Brevet FR2326830A1 — publié le 19770429

La présente invention concerne un procédé de montage des composants électroniques sur des circuits imprimés, ainsi que le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre de certaines étapes dudit procédé. Il convient tout d'abord de rappeler que les composants électroniques comportent des fils qui traversent les circuits imprimés, et qui sont ensuite soudés auxdits circuits, et il n1 est pas rare qu'un circuit comprenne des centaines de composants, voire même davantage. L'opérateur qui monte ces composants se trouve donc en face d'une grande quantité de circuits à monter, chaque circuit comprenant une diversité de composants. Deux procédés classiques sont utilisés à ce jour. Dans un premier procédé, l'opérateur équipe un circuit de tous ses composants; il y aura alors une perte de temps en raison de la succession d'opérations différentes. Dans un second procédé, l'opérateur équipe tous les circuits d'un même composant, puis passe au composant suivant et ainsi de suite; dans ce cas, il y aura également perte de temps, car le travail répétitif étant fastidieux, l'attention de l'opérateur va peu à peu diminuer. Afin de mettre en oeuvre ces procédés, il existe deux types d'outils. Tout d'abord, il faut signaler le dispositif coupant tous les fils des composants. Comme cette coupe ne s'accompagne pas du pliage des brins dé fils restants, le circuit, lorsqu'il est retiré de l'outil de coupe, doit être manipulé avec beaucoup de précautions, puisque les divers composants sont libres de ressortir du circuit. Un autre type d'outil consiste en un dispositif assurant la coupe des fils, et plaquant les brins restants contre le circuit imprimé; dans ce cas, le risque de chute n'existe pas comme précédemment, mais 11 opérateur devra placer tous les composants d'un circuit avant de retirer le circuit de 11 outil, et fera donc appel au premier procédé précité. En raison du nombre important des composants de chaque circuit, il est aisément concevable qu'il y ait risque d'erreurs et qu'il ne soit pas possible d'envisager la mise en place des composants en série par décomposition en opérations de courte durée. Le procédé faisant l'objet de la présente invention, ainsi que le dispositif de mise en oeuvre pallient ces divers inconvénients et présentent en outre divers avantages étudiés plus avant dans la description. De fanon plus précise, le procédé de montage de composants électroniques sur un circuit imprimé est notamment remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) - mise en place sur l'outil de coupe d'un circuit éventuellement déjà muni de certains composants, puis introduction d'un ou de plusieurs composants dans ledit circuit. b) - coupe des fils des composants à une certaine distance en dessous de la paroi inférieure du circuit. c) - pliage des brins de fils restants, de façon à ce que lesdits brins présentent un certain angle c d) - retrait du circuit ainsi doté de ce ou ces nouveaux composants. Préférentiellement, la valeur de cet angle etse trouve situé dans la fourchette de 300 à 450 Un autre objet de l'invention est un outil de coupe, notamment utile lors du montage de composants électroniques sur un circuit imprimé, lesdits composants étant munis de fils traversant ledit circuit, notamment remarquable en ce qu'il se compose essentiellement d'une plaque inférieure fixe par rapport audit circuit, et d'une plaque supérieure, mobile par rapport audit circuit, lesdites plaques supérieure et inférieure étant munies d'autant de trous qu'il y a de fils de composants dans le circuit, lesdits fils passant par lesdits trous. D'autres avantages et caractéristiques du procédé et du dispositif ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif parmi lesquelles - les figures 1 à 4 représentent schématiquement les étapes successives du procédé selon l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité. - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. La figure 1 représente la premiere étape du procédé à savoir l'intro diction du composant 1 muni de son fil 2 dans le circuit imprimé 3 qui a été préalablement posé sur l'outil de coupe référencé 4 et 5, et qui sera décrit par la suite. Grâce à un mouvement, ici de translation T1 de l'outil de coupe, le fil 2 est coupé (fig. 2), et le brin 2' est alors évacué par un trou pratiqué dans l'outil de coupe. En poursuivant le mouvement précédent, et donc dans le cas présent en effectuant une translation T2 (fig. 3), on aboutit à la troisième étape du procédé qui est le pliage du brin de fil 2 restant. Ce pliage est conçu de telle sorte que le brin fasse avec le plan du circuit imprimé 3 un angle ot Avantageusement, on choisit pour La figure 4 fait apparaître la quatrième phase du procédé, où, après que le fil 2 a été coupé et plié, le circuit 3 est retiré; l'outil de coupe est ramené à sa position initiale en lui faisant faire un mouvement T dont 3 l'amplitude est-la somme des amplitudes des mouvements T1 et T2. Selon une variante préférentielle du procédé, et de façon à pallier les inconvénients précités des procédés classiques, on effectuera un montage des composants par séquences. Il est en effet possible grâce au pliage partiel des fils des composants de retirer le circuit de l'outil de coupe, et de le reprendre par la suite pour incorporer de nouveaux composants. Un avantage inhérent à ce procédé consiste en un gain de temps, puisque l'opérateur ne fait que répéter un nombre restreint d'opérations simples, ce qui lui permet d'atteindre un coefficient mémoriel minimal et d'échapper aux deux inconvénients des procédés classiques, à savoir : monotonie du procédé où les composants sont placés un par un, et risque d'erreur lorsque tous les composants sont placés en une seule opération. 11 convient de rappeler à ce niveau que cette succession d'opérations restreintes est rendue possible par le fait que le circuit peut être retiré de l'outil de coupe, sans risque de chute des composants, grâce au pliage partiel des brins de fil des composants. L'outil de coupe susmentionné va maintenant être décrit plus en détail, référence étant faite à la figure 5 qui représente une vue en coupe dudit outil. On reconnaît dans cette figure 5 le composant I muni de son fil 2, placé dans le circuit 3. Ainsi que cela a déjà été mentionné, l'outil de coupe selon l'invention est essentiellement constitué de deux parties 4 et 5. La plaque 5 est ici représentée munie d'un trou 10 par où passe le fil 2 du composant 1 introduit dans le circuit 3; il est bien évident que la plaque 5 sera munie d'autant de trous 10 qu'il y a de fils 2; cette plaque 5 est également dénommée plaque inférieure, par opposition à la plaque 4 qui sera dénommée plaque supérieure. La plaque supérieure 4 comporte également un certain nombre de trous, parmi lesquels, en regard des trous 10 de la plaque inférieure 5, des dégagements oblongs 7 et 7'. Le dégagement 7 est pratiqué selon toute la hauteur de la plaque supérieure 4, alors que le dégagement 7', situé à l'opposé de 7 par rapport au trou 10, n'est pratiqué que sur une certaine épaisseur de la plaque 4, de façon à laisser subsister une partie 6 qui va constituer l'élément de coupe proprement dit. En outre, cette plaque supérieure 4 est mobile par rap port au circuit 3, alors que la plaque inférieure 5 est fixe; des moyens sont prévus pour maintenir fixe ladite plaque 5, consistant par exemple en des colonnes 9 rendues solidaires de la plaque 5 par tout moyen connu, tel qu'emmanchement. De plus, ces colonnes traversent la plaque 4 par l'intermédiaire de fenêtres 12, et le circuit 3 par des orifices 11, ces derniers ayant sensiblement les dimensions des colonnes, et notamment leur diamètre si les colonnes sont cylindriques, de façon à empêcher tout mouvement du circuit 3 par rapport à la plaque inférieure 5. Ces orifices 11 dont est muni le circuit 3, sont disposés en des endroits de ce dernier qui ne gênent en rien l'implantation des composants 1. Comme cela a été mentionné plus haut, la plaque supérieure 4 est munie de fenêtres 12 pour permettre le passage des colonnes 9. Les dimensions de ces trous et leur profil sont conçus de telle sorte qu'ils déterminent le type de mouvement imposé à la plaque 4, translation et/ou rotation, ainsi que l'amplitude de ce mouvement, les colonnes 9 formant office de butée. Dans le cas illustré ici, le mouvement utilisé est un mouvement de translation; c'est pourquoi, comme représenté à la figure 6, ces fenêtres 12 ont une section oblongue, de largeur sensiblement égale au diamètre des colonnes 9. On remarquera également dans cette figure 6 la section des dégagements 7 et 7', avec la position de l'élément de coupe 6 par rapport au trou 10 et au fil 2. Il est bien évident que ce mouvement de translation peut être remplacé en tout ou partie par un mouvement de rotation, les dégagements ayant alors au moins partiellement un profil en arc de cercle. Toutefois la technologie résultant du mouvement de translation est préférable en raison de sa simplicité. Des moyens annexes sont également prévus pour maintenir en contact les plaques 4 et 5 qui ont tendance à s'écarter l'une de l'autre durant l'opé- ration de cisaillement du fil 2. Ces moyens peuvent notamment consister en des glissières latérales, non représentées ici, qui maintiennent en contact les plaques 4 et 5 sans pour autant gêner le mouvement de translation. A titre indicatif, l'outil suivant a été réalisé, les valeurs ciaprès mentionnées, qui aboutissent à de bons résultats n'étant toutefois données qu'à titre d'exemple - épaisseur de la plaque 4 : 1 à 1,5 mm - épaisseur de la plaque 5 : 2 à 4 mm - diamètre des trous 10 : 1,2 à 1,5 fois le diamètre des fils 2 - largeur des dégagements 7 et 7' : égale au diamètre des trous 10. Les plaques 4 et 5 subissent préférentiellement un traitement thermique approprié, permettant une coupe franche des fils 2, un bon pliage, et une grande longévité de l'outil. Par application des phases a), b), c), d), du procédé selon l'invention, l'outil est utilisé comme suit. La plaque supérieure 4 est placée vis-à-vis de la plaque inférieure 5 comme indiqué à la figure 1, après quoi, le circuit 3 est placé sur la plaque 4; si ce circuit est déjà muni de composants 1, avec des fils 2 repliés, la portion repliée desdits fils se loge dans un dégagement 7 prévu à cet effet, la plaque 4 étant ouvragée soit en fonction d'un circuit déterminé, soit en totalité suivant l'implantation normalisée des trous de circuits imprimés (grille au pas de 2,54 mm) Un mouvement de translation T1 (fig. 2) permet le cisaillement du fil 2, grâce à la partie 6 de la plaque 4 qui forme poinçon et prend appui sur la partie 8 de la plaque 5 qui joue alors le rôle d'enclume.Une nouvelle translation T2 est appliquée à la plaque 4, assurant ainsi le pliage selon un an 2 gle S du fil 2 (fig. 3), ledit angle ayant une valeur de 30 à 450. Une translation inverse T3 (fig. 4) ramène la plaque 4 dans sa position initiale, et le circuit peut alors être retiré, en vue d'un stockage, d'une adjonction ultérieure de composants, ou du soudage des fils. Pour assurer la translation de la plaque 4, un effort d'action est appliqué à un bout de celle-ci, alors qu'un effort de réaction est appliqué au bout opposé de la plaque 5. Ces efforts peuvent avantageusement être transmis par un dispositif du genre étau, dont la commande peut être manuelle ou de toute autre nature, par exemple au moyen de verins, pneumatiques ou hydrauliques, ou d'autres organes électriques. Le dispositif ci-dessus décrit comprend divers avantages parmi lesquels - coupe des fils et pliage permettant la manipulation des circuits sans risque de chute des composants, la longueur des brins restants (hauteur de la plaque 4) et l'angle É étant compatibles avec les procédés de soudage automatique. -possibilité, grâce aux dégagements 7, de placer sur l'outil un circuit partiellement équipé de composants. Ces avantages alliés à ceux inhérents au procédé selon l'invention constituent un progrès considérable dans le domaine du câblage, puisqu'il est notamment possible de décomposer ce dernier en opérations répétitives de courtes durées, d'où un gain de temps pour les raisons citées plus haut. REVENDICATIONS 1) Procédé de montage des composants électroniques sur un circuit imprimé, où lesdits composants sont munis de fils traversant ledit circuit, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) - mise en place sur l'outil de coupe d'un circuit, éventuellement déjà muni de certains composants, puis introduction d'un ou de plusieurs composants dans ledit circuit. b) - coupe des fils des composants à une certaine distance en dessous de la paroi inférieure du circuit. c) - pliage des brins de fils restants, de façon à ce que lesdits brins présentent un certain angle Z avec ladite paroi inférieu re du circuit d) - retrait du circuit ainsi doté de ce ou ces nouveaux composants. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit angle *' est compris entre 30 et 450. 3) Outil de coupe, notamment utile lors du montage de composants électroniques sur un circuit imprimé, lesdits composants étant munis de fils traversant ledit circuit, caractérisé en ce qu'il se compose essentiellement d'une plaque inférieure, fixe par rapport audit circuit et d'une plaque supérieure, mobile en translation et/ou en rotation par rapport audit circuit, lesdites plaques supérieure et inférieure étant munies ou bien d'autant de trous qu'il y a de fils de composants dans le circuit ou bien d'une pluralité de trous disposés suivant l'implantation normalisée des trous de circuits imprimés, lesdits fils passant par lesdits trous. 4) Outil de coupe selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite plaque inférieure est maintenue fixe par rapport audit circuit, par l'intermédiaire de colonnes, rendues solidaires de ladite plaque inférieure notamment par emmanchement, lesdites colonnes traversant d'une part la plaque supérieure grâce à des fenêtres pratiquées dans celle-ci et d'autre part le circuit grâce à des orifices convenablement disposés. 5) Outil de coupe selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il est muni en outre de butées limitant l'amplitude du mouvement de translation et/ou de rotation de la plaque supérieure par rapport au circuit. 6) Outil de coupe selon la revendication 5 caractérisé en ce que lesdites butées sont constituées par les colonnes de la revendication 4 qui coopèrent avec les parois extrêmes desdites fenêtres. 7) Outil de coupe selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractériséen ce que la plaque supérieure est munie, au niveau des trous per mettant le passage des fils des composants, de deux dégagements oblongs, un premier disposé sur toute la hauteur de ladite plaque supérieure et destiné à recevoir le brin de fil coupé et plié, et un deuxième disposé sur une partie de ladite hauteur, la partie restante constituant l'élément de coupe proprement dit. 8) Outil de coupe selon les revendications 6 et 7, earaetérisé en ce que les dimensions des fenêtres et de l'élément de coupe sont telles que le mouvement de translation et/ou de rotation nécessaire à la coupe des fils peut se poursuivre selon une certaine amplitude, assurant ainsi le pliage des fils coupés selon un angle par rapport à la paroi inférieure du circuit. 9) Outil de coupe selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites dimensions sont telles que l'angle obtenu se situe entre 30 et 450. 10) Outil de coupe selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que lesdites plaques supérieure et inférieure sont munies de moyens les obligeant à rester en contact, sans gêner pour autant le mouvement de translation et/ou de rotation. 11) Outil de coupe selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens consistent en des glissières disposées latéralement.