FR3003778A1 - Procede et dispositif de tri de billes - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de tri de billes pour séparer des billes présentant un défaut de sphéricité de billes sphériques, comprenant : - le dépôt, sur un support (1) présentant une surface conique (11), des billes à trier, l'axe (11a) dudit cône étant vertical, - l'application audit support (1) de vibrations de sorte à induire une trajectoire des billes non sphériques sur la surface conique (11) vers le haut, tandis que les billes sphériques roulent vers le bas sur ladite surface, - l'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité par un orifice (13) agencé dans la partie supérieure du support, - l'évacuation des billes sphériques par un orifice (14) agencé dans la partie inférieure du support. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en œuvre dudit procédé.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif et un procédé de tri de billes pour séparer, parmi lesdites billes, des billes sphériques et des billes présentant un défaut de sphéricité. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION L'industrie électronique exige des microbilles de soudure parfaitement calibrées pour la connexion d'une puce sur un circuit support de sorte à former un dispositif dit « system in package ». Les billes sont déposées sur la surface de la puce au niveau des plots de sortie, puis la puce est retournée (opération dite « flip chip ») et mise au contact du circuit support. La fusion des billes par passage dans un four de refusion permet alors la connexion électrique des deux surfaces (les plots de connexion étant appelés « solder bumps » selon la terminologie anglo-saxonne). Afin d'assurer la connexion parfaite de tous les plots de sortie, tous les plots formés par fusion des billes doivent avoir la même hauteur, ce qui est possible si toutes les billes ont le même volume.

Ainsi les billes doivent être parfaitement calibrées, c'est-à-dire que leur diamètre doit être compris entre des limites très resserrées. Les billes de soudure sont typiquement produites par un procédé dit de « prilling », consistant à faire fondre le matériau constituant les billes et à le fractionner afin de former des gouttelettes sphériques qui sont ensuite solidifiées, suivi d'un tamisage précis.

Ces deux étapes permettent d'obtenir des billes d'un diamètre précis. Cependant certaines billes peuvent présenter des défauts de sphéricité, ce qui induit alors des variations du volume des billes et, in fine, des variations de hauteur des plots. Par exemple un défaut de sphéricité assez courant est une bille dont le volume est double d'une bille sphérique : la bille double présente une largeur égale au diamètre désiré, mais une longueur d'environ 2 fois la largeur. Ce type de défaut ne peut être éliminé par un simple tamisage (la largeur de la bille étant égale au diamètre normal, une telle bille peut passer au travers des mailles du tamis). Seule une opération de tri de forme (ou « sorting » selon la terminologie anglo- saxonne) permet d'éliminer ces billes non sphériques. Il existe plusieurs systèmes de tri de forme permettant de sélectionner des particules ayant une sphéricité particulière.

La plupart de ces systèmes consistent à faire rouler les particules sur des surfaces pentues, éventuellement soumises à des vibrations. La trajectoire des particules sphériques est alors différente de la trajectoire des particules non sphériques, ce qui permet le tri de forme.

Typiquement le système utilisé pour le tri de forme des billes de soudure est constitué d'une plaque plane inclinée selon un angle prédéfini permettant de réaliser la séparation la plus efficace possible. Sous l'effet des vibrations, les billes présentant un défaut de sphéricité adoptent une trajectoire différente de celle des billes sphériques sur la plaque, et peuvent ainsi être séparées de ces dernières. Eventuellement, plusieurs plaques sont agencées en série de façon à éliminer le maximum de billes présentant un défaut de sphéricité. Des systèmes de ce type sont notamment décrits dans les documents US 3,464,550 et JP 4130936.

Il a également été proposé de mettre en oeuvre un tel tri de forme sur un support conique. Ainsi, le document US 4,059,189 décrit un dispositif de tri comprenant un support présentant la forme d'un cône aplati qui est entraîné en rotation autour de son axe. Les billes à trier sont déposées dans une région centrale du support.

Sous l'effet de la force centrifuge, les billes sphériques migrent vers la périphérie du support et sont collectées à la périphérie du support, tandis que les billes présentant un défaut de sphéricité restent sur le support et peuvent ensuite en être retirées. Le document US 4,068,758 décrit un dispositif de tri comprenant un support conique entraîné en rotation autour de son axe.

Les billes à trier sont déposées dans une région centrale du support ; les billes sphériques roulent vers la périphérie du support où elles sont collectées, tandis que les billes présentant un défaut de sphéricité restent sur la surface du support et sont évacuées par des moyens adaptés pour guider lesdites billes vers une autre région de la périphérie de la surface en vue de leur évacuation.

Cependant, ce procédé de tri de forme présente plusieurs inconvénients. D'une part, la capacité des dispositifs de tri de forme connus est beaucoup plus faible que la capacité du dispositif de fabrication des billes elles-mêmes, et est également plus faible que la capacité du dispositif de tamisage. Il en résulte que, pour ne pas pénaliser la cadence du dispositif de fabrication des billes, il est nécessaire de multiplier le nombre de dispositifs de tri de forme, ce qui est onéreux à la fois en termes d'investissements et de main d'oauvre, et qui nécessite en outre une augmentation de la surface de l'atelier de production.

D'autre part, cette opération est relativement longue et les vibrations que subissent les billes conduisent à une dégradation des billes. Par ailleurs, le nettoyage du dispositif de tri de forme entre deux opérations de tri est long et fastidieux, ce qui se traduit par un faible taux d'occupation du dispositif et un besoin important en main d'oauvre. Enfin, ce procédé n'est pas totalement fiable et il est possible de trouver encore des billes présentant un défaut de sphéricité après tri de forme. Un but de l'invention est donc de concevoir un procédé et un dispositif de tri permettant d'éliminer les billes présentant un défaut de sphéricité de manière plus fiable et plus rapide, sans endommager les billes triées. Ledit dispositif devra de préférence être peu onéreux et autonome. Un but de l'invention est également de concevoir un dispositif de tri qui soit plus facile à nettoyer.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Un objet de l'invention est donc un procédé de tri de billes pour séparer des billes sphériques et des billes présentant un défaut de sphéricité. Par « bille » on entend dans le présent texte une particule de forme généralement sphérique.

Parmi les billes à trier, on distingue des billes sphériques, qui sont considérées comme à conserver, et des billes présentant un défaut de sphéricité, qui sont à éliminer. Les billes à conserver sont parfaitement sphériques ou tout au moins suffisamment sphériques par rapport aux spécifications du procédé de fabrication desdites billes, c'est-à-dire comprises dans un intervalle de tolérance défini pour ledit procédé. Dans la suite du texte, lesdites billes seront qualifiées de « billes sphériques ». Les billes à éliminer présentent en revanche un défaut de sphéricité en-dehors dudit intervalle de tolérance, de sorte qu'elles sont considérées comme insuffisamment sphériques au regard desdites spécifications ; ce défaut de sphéricité inclut en particulier les billes doubles.

Le terme de « bille double » désigne une bille présentant un volume sensiblement égal au double du volume d'une bille sphérique, une telle bille double pouvant avoir la forme de deux billes sphériques accolées ou une forme ovoïde présentant une largeur inférieure au diamètre d'une bille sphérique et une longueur supérieure au double de ce diamètre.

La discrimination entre billes à conserver et billes à éliminer repose sur la propriété des billes présentant un défaut de sphéricité à pouvoir monter le long d'une surface conique sous l'effet de vibrations, les billes sphériques n'étant pas capables d'atteindre la même hauteur que les billes présentant un défaut de sphéricité sur ladite surface.

Conformément à l'invention, ledit procédé comprend : - le dépôt, sur un support présentant une surface conique, des billes à trier, l'axe dudit cône étant vertical, - l'application audit support de vibrations, de sorte à induire une trajectoire des billes non sphériques sur la surface conique vers le haut, tandis que les billes sphériques roulent vers le bas sur ladite surface, - l'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité par un orifice agencé dans la partie supérieure du support, - l'évacuation des billes sphériques par un orifice agencé dans la partie inférieure du 10 support. De manière avantageuse, le dépôt des billes à trier est effectué dans une région de la moitié supérieure de la surface conique. Selon une première forme d'exécution de l'invention, ladite surface conique présente une ligne de plus grande pente montante de la périphérie du support vers son 15 centre. Dans ce cas, l'orifice d'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité est de préférence agencé au centre du support tandis que l'orifice d'évacuation des billes sphériques est agencé dans une région périphérique dudit support. D'autre part, le support comprend de préférence une goulotte de récupération des 20 billes sphériques s'étendant sur la surface conique vers le centre du support à partir de l'orifice d'évacuation desdites billes. Les vibrations sont préférentiellement appliquées de sorte à induire un resserrement de la trajectoire des billes présentant un défaut de sphéricité sur la surface du support conique. 25 Les vibrations peuvent en outre être appliquées de sorte à induire une trajectoire circulaire des billes présentant un défaut de sphéricité, afin d'obtenir une meilleure répartition des billes à trier sur la surface conique et une meilleure efficacité de tri. Selon une seconde forme d'exécution de l'invention, ladite surface conique présente une pente descendante de la périphérie du support vers son centre. 30 Dans ce cas, l'orifice d'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité est préférentiellement agencé dans une région périphérique du support tandis que l'orifice d'évacuation des billes sphériques est agencé au centre dudit support. Les vibrations sont avantageusement appliquées de sorte à induire un élargissement de la trajectoire des billes non sphériques sur la surface conique. 35 Selon un mode de réalisation préféré, les vibrations sont appliquées au moyen d'un vibreur comprenant deux balourds solidaires d'un même axe vertical et l'on ajuste le déphasage entre lesdits balourds pour imposer aux billes présentant un défaut de sphéricité une trajectoire déterminée.

De manière préférée, la pente de la surface conique présente un angle compris entre 1 et 20° par rapport à l'horizontale. Selon une application avantageuse de l'invention, les billes à trier sont des billes de soudure.

De préférence, le diamètre moyen des billes à trier est compris entre 20 et 200 pm. Un autre objet concerne un dispositif de tri de billes permettant la mise en oeuvre du procédé décrit plus haut. Ce dispositif comprend : - un support présentant une surface conique, l'axe dudit cône étant vertical, - un dispositif d'alimentation en billes agencé pour déposer lesdites billes à trier sur la surface conique, - un vibreur solidaire dudit support, ledit vibreur étant adapté pour générer des vibrations dudit support ; ledit dispositif étant en outre caractérisé en ce que ledit support conique présente : - un orifice pour l'évacuation des billes non sphériques, agencé dans la partie supérieure du support, et - un orifice pour l'évacuation des billes sphériques, agencé dans la partie inférieure du support. Selon un mode de réalisation préféré, le vibreur comprend un balourd supérieur et un balourd inférieur solidaires d'un axe vertical, le balourd inférieur étant déphasé angulairement par rapport au balourd supérieur. Selon une première forme d'exécution de l'invention, ladite surface conique présente une pente montante de la périphérie du support vers son centre. Dans ce cas, l'orifice d'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité est agencé au centre du support conique tandis que l'orifice d'évacuation des billes sphériques est agencé dans une région périphérique dudit support conique. De manière particulièrement avantageuse, le support conique comprend une goulotte de récupération des billes sphériques s'étendant vers le centre du support à partir de l'orifice d'évacuation desdites billes.

Selon une seconde forme d'exécution de l'invention, ladite surface conique présente une pente descendante de la périphérie du support vers son centre. Dans ce cas, l'orifice d'évacuation des billes non sphériques est agencé dans une région périphérique du support tandis que l'orifice d'évacuation des billes sphériques est agencé au centre dudit support.

De préférence, le dispositif d'alimentation est agencé de sorte à déposer les billes à trier sur la moitié supérieure de la surface conique. Enfin, la pente de la surface conique présente avantageusement un angle compris entre 1 et 20° par rapport à l'horizontale.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre le principe d'un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue d'un vibreur comprenant deux balourds déphasés, - les figures 3A et 3B illustrent schématiquement, en vue de côté et en vue de dessus, la trajectoire des billes dans un mode de réalisation de l'invention, - les figures 4A et 4B illustrent schématiquement, en vue de côté et en vue de dessus, la trajectoire des billes dans un autre mode de réalisation de l'invention, - les figures 5A et 5B illustrent schématiquement, en vue de côté et en vue de dessus, la trajectoire des billes dans un autre mode de réalisation de l'invention, - les figures 6A et 6B illustrent schématiquement, en vue de côté et en vue de dessus, la trajectoire des billes dans un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 7 illustre une goulotte de récupération des billes sphériques agencée sur la pente du support conique. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION La figure 1 est une vue de principe du dispositif de tri selon un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif comprend un support 1 qui présente une surface 11 de forme conique. La base du cône s'étend dans un plan horizontal, l'axe du cône 11 a étant vertical. La surface conique 11 est définie par une ligne de plus grande pente 11 b qui est la génératrice du cône.

La pente de la surface 11 est définie comme étant l'angle entre la ligne de plus grande pente 11 b et un axe horizontal. Cet angle est typiquement compris entre 1 et 20°, de préférence entre 1 et 10°, et de manière encore préférée de l'ordre de 5°. Eventuellement, le support peut comprendre, sur sa périphérie, une surface conique dont la pente est plus faible que celle de la surface 11. Le support 1 est ici représenté de forme convexe, avec une pente de la surface 11 montante de sa périphérie 10 vers son centre 12, mais, comme on le verra plus bas, le support peut également concave, avec la pente de la surface 11 descendante de sa périphérie vers son centre.

La surface du support présente un état de surface particulièrement dur et lisse pour faciliter le déplacement des billes à trier. De préférence, la rugosité moyenne Ra est inférieure à 0,2.

Un tel état de surface peut être obtenu par un polissage particulièrement fin du support (également appelé « ultra-finition ») et, le cas échéant, par un traitement de surface permettant d'augmenter au moins en surface la dureté du support. Le support peut être réalisé par exemple en aluminium (celui-ci ayant subi un traitement de surface destiné à augmenter sa dureté) ou en acier inox. Le support 1 comprend par ailleurs deux orifices distincts et situés à des emplacements différents du cône pour la récupération des billes sphériques d'une part et des billes présentant un défaut de sphéricité d'autre part. Un orifice 13 est situé dans la partie supérieure du support 1 pour la récupération des billes présentant un défaut de sphéricité. Dans la forme d'exécution illustrée ici, l'orifice 13 est situé au centre du support, qui coïncide avec le sommet de la surface conique 11. Un orifice 14 est situé dans la partie inférieure du support 1 pour la récupération des billes sphériques.

Dans la forme d'exécution illustrée ici, l'orifice 14 est situé à la périphérie du support, dans une région présentant une pente plus faible que celle de la surface 11. De manière particulièrement avantageuse, l'orifice 14 débouche dans un pot dans lequel les billes sphériques sont recueillies. Le dispositif comprend également un dispositif d'alimentation en billes à trier (non représenté ici), qui est destiné à déposer dans une zone déterminée de la surface conique 11 du support les billes à trier. Ladite zone d'alimentation est avantageusement disposée au-dessus de l'orifice 14 d'évacuation des billes sphériques et au-dessous de l'orifice 13 d'évacuation des billes non sphériques.

De préférence, la zone d'alimentation A est positionnée dans la moitié supérieure de la surface conique 11, de sorte à permettre aux billes présentant un défaut de sphéricité de remonter jusqu'à l'orifice de récupération en limitant la longueur de leur trajectoire. Le dispositif d'alimentation comprend typiquement un récipient en forme d'entonnoir comprenant à sa sortie un embout de diamètre défini permettant de contrôler le débit d'écoulement des billes. L'extrémité dudit embout est située à proximité de la surface du support conique (typiquement, à une distance de quelques millimètres de celui-ci) pour ne pas provoquer de rebond des billes sur la surface, mais n'est pas en contact avec ladite surface. Le support conique 1 est monté sur un vibreur (non illustré ici).

Ledit vibreur est adapté pour imposer au support des vibrations radiales induisant des forces centripètes (schématisées par la flèche F) sur les billes déposées sur le support conique lorsque, comme dans le mode de réalisation illustré ici, le support est convexe (c'est-à-dire avec une pente de la surface montante de la périphérie vers le centre). Dans le cas d'un support conique concave (c'est-à-dire avec une pente de la surface descendante de la périphérie vers le centre), lesdites vibrations radiales induisent des forces centrifuges. Selon un mode de réalisation avantageux, le vibreur est adapté pour imposer au support des vibrations circulaires en combinant lesdites vibrations radiales avec un mouvement de rotation (schématisé par la flèche R). Un exemple d'un tel vibreur sera décrit de manière plus détaillée ci-dessous.

En fonctionnement, les billes à trier déposées sur le support adoptent une trajectoire différente sous l'effet des vibrations, selon qu'il s'agit de billes sphériques S ou présentant un défaut de sphéricité NS. En effet, les forces centripètes exercés sur les billes permettent de faire progressivement monter les billes présentant un défaut de sphéricité le long de la surface 11 jusqu'à atteindre l'orifice d'évacuation 13 situé plus haut que la zone d'alimentation A. Selon les paramètres d'application des vibrations, la trajectoire desdites billes peut suivre la ligne de plus grande pente llb ou bien décrire une spirale sur la surface 11. Cette aptitude des billes non sphériques à monter le long de la pente est due à leur défaut de sphéricité.

En revanche, les billes sphériques ne parviennent pas à monter le long de la surface 11 ou, même si elles commencent à monter sur ladite surface, elles ne parviennent pas à atteindre une hauteur aussi élevée que les billes non sphériques. Du fait de leur sphéricité, les billes sphériques tendent donc à rouler vers la partie inférieure du support 1, ce qui permet leur collecte au travers de l'orifice 14.

Par ailleurs, que le support 1 soit convexe ou concave, il présente l'avantage de pouvoir être nettoyé aisément. Vibreur Il existe différents types de vibreurs qui permettent de générer des vibrations, notamment des vibrations circulaires.

Typiquement, un tel vibreur comprend un balourd supérieur et un balourd inférieur fixés sur un même axe de rotation vertical. Chacun des balourds est conçu pour recevoir des masses additionnelles. Les réglages du vibreur s'effectuent au niveau des deux balourds. Il existe en effet deux types de réglages qui permettent d'influer sur la trajectoire et la vitesse des billes déposées sur le support : - d'une part, le nombre de masses additionnelles sur chaque balourd ; - d'autre part, le déphasage angulaire entre le balourd supérieur et le balourd inférieur.

Le nombre de masses additionnelles influe sur les forces des vibrations (forces verticale et radiale). Dans le choix des masses à ajouter sur chaque balourd, on recherche un compromis entre les vibrations radiales et verticales, de sorte à obtenir une vitesse suffisante des billes (pour minimiser la durée du tri) tout en minimisant les vibrations verticales qui diminuent l'efficacité du tri. Le vibreur est également couplé à un variateur de fréquence permettant de moduler la puissance du vibreur et par conséquent d'influer sur la vitesse des billes déposées sur le support, mais pas sur la trajectoire desdites billes.

Naturellement, le réglage du vibreur tient également compte de la masse du support de tri qui est embarqué sur celui-ci, étant précisé que le support conique lui-même n'est pas entraîné en rotation avec l'axe portant les balourds, mais que ce sont les vibrations induites par la rotation de l'axe portant les balourds qui sont transmises au support. Par ailleurs, le déphasage angulaire du balourd supérieur par rapport au balourd inférieur influe sur la trajectoire des billes. En usine, le balourd supérieur est généralement positionné sur le repère 00, qui correspond au repère 0° du balourd inférieur. On considère ici que l'on ne déplace que le balourd inférieur pour procurer ledit déphasage.

La figure 2 illustre différents types de trajectoires selon le déphasage cp choisi entre le balourd inférieur 20 et le balourd supérieur 21 d'un vibreur 2. D'une manière générale, en vue de dessus, une bille s'écarte du centre vers la périphérie du support pour un déphasage compris entre 0° et 90° et se dirige au contraire de la périphérie vers le centre pour un déphasage compris entre 90° et 180°.

Plus précisément, on peut observer les types de trajectoires suivants : - pour un déphasage compris entre 0° et 45°, la bille est dirigée directement du centre vers la périphérie avec une trajectoire rectiligne (« écartement simple ») ; - pour un déphasage compris entre 45° et 90°, la bille est dirigée du centre vers la périphérie avec une trajectoire courbe (« écartement en rosace ») ; - pour un déphasage de 90°, la bille ne se déplace pas radialement mais se contente de tourner ; - pour un déphasage compris entre 90° et 135°, la bille est dirigée de la périphérie vers le centre avec une trajectoire courbe (« resserrement en rosace ») ; - pour un déphasage compris entre 135 et 180°, la bille est dirigée directement de la périphérie vers le centre avec une trajectoire rectiligne (« resserrement simple »). On pourra cependant utiliser d'autres dispositifs pour générer des vibrations, notamment des vibrations circulaires, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

Parmi ces dispositifs, on peut citer les vibreurs à nutation, les vibreurs présentant plusieurs moteurs sur la périphérie du support à vibrer, ou encore des vibreurs pneumatiques. L'homme du métier est à même de choisir un vibreur adapté parmi les dispositifs existant sur le marché et de définir les paramètres dudit dispositif pour générer la trajectoire souhaitée. Modes de réalisation particuliers Quatre modes de réalisation de ce dispositif sont décrits en référence aux figures 3A à 6B.

Sur toutes ces figures, la trajectoire des billes sphériques sur le support est schématisée par la courbe (s), celle des billes présentant un défaut de sphéricité par la courbe (ns). Les figures 3A et 3B illustrent schématiquement, respectivement en vue de côté et en vue de dessus, un dispositif de tri dans lequel le support est convexe, c'est-à-dire que la base de la surface conique se trouve dans la partie inférieure du support et que le sommet de la surface conique se trouve dans la partie supérieure du support. Dans cette forme d'exécution, le dispositif d'alimentation dépose les billes à trier dans une région A qui est dans une partie inférieure de la surface conique 11. Dans ce cas, on ajuste le déphasage angulaire du vibreur de sorte à procurer un resserrement de la trajectoire des billes. Par exemple, on choisit un déphasage angulaire de 150°. Les billes non sphériques ont donc tendance à monter le long de la surface 11, du fait de leur défaut de sphéricité. Compte tenu du déphasage angulaire choisi, les billes non sphériques remontent la pente 11 jusqu'à l'orifice de récupération 13. En revanche, les billes sphériques ne possèdent pas cette aptitude et roulent du point d'alimentation vers le bas du support, où elles sont collectées. Un avantage de ce mode de réalisation est que les billes sphériques peuvent être collectées facilement puisqu'elles se dirigent vers la périphérie du support.

D'autre part, ce dispositif ne présente pas de zone d'accumulation des billes. Enfin, le nettoyage de ce support est simple et rapide. Les figures 4A et 4B illustrent schématiquement, respectivement en vue de côté et en vue de dessus, un dispositif de tri dans lequel, comme dans le mode de réalisation précédent, le support conique 1 est convexe.

Dans cette forme d'exécution, le dispositif d'alimentation est agencé de sorte à déposer les billes à trier dans une région A située au voisinage du sommet du support. Par exemple, l'alimentation est réalisée au niveau du tiers supérieur de la pente, mesuré à partir du sommet du cône.

Comme précédemment, le déphasage angulaire du vibreur est choisi de sorte à procurer un resserrement de la trajectoire des billes. Par exemple, on peut régler le vibreur décrit plus haut avec un déphasage angulaire de 150° et une fréquence de 40 Hz.

Dans ce cas, les billes présentant un défaut de sphéricité restent dans la partie supérieure du support jusqu'à l'orifice d'évacuation. La trajectoire desdites billes est donc relativement courte. En revanche, les billes sphériques roulent jusqu'au bas du support 1, où elles sont collectées.

Comme dans le cas précédent, la récupération des billes sphériques se fait aisément sur la périphérie du support conique. Par ailleurs, le support ne présente aucune zone d'accumulation des billes et peut être nettoyé aisément. Enfin, des essais réalisés avec ce dispositif ont montré une bonne efficacité en termes de séparation des billes. Pour faciliter la récupération des billes sphériques sur un support à pente montante de sa périphérie vers son centre, on forme avantageusement sur la surface 11 une goulotte de collecte des billes. Comme on peut le voir sur la figure 7, ladite goulotte 14a s'étend sensiblement radialement à partir de l'orifice d'évacuation 14. Ainsi, les billes sphériques qui arrivent dans la partie inférieure du support rencontrent cette goulotte 14a, qui les guide plus rapidement vers l'orifice 14. De ce fait, l'accumulation de billes sur la surface 11 est évitée. Les figures 5A et 5B illustrent schématiquement, respectivement en vue de côté et en vue de dessus, un dispositif de tri dans lequel, contrairement aux deux modes de réalisation précédents, le support 1 est concave, c'est-à-dire que la surface 11 présente une pente descendante de la périphérie du support vers son centre. Dans la forme d'exécution illustrée ici, le dispositif d'alimentation est agencé de sorte à déposer les billes à trier dans une région A située au voisinage du centre du 30 support. Le déphasage angulaire du vibreur est choisi de sorte à procurer un écartement de la trajectoire des billes. Par exemple, on choisit un déphasage angulaire de 60°. Dans ce cas, les billes présentant un défaut de sphéricité montent le long de la 35 surface 11 vers la périphérie du support, où elles sont collectées. En revanche, les billes sphériques restent au fond du support et peuvent ainsi être collectées au voisinage du centre du support 1.

Un avantage de ce dispositif est que le temps de trajet des billes sphériques est court. Enfin, les figures 6A et 6B illustrent schématiquement, respectivement en vue de côté et en vue de dessus, un dispositif de tri dans lequel, comme dans le mode de réalisation précédent, le support 1 est concave. Dans cette forme d'exécution, le dispositif d'alimentation est agencé de sorte à déposer les billes à trier dans une région A située dans la partie supérieure du support. Le déphasage angulaire du vibreur est choisi de sorte à procurer un écartement de la trajectoire des billes.

Dans ce cas, les billes non sphériques restent dans la partie supérieure du support et remontent le long de la pente jusqu'à l'orifice d'évacuation situé à la périphérie. En revanche, les billes sphériques roulent jusqu'au fond du support 11, où elles sont collectées. Lors d'essais de validations, ce dispositif s'est montré très efficace en termes de qualité de séparation (le contrôle final n'ayant détecté aucune bille présentant un défaut de sphéricité parmi les billes sphériques recueillies) et de cadence, la séparation étant quasiment instantanée et le temps de trajet des billes étant très court (de moins d'une dizaine de secondes). Il va de soi que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention. Ainsi, si l'exemple décrit plus haut concerne des billes de soudure, le procédé de tri est applicable à d'autres types de billes, quel que soit leur matériau, et pour des diamètres typiquement compris entre 20 et 200 pm. Le cas échéant, l'homme du métier est en mesure d'adapter le matériau et l'état de surface du support conique en fonction du matériau des billes à trier.

Claims (21)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de tri de billes pour séparer des billes présentant un défaut de sphéricité de billes sphériques, comprenant : - le dépôt, sur un support (1) présentant une surface conique (11), des billes à trier, l'axe (11a) dudit cône étant vertical, - l'application audit support (1) de vibrations de sorte à induire une trajectoire des billes non sphériques sur la surface conique (11) vers le haut, tandis que les billes sphériques roulent vers le bas sur ladite surface, - l'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité par un orifice (13) agencé dans la partie supérieure du support, - l'évacuation des billes sphériques par un orifice (14) agencé dans la partie inférieure du support.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt des billes à trier est effectué dans une région de la moitié supérieure de la surface conique (11).
3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite surface conique (11) présente une ligne de plus grande pente (11b) montante de la périphérie du support vers son centre.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les vibrations sont appliquées de sorte à induire un resserrement de la trajectoire des billes présentant un défaut de sphéricité sur la surface du support conique.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les vibrations sont appliquées de sorte à induire une trajectoire circulaire des billes présentant un défaut de sphéricité.
6. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les vibrations sont appliquées de sorte à induire une trajectoire des billes présentant un défaut de sphéricité selon la ligne de plus grande pente de la surface conique (11).
7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite surface conique présente une pente descendante de la périphérie du support vers son centre.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les vibrations sont appliquées de sorte à induire un élargissement de la trajectoire des billes non sphériques sur la surface conique.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les vibrations sont appliquées au moyen d'un vibreur comprenant deux balourds solidaires d'un même axe vertical et en ce que l'on ajuste le déphasage entre lesdits balourds pour imposer aux billes présentant un défaut de sphéricité une trajectoire déterminée.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les billes à trier sont des billes de soudure.
11. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le diamètre moyen des billes à trier est compris entre 20 et 200 pm.
12. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les billes non sphériques sont des billes doubles.
13. 13. Dispositif de tri de billes comprenant des billes sphériques et des billes présentant un défaut de sphéricité, caractérisé en ce qu'il comprend : - un support (1) présentant une surface conique (11), l'axe (11a) dudit cône étant vertical, - un dispositif d'alimentation en billes agencé pour déposer lesdites billes à trier sur la surface conique, - un vibreur solidaire dudit support, ledit vibreur étant adapté pour générer des vibrations dudit support (1) ; ledit dispositif étant en outre caractérisé en ce que ledit support conique présente : - un orifice (13) pour l'évacuation des billes non sphériques, agencé dans la partie supérieure du support, et - un orifice (14) pour l'évacuation des billes sphériques, agencé dans la partie inférieure du support.
14. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le vibreur comprend un balourd supérieur et un balourd inférieur solidaires d'un axe vertical, le balourd inférieur étant déphasé angulairement par rapport au balourd supérieur.
15. 15. Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que ladite surface conique (1) présente une pente (11) montante de la périphérie (10) du support vers son centre (12).
16. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'orifice (13) d'évacuation des billes présentant un défaut de sphéricité est agencé au centre du support conique (1) et en ce que l'orifice (14) d'évacuation des billes sphériques est agencé dans une région périphérique dudit support conique.
17. 17. Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le support conique (1) comprend une goulotte (14a) de récupération des billes sphériques s'étendant vers le centre du support à partir de l'orifice (14) d'évacuation desdites billes.
18. 18. Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que ladite surface conique présente une pente descendante de la périphérie du support vers son centre.
19. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation des billes non sphériques est agencé dans une région périphérique du support et en ce que l'orifice d'évacuation des billes sphériques est agencé au centre dudit support.
20. 20. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation est agencé de sorte à déposer les billes à trier sur la moitié supérieure de la surface conique.
21. 21. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 20, caractérisé en ce que la pente de la surface conique présente un angle compris entre 1 et 20° par rapport à l'horizontale.