dernière phase, dans laquelle les clichés sont libérés dans leur partie centrale du contact avec les vitres 18, que ces clichés viennent se conformer à la surface précise des deux faces du panneau 22, ces déplacements très localisés des zones de cliché étant d'une amplitude extrêmement réduite correspondant aux inégalités de surface des faces du panneau. Compte tenu de la très faible amplitude de ces déplacements, le positionnement des clichés par rapport aux vitres n'est pas modifié. Dans la description précédente, on a envisagé le cas de panneaux double face. Cependant, il va de soi que l'invention peut s'appliquer au cas de panneaux simple face. C'est ce qui est illustré de façon simplifiée par la figure 5. La machine comporte un support de cliché supérieur 12 et un cliché supérieur 24 qui sont identiques à ceux qui ont été représentés sur les figures 1A, 1B, 2 et 3. En revanche, le support de cliché inférieur 14 est remplacé sur une structure support 60. Cette structure 60 définit une surface horizontale d'appui 62 sur laquelle repose la face inférieure 22b du panneau 22. Le support de cliché 12 est mobile relativement par rapport à la structure support 60. De préférence, la structure 60 est fixe. En outre, un joint d'étanchéité périphérique 20 est interposé entre le cadre 16 du support de cliché 12 et la structure support 60 lorsque le support de cliché est rapproché de la structure support. Le fonctionnement de la machine d'exposition est très similaire à celui de la machine montrée sur les figures 1A et 1B. La différence réside bien sûr uniquement dans le fait qu'il y a un seul support de cliché et un seul cliché. Dans un premier temps, on crée un vide dans le volume V' entre le support de cliché 12 et la structure support 60 puis on libère la partie centrale du cliché 24 par rapport à la vitre 18 du support de cliché. Le cliché 24 est ainsi appliqué intimement sur la face supérieure du panneau 22 en épousant les défauts de planéité. Bien entendu, dans ce mode de réalisation, il est possible aussi de maintenir la périphérie du cliché 24 par aspiration (figure 5) ou par un adhésif (figure 4). REVENDICATIONS 1. Machine d'exposition pour panneaux de circuit imprimé comprenant : - un premier support de cliché (12) comportant un cadre (16) et une plaque transparente (18) solidaire du cadre par sa périphérie et destinée à recevoir sur sa face interne un cliché (24, 26), une structure support (14, 60), ledit support de cliché étant relativement mobile par rapport à la structure support ; - des moyens (20) pour réaliser une étanchéité entre le cadre dudit support de cliché et ladite structure support lorsque ledit cadre est rapproché de la structure support ; et - des moyens (40, 42) pour créer une dépression dans le volume (V, V') limité par ledit support de cliché et ladite structure support, par quoi ladite plaque transparente (18) et le cliché (24, 26) sont déformés pour être appliqués contre une face dudit panneau (22) ; ladite machine se caractérisant en ce qu'elle comprend en outre : - des moyens (30) pour maintenir au moins la périphérie du cliché (24, 26) contre la plaque transparente (18) correspondante, par quoi le cliché est maintenu plaqué contre la face interne de ladite plaque ; et - des moyens (44) pour laisser libre en déplacement la partie centrale (24a, 26a) du cliché par rapport à ladite plaque transparente, après que la dépression ait été créée entre ledit support de cliché et ladite structure support ; par quoi la partie centrale du cliché s'écarte de la plaque transparente pour se plaquer intimement sur une face (22a, 22b) dudit panneau, tout en maintenant le positionnement du cliché par rapport audit support de cliché dans un plan parallèle aux faces du panneau. 2. Machine d'exposition selon la revendication 1, pour la réalisation de panneaux double face, caractérisée en ce que ladite structure support est constituée par un deuxième support de cliché (14) muni d'un deuxième cliché (26) et en ce qu'elle comprend des moyens (30) pour maintenir au moins la périphérie des deux clichés (24, 26) contre les plaques transparentes (18) et des moyens (44, 46) pour laisser libre en déplacement la partie centrale (24a, 26a) des deux clichés par rapport aux plaques transparentes. 11 3. Machine d'exposition selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite structure support est un support mécanique plan (60). 4. Machine d'exposition selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les moyens de maintien du ou des clichés (24, 26) contre la face interne de la ou desdites plaques transparentes (18) comprennent des moyens d'aspiration (30, 32) ménagés dans la ou lesdites plaques et disposés en regard de la périphérie du ou desdits clichés, et en ce que les moyens pour laisser libre en déplacement comprennent des moyens (44, 46) pour créer une pression entre la face interne de chaque plaque transparente et la partie centrale (24a, 26a) dudit cliché correspondant. 5. Machine d'exposition selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens d'aspiration ménagés (30, 32) en regard de la périphérie du ou des clichés (24, 26) sont maintenus actifs lorsque la partie centrale (24a, 26a) du ou desdits clichés est rendue libre en déplacement par rapport à la ou lesdites plaques (18). 6. Machine d'exposition selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que lesdits moyens pour laisser libre en déplacement la partie centrale des clichés comprennent des moyens pour relier à la pression atmosphérique le volume entre la face interne (44, 46, V1) d'une plaque transparente et la partie centrale du cliché correspondant. 7. Machine d'exposition selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que lesdits moyens pour maintenir la périphérie du ou desdits clichés sont des moyens adhésifs (50). 8. Machine d'exposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens pour maintenir la périphérie (24b, 26b) de chaque cliché contre la face interne de la plaque transparente (18) correspondante sont des moyens mécaniques (50) et en ce que les moyens pour maintenir la partie centrale de chaque cliché sont des moyens d'aspiration (52) ménagés dans chaque plaque transparente. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens pour rendre libre en déplacement la partie centrale de chaque cliché comprennent des moyens pour supprimer l'aspiration (52).