Brevet FR2475842A1 — publié le 19810814

Disposi G' if desoudagedecontacts de composants sur une carte de circuits orimés. L 7 invention concerne le soudage de composants sur un support, les composants présentant des points de soudage alignés, et s'applique en particulier au soudage de connecteurs sur une carte de circuits imprimés. Le soudage de composants sur un support peut être réalisé au fer à souder, opération longue et conteuse puisque chaque contact doit être soudé isolement, que ltopération soit manuelle ou automatique. On cannait également des dispositifs de soudage par refus ion à l'infrarouge ou encore par chauffage haute fréquence d'une panne ces dispositifs nécessitent un apport de soudure. Dans le cas de la refusion à l'infrarouge la soudure est effectuée point à point, opération longue et coûteuse ; dans le cas de la soudure par une panne, il est nécessaire de disposer d'une source de courant importante. Dans les deux cas les réglages des paramètres, distance et température notamment, sont difficiles à maitriser. On connaît aussi des dispositifs de soudage par air chaud en balayage, ce qui nécessite un jet d'air mobile donnant une soudure point par point. L'invention a pour but de souder tous les points alignés des composants d'un côté d'une carte de circuits imprimés. Un autre but de l'invention est de souder les points alignés des composants de chaqué côté d'une carte de circuits imprimés par retournement de celle-ci sans intervention d'un opérateur. L'invention a pour objet un dispositif de soudage comprenant un ensemble générateur d'air chaud, au moins un collecteur, un système de buse interchangeable, un support horizontal de carte de circuits imprimés, des moyens de déplacements horizontaux et verticaux du support et des moyens de rotation du support de carte pour effectuer le retournement du support de carte, afin de souder simultanément les composants sur une face de la carte de circuits imprimés, et d'effectuer les soudures sur l'une puis l'autre face de la carte de circuits imprimés. Le dispositif de soudage de l'invention permet l'obtention d'un meilleur dépôt des soudures, la soudure des contacts étant effectuée lorsque la carte de circuits imprimés est en position horizontale il permet également d'accroître la rapidité d'exécution, le flux d'air chaud balayant tout un côté de la carte, donc l'ensemble des contacts à souder ; enfin les composants situés au voisinage des composants à souder sont protégés thermiquement par un écran. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation illustré par les figures annexées dans lesquelles - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de soudage de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique du dispositif de soudage de la figure 1, - la figure 3 représente le détail d'un système de buses de la figure 2, - la figure 4 est une vue schématique de face, avec arrachements partiels, du dispositif de soudage de la figure 1, - la figure 5 est une vue du conduit d'évacuation d'air chaud, - la figure 6 une variante du support de carte de circuits imprimés de la figure 1, - la figure 7 est une vue en perspective d'un système de buses et de deux cartes de circuits imprimés munies de connecteurs. La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de soudage de l'invention ; dans cette figure, 1 est un ensemble générateur d'air chaud protégé par un capot C, 2 un boiter de commande pneumatique et électrique, 3 un support horizontal de carte de circuits imprimés, 4 une carte de circuits imprimés, 5 un interrupteur marchearrêt, 6 un bouton de commande, 7, 8 et 9 des témoins lumineux pour des déplacements verticaux, horizontaux, et de rotation du support de carte 3, ces déplacements étant indiqués par les flèches référencées H, V et R, la rotation du support de carte 3 ayant lieu autour d'un axe 10 ; le support de carte comporte une traverse 53 et deux bras 52, 57 coulissant sur ladite traverse ; un flasque avant 11, amovible, derrière lequel se trouvent des buses, non représentées, alimentées par l'ensemble générateur d'air chaud 1, comporte une ouverture 12 afin de permettre les déplacements horizontaux et verticaux du support de carte ; le dispositif comporte deux parois latérales L ayant chacune une ouverture 39 en regard desquelles vient un conduit d'évacuation 40 de l'air chaud lorsque le dispositif de soudage est au repos. Le dispositif de soudage étant à l'arrêt, le support de carte 3 est entièrement situé en avant du flasque avant 11.Après mise en place, sur le support de carte 3, de la carte de circuits imprimés 4, munie de connecteurs, l'opérateur met l'interrupteur marche arrêt 5 en position marche, ce qui a pour effet de mettre en service l'ensemble générateur d'air chaud, et presse momentanément sur le bouton de commande 6, ce qui déclenche le cycle d'opérations automatiques suivantes - déplacement horizontal du support de carte vers le flasque avant 11 afin de positionner les contacts du ou des connecteur (s) à la verticale des buses - déplacement vertical du support de carte pour positionner les contacts sous les buses, à une distance faible, prédéterminée, - exposition des contacts à souder au flux d'air chaud pendant un temps déterminé, - déplacement vertical du support de carte pour l'éloigner des buses, - déplacement horizontal vers l'avant du flasque avant 11, jusqu'à ce que le support de carte 3 soit entièrement situé en avant du flasque avant, ce qui amène le conduit d'évacuation 40 en face des ouvertures 39 des parois latérales L, - rotation d'un demi tour du support de carte afin de souder les contacts du connecteur situés de l'autre côté de la carte de circuits imprimés 4, - déplacement horizontal pour positionner les contacts à la verticale des buses, - déplacement vertical pour positionner les contacts sous les buses, - exposition des contacts à souder au flux d'air chaud pendant un temps déterminé, - déplacement vertical pour éloigner les contacts des buses, - déplacement horizontal jusqu'à ce que le support de carte soit entièrement en avant du flasque avant 11, ce qui amène le conduit d'évacuation 40 en face des ouvertures 39 des parois latérales L. La carte de circuits imprimés 4 est alors remplacée par une autre carte munie de connecteurs et le cycle ci-dessus se répète dès que l'opérateur presse le bouton de commande 6. La figure 2 est une vue schématique du dispositif de soudage de la figure 1, à l'arrêt, sans parois latérales. Un pied support 14 est fixé sur une plaque de base 13 ; une tige support 15 est fixée sur le pied support 14 ; il y a également un autre pied support, sur lequel est fixée une tige support, de l'autre côté de la plaque de base, et non visible sur la figure. Une plaque support 16 est fixée à une extrémité de chacune des tiges support 15. Deux collecteurs de Leister 17, situés l'un derrière l'autre sur la figure, sont fixés sur la plaque support 16 ; au-dessus de chaque collecteur de Leister est fixé un générateur d'air chaud 18. Un support fixe 19, fixé sur la plaque de base 13, supporte un vérin V1 qui commande le déplacement vertical d'un premier support mobile 20, déplacement qui est guidépar une glissière 21 du support fixe 19. Le premier support mobile 20 comporte une glissière 22 qui sert à guider le déplacement horizontal d'un second support mobile 23, dont le déplacement est commandé par un vérin V2 également fixé sur le premier support mobile 20. Un palier 24, fixé sur le second support mobile 23, supporte un vérin rotatif VR et le support de carte de circuits imprimés 3, relié par un arbre 25 au vérin rotatif VR qui commande la rotation du support de carte 3. Un système de buses 26 est fixé sur la plaque support 16, en dessous de celle-ci, et un déflecteur 42 est fixé sur le système de buses. Un flasque supérieur 27 porte les témoins lumineux 7, 8, 9, figure 1. Un flasque intérieur 28-situé devant et au dessus des collecteurs de Leister protège le flasque extérieur 27 du flux d'air chaud qui est canalisé vers l'arrière du dispositif de soudage, et est expulsé à l'extérieur à travers un passage 33 et/ou un ventilateur 31, fixé sur un flasque arrière 32. Le dispositif de soudage étant à l'arrêt, le conduit- d'évacua- tion 40 est situé sous le système de buses 26 ; ce conduit d'évacuation est également représenté figures 4 et 5. La figure 3 représente le système de buse de la figure 2, en coupe partielle. Le collecteur de Leister 17 est fixé sur la plaque support 16 par l'intermédiaire d'une semelle 34. Le système de buse 26, qui est amovible et interchangeable, est fixé par l'intermédiaire d'une plaque porte buse 55 à un support de buse 56 solidaire de la plaque suppo.--t 16, et comporte une plaque arrière 35, des flancs 36, et une plaque avant 37 dont une partie 38 est emboutie et dirigée vers la plaque arrière, un déflecteur 42, de longueur au moins égale à celle d'ur connecteur est fixé par deux pattes, dont une seule 41 est visible, au système de buses 26, et fait donc partie du système de buscs interchangeable. Un connecteur 47 est enfiché sur la carte de circuits imprimés 4 8 et 49 sont deux contacts du connecteur à souder sur la carte de circuits imprimés, de chaque côté de celle-ci ; 50 et 51 sont deux broches du connecteur correspondant respectivement aux contacts 48 et 49 du connecteur ; 52 est un bras du support de carte fixé sur une traverse 53 faisant partie du support "de carte ; 54 est la tête de l'arbre 25, figure 2, qui assure la rotation du support de carte. Le support de carte est représenté en position de soudage, et dans cette position le déflecteur 42, situé en avant du système de buse, repose sur la carte de circuit imprimés 4, très près du contact 48, afin de protéger de l'air chaud sortant du système de buse les composants qui équipent la carte de circuits imprimés. Le déflecteur 42 est constitué de deux plaques 42a et 42b assemblées entre elles et qui sont séparées à la partie inférieure du déflecteur et viennent au contact de la carte de circuits imprimés 4 lorsque celle-ci est en position de soudage. Le flasque intérieur 28 comporte une partie rabattue 29, à sa partie inférieure, afin de canaliser l'air chaud qui a servi au soudage ; la plus grande partie de l'air chaud remonte le long du déflecteur 42 puis de la partie rabattue 29 pour être expulsé vers l'extérieur, comme indiqué par les flèches 44 ; une très faible partie de l'air chaud passe entre l'extrémité inférieure du système de buses pour être ensuite expulsé vers l'extérieur, comme indiqué par les flèches 45. - La figure 4 est une vue schématique de face, avec arrachements partiels, du dispositif de soudage de la figure 1, sans le flasque avant 11, et sans le support de carte de circuits imprimés 3. Les mêmes repères ont bien entendu même signification que dans les figures précédentes. Dans cette figure le système de buses 26 est constitué de deux buses 65, 66, munies chacune d'un déflecteur 42. Le conduit d'évacuation 40 comporte une partie droite 40a et une partie gauche 40b qui canalisent l'air chaud sortant des buses vers l'extérieur, à travers les ouvertures 39 des parois latérales L, lorsque le dispositif de soudage est au repos, c'est-à-dire lorsque l'interrupteur 5 est en position marche, mais que l'opérateur n'a pas appuyé sur le bouton de commande 6. Le conduit d'évacuation 40 est fixé par un support 30 sur le palier 24. - La figure 5 représente le conduit d'évacuation 40, vu de l'arrière du dispositif de soudage. Le conduit d'évacuation 40 comporte une partie centrale 40c, sous les buses 65 et 66, ouverte à sa partie supérieure, pour admission de l'air chaud sortant des buses ; les parties droite 40a et gauche 40b sont fermées sur toute leur longueur la partie centrale 40c est fixé au support 30 lui même fixé sur le palier 24. Sur cette figure on voit que les parties droite et gauche du conduit d'évacuation sont rabattues vers l'arrière du dispositif de soudage, à cause des tiges support 15 situées dans le plan du système de buses et de la partie centrale 40c. Comme indiqué figure 4, ces parties droite et gauche sont également inclinées vers le bas pour faciliter l'évacuation de l'air soufflé par les buses. La figure 6 représente une variante du support horizontal de carte de circuits imprimés de la figure 1. Dans la figure 1 le support horizontal de carte représenté est prévu pour une carte de circuits imprimés ; dans la figure 6, le support horizontal de cartes de circuits imprimés 58 permet le montage de deux cartes de circuits imprimés 61, 62, et comporte, comme dans la figure 1, une traverse 53 et deux bras 52 et 57, tous éléments identiques à ceux de la figure 1 ; il comporte en outre deux autres bras 59, 60, identiques respectivement aux bras 52 et 57 et coulissant également comme les bras 52 et 57 sur la traverse. Chaque bras est fixé sur la traverse 53 à l'aide d'un boulon tel que 63, qui traverse une lumière 64 pratiquée dans la traverse 53, et d'un écrou 46 visible sur la figure 5 ; l'écartement entre les bras est donc réglable. Chaque bras comporte une rainure 78 qui permet l'introduction d'une carte de circuits imprimés et son maintien en place notamment lors de la rotation du support de carte. La figure 7 est une vue en perspective, d'un système de buses constitué de deux buses 65 et 66, et de deux cartes de circuits imprimés 61 et 62, chaque carte étant équipé d'un connecteur 67. Le système de buses comporte une plaque arrière 72 commune aux deux buses chaque buse comporte deux flancs 73 et 74 dont l'extrémité inférieure 68 est incurvée vers l'intérieur de la buse, une plaque avant 75 ayant une partie emboutie 76 vers l'intérieur; la plaque avant n'occupe pas toute la hauteur de la buse, alors que la plaque arrière 72 a la même hauteur que la buse ;.comme indiqué figure 3 la plaque arrière vient très près du connecteur 67 lors de l'opération de soudage. Dans la figure 7, il y a un déflecteur 42 devant chaque buse. Le système de buses de la figure 7 est bien évidemment utilisé avec le support horizontal de cartes de circuits imprimés représenté figure 6 : lors de la rotation de 1800 du support de cartes 58 autour de l'axe 10, chacune des cartes de circuits imprimés 61 et 62 se retrouve sous une buse ce qui permet le soudage des contacts 49 des connecteurs, les contacts 48 ayant été soudés avant la rotation du support de carte. Une buse telle que la buse 66 permet d'obtenir un jet d'air chaud régulier sur toute sa largeur et sur toute sa longueur. Dans le cas de la figure 1, où le support de carte 3 est équipé d'une carte de circuits imprimés 4, cette carte peut comporter, sur sa largeur, un connecteur de grande longueur, ou encore deux ou plusieurs connecteurs. Le système de buses ne comporte alors qu'une seule buse, au lieu de deux, la buse unique étant bien entendu dimensionnée pour la longueur du connecteur unique ou l'ensemble des connecteurs. Le système de buses avec son ou ses déflecteurs est donc interchangeable afin de permettre de souder les connecteurs d'une ou deux cartes de circuits imprimés, selon les dimensions des cartes, le support de cartes comportant quatre bras dans le cas ou il est équipé de deux cartes de circuits imprimés. Le dispositif de soudage de l'invention permet donc d'effectuer simultanément toutes les soudures d'un, ou de plusieurs, connecteur, sur une face d'une carte de circuits imprimés. il a été fait référence à des connecteurs dans la description, mais bien entendu il ne s1 agit là que d'un exemple et l'invention s'applique à la soudure de composants, dès lors que ces soudures se présentent en alignement comme dans un connecteur et peuvent donc être effectuées simultanément. EVENDICATIS 1/ Dispositif de soudage de contacts de composants sur une carte de circuits imprimés, caractérisé par le fait qu'il comporte un ensemble générateur d'aIr chaud (i), au moins un collecteur (17), un système de busc (26) interchangeable muni d'un déflecteur (42), un support horizontal de carte de circuits imprimés (3), des moyens de déplacements vertical (vi) et horizontal (V2) du support de carte, et des moyens de rotation (R) du support de carte pour retourner le support de cartes, afin d'effectuer simultanément des soudures sur une face d'une carte de circuits imprimés, puis sur l'autre face. 2/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support de carte (3) comporte une traverse (53) et deux bras (52, 57) coulissant sur la traverse de manière à régler leur écartement, chaque bras comportant une rainure (78) pour l'introduction et le maintien d'une carte de circuits imprimés (4) entre les deux bras. 3/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support de carte (3) comporte une traverse (53) et quatre bras (52, 57, 59, 60) formant deux paires de bras et coulissant dans la traverse, de manière à régler l'écartement entre deux bras d'une paire de bras, chaque bras comportant une rainure (78) pour l'introduction et le maintien d'une carte de circuits imprimés (61, 62) entre les bras de chaque paire de bras. 4/ Dispositif de soudage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le système de buse (26) comporte au moins une buse, chaque buse étant effectuée à la soudure d'un ensemble de contacts et ayant une longueur au plus égale à la longueur dudit ensemble de contacts. 5/ Dispositif de soudage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le système de buses (26) comporte deux buses (65, 66), chaque buse étant affectée au soudage des contacts des composants d'une carte de circuits imprimés (61, 62) dans chaque position du support de cartes. 6/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système de buses comporte au moins une buse, chaque buse comportant deux flancs (73, 74) dont l'extrémité inférieure (68) est incuvée vers l'intérieur de la buse, une plaque arrière (78) sur toute la hauteur de la buse et une plaque avant (75) sur une partie supérieure de la buse et ayant une partie emboutie (76) vers l'intérieur, afin d'obtenir un jet d'air chaud régulier sur toute la largeur et toute la longueur de la buse. 7/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de déplacements vertical et horizontal du support de carte sont des vérins (V1, V2). 8/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de rotation du support de carte est un vérin rotatif (VR). 9/ Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte, en regard de chaque buse et solidaire de celle-ci un déflecteur (42) d'air chaud reposant lors du soudage sur la carte de circuits imprimés en avant du système de buse et au delà des contacts des composants à souder.