Brevet FR2472903A1 — publié le 19810703

Pièce de fixation d'un composant sur un substrat et procédé de fixation La présente invention se rapporte au montage d'un composant sur un substrat. Le composant a une forme parallélépipédique. C'est par exemple un condensateur à diélectrique en céramique. Les surfaces de deux des petites faces opposées du condensateur sont recouvertes de brasure, étamée ou non, formant ses deux bornes. Le substrat a la forme d'une plaquette et est constitué par une matière diélectrique. C'est par exemple une plaquette en céramique, vitrifiée ou non, portant des pistes conductrices auxquelles doit être raccordé le composant. Le procédé de fixation du composant, le plus simple, consiste à souder directement les bornes du composant aux pistes conductrices auxquelles il est raccordé, en formant des congés de soudure. Les coefficients de température des différents matériaux concernés (compo sant, substrat et soudure) n'étant pas identiques, des contraintes apparaissent et des défauts peuvent se produire en cours de soudure et au cours du temps. Un procédé permettant d'éviter cet inconvénient consiste à utiliser un condensateur muni de deux rubans conducteurs rapportés de part et d'autre du condensateur et reliés à ses bornes respecti vement et à raccorder les extrémités des rubans respectivement aux pistes métalliques par soudure. On obtient ainsi une fixation déformable permettant de diminuer les contraintes.Cette fixation présente cependant d'autres inconvénients ~alors que les condensateurs de ce type sont utilisés dans des montages qui doivent être définis dans une plage de fréquence pouvant atteindre ou même dépasser 1 GHz, les connexions entre le condensateur et les pistes métalliques présentent une résistance et une inductance mal définies, - la soudure peut remonter le long du ruban et de la brasure et alors venir rigidifier la connexion et modifier les inductances et capacités parasites, - l'inspection de l'état de la surface inférieure des rubans et du condensateur1 sous lesquels la soudure a pu venir s'insérer, est impossible une fois la soudure effectuée et un éventuel nettoyage du circuit risque de demeurer imparfait. Avec une telle fixation, le contrôle visuel est donc complexe et la reproductibilité des caractéristiques électriques est donc incertaine. Un autre procédé de fixation d'un composant sur un substrat est obtenu par interposition de poutres en I entre les bornes du condensateur (ou composant) et les pistes respectivement. Cette fixation au moyen de poutres en I permet bien de contrôler l'état de propreté du circuit, d'obtenir des caractéristiques électriques mieux définies et plus aisément reproductibles, d'éliminer les contraintes car elle définit un parallélogramme déformable. Cependant, la liaison mécanique réalisée est fragile et peut mettre en cause la liaison électrique obtenue. La présente invention a pour but de réaliser une fixation entre un composant et un substrat par interposition de pièces de fixation entre les bornes du composant et les pistes du substrat évitant les inconvénients ci-avant. La présente invention a donc pour objet une pièce de fixation d'un composant sur un substrat, destinée à assurer la liaison entre une des bornes du composant et une des pistes conductrices du substrat caractérisée en ce qu'elle présente la forme générale d'une agrafe plate en crochet ayant deux jambages de hauteur différente réunis par un arrondi, le plus grand des jambages étant divisé en deux parties, l'une dite partie haute destinée à être soudée à ladite borne du composant et l'autre attenante à l'arrondi destinée à assurer un écartement entre le composant et le substrat,l'arrondi assurant le positionnement de ladite pièce par rapport à l'extrémité de la piste et le petit jambage destiné à être soudé à ladite piste présentant au moins une empreinte en relief vers l'intérieur de l'arrondi destinée à assurer, lors de la soudure du petit jambage sur la piste, le blocage de la pièce sur le substrat. Selon une autre caractéristique ladite pièce de fixation présente un rabat sur son grand jambage, séparant les deux parties définies sur sa hauteur, formant avec le grand jambage une équerre extérieure de positionnement du composant sur la pièce de raccordement. La présente invention a également pour objet un procédé de fixation d'un composant sur un substrat par interposition de deux pièces de fixation définies ci-avant entre deux bornes du composant. et deux pistes du substrat entre lesquelles le composant est à raccorder, caractérisé en ce qu'il consiste à souder les bornes et les parties hautes desdites pièces de fixation respectivement, à effectuer un oontrôle du composant équipé desdites pièces de fixation, à positionner le composant équipé desdites pièces et contrôlé sur le substrat de manière que des cordons de soudure dont sont munis lesdites pistes viennent tangenter l'extérieur des arrondis des pièces de fixation, du côté des petits jambages de ces pièces respectivement, et à provoquer par chauffage la formation de congés de soudure sur la surface extérieure du petit jambage de chacune des pièces de fixation. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation, donnée en regard du dessin ci-annexé. Dans ce dessin - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un composant équipé d'une pièce de fixation selon l'invention, - la figure 2 représente une série de pièces de fixation présentées en bande, - la figure 3 est une vue partielle en coupe d'un composant équipé d'une pièce de fixation, - la figure 4 représente un substrat portant un premier composant et recevant un second composant, - la figure 5 est une coupe illustrant le raccordement de la pièce de fixation sur une piste d'un substrat. Dans toutes ces figures, les divers éléments sont représentés à échelle très agrandie, l'échelle choisie étant différente d'une figure à une autre selon les particularités mises en évidence. Dans la figure 1, on a représenté un composant 1, par exemple un condensateur, portant une pièce de fixation 2 destinée à assurer la fixation du composant sur un substrat. La pièce de fixation 2 est montée sur L'une des petites faces latérales du composant, portant une brasure argent-palladium formant une borne 3 du composant. Cette brasure est recouverte par une couche d'alliage étain-plomb, à point de fusion voisin de 3000C. L'autre petite face latérale du composant, non illustrée, lui est identique et forme la deuxième borne du composant, elle porte également une pièce de fixation identique à la pièce 2. La pièce de fixation 2 est en cuivre "étamé fin" elle a la forme générale d'une agrafe plate en crochet présentant deux jambages 21 et 22 de hauteur différente réunis par un arrondi 23. Le plus grand dé ces jambages, ici le jambage 21, présente une découpe 24 axiale ouverte sur son bord à l'opposé de l'arrondi 23 et un rabat 25 formant avec le jambage 21, sur ltextérieur de la pièce de fixation, une équerre. Ce rabat 25 est ici constitué par tout ou partie de la portion du jambage, à l'emplacement de la découpe 24, cette portion étant repliée à angle droit vers l'extérieur de la pièce 2. Le rabat est sensiblement à mi-hauteur du jambage 21. Le petit jambage 22 porte, à proximité de son bord opposé à l'arrondi 23, deux empreintes 26 et 27, issues d'emboutissage, en relief vers l'intérieur de l'arrondi. Ces deux empreintes sont ici ouvertes sur le bord opposé à l'arrondi 23 et sont de part et d'autre d'une portion médiane de ce jambage. Dans la pièce de fixation 2, la hauteur du grand jambage 21 est prévue d'une part pour permettre sa fixation sur le composant et d'autre part pour permettre le maintien d'un écartement entre le composant et le substrat, ainsi qu'il sera vu ci-après. Le rabat 25 divise le jambage 21 en deux parties : la partie haute est fixée au composant qui vient en appui sur le rabat, la partie basse définit l'écartement composant-substrat La fixation de la pièce de raccordement 2 sur le composant 1 s'effectue, après positionnement du composant sur le rabat 25, en appuyant la partie haute du jambage 21 et la brasure 3 l'une contre l'autre et en leur appliquant une température, de l'ordre de 3500C, suffisante pour assurer la fusion de l'alliage étain-plomb qui recouvre les deux parties à souder. Le composant muni de deux pièces 2, respectivement sur ses deux bornes, est ensuite contrôlé, ceci avant mise en place sur le substrat, un contrôle effectué à ce stade, c'est-à-dire avant mise en place du composant sur le substrat, étant particulièrement avantageux sur le plan pratique. En regard de la figure 2, dans laquelle sont illustrées trois pièces de fixation 2, on voit que les pièces de fixation sont réalisées à partir d'une bande 4 et présentées sous bande. Cette bande 4 étamée, initialement rectangulaire, est découpée le long d'un de ses grands bords pour définir sur ce bord des portions en retrait 40 entre les pièces de fixation qui vont être formées. Les parties non découpées de ce grand bord sont mises en forme pliées et découpées convenablement pour constituer les pièces de fixation réalisées à partir de la même bande initiale et demeurant solidaires de cette bande. Des perçages 41, au droit des portions en retrait 40 sur le grand bord considéré de la bande initiale, sont formés dans la bande 4.Ces perçages 41 ici circulaires permettent un entraînement de la bande et le positionnement des pièces de fixation 2 pour la formation des empreintes 26 et 27 par emboutissage. De plus, pour chaque pièce 2, la partie de la bande désolidarisée du grand jambage 21 pour former le rabat 25 porte une prédécoupe 28, schématisée par des pointillés, à faible distance du grand jambage 21. Cette prédécoupe 28 permet une désolidarisation aisée de chaque pièce de fixation 2 de la bande 4. Le montage de ces pièces de fixation sur des composants peut être fait alors que les pièces 2 demeurent solidaires de la bande 4 ce qui facilite leur manipulation ou alors que ces pièces sont désolidarisées de la bande. Dans la figure 3, on a illustré une pièce de fixation 2 encore solidaire de la bande 4 montée sur le composant 1. On y voit le composant 1 en appui sur le rabat 25 et sur son prolongement au-delà de la prédécoupe 28. Le maintien de la pièce 2 sur le composant est assuré au niveau de la brasure 3 et de la partie haute du jambage 21 qui sont soudées. On y a également indiqué la distance d entre le rabat 25 et l'arrondi 23 de la pièce 2, c'est cette distance d qui fixera l'écartement entre le composant et le substrat sur lequel il doit être monté. La pièce 2 étant fixée sur le composant 1, elle est alors désolidarisée de la bande 4 par simple rabattement de la bande 4, selon la flèche f. Dans la figure 4, on a illustré un substrat 5, ou plaquette de circuit, recevant deux composants. Ces deux composants sont référencés 10 et 11 respectivement, ils sont chacun équipé de deux pièces de fixation 2 constituant pour chacun d'eux un dispositif de fixation sur le substrat 5. Le composant 10 est considéré ici raccordé à deux pistes conductrices 50 et 51 du substrat, le composant 11 est simplement prêt à être raccordé à deux autres pistes conductrices 52 et 53 du substrat. On voit, en regard de cette figure 4 que l'on a donné à chaque pièce de fixation 2 une longueur L légèrement supérieure à la largeur l de la partie terminale de la piste sur laquelle elle est à raccorder, ceci facilitant un bon positionnement de la pièce de fixation sur la piste, et permettant d'éviter que la soudure après fusion ne parvienne du côté du jambage 21 de ladite pièce de fixation. Les pistes conductrices 52 et 53 entre lesquelles doit être raccordé le composant 11 sont munies de cordons de soudure en alliage étain-plomb 54 à bas point de fusion, la distance D entre ces pistes est telle que la surface des cordons de soudure vient tangenter l'extérieur des arrondis des deux pièces de fixation 2 montées sur le composant 11. On obtient ainsi un autocentrage latéral du composant. L'application d'un chauffage, localisé ou non, à une température de l'ordre de 2300C fait fondre les cordons de soudure étain-plomb à bas point de fusion déposés sur les pistes et provoque la formation d'un congé sur la partie extérieure de l'arrondi et du petit jambage de chacune des deux pièces de fixation 2. Ces congés apparaissent pour le composant 10 considéré monté sur le substrat et sont référencés par 55. On a également fait apparaitre, en regard du composant 10, l'écartement d obtenu entre le composant et le substrat une fois la liaison effectuée. Le raccordement des pièces de fixation 2 sur les pistes métalliques, par exemple, de la pièce 2 sur la piste 51, apparait plus nettement dans la vue en coupe donnée dans la figure 5 et faite au niveau de l'une des empreintes, ici l'empreinte 26 du petit jambage 22. On y voit le congé 55 formé par la soudure qui vient "mouiller" la partie extérieure de l'arrondi 23 et du petit jambage 22 et pénétrer dans l'empreinte 26 en assurant alors un blocage de la pièce de fixation sur le substrat. La surface extérieure de la pièce 2, côté composant, demeure indemne de toute trace de soudure. Au moyen de deux pièces de fixation 2 on réalise donc un dispositif de fixation déformable du composant sur le substrat, évitant ainsi les contraintes mécaniques et les défauts qui peuvent en résulter. La liaison obtenue ne met pas en cause la fiabilité intrinsèque du composant, une fois le composant équipé de ses deux pièces de fixation et ayant été contrôlé, aucun nouveau choc thermique est appliqué sur le composant. De plus cette liaison permet d'obtenir une reproduction fidèle des paramètres électriques, ceci du fait d'un positionnement rigoureux réalisé par l'autocentrage des arrondis entre les cordons de soudure. Les soudures réalisées sont faciles à contrôler, un simple examen visuel permet d'apprécier la qualité de la soudure réalisée par observation de la vitesse de formation du congé et de l'aspect du congé réalisé. Le maintien mécanique du composant sur le substrat, assuré par la soudure des deux faces concernées du composant respectivement sur les pièces de fixation et par les congés de soudure avec blocage dans les empreintes, est de bonne qualité et permet de conserver les qualités de la liaison électrique réalisée par la soudure. REVENDICATIONS 1/ Pièce de-fixation d'un composant sur un substrat, destinée à assurer la liaison entre une des bornes du composant et une des pistes conduc trices du substrat, caractérisée en ce qu'elle présente la forme générale d'une agrafe plate en crochet ayant deux jambages de hauteur différente réunis par un arrondi, le plus grand des jambages étant divisé en deux parties, l'une dite partie haute destinée à être soudée à ladite borne du composant et l'autre attenante à l'arrondi destinée à assurer un écartement entre le composant et le substrat, l'arrondi assurant le positionnement de ladite pièce par rapport à l'extrémité de la piste et le petit jambage destiné à être soudé à ladite piste présentant au moins une empreinte en relief vers l'intérieur de l'arrondi destinée à assurer lors de la soudure du petit jambage sur la piste le blocage de la pièce sur le substrat. 2/ Pièce de fixation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un rabat solidaire du grand jambage et séparant les deux parties qui y sont définies selon sa hauteur, formant avec le grand jambage une équerre vers l'extérieur de la pièce pour le positionnement du composant. 3/ Pièce de fixation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle présente une découpe dans la partie haute du grand jambage, au droit du rabat. 4/ Procédé de fixation d'un composant sur un substrat par interposition de deux pièces de fixation selon l'une des revendications 1 à 3 entre deux bornes du composant et deux pistes du substrat entre lesquelles le composant est à raccorder, caractérisé en ce qu'il consiste à souder les bornes et les parties hautes desdites pièces de fixation respectivement, à effectuer un contrôle du composant équipé desdites pièces de fixation, à positionner le composant équipé desdites pièces et contrôlé sur le substrat de manière que des cordons de soudure dont sont munis lesdites pistes viennent tangenter l'extérieur des arrondis des pièces de fixation, du côté des petits jambages de ces pièces respectivement, et à provoquer par chauffage la formation de congés de soudure sur la surface extérieure du petit jambage de chacune des pièces de fixation. 5/ Procédé de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bornes du composant et au moins la partie haute du grand jambage de chaque pièce de fixation étant étamées, la soudure de la partie haute des pièces de fixation sur les bornes du composant s'effectue en appuyant l'une contre l'autre la borne et la partie haute de la pièce concernée et en provoquant par chauffage la fusion de l'alliage étain-plomb qui les recouvre. 6/ Procédé de fixation selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il consiste initialement à préparer le substrat en donnant à chacune des pistes entre lesquelles doit être raccordé le composant une largeur légèrement inférieure à la longueur de l'arrondi de chacune des pièces de fixation.