CH684339A5 - Cellule électrolytique pour plaquer sélectivement des motifs choisis sur une bande métallique se déplaçant en continu. - Google Patents

Description

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Description

La présente invention concerne une cellule élec-trolytique pour plaquer de manière sélective certains motifs choisis sur une bande métallique entraînée en continu.

On utilise de telles cellules sur des machines destinées, plus particulièrement, aux traitements de surface et au placage de connecteurs pour circuits intégrés (lead-frames) par des métaux précieux.

Ainsi, le document EP-A 60 591 décrit-il un dispositif de placage sélectif comportant des buses de projection d'électrolyte disposées à l'intérieur d'une roue de placage dont la zone périphérique est constituée d'une succession en couronne de segments (masques) dans lesquels sont ménagées des ouvertures correspondant aux motifs ou images à plaquer sur une bande métallique, celle-ci étant appliquée étroitement, en circulation continue, contre la tranche de cette zone. Des moyens élastiques extérieurs pressent la bande de lead-frames contre la périphérie de la roue de placage et assurent l'étanchéité des zones soumises à la projection de l'électrolyte au travers desdites ouvertures. Par ailleurs, les segments dont la succession en couronne forme la périphérie de la zone de placage sont reliés entre eux par des moyens souples qui leur confèrent une certaine mobilité radiale et tan-gentielle et, partant, une certaine indépendance de position mutuelle. Ces segments comportent des ergots ou «picots» d'indexation coopérant avec des trous de pilotage prévus dans la bande à plaquer de manière à faire coïncider les ouvertures des masques avec les zones à plaquer de la bande métallique. En conséquence de cette disposition, il est possible de rattraper certaines différences éventuelles de registre entre les trous de la bande et les picots des segments, ceux-ci pouvant se déplacer dans un sens ou dans l'autre pour compenser les variations dues aux tolérances d'étampage des trous. Ce système ne permet cependant que de compenser des variations de nature aléatoires et de faible amplitude. Si ces variations sont toutes dirigées dans le même sens, elles s'additionnent peu à peu et les moyens de compensation deviennent alors insuffisants pour garantir le positionnement correct des masques sur les lead-frames.

Le document EP-A 55 130, décrit une machine pour sélectivement plaquer des lead-frames d'une bande métallique qui vient en prise, au moment du placage, avec une chaîne sans fin coulissant dans une gorge en contact avec l'électrolyte, les maillons de cette chaîne constituant (ou comportant) des masques de placage venant s'appliquer contre les lead-frames et délimitant la zone du dépôt de métal précieux sur ceux-ci. La position des maillons par rapport aux lead-frames est définie, comme dans le cas du document précédent, par des picots s'enga-geant dans des trous de pilotage de ces derniers. Les maillons sont reliés les uns aux autres par des attaches lâches dont le jeu axial permet de compenser les éventuels défauts de registre entre les trous et les picots des masques. L'entraînement de la chaîne des masques se fait, soit grâce à la bande des lead-frames par l'entremise des moyens de pilotage, soit de manière autonome. Il est cependant à noter que le degré de jeu entre les maillons n'est pas contrôlé et que le dispositif ne comporte aucun moyen pour assurer le positionnement correct des picots vis-à-vis des trous de pilotage de la bande à plaquer.

Le document CH-A 663 038, cité ici à titre de référence, décrit une machine de placage sélectif similaire à celle du document précédent et comportant également:

a) un dispositif d'appui appliquant la bande à plaquer contre des masques portés par des maillons d'une chaîne sans fin;

b) un dispositif d'injection d'électrolyte à travers les masques;

c) une glissière de guidage dans la gorge de laquelle la chaîne des masques se déplace;

d) des attaches lâches entre les maillons de la chaîne des masques;

e) des picots sur les maillons-masques coopérant avec les trous de pilotage de la bande des lead-fra-mes.

Au sujet de ce dernier élément, le document CH-A 663 038 précise bien (page 2, colonne 1, lignes 15-18) que le jeu axial entre deux maillons voisins est au moins égal à la tolérance totale sur la distance séparant deux trous voisins de la bande métallique... (dans ce qui suit, on dénomme cette distance le pas de la bande). Il résulte d'une telle disposition que si le jeu entre deux maillons est au moins égal à la tolérance du pas de la bande, il doit être aussi nettement supérieur à cette valeur pour faire en sorte que les maillons s'écartent suffisamment les uns des autres lorsqu'ils pivotent au moment où la chaîne, parvenue en fin de course sur la glissière de placage, amorce son retour. Le contrôle du positionnement des picots des maillons par rapport aux trous de guidage de la bande est donc là encore insuffisant.

La cellule de placage définie aux revendications ci-jointes remédie aux inconvénients susmentionnés. Elle est illustrée par le dessin figurant en annexe dans lequel:

La fig. 1 est une coupe schématique d'une cellule de placage en continu comportant une glissière au fond de laquelle débouchent des moyens d'amenée d'un électrolyte et dans la gorge de laquelle se déplace une chaîne sans fin composées de maillons percés d'une ouverture interposée entre ces moyens d'amenée et une bande à plaquer sélectivement.

La fig. 2 est une vue perspective d'un détail de cette cellule.

La fig. 3 est une vue agrandie d'une partie de la chaîne des maillons de placage montrant le positionnement relatif de ceux-ci lors du placage.

La fig. 4 est un détail schématique très fortement agrandi d'une bande de lead-frames avec ses trous de guidage destinée à illustrer la relation entre la longueur des maillons et le pas de la bande.

La cellule représentée aux fig. 1 et 2 comprend

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un bâti 1 comportant une glissière 2 dans la gorge de laquelle se déplace de manière continue une chaîne 3 constituée de chaînons ou maillons 4 interposés entre le fond de la glissière 2 et une bande métallique à plaquer 5, celle-ci comportant des lead-frames 5a. Ces maillons, dont trois, numérotés 4a, 4b et 4c, sont représentés agrandis à la fig. 3, comportent une ouverture 6 destinée à permettre à une solution d'électrolyte contenue dans une boîte 7 et traversant les perforations 8a d'une plaque anodique 8 du fond de la glissière 2 de venir en contact avec des zones choisies correspondantes de la bande à plaquer 5, de manière à former, sur celle-ci, un dépôt métallique, par exemple un spot d'or autour du centre des lead-frames 5a.

La cellule comporte encore une courroie mobile 9 en matière élastique, par exemple en caoutchouc, destinée à presser, grâce à une presse 10, la bande 5 des lead-frames contre la chaîne 3 et, par cela, à l'entraîner en mouvement continu synchronisé, tout en assurant l'étanchéité de sa face supérieure vis-à-vis de l'électrolyte de placage. Cette courroie est mue par un rouleau 13.

On voit, particulièrement sur les fig. 2 et 3, que les maillons 4, 4a, 4b, 4c comportent des picots 11 de positionnement qui viennent s'engager dans des trous de pilotage 12 de la bande 5, de manière à ainsi assurer le positionnement exact des ouvertures 6 des maillons par rapport à l'emplacement des spots à plaquer sur les lead-frames 5a. Pour améliorer l'étanchéité entre les maillons 4 et la bande 5, la chaîne 3 comporte encore des joints 14 (masques) interposés entre ceux-ci; ces masques 14, généralement en matière élastomère, comportent évidemment des perforations 15 destinées à leur maintien en place grâce aux picots 11, et une ouverture 16 correspondant à l'ouverture 6 des maillons 4 et se superposant à celle-ci.

On voit à la fig. 3 que les maillons 4a, 4b, 4c sont reliés entre eux par des attaches 20 lâches construites de manière que la distance entre les maillons puisse varier axialement selon la position qu'ils occupent sur la chaîne 3 en mouvement. En effet, grâce aux éléments de ces attaches, à savoir les clous ou goujons 21 (appelés ici «pions»), fixés dans les maillons 4 et coopérant, comme représenté au dessin, avec une boucle allongée 22, de manière qu'une portée 21a desdits pions 21 puisse coulisser librement dans l'œil de la boucle 22, les maillons 4, 4a, 4b, 4c peuvent, soit être en contact les uns avec les autres (voir les maillons 4a et 4b), soit être séparés les uns des autres (voir les maillons 4b et 4c), de manière à acquérir une mobilité angulaire suffisante pour circuler sur les retours de chaîne. On notera que pour améliorer encore cette mobilité, les faces axiales des maillons 4 peuvent être biseautées (voir dessin); cette particularité constructive n'est cependant pas indispensable. On notera aussi que les pions 21 peuvent être chassés dans la matière des maillons 4, cette matière étant une résine polymère électriquement isolante. On notera cependant encore que dans la forme d'exécution représentée au dessin, la tête 21b des pions ne peut être orientée indifféremment car elle présente une conformation particulière, à savoir elle n'est pas circulaire mais présente des plats, dirigés au droit des maillons, dont l'écartement correspond au diamètre de la portée 21a. Grâce à cette disposition, la chaîne peut être démontée facilement; en effet, il suffit, la chaîne ayant été déposée, de rabattre un des maillons sur le suivant (ou le précédent) pour que les plats des plots 21 s'orientent dans le prolongement l'un de l'autre et qu'on puisse alors en retirer librement la boucle 22. Cette conformation est cependant facultative et les plots 21 pourraient avoir une tête circulaire ou polygonale, auquel cas on pourrait les visser dans la matière des maillons, la partie 21c des plots étant alors filetée.

La longueur «I» des maillons de la chaîne utilisée dans la cellule électrolytique de la présente invention est déterminée en fonction du pas «a» (voir fig. 4) de la bande à plaquer, et c'est là un des facteurs clé de cette invention. On définit le pas de la bande comme étant la distance séparant deux motifs répétitifs de celle-ci, notamment les lead-frames qui la composent et, par exemple, les trous de pilotage 12. On a représenté schématiquement à la fig. 4 une portion de cette bande et deux des trous 12 de positionnement de cette bande par rapport aux picots 11 solidaires des maillons 4 de la chaîne de placage. Le pas de la bande est désigné par «a» et le rayon des picots de guidage 11 par «r». On a vu, d'après la teneur de la revendication 1, que la longueur des maillons a une valeur comprise entre «a» moins «r» et «a» moins «x», «x» désignant la tolérance, en plus ou en moins, sur la longueur «a» lors de l'étampage des lead-frames. A la fig. 4, on a représenté un picot 11 dont la tige de rayon «r» présente une dimension légèrement inférieure au diamètre «2R» du trou 12 et dont la pointe 11a présente un diamètre normalement inférieur au dixième de celui de la tige. Il est donc facile de voir en se référant à la fig. 4, et pour autant que les erreurs sur le pas «a» de la bande (tolérance «x») ne dépassent pas une valeur correspondant à la différence de diamètre 2(R-r) entre la tige des picots 11 et les trous 12, que si la longueur «I» des maillons reste comprise entre a-r et a-x et que, au moment de l'engagement des picots dans les trous, le maillon 4a vient buter contre le maillon 4b qui le précède, la pointe 11a des picots se trouve dirigée à l'intérieur du cercle formé par le trou 12. L'engagement des maillons vis-à-vis de la bande 5 peut donc se faire toujours correctement.

Dans la pratique, avec des trous de 1,5 mm de diamètre (r = 750 um) et des picots dont la tige présente un diamètre de 1,4 mm et la pointe un diamètre de 10-20 jim, on compensera facilement une erreur (x) de 50 um de part et d'autre du pas moyen «a». La tolérance habituelle par étampage ne dépassant généralement pas environ 20 um sur une distance de 10-30 mm, on voit que l'invention résout parfaitement le problème du positionnement efficace des masques par rapport aux lead-frames.

On a vu que le fonctionnement correct de la cellule de l'invention est lié au fait que lors de l'engrè-nement d'un maillon 4a avec la bande, celui-ci doit toucher le maillon précédent 4b, c'est-à-dire que la distance entre les deux doit devenir momentané5

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ment nulle. C'est la situation présentée à la fig. 3 où, par contre, le maillon 4c étant arrivé en bout de course de placage, il s'est désolidarisé de la bande 5 (non représentée à la fig. 3) et, en raison du jeu offert par l'attache 20, il s'est distancé du maillon 4b afin d'amorcer son retour par glissement sur la portion incurvée 2a de la glissière 2.

Les moyens permettant de faire buter, dans la zone de placage déterminée par la partie rectiligne de la glissière 2, un maillon arrivant contre le maillon précédent sont constitués, dans ia forme d'exécution des fig. 1 et 2, par un galet d'entraînement 24 dont la vitesse tangentielle dépasse légèrement la vitesse de translation de la chaîne et qui, par frottement contre la base des maillons (ou par tout autre moyen d'entraînement habituel) pousse les maillons qui se succèdent les uns contre les autres dés leur arrivée dans la zone de placage de la glissière 2.

Il est bien entendu que d'autres formes d'exécution des chaînons conformes à l'invention sont également possibles, par exemple on pourrait remplacer la chaîne par deux cables en parallèle, les maillons de la chaîne étant remplacés par des masques coulissants le long de ces cables, chacun d'entre eux étant mis en mouvement par la poussée de celui qui le précède.

On remarquera encore l'existence d'un avantage additionnel lié à la juxtaposition temporaire des maillons 4 dans la zone de placage, cet avantage étant constitué par une étanchéité améliorée de la chaîne vis-à-vis de l'électrolyte amené sous pression par des buses (non représentées) au contact de la bande 5 à travers les perforations 8a de la plaque anodique 8. En effet, dans les réalisations antérieures, les maillons de la chaîne ne se touchant pas, une portion d'électrolyte peut être projetée dans les fentes entre les maillons et, malgré la présence des masques 14, provoquer la formation de taches sur la bande 5.

On notera aussi que les masques 14 recouvrent la ligne de jonction entre deux chaînons, ce qui améliore aussi l'étanchéité du système. La longueur des masques 14 est, en principe, égale à celle des chaînons ou même légèrement supérieure afin d'améliorer l'étanchéité entre deux masques voisins, la matière élastique constituant ceux-ci étant alors en légère compression.

Claims (6)

Revendications

1. Cellule de placage électrolytique sélectif de motifs choisis sur une bande métallique (5) se déplaçant en continu comprenant, comme éléments essentiels,

(a) des premiers moyens (9) d'entraînement de cette bande dans une zone longitudinale de placage (2) de la cellule où elle entre en contact avec un électroiyte de placage à travers des masques (14) délimitant la forme des motifs à plaquer,

(b) une chaîne (3) sans fin circulant en synchronisme avec la bande (5) et comportant des maillons ou chaînons (4) supportant les masques (14) de telle manière que l'électrolyte traverse une ouverture (6) des maillons pour parvenir au contact de zones (5a) de la bande (5) par l'entremise des masques (14),

(c) des moyens de positionnement des maillons (4) par rapport aux emplacements où, sur la bande (5), les motifs choisis sont à plaquer, ces moyens comportant des picots (11) solidaires des maillons (4) s'engageant dans des trous (12) étampés dans la bande (5) dont la succession correspond au pas de celle-ci, caractérisée par le fait que:

(i) les maillons (4) sont mobiles axialement par rapport à la chaîne (3) et peuvent se déplacer les uns vis-à-vis des autres à tel point que, dans certains tronçons, ils puissent se toucher,

(ii) la cellule comporte des seconds moyens (24) d'entraînement des maillons (4), indépendamment du déplacement global de la chaîne, en sorte que ceux-ci se touchent au moment où ils pénètrent dans la zone de placage (2) et se positionnent par rapport à la bande (5),

(iii) la longueur moyenne des maillons correspond au pas de la bande (5) et, partant, la distance entre les picots (11) de deux maillons voisins lorsque ceux-ci se touchent, le calibrage de la tige de ces picots (11) par rapport aux trous (12) étant prévu pour que les picots puissent s'y engager librement, compte tenu des erreurs sur le pas dues aux tolérances d'étampage de motifs de la bande (5).

2. Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur «I» des maillons (4) est déterminée par la relation a-r < I < a-x où «a» est le pas de la bande, «r» est le rayon de la tige des picots (11) et «x» correspond aux erreurs sur le pas «a».

3. Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les maillons (4) sont relies les uns aux autres par des attaches (2) lâches, composées chacune d'une boucle ovale (22) et de deux clous ou «pions» (21) partiellement plantés, l'un dans un des chaînons (4a), l'autre dans le chaînon suivant (4b), les portions non enfoncées des clous présentant une portée sur laquelle l'œil de la boucle (22) glisse librement, celle-ci étant retenue par la tête des clous.

4. Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers moyens d'entraînement (9) pressent également la bande à plaquer (5) contre les masques (14), de manière à réaliser l'étanchéité de la face supérieure de cette bande (5).

5. Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les seconds moyens d'entraînement indépendants (24) sont constitués par un galet ou rouleau sur lequel circule la chaîne (3) et dont la surface périphérique, en contact avec les chaînons, est animée d'une vitesse supérieure à celle de la chaîne et, par frottement, pousse les chaînons en avant de manière que chacun d'entre eux rattrape celui qui le précède au moment où ses picots (11 ) s'engagent dans les trous (12) correspondants de la bande à plaquer (5).

6. Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les chaînons (4) ne sont pas reliés entre eux par des attaches mais circulent librement sur

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un ensemble de cables porteurs, le déplacement global de la chaîne étant provoqué par l'impulsion de certains des chaînons en contact temporaire avec un membre propulseur, impulsion qui se transmet, d'un chaînon à l'autre, à tout l'ensemble de la chaîne.

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