FR2466936A1 - Appareil de cablage a la surface d'un substrat d'interconnexion - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil de câblage en surface d'un substrat. Cet appareil comprend un support d'outils 15 et un support de substrat 16 et est caractérisé en ce que ledit support d'outils 15 est muni d'au moins deux outils, respectivement une panne chauffante 30 et un dévidoir 31 de fils électriques comportant un orifice de sortie 32 du fil situé au voisinage de l'extrémité de ladite panne 30, que cette panne est déplaçable en translation longitudinale dans un manchon 33 ou analogue dont l'axe est dirigé vers ledit support de substrat 16 et qu'un support tournant 35 sur lequel est monté ledit dévidoir est agencé avec possibilité de rotation autour de l'axe dudit manchon 33 pour permettre le positionnement dudit orifice de sortie 32 de fil par rapport à l'extrémité de ladite panne 30 en fonction de la direction dudit mouvement relatif. L'invention concerne le problème de miniaturisation des circuits intégrés. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

L'invention concerne généralement la modification d'un câblage imprimé à

la surface d'un substrat isolant

et a plus particulièrement pour objet un appareil per-

mettant de réaliser à la surface dudit substrat un câblage supplémentaire par fils isolés, dans le but de modifier

et/ou compléter le câblage imprimé déjà porté par le subs-

trat. On sait que la complexité de plus en plus poussée des systèmes électroniques et notamment des calculateurs nécessitent un nombre croissant de circuits de logique numérique, et par conséquent une miniaturisation de plus

en plus poussée de ces circuits. Une technologie actuelle-

ment exploitée est celle du câblage multicouche. Des circuits intégrés renfermant les composants actifs et notamment les circuits réalisant les fonctions logiques désirées sont montés à la surface d'une plaquette en céramique (on utilisera dans la suite du texte le terme générique de substrat) portant des conducteurs réalisant les interconnexions nécessaires entre les bornes d'accès

des différents circuits intégrés. Outre ces circuits in-

tégrés, le substrat peut aussi porter d'autres composants

plus ou moins importants et notamment des condensateurs.

Les conducteurs du substrat.sont le plus souvent déposés par sérigraphie. Cependant, il peut arriver qu'au cours

de la fabrication, une modification soit décidée, impli-

quant la modification de la structure du substrat d'inter-

connexion. Bien entendu, il n'est pas question d'inter-

venir sur les couches internes du substrat lorsque celui-ci

comporte plusieurs couches d'interconnexion superposées.

Cependant, la structure même du substrat est étudiée pour que toute modification de câblage puisse se faire en intervenant que sur la couche d'interconnexion externe du substrat, la seule qui soit réellement accessible. En particulier, tous les composants montés sur le substrat ont leurs bornes d'accès uniquement connectées à cette

couche externe de sort-e qu'il est toujours possible de modi-

fier le câblage mene: le cas échéant, en isolant complètement

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certaines parties du circuit d'interconnexion pré-existant.

Pour ce faire, la demanderesse a décrit dans une autre demande de brevet un appareil permettant de couper un conducteur de la couche d'interconnexion externe du substrat (de façon à isoler complètement, par exemple,

l'une des bornes d'accès d'un circuit intégré) sans dé-

térioration du reste du câblage et/ou des composants actifs déjà implantés sur le substrat. L'appareil conforme au

principe de l'invention et qui sera décrit plus loin per-

met quant à lui de déposer à la surface du substrat des éléments de circuit supplémentaires, pour achever la

modification envisagée du câblage porté par ledit substrat.

On connait déjà des machines permettant de venir souder l'extrémité dénudée d'un fil isolé à la surface d'un circuit imprimé classique (ou plus exactement d'un support de base isolant de même nature que celui qui est généralement employé pour réaliser les circuits imprimés)

et de faire adhérer ce fil isolé sur le support en décri-

vant un trajet définissant un câblage d'une configuration donnée entre deux bornes à réunir électriquement. Cependant, les systèmes électromécaniques mis en oeuvre jusqu'à présent dans la constitution de telles machines, ne sont pas suffisamment élaborés et suffisamment précis pour pouvoir être adaptés sans modification fondamentale à la

réalisation d'un câblage analogue sur un substrat multi-

couchesde quelques centimètres carrés. Pour donner une idée du problème, on précisera simplement que le diamètre du

fil utilisé dans de telles applicatWns pour réaliser le câ-

câblagesiémenta1reest de l'ordre de quelquescentièmesde milli-

mètre. La machine selon l'invention qui sera décrite plus loin a donc été développée pour résoudre un problème technique nouveau essentiellement défini par le degré de miniaturisation dorénavant exigé dans la technologie des calculateurs. De façon générale, l'invention concerne donc un appareil de câblage en surface d'une plaquette de connexion formant substrat, notamment multicouchesdu type comportant un support d'outils et un support de substrat muni de

moyens de positionnement de préférence sensiblement horizon-

tal de celui-ci et situé en regard dudit support d'outils, au moins un support précité ou une partie de celui-ci étant couplé à un mécanisme de translation et/ou de rota- tion assurant un mouvement relatif entre ledit substrat et lesdits outils, caractérisé en ce que ledit support d'outils est muni d'au moins deux outils, respectivement une panne chauffante et un dévidoir de fil électrique comportant un

orifice de sortie du fil situé au voisinage de l'extré-

mité de ladite panne, que cette panne est déplaçable en translation longitudinale dans un manchon ou analogue dont l'axe est dirigé vers ledit support de substrat et qu'un support tournant sur lequel est monté ledit dévidoir est agencé avec possibilité de rotation autour de l'axe dudit manchon pour permettre le positioinement dudit orifice de sortie de fil par rapport à l'extrémité de ladite panne

en fonction de la direction dudit mouvement relatif.

Pour réaliser une connexion donnée, on vient souder l'extrémité du fil faisant saillie hors de l'orifice de sortie précité et on déroule une certaine partie de ce fil à la surface du substrat, en l'y faisant adhérer, jusqu'à un second point de connexion ou le fil est soudé à nouveau puis coupé. En conséquence, l'appareil selon l'invention

comporte également Aui moyen de fixation du fil audit subs-

trat, ce moyen de fixation étant monté sur le support tournant précité. Comme on le verra plus loin, la nature du moyen de fixation est différente selon qu'on opère sur

un substrat nu ou sur un substrat déjà équipé de ses com-

posants actifs et passifs.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la

lumière de la description explicative qui va suivre d'un

appareil conforme aux principes de l'irventon, donnée unLiquement à titre d exemple et faire en référence aux dessins norn limitatifs anexas dans lesquels:

4 2466936

- la figure 1 est une vue générale en élévation, avec arrachement partiel, d'un appareil conforme à

l'invention;-

- la figure 2 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, d'une partie de l'appareil de la figure 1 et montrant plus particulièrement l'agencement

de la panne chauffante et de son mécanisme d'actionne-

ment; - la figure 3 est une coupe III-III de la figure

2;

- la figure 4 est une vue partielle de dessus montrant schématiquement l'agencement général du support de substrat; - la figure 5 est une vue partielle du support pivotant précité, montrant plus particulièrement le moyen de fixation du fil sur le substrat, lorsque celui-ci est équipé; la figure 6 est une vue schématique en coupe d'une variante d'une partie du moyen de fixation de la figure 5, utilisable plus particulièrement lorsque le substrat n'est pas équipé; - la figure 7 est une vue partielle à plus grande

échelle d'une partie du support tournant précité, sur la-

quelle est monté l'ensemble du dévidoir du fil de câblage;

- la figure 8 est une vue suivant la flèche VIII-

de la figure 7 - la figure 9 est une vue analogue à la figure 7, une partie du dévidoir (symbolisé en trait fantôme) étant supposée enlevée; et - la figure 10 est une vue schématique à plus grande

échelle d'une partie de la figure 7, montrant plus parti-

culièrement l'agencement et le mode de fonctionnement d'un

moyen de pliage du fil.

En se référant plus particulièrement à la figure 1, on a représenté l'appareil au complet supposé en cours de fonctionnement et opérant sur un substrat 11 déjà monté sur un circuit imprimé 12, de type classique, sur lequel plusieurs 4 'i, % substrats semblables sont montés en regard de fenêtres13 du circuit imprimé 12. Dans un tel cas, le substrat 11 est équipé et porte donc un certain nombre de circuits intégrés 14 et éventuellement des condensateurs qui rendent plus difficile un câblage supplémentaire à la surface du substrat. On verra que l'appareil qui va être décrit est conçu pour pouvoir intervenir aussi bien sur des substrats nus que sur des substrats équipés. L'appareil proprement dit se compose d'un support d'outils 15 et d'un support de

substrat 16 muni de moyens de positionnement dudit subs-

trat dans un plan horizontal pour pouvoir déplacer ce substrat dans n'importe quelle position voulue en dessous dudit support d'outils. De façon générale, le support d'outils et/ou le support de substrat sont donc couplés à au moins un mécanisme de translation et/ou de rotation assurant un mouvement relatif entre le substrat et les outils. Dans l'exemple représenté, le support de susbtrat 16 comporte une table X-Y 17 sur laquelle sont montées des câles et butées de positionnement qui seront décrites plus loin. Le support d'outils 15 comporte quant à lui un bâti agencé en forme générale de potence et le pied 18 de cette potence a une structure télescopique permettant de faire varier la distance entre les extrémités des outils et la surface du substrat. Plus précisément, la potence comporte une partie essentiellement horizontale 19 et une

partie essentiellement verticale 20, ces deux parties com-

portant chacune les éléments d'une glissière verticale 21 permettant un soulèvement de la partie 19, laquelle est actionnée par l'intermédiaire d'un moteur électrique 22, d'un réducteur 23 et d'une came 24 agissant sur un galet solidaire du prolongement inférieur 26 de la partie

horizontale 19. A l'extrémité opposée de la partie horizon-

tale 19, c'est-à-dire au-dessus de la table X-Y.17, se trouvent au moins deux outils, à savoir une panne chauffante 30 et un dévidoir de fil électrique 31 comportant un orifice

32 de sortie de eil situé au voisinage de l'extrémité in-

ter- 3a:me'300 Cettte dernière est déplaçable ver-

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ticalement en translation longitudinale dans un manchon 33 dont l'axe est dirigé vers le support de substrat 16 de façon que la panne 30 puisse venir s'abaisser sur le substrat 11 pour effectuer une soudure à un endroit du substrat déterminé-par le positionnement préalable de la table X-Y 17. Par ailleurs, le dévidoir 31 est monté sur un support tournant 35 agencé avec possibilité de rotation autour du manchon 33, pour permettre le positionnement de l'orifice de sortie 32 par rapport à l'extrémité de la

panne 30, en fonction de la direction du mouvement rela-

tif entre le support d'outils et le support de substrat, lorsque la table X-Y 17 entre en mouvement. Le support

pivotant 35 porte également un moyen de fixation 36 per-

mettant de faire adhérer le fil sur le substrat au fur et à mesure qu'il y est déposé. Ce moyen de fixation sera décrit plus loin. On remarquera simplement qu'il est monté

avec possibilité de réglage angulaire dans un plan ver-

tical grâce à une lumière arquée 37 pratiquée dans le support tournant 35. De même, le dévidoir 31 est également monté avec possibilité de réglage angulaire dans un plan vertical grâce à une lumière 38 pratiquée dans ce même support tournant. De cette façon, le dévidoir 31 comme le moyen de fixation 36 peut être installé dans deux positions angulaires préférentiellespar rapport à la verticale,

correspondant à une inclinaison de leurs extrémités in-

férieures de 150 ou 450, respectivement, par rapport à l'axe du manchon 33. Il est à noter que sur la figure 1, pour plus de clarté dans les dessins, on a représenté le moyen de fixation 36 à 450 et le dévidoir 31 à 15 (les

positions angulaires sont indiquées par des traits fan-

tômes sur la figure 1) mais que cette situation ne corres-

pond pas à un mode de fonctionnement usuel. En effet, l'inclinaison à 45 est préférable, notamment pour assurer un bon déroulement du fil électrique hors du dévidoir, mais cette inclinaison n'est utilisable en pratique que sur des substrats nus. Pour les substrats équipés et notamment montés sur un circuit imprimé 12 à fenêtres, la position de travail normale est en fait la position à 150 aussi bien pour le dévidoir que pour le moyen de fixation, ce qui permet de faire passer les extrémités des outils au plus près des composants montés sur le substrat, si cela est nécessaire. Le support tournant 35 est acUtonné en rotation parexemplepar l'intermédiaire d'un pignon externe 40, d'une courroie crantée 41 et d'un moteur électrique 42 monté sur la partie horizontale 19 du support d'outils 15. La partie supérieure de la panne chauffante 30 est connectée par une liaison articulée 45 à un bras formant levier 46 monté basculant sur le support d'outils 15 en un point

intermédiaire de sa loz.gueur, au moyen d'un axe de pivote-

ment horizontal 7o La partie du bras 46 située de l'autre côté de l'axe 47 par rapport à la liaison articulée 45 est munie d'un système de contrepoids réglable 48, pour faire varier la force d'appui de la panne chauffante 30

sur le substrat.

Les figures 2 et 3 f ontrent mieux l'agencement de la parce chauffante, de son système d'actionnement et du support tournant 35o La partie supérieure de la pan-ne chauffante 30 est montbée coulissante verticalement dans le manchon 33 par l intermédiaire de deux douilles à billes ta.nds que le moyeu 531 du support tournant est monté h 1 lsextrieur dt manchon 33 par!intermédiaire de deux ro!ee: billes 52a Le bras 46 peut être relevé en entainant la pàane..c.huf.nte 30 grace à un système de

commandea à came 55P Par ailleurs, le système de contre-

poicIs réglable 42 nomz_-.. ue asselotte 55 guidée posi-

tiYement le long du bras.6 par des tiges 56 empêchant sa rotation sus! action d 'une tige filetée 57 sur laquelle elle est visséeo Un noteur électrique 58 a son axe moteur connecté à une extrémité de la tige filetée 57 de sorte que, de façon bien classique la rotation de la tige

filetée 57 entaie le déplacement longitudinal du contre-

poids 55 le long du bras 46o On peut ainsi régler à volonté la force d'aqpui avec laquelle Ilextrémité de la panne pourra reposer sur le substrat 11 pour effectuer

une soudure.

A ce propos, il convient de signaler que dans le domaine d'application envisagé, une soudure s'effectue

par refusion d'un plot de soudure (par exemple à l'Indium-

-plomb) préalablement déposé sur le substrat. Or, on peut être amené à venir souder plusieurs fils sur un même plot de soudure (jusqu'à trois fils dans la pratique). On a constaté que la force d'appui de l'extrémité de la panne

sur le plot de soudure devait être différente, c'est-

à-dire de plus en plus grande, selon le nombre de fils

déjà soudés sur le même plot. Autrement dit, il est nécessai-

re d'augmenter la force d'appui de la panne chauffante au moment de la soudure du second fil et de l'augmenter encore davantage au moment de la soudure du troisième fil, si besoin est. C'est la raison d'être essentielle du système de contre-poids décrit plus haut. Etant donné que les différentesforcesd'appui sont prédéterminées, il est donc possible de définir plusieurs positions préférentielles de la masselotte 55 le long du bras 46, chaque position préférentielle correspondant à la force d'appui nécessaire pour souder le premier, le deuxième ou le troisième fil sur un plot de soudure donné. Pour ce faire, la masselotte peut comporter un aimant 60 et on peut placer un certain nombre.d'éléments de détection 61, sensibles au champ magnétique, le long du trajet de l'aimant 60. Ces

éléments de détection seraient reliés à un système élec-

tronique de commande du moteur 58 (non représenté) cons-

tituant un asservissement de position. Le moteur 58 est monté sur le bras 46 au voisinage du point intermédiaire,

c'est-à-dire au-dessus de l'axe de pivotement 47.

La figure 4 illustre plus en détail la struc-

ture du support de substrat 16. Sur la table X-Y 17 se

trouveune embase 65 munie de quatre socles 66 sur les-

quels doivent prendre appui les quatre coins du substrat 11. L'un des socles (66a) est surmonté d'une équerre 67, par exemple taillée dans la masse du socle 66a, servant de

référence pour le positionnement du substrat 11. Un autre -

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socle voisin 66b comporte une butée 68 dont la face la plus interne est dans le même plan qu'une partie de

l'équerre 67. Des ressorts à lame 69 montés sur l'em-

base 65 de façon à venir appuyer contre certains bords du substrat 11 permettent de maintenir celui-ci en appui contre l'équerre 67 et la butée 68 assurant ainsi un

positionnement précis du substrat 11 sur l'embase 65.

En outre, cette embase est montée sur la table X-Y 17 par l'intermédiaire d'un axe vertical 70 de sorte qu'un ajustement angulaire supplémentaire est possible grâce à un méoesmederéglagemiométique71 disposé entre l'embase et la table X-Y. Lorsqu'on a affaire à un substrat nu, le

positionnement se fait donc simplement de la manière illus-

trée à la figure 4. En revanche, lorsqu'on désire inter-

venir sur un substrat équipé et déjà monté sur un circuit

imprimé 12 à fenêtres (figure 1),il est important de re-

marquer que c'est toujours le substrat 11 sur lequel on

désire intervenir qui se trouve placé sur l'embase 65.

Le reste du circuit imprimé 12 est d'autre part supporté par des butées effaçables 74 montées sur la table X-Y 17. La figure 5 montre plus en détail l'agencement du moyen de fixation 36. Dans l'exemple illustré sur cette figure, ce moyen de fixation comporte une sorte de seringue 75 dont l'aiguille 76 est positionnée à proximité de l'orifice de sortie du fil 32 (voir figure 2), de l'autre côté de la panne chauffante 30. Cette seringue contient une colle à séchage rapide et le réservoir de la seringue contenant la colle est relié à une source de pression impulsionnelle (non représenta) commandée. Ainsi, chaque fois que la source de pression transmet une pointe de pression à l'intérieur du réservoir de la seringue, une goutte de colle s'échappe del'a1, gle76etvientfXer le fil déposésur subir-trat parl'orifce 32 du vidodr surle sbstrat ense soli iSf à la fús a le -1 et sur le subs"rat. Depréfèrence, entrede uxpdts 275 deression positives transmises au réservoir de colle, la source de pression mencione plus haut peut être conçue pour faire régner à l'intérieur du réservoir une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique de façon à maintenir la colle entièrement à l'intérieur du

réservoir et de l'aiguille pour empêcher son séchage pré-

maturé et l'obturation du canal interne de l'aiguille. Par ailleurs, la seringue 75, indépendamment de son réglage angulaire à 15 ou 450 par rapport à l'axe longitudinal de a panne chauffante, possède aussi deux autres possibilités de mouvement; d'une part un mouvement de retrait suivant l'axe de l'aiguille 76 et d'autre part un mouvement de débattement latéral limité de l'aiguille 76, pour un

processus de câblage spécial qui sera expliqué plus loin.

Le mouvement de retrait suivant le sens longitudinal de

l'aiguille 76 est rendu possible par l'agencement suivant.

Une pièce 77 est assujettie dans la lumière. 37 grâce à un dispositif de serrage conventionnel 78. C'est donc en positionnement dec te#èce 77 par rapport à la lumière 37 que l'on règle la position de travail à 150 ou à 450. La pièce 77 est assemblée à une pièce 79 par l'intermédiaire

d'une glissière 80. La pièce 79 supporte un moteur élec-

trique 81 dont l'axe est relié à un excentrique à galet 82.

La position relative entre les pièces 77 et 79 est déter-

minée par une vis de réglage 43 vissée dans la pièce 77 et en butée contre la pièce 79. La vis 43 détermine donc une

position relative entre les pièces 77 et 79 et un verrouilla-

ge de la glissière 80 est possible grâce à une vis 44 dis-

posée transversalement par rapport à la glissière 80, de sorte qu'en fonctionnement normal, les pièces 77 et 79 sont solidaires. Le réglage de la position relative entre ces deux pièces permet en fait de régler la position de la pointe de l'aiguille 76 par rapport au substrat. L'excentrique à galet 82 est en prise avec un barreau 83 monté coulissant dans une glissière 77a de la pièce 77 et supportant un socle 84, lequel est donc susceptible d'un mouvement de retrait au même ttre que le bmneau 83, larsqu'il est soIbcité pa r l'e Exonblque àget 82Entraîné parlenur 81. Ia soing 75 Est mctée sur ce socle 84. Plus précisément, le support 85 de la seringue75est monté sur le socle 84 avec il 2466936 possibilité de pivoter de part et d'autre de sa position

normale, autour d'un axe 86 situé dans un plan vertical.

Ce pivotement du support 85 permet donc à l'extrémité de l'aiguille 76 de se décaler angulairement de part et d'autre de sa position normaleo Ce décalage angulaire

est réglé pour permettre un d@battement latéral de l'extré-

mité de l'aiguille 76 d'environ - 0,5 mm par rapport à sa position médiane normaleo Le decalage pivotant de la seringue est réalisé par uni syste&e _lectroarcanique de commande 87 comportant dux SieS9azan-c 8889 susceptibles d'agir sur un prolongeent ém tallique 90 du support 85, suivant deux directions apposes r@p ective@ert Comme on l'a déja menzo/anè- la.serigue 75 ast utilisable plus uarticu ibluemeut n tant aue moyen de fixationlorsque e c'Io lageest.f...tuésur..n substrat d6 àquiD de sos cop a nt actifs et/ou passifs. En revanohe, la e, zubstret or p$ encore équip4, on procède !ePs2,que,.le substrat n f';o....J& _Wli{-2 n4'99t vo drifff, remeni'.; car il e0 aloers posiblse de 4Apose une pe1licule de colloe à'tivl@ la.urf.ace du a at e9tz c- Élans ce Ceo as, leoyoren de ri to,lui est mereté uu-Drt c tls, e Gre constitué par Mun stple d'silo 'sif d'l.jetio dl a haud mentN em lieu et place de

_,e'Pirue 75 O Dc '," xa.enu) la rellice de cri llo teLrc-

v eGt raa'ae ll-beL eeur ie saubstrat e%% eisizD-t' de'' -'-SG: edu - dG que fic puisse e u'lenueur On meut 'r eglement _ ii,- - i; d' n m s Oe cas t fil lu nmme,t ieuP rent e.., _cI 'k-e.llîcule de ce!!e t0, eermadTarteo La figure 6 uluste un mOe drea d e lisatin possible d1un sousenseble

cko cinéi e l e srngue 75 our le sI u.pport d'O tuS.

Ce s.s 'escambe c!mme-e ul eribo0ut de rccoaen 96 re lié à w2n moy-en da!imentatien anr (na {oners e.') e tz<., o avec unaX cr; n*dj,, t fLin 97 se,eri.nat par une buse 1"'c'e% dr" 98.Une xfs.Is', rce,le.etrioe cchauffiante 99 est enroulée

autour de la buse 98 pour chauffer l'air avant son éjection.

Des flasques isolants 100 intercalés en amont de la buse

permettent d'éviter les pertes de chaleur par conduction.

Bien entendu, la résistance électrique de chauffage 99 pourrait être supprimée si la buse 98 était simplement

connectée à une source d'air chaud.

Les figures 7 et 8 montrent la structure du dévidoir 31 porté par l'autre partie du support tournant 35. ce dévidoir comporte une embase 110 sur laquelle sont inplantés un conduit de guidage du fil 111 dont la partie inférieure est éfilé pour former l'orifice de sortie de fil 32 mentionné plus haut, un arbre 112 transversal à l'axe longitudinal

du conduit de guidage 111 et relativement espacé de celui-

ci>et une bobine de fil 113 montée en rotation sensiblement libre sur l'arbre 112. %e dernier peut être matérialisé

par un roulement à bille dont le moyeu est adapté pour re-

cevoir la bobine 113 mais il peut être nécessaire néanmoins de prévoir également un système de freinage statique (feutre, etc...) pour maintenir une certaine tension sur le fil au fur et à mesure de son déroulement. Lorsque le système est en fonctionnement, le fil 114 est d'abord engagé dans un organe de pré-guidage 115 et traverse ensuite le conduit de guidage 111 jusqu'à l'orifice de sortie 32 pour tie d&oeé,au Sur et à mesure sur le substrat. L'embase 110 est montée sur une pièce intermédiaire 116 du support tournant, par un axe

de pivotement 117 perpendiculaire au plan général de l'em-

base 110 de façon que celle-ciait une possibilité de libre rotation au moins dans un secteur angulaire limité. Plus précisément, une butée à vis réglable est agencée entre l'embase et la pièce intermédiaire pourdéfinir leurs positions angulaires relatives en fonctionnement normal. Cette butée

réglable comporte une vis 118 vissée dans la pièce inter-

médiaire 116 et dont l'extrémité vient en appui contre une partie latérale de l'embase 110. L'axe de pivotement 117 est placé de telle façon que l'embase 110vienne naturellement en butée contre l'extrémité de la vis 118, sous l'effet de

la pesanteur. En conséquence, l'embase 110 peut donc simple-

13 2466936

ment pivoter dans le sens -des aiguilles d'une montre si on se réfère à la figure 7, par exemple pour permettre un dégagement automatique de l'orifice 32 si celui-ci entre en contact avec un élément en relief à la surface du substrat (par exemple un plot de soudure ou un fil déjà posé). En revanche, si l'obstacle rencontré par l'orifice 32 est plus important (circuit intégré ou condensateur), ce qui ne peut résulter que d'une erreur de manipulation, l'embase pivotante 110 joue le rôle de détecteur et commande l'arrêt du mouvement de la table X-Y. Pour cela, un aimant 119 est solidaire de l'embase et est normalement monté en regard d'un détecteur de champ magnétique 120. Si. par suite d'un pivotement trop important de l'embase 110, l'aimant 119 se déplace d'une manière sensible par rapport au détecteur 120, celui-ci émet un signal qui esttransmis à un circuit électronique de traitement et de commande (non représenté) chargé de bloquer le mouvement de la table X-Y. L'embase 110 est aisément amovible; le démontage s'effectuant au niveau de

l'axe de pivotement 117.

La figure 9 représente le reste du dévidoir, l'embase étant enlevée.et laisse apparaitre des moyens de guidage coopérant formant glissière, entre ladite embase et le support tournant 35. Ces moyens de guidage sont

agencés pour permettre un déplacement de retrait de l'em-

base 110 suivant une direction parallèle à la direction longitudinale du conduit de guidage 111. En effet, la pièce intermédiaire 116 est solidaire d'un barreau 130 formant partie des moyens de guidage coopérantsprécitési monté coulissant longitudinalement dans une pièce support 131 constituant l'autre partie desdits moyens de guidage coopérant. Un moyen d'actionnement commandé de ces moyens de guidage est constitué par un moteur électrique 132 dont l'axe est relié à un excentrique à galet 133 en prise avec le barreau 1300 Lensemble des moyens de guidage coopérants

précité (13O5 131) est rattaché au reste du support tour-

nant 35 -par 1itermedian-e de m-oyens de positionnement angulaire réglables manuellement. Plus précisément, ces moyens de positionnement angulaire comportent la lumière

arquée 38 et un organe de serrage135 permettant de solida-

riser manuellement la pièce de support 131 au support tournant 35 dans uneposition angulaire définie par la position de l'organe de serrage 135 par rapport à la lumière 38. En pratique, comme-mentionné plus haut, ce réglage est utilisé pour positionner l'axe du conduit de guidage 111 à 15 ou 450 par rapport à la verticale, suivant les conditions de travail. Par ailleurs, le moteur 132 est monté sur une pièce 136 formant avec la pièce support 131 une glissière 137, pour pouvoir effectuer un réglage initial de positions. Une vis de réglage 138 montée dans la pièce support 131 permet de régler la position relative entre la pièce support 131 et la pièce 136. Une fois le réglage effectué, on bloque la glissière 137 grâce

à la vis 139.

Le mouvement de retrait qui est ainsi donné à l'en-

semble comprenant l'embase 110, la pièce intermédiaire 116

et le barreau 130, lorsque le moteur 132 est alimenté, per-

met de couper le fil après une soudure pour autant que ce fil soit momentanément bloqué par rapport à l'ensemble comprenant

l'embase 110, la pièce intermédiaire 116 et le barreau 130.

Pour cela, un mécanisme de blocage du fil 145, commandé par un moteur électrique 143 couplé mécaniquement à une came d'actionnement 144, est monté sur le support tournant 35

par l'intermédiaire de la pièce intermédiaire 116. Plus préci-

sément, ce mécanisme de blocage comprend deux pièces de serrage 146 et 147 dont les surfaces en regard sont planes et polies pour ne pas endommager l'isolant du fil 114 qui est normalement engagé dans l'espace libre entre lesdites surfaces en regard. Les pièces de serrage 146 et 147 sont disposées sur l'embase 110 en un point choisi sur le parcours du fil entre la bobine 113 et le conduit de guidage 111 mais de préférence au voisinage de ce dernier. La pièce 147 est fixe et la pièce 146 est mobile et maintenue normalement écartée de la pièce 147 par l'action d'un ressort 148 disposé autour d'un manchon de guidage 149 de la pièce 146. D'autre

part, un levier 150 est monté pivotant sur la pièce intermé-

diaire 116 et un ressort 151 monté en compression entre le levier 150 et un prolongement de la pièce intermédiaire116 tend à appliquer un galet du levier 150 contre la pièce de serrage mobile 146 dans une direction tendant à vaincre la force du ressort 148. En revanche, la came 144 est en prise avec un autre galet opposé au premier galet du levier 150 et est donc

susceptible d'empêcher l'action du ressort 151. C'est effecti-

vement ce qui se produit en fonctioieent normal, c'est-à-dire

lorsque le fil est deroue proressivemert à la surface du subs-

traet. En revanche si o d cire cuper le fil uie fois soudé sir le rlot en effect-uw-â lu moue t de retrait de 1,ensemble oem>prer'a l'embase 110. l! rioe in rmédiaire 116 et le

barreau 13o0, il est desaaire de bloquer le fil 114 par rappro-

chement des desto p!ỏeo de serrfage 146 et 147. Le moteur 143 est actionné pour qua la Oe9o I1.-4 libre le levier 150 qui Y-lent en apPtI loowe l7e i3_'ce 1obile.S67 la force du ressort t1;3"'-trn --'-'-''9' __. e,,o. oll 1,6sosCe mécanisme e,,&x4 Lt< q l force do soPrPe du fil 114 est 0....

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de al'orifice2n- le eod e de realîsa'îlsn repre-

sPz,!t8 -sr!a figure 109 ' e zmeyezrâ de pig se comTtpose dee 9sez -G.,i se l160 preo1e %puieLr mf 161 sensiblement pe' rpe t ieeiaiP tg,!ad ite e t La masselot'be 160 est lîbremeneL-p aegiculée au 159 et la trajectoire de l'orifice 32 engendrPe per la mouvement de retrait de l'embase 110 reno entr le levier 161. Autrement dit, lors que l'embalse 110 est on oosition abaissée de façon que lorificce 32 si-:t au voisinage imeiSaé du substrat 11, le leYiGr 161 est aut atiquemeï% main-tenu à l'écart et _v o- i^ '.le........fr,: o.i t de,iidage 111. C'est donc le

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retrait de oecaiduit qui conditionne le rétablissement de la masselotte 160 en position sensiblement verticale et par conséquent le rétablissement du levier 161 en position sensiblement horizontale, entrainant un pliage de l'extrémité du fil 114 qui vient d'être coupé; cette extrémité étant ainsi automatiquement amenée en position adéquate pour être à nouveau soudée à un-autre endroit

du substrat.

Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être

décrit découle avec évidence de la description qui pré-

cède. Si le substrat est équipé de ses composants actifs et/ou passifs, le moyen de fixation 36 est conforme à la figure 5, c'est-à-dire qu'il comporte une seringue 75

dont le réservoir est rempli de colle à séchage rapide.

Le fil 114 faisant saillie hors de l'orifice 32 est placé sur un plot de soudure du substrat et la panne chauffante

est abaissée en commandant la rotation de la came 53.

La soudure étant effectuée, la table X-Y 17 est déplacée

pour que le fil 114 se déroule progressivement à la sur-

face du substrat suivant une configuration de câblage

prédétermineen direction d'un autre plot de soudure.

Périodiquement, la source de pression impulsionnelle reliée -à la seringue 75 permet de faire tomber sur le substrat une petite goutte de colle qui vient assurer le maintien du fil à la surface du substrat. Le support tournant 35 pivote de 900 avant chaque changement de direction de la table X-Y 17. Cependant, il faut noter que pour effectuer certains contournements de composants tout en faisant

passer le fil au plus près de ces composants, il est pré-

férable de changer le mouvement de la table X-Y 17 sans changer l'orientation du dévidoir 31. C'est dans ce cas spécial que l'on met à profit la possibilité de décalage latéral de l'aiguille 76 de la seringue 75 pour que les gouttelettes de colle puissent toujours être déposées sur le fil. Lorsque ce dernier arrive en contact avec le plot de

soudure sur lequel il doit être soudé, on commande le re-

trait de la seringue 75 et l'abaissement de la panne chauffante 30. Le fil est alors soudé sur le plot. Ensuite le fil 114 est coupé par serrage des pièces 146 et 147 et retrait de l'ensemble comprenant l'embase 110, la pièce intermédiaire 116 et le barreau 130. Lors de la fin du retrait, le moyen de pliage 158 est libéré par l'effa- cement de l'extrémité du conduit de guidage 111, ce qui met automatiquement l'extrémité libre du fil 114 en position horizontale pour une nouvelle soudure. Le fil est maintenu pincé par les pièces 146 et 147 pendant la mise en coincidence d'un nouveau plot et de la panne chauffante par action sur la table X-Y 17. Puis le retour de l'ensemble comprenant l'embase 110, la pièce intermédiaire 116 et le barreau 130 en position basse est effectué, ce qui amène le fil 114 en contact avec le nouveau plot choisi. On effectue alors la soudure du fil sur le nouveau plot par descente de la panne chauffante 30. La soudure étant effectuée, les deux pièces 146 et 147 sont libérées par action de la came 144 sur le levier 150, la table X-Y est actionnée pour que le fil 114 se déroule progressivement à la surface du substrat en direction d'un autre plot de soudure suivant un trajet prédéterminé. Ensuite, on retrouve les différentes phases

telles que décrites précédemment.

On ajoutera que, lorsqu'on opère sur un substrat nu, le dévidoir 31 et le moyen de fixation 36 peuvent être ramenés à 450 par rapport à la verticale et la seringue

estremplacée par le dispositif d'éjection d'air chaud.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques

des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-

ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre

dans le cadre des revendications qui suivent.

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Claims (20)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. - Appareil de câblage en surface d'une plaquette de connexion formant substrat, notamment multicouches,-du type comportant un support d'outils et un support de substrat muni de moyens de positionnement de préférence sensiblement horizontal de celui-ci et situé en regard dudit support d'outils, au moins un support précité ou une

partie de celui-ci étant couplé à un mécanisme de trans-

lation et/ou de rotation assurant un mouvement relatif entre ledit substrat et lesdits outils, caractérisé en -10 ce que ledit support d'outils est muni d'au moins deux outils, respectivement-une panne chauffante et un dévidoir de fil électrique comportant un orifice de sortie du fil situé au voisinage de l'extrémité de ladite panne, que cette panne est déplaçable en translation longitudinale dans un manchon ou analogue dont l'axe est dirigé vers ledit support de substrat et qu'un support tournant sur

lequel est monté ledit dévidoir est agencé avec possibi-

lité de rotation autour de l'axe dudit manchon pour permettre le positionnement dudit orifice de sortie de fil par rapport à l'extrémité de ladite panne en fonction

de la direction dudit mouvement relatif.

2. - Appareil de câblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen support d'outils est muni en outre d'un moyen de fixation du fil audit substrat et que ce moyen de fixation est monté sur ledit

support tournant.

3. - Appareil de câblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation est constitué d'une seringue ou analogue dont l'aiguille-est positionnée à proximité dudit orifice de sortie de filj que le réservoir de ladite seringue est relié à une source de pression impulsionnelle commandée et qu'elle

contient une colle à séchage rapide.

4. - Appareil selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que ladite seringue est montée sur un support articulé avec possibilité de décalage latéral de part et

d'autre d'une position normale, au moyen d'un axe per-

pendiculaire à la direction de l'aiguille de ladite

seringue et situé dans un plan sensiblement perpendicu-

laire au plan dudit substrat en position sur ledit support

de substrat.

5. - Appareil selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que ledit substrat et/ou ledit fil étant

extérieurement enduit d'ue pellicule de colle thermo-

régénérable, ledit moyen de esiaon t econastitu6 par une buse d'éjection d'air unie de moyen de chauffage et/ou reliée à tune source d cair haud, l'orifice de ladite buse d'éjection étant àsitionéeD ozrximizté dudit

orifice de sortie de fil dudit dé'eidoir.

6. - Appareil selon l',mie des revrendicaions 2 à 5, cac.stéori7sé es en ce que le,voyen- de iîaton précité est ir,= J maoe au resteO <. l b t.... peli:e isir

E,,-20de : positiîonement magulaire réglables mraaelle-

coaG ' <i Jr e [email protected] b n G2" un _e de. l Grant r(2'r.'e <'e ïLi'G7rflC7Y> âOà m ZsC die_ 2 du fil Aaee l on lC, uze des reVedotions recS den'c35 _rao')'3,2 en-r o e ldits ?hn.,. auffnerIte est LCj M uj àfcf _f Dicu3_e à un bras f(oa nt levier

moniebasz a. -,,','b:!ei' sppo'r d'e n tooi$ o i intter-

i'ir de sa -1OGueur e't que la partieu2it b.ras situé de 3f l'autre ftf dudlit ro,& iermédiaie1 par rapport a cette laisoni a zticulc est miuLi d'ui systèLiie de contre-poids rêglblze, pour faire varier la force d'appui de ladite

panne chauffante sur ledt substrat.

8. - Appareil de *ftblage selon la revendication 7,

caractérisé en ce eoue ledit système de contre-poids com-

porte une masselotte guidée positivemerit le long dudit bras et vissée sur u*_e ';ige filetée parallèle audit bras,

2466936.

et un moteur électrique dont l'axe moteur est mécanique-

ment couplé à une extrémité de ladite tige filetée.

9. - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit moteur est monté sur ledit bras formant levier au-voisinage dudit point intermédiaire.

10. - Appareil selon l'une des revendications précé-

dentes, caractérisé en ce que ledit dévidoir se compose d'une embase de préférence amovible, montée sur ledit support tournant et sur laquelle sont emplantées: - un conduit de guidage dont un orifice rétréci constitue ledit orifice de sortie de fil, - un arbre transversal à l'axe longitudinal dudit conduit de guidage et relativement espacé de celui-ci, et

- une bobine de fil montée en rotation sensible-

ment libre sur ledit arbre; le fil de cette bobine tra-

versant ledit conduit de guidage avant être déposé au fur et à mesure, sur ledit substrat par ledit orifice de

sortie de fil.

11.- Appareil de câblage selon la revendication 10,

caractérisé en ce que ladite embase et ledit support tour-

nant comportent des moyens de guidage coopérants, permet-

tant un déplacement de retrait de ladite embase, et qu'un moyen d'actionnement commandé est connecté auxIts moyens de guidage pour assurer le mouvement de retrait de l'embase

suivant une direction prédéterminée, de préférence sensi-

blement parallèle à la direction longitudinale du conduit

de guidage du fil.

12. - Appareil de câblage selon la revendication 11,

caractérisé en ce qu'un mécanisme de blocage du fil, comman-

dé est monté sur ledit support tournant.

13. - Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que ce mécanisme de blocage comprend deux pièces de serrage dont les surfaces en regard sont planes et polies, disposées de préférence sur ladite embase entre ledit arbre et ledit-conduit de guidage du fil, en ce que l'une au

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au moins desdites pièces est mobile dans la direction de l'autre et couplée à un moyen d'actionnement commandant

le mouvement; le fil étant normalement engagé dans l'es-

pace séparant lesdites surfaces en regard.

14. - Appareil selon l'une des-revendications 11

à 13, caractérisé en ce que ladite embase est montée sur une pièce intermédiaire dudit support tournant, par un

axe perpendiculaire au plan de l'embase de façon que celle-

ci ait une possibilité de libre rotation au moins dans un

secteur u laire limité.

15. - Appareil de câblage selon la revendication 14, caractérisé en 'ce qu'une butée à vis réglable est agencée

entre l'embase et la pièce intermédiaire.

16. - Appareil de câblage selon l'une des revendications

10 à 15, caractérisé en ce qu'un moyen de pliage du fil est articulé sur ledit support tournant et que la trajectoire

d'au moins une partie de ce moyen de pliage passe à proxi-

mité immédiate de l'orifice de sortie de fil précité.

17. - Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit moyen de pliage se compose essentiellement d'une masselotte et d'un levier, solidaire de ladite masselotte et sensiblement perpendiculaire à celle-ci, que ce moyen de

pliage est librement articulé à une partie du support tour-

nant distincte de ladite embase et que la trajectoire de

l'orifice de sortie de fil précité engendrée par le mouve-

ment de retrait de ladite embase dans les moyens de guidage

précités, rencontre ledit levier.

18. - Appareil selon l'une des revendications 11 à 17,

caractérisé en ce que l'ensemble des moyens de guidage coo-

pérants précités est rattaché au reste du support tournant par l'intermédiaire de moyens de poàtionnement angulaire réglables manullement, comportant par exemple un organe de serrage coopérant avec une lumière arquée dudit support tournant, pour le réglage de l'inclinaison dudit conduit de

guidage de fil par rapport au plan dudit substrat.

19. - Appareil selon l'une des revendications précé-

denez-.G caraci. en ce que le moyen support de substrat

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précité comporte des cales et butées de positionnement

montées sur une table X-Y.

20. - Appareil de câblage selon la revendication 19,

caractérisé en ce que lesdites cales et butées.de posi-

tionnement sont portées par une embase intermédiaire montée pivotante autour d'un axe vertical et qu'un mécanisme de réglage micrométrique, pour-effectuer une correction angulaire de pofitionnement, est agencé entre ledit support

intermédiaire et ladite table X-Y.

21. - Appareil selon l'une des revendications précé-

dentes, du type dans lequel le moyen support d'outils précité comporte un bâti agencé en forme générale de potence, caractérisé en ce que le pied de ladite potence a une structure télescopique permettant de faire varier la distance

entre les extrémités des outils et la surface du substrat.