Brevet FR2519472A1 — publié le 19830708

PROCEDE DE FABRICATION D'UN COMPOSANT ELECTRONIQUE REVETU D'UN BOITIER, COMPOSANT AINSI OBTENU ET APPAREIL DE MISE EN OEUVRE DU PROCEDE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant électronique, dans lequel on soude des connexions élec- triques sur les parois latérales du composant, puis on introduit celui- ci dans un boîtier de protection, le composant et ses connexions étant rendus solidaires du bottier en coulant une résine solidifiable dans ce dernier. Un tel procédé de fabrication d'un composant électronique est connu, en particulier pour l'encapsulation des transistors ou élé- ments semi-conducteurs discrets en général Dans le domaine des condensateurs, auquel se rapporte plus spécialement le procédé selon l'invention, il est également connu de réaliser des conden- sateurs par empilements successifs de couches diélectriques métal- lisées puis réalisation des connexions électriques latérales, l'ébauche de condensateur ainsi réalisée étant ensuite introduite dans un î 5 boîtier contenant une résine liquide qui se solidifie rapidement après Insertion de Pébauche. Afin d'augmenter les cadences de fabrication, les condensa- teurs sont généralement manipulés au cours de toutes les étapes de fabrication à l'aide de bandes de carton perforées dans lesquelles on glisse les connexions desdits condensateurs Compte tenu de la présence de la résine liquide au moment de l'introduction du composant dans le boîtier, une encapsulation correcte nécessite d'orienter l'ouverture du boîtier vers le haut afin d'éviter les coulées de résine Après introduction du composant dans le boîtier, intro- duction réalisée du haut vers le bas, il convient d'attendre que la résine soit solidifiée avant de manipuler le composant afin d'éviter la désolidarisation du bottier et de l'ébauche de condensateur Cette 2519 '47 2 attente est forcément longue et retarde d'autant le rendement de la chaîne de fabrication On ne peut en effet choisir une résine se solidifiant trop rapidement car l'introduction du composant dans le boîtier devient alors une opération extrêmement délicate. il a été proposé pour éviter cet inconvénient d'utiliser des boîtiers possédant une ouverture dirigée vers le haut et deux trous dans la face inférieure permettant le passage des connexions du condensateur On introduit alors lesdites connexions dans les trous jusqu'à pénétration du condensateur dans le boîtier puis on coule ensuite la résine dans le boîtier, ladite résine se solidifiant au cours des étapes ultérieures de fabrication sans qu'aucune contrainte mécanique ne s'exerce alors sur ladite résine Toutefois, un tel procédé ne permet pas l'utilisation de condensateurs montés sur bandes puisque les connexions ont dans ce cas une forme d'épingle dont les brançhes sont reliées entre elles par une première extré- mité et soudées par leur seconde extrémité sur les faces latérales du condensateur De plus, un tel procédé nécessite un ajustage précis des connexions et des trous situés dans la face inférieure du boîtier, le manque de précision conduisant généralement à l'endommagement des connexions et au rejet de la pièce correspondante Par ailleurs, les trous sur la face inférieure ne peuvent avoir un diamètre t*op important car on risquerait alors de provoquer une coulée de résine par ces trous et souiller ainsi la machine de fabrication. Le procédé selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. 1 l permet à la fois l'utilisation des bandes de transport des compo- sants tout en autorisant une cadence rapide de fabrication ne nécessitant pas l'attente de la solidification de la résine. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on réalise tout d'abord les connexions sous forme d'une épingle compor- tant deux branches parallèles reliées entre elles par leurs premières extrémité; puis on forme sur chaque branche une partie convexe, vers leur seconde extrémité, de sorte que, après soudure des secondes extrémités sur les parois latérales du composant, la distance entre les parties convexes et leur position sur chacune des branches permette leur introduction et celle du composant dans le boîtier, le frottement desdites parties convexes contre les parois internes du boîtier étant suffisant pour rendre solidaires le boîtier et le composant. S L'idée-mère de l'invention consiste, à partir de composants de taille inférieure au boîtier d'encapsulation, à rendre solidaire le composant du boîtier par l'intermédiaire des connexions du com- posant: celles-ci sont formées à proximité du composant, en saillie par rapport à celui-ci, de manière à frotter contre les parois internes du boîtier après leur introduction et celle du composant dans ledit boîtier. Le boîtier peut être de forme quelconque (cylindrique, paral- lélépipédique, etc) pourvu qu'il possède une seule face ouverte. Celle-ci est dirigée vers le haut de manière à permettre l'injection dans le boîtier de résine solidifiable avant et/ou après introduction du composant De préférence, ce boîtier comportera de plus sur ses faces internes destinées à recevoir les connexions des encoches de guidage de celles-ci, dont la forme permet d'introduction du com- posant. 2 È Les parties convexes sur les deux branches de l'épingle peuvent être formées soit séquentiellement, soit simultanément Chaque épingle est ensuite introduite sur la bande Les bras d'une épingle sont ensuite écartés pour introduire le composant, puis soudés sur celui-ci par des électrodes de soudures qui les plaquent sur les faces latérales du composant, tandis que des marteaux viennent frapper les parties convexes des connexions de manière à les amener l'une de l'autre à une distance prédéterminée (d) supérieure à celle (e) séparant les parois internes du boîtier Cette distance (d) doit être telle que le composant et ses connexions puissent être introduits sans effort excessif qui pourrait détériorer les différents éléments de l'ensemble Mais elle doit être suffisante pour solidariser le composant et le boîtier à l'aide des connexions. Suivant le type de boîtier, de composants, etc, de simples manipulations de routine permettent à l'homme de métier, en fonction des indications données ci-dessus, d'adapter ces dimensions au problème posé. Dans le procédé selon l'invention, le fait que les parties convexes de l'épingle maintiennent le boîtier par frottement malgré le poids de celuici permet alors le transport des composants avant la solidification de la résine sans aucun risque de désolidarisation du composant et du boîtier. L'invention concerne également un composant électronique obtenu selon le procédé ci-dessus et en particulier un condensateur, ainsi qu'un appareil de mise en oeuvre dudit procédé et dont les détails de réalisation apparaîtront ci-après de façon précise en liaison avec les figures, qui représentent: la figure 1, une vue d'ensemble d'un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un composant électronique 1 S selon l'invention, les figures 2 A, 2 B, 2 C, 2 D et 2 E, les différentes étapes du procédé schématisé par le repère D sur la figure 1, les figures 3 A et 3 B, respectivement un condensateur muni de connexions en forme d'épingle selon l'invention, avant et après encapsulation dans un boîtier, la figure 4, une vue de dessus en coupe d'une variante selon l'invention. Sur la figure 1, est représenté schématiquement un exemple de réalisation d'une ligne de fabrication de composants électroniques selon le procédé de l'invention Une bande de carton 7 de largeur appropriée est déroulée de la bobine 37 puis perforée à l'aide de la station de perforation A de manière à réaliser les perforations 4 pour l'avance régulière de la bande Celle-ci passe ensuite dans la station de perforation a qui découpe les encoches appropriées pour placer ensuite des connexions en forme d'épingle On réalise ensuite les épingles de connexion selon la forme voulue au cours de l'étape C du procédé Pour cela, une bobine 30 de fil 31 est dévidée et guidée à travers les guides 32, 33 et 34 Le fil est ensuite guidé à l'aide de l'outil 38 au travers des fentes telles que 42 de la bande perforée 7. 251 9472 Le fil 31 prend alors la forme de l'outil 38 muni de deux parties convexes 39 Ce fil est plaqué contre l'outil 38 à l'aide de la presse 36 ce qui permet la réalisation des épingles 16 après découpe du fil à l'aide de l'outil de coupe 35 ( 11 est à noter qu'un certain nombres de variantes peuvent être réalisées à ce stade du procédé On peut, par exemple, découper une longueur prédéterminée de fil et la stocker sur un support (non représenté) avant la formation de l'épingle On peut ensuite réaliser simultanément ou séquentiellement les parties convexes des épingles à l'aide de l'outil 38 et de la presse 36) La bande 7 avance ensuite pas à pas à l'aide des perforations telles que 43 Les connexions en forme d'épingle 16 étant ainsi formées et mises en place sur la bande perforée 7, elles se déplacent ensuite pour l'étape D du procédé en direction de la station 44, 45 de soudure du composant 3 à ladite connexion en forme d'épingle 16. Cette étape D du procédé ainsi que les moyens 44 et 45 de mise en oeuvre de cette étape seront examinés plus en détail sur les figures, 2 A à 2 E Les pinces 16 et la bande jusqu'alors horizontale, subissent ensuite une rotation de 90 de manière à amener lesdites épingles et le composant soudé à son extrémité dans un plan vertical, le composant se trouvant vers le bas de la bande 7 Simultanément, une table tournante 49 munie d'alvéoles 48 se déplace en regard desdits composants Les alvéoles 48 avant leur passage sous les composants sont munies d'un boîtier 47 partiellement rempli de résine liquide par la station 46 La quantité de liquide ne doit pas être trop importante pour éviter les débordements après insertion du com- posant Lorsqu'un composant se trouve au dessus du boîtier 47, le bras 50 abaisse celui-ci par l'intermédiaire de l'épingle 16 et le composant vient se loger dans le boîtier Le bras 50 est alors relevé pour amener à nouveau l'épingle 16 au même niveau que les autres épingles, celles-ci ayant maintenant un boîtier à son extrémité La bande 7 ainsi que la table pivotante 49 avancent alors d'un pas et le procédé recommence Cette étape d'insertion du composant dans le boîtier est l'étape F du procédé Le composant alors muni de son boîtier est enroulé au cours de l'étape G du procédé sur un mandrin 51 Sur la figure 1, le sens d'avance de la bande 7 et des composants est représentée par la flèche K. Sur les figures 2 A à 2 E, sont représentées différentes opéra- tions se produisant au cours de l'étape D du procédé telle qu'illustrée sur la figure 1 Sur cette figure, les mêmes éléments que ceux de la figure précédente portent les mêmes références. Sur la figure 2 A, la station 44 comporte les éléments 8 et 9 mobiles l'un par rapport à l'autre L'élément 8 comporte une cavité dans laquelle vient s'insérer l'extrémité 22 de l'épingle 16 La station 45 comporte un dispositif de préhension 4 du condensateur 3, deux pinces mobiles 1 et 2, un écarteur 10 ainsi que deux pièces de centrage 5 et 6 Les différentes étapes du procédé se déroulent successivement sur les figures 2 A à 2 D, la figure 2 E étant une vue de dessus de la figure 2 C Sur la figure 2 A, le moyen de préhension 4 du condensateur 3 bascule en position horizontale, puis les pinces 1 et 2 se déplacent dans le sens des flèches indiqué sur la figure, c'est- à-dire successivement horizontalement puis verticalement afin de venir serrer entre elles le condensateur 3 Simultanément, les pièces de maintien 5 et 6 s'abaissent dans le sens des flèches de la figure, afin de permettre un déplacement futur de l'épingle 16 dans le plan horizontal, tandis que l'écarteur 10 vient se loger entre les parties convexes 17 et 18 (figure 2 E) de l'épingle 16 Cet écarteur est constitué (figure 2 E) par deux tiges verticales parallèles disposées côte à côte dont l'écartement au stade de l'opération de la figure 2 A est inférieur à la distance entre les deux parties convexes 17 et 18 de l'épingle mais supérieur à la distance séparant les parties parallèles 20 et 21 de l'épingle 16 (la distance entre les parties 62 et 63 de l'épingle 16 (figure 2 E) est inférieure ou égale, avant écar- tement, à la distance entre les parois latérales du condensateur 3 sur lesquelles doivent être soudées lesdites parties 62 et 63) Sur la figure 2 B, la station 44 est déplacée vers la droite sur la figure dans le sens de la flèche L'épingle 16 est entraînée dans ce mouvement et se-déplace horizontalement grâce aux moyens de maintien 5 et 6. Les écarteurs 10, qui restent fixes, s'engagent alors entre les bras 20 o et 21 de l'épingle 16 de manière à augmenter la distance entre les extrémités 62 et 63 de l'épingle 16 Les pinces 1 et 2 se déplacent alors horizontalement (dans le sens des flèches figure 2 C) entrainant avec elles le condensateur 3 qui vient se loger par ses faces latérales entre les extrémités 62 et 63 de l'épingle 16 On se retrouve alors dans le cas de la figure 2 E, épingle centrale Les moyens de préhension 4 peuvent alors se relever verticalement (figure 2 C, sens de la flèche) afin d'aller chercher une autre pièce pour la prochaine opération de connexion Simultanément, (figure 2 e) les électrodes de soudure 13 et 14 viennent souder lés extrémités 62 et 63 sur les faces latérales du condensateur 3 tandis que les écarteurs 10 se rapprochent l'un de l'autre afin de ne pas contrarier les forces exercées par les électrodes de soudure 13 et 14 Tandis que les extrémités 62 et 63 sont maintenues par les électrodes 13 et 14, deux marteaux 11 et 12 viennent frapper les parties convexes 17 et 18 de l'épingle 16 de manière à amener la distance entre ces parties convexes à une valeur prédéterminée Pour cela, lesdits marteaux se déplacent simplement l'un en direction de l'autre et viennent en butée contre les électrodes correspondantes, le réglage des butées permettant de stopper le mouvement des marteaux lorsqu'ils sont à une distance égale à la valeur prédéterminée Ces marteaux Il et 12 reprennent ensuite leur position initiale et l'épingle 16 est alors ramenée dans sa position initiale de la figure 2 A Pour cela, (figure 2 D) la pièce 9 de la station 44 s'abaisse au contact de la pièce 8, de manière à engager l'axe 61 entre les deux bras 20 et 21 de l'épingle 16 L'ensemble des pièces 8 et 9 est alors ramené en arrière dans le sens indiqué sur la figure 2 D entrainant dans son mouvement l'épingle 16 à laquelle est raccordé le conden- sateur 3 A la fin de ce mouvement, l'épingle 16 munie de son condensateur 3 sont alors dans la position représentée par l'épingle supérieure de la figure 2 E. La figure 3 A représente en détail une ébauche de composants électroniques plus particulièrement de condensateurs réalisée selon le procédé de l'invention avant son encapsulation dans un boîtier, représentée sur la figure 3 B Sur la figure 3 A, l'épingle 16 possède deux bras parallèles 20 et 21 reliés par une première extrémité par une partie arrondie 22 Chaque bras 20, 21 possède une partie convexe 17, 18 dont la distance extérieure après connexion de l'épingle au condensateur 3 a une valeur prédéterminée d Chaque partie convexe 17, 18 se prolonge à nouveau par une partie recti- ligne 62, 63, ces deux parties étant sensiblement parallèles Celles- ci sont connectées par soudure au condensateur 3 sur les faces latérales de celui-ci (les parties convexes peuvent être de forme quelconque: il suffit qu'elles possèdent une partie en saillie par rapport au composant). Sur la figure 3 B, est représentée l'ébauche du composant de la figure 3 A, encapsulée dans un boîtier de protection Les mêmes éléments que ceux de la figure 3 A portent les mêmes références Ce boîtier de protection 15 vu en coupe sur la figure parallèlement au plan de l'épingle 16 a une distance e entre ses parois latérales parallèles 65 et 66 (ce boîtier est de forme parallélépipédique rectangle et seule une -coupe de l'ensemble est représentée sur la figure 3 B) Les parties convexes 17 et 18 de l'épingle 16 sont en contact respectivement aux points 67 et 68 avec les parois latérales correspondantes du boîtier 15 L'ensemble du boîtier 15 est rempli d'une résine 23 solidifiée, qui maintient définitivement et soli- dement le boîtier et l'ébauche de condensateur La distance e entre les parois latérales du boîtier parallélépipédique 15 est légèrement inférieure à la distance d entre les parties convexes 17 et 18 de l'épingle 16 telle que représentée sur la figure 3 A De ce fait, par un effet de ressort provoqué par la partie 22 de l'épingle 16 et les parties 62 et 63 soudées au condensateur 3, l'ébauche et le boîtier sont maintenus solidaires l'un de l'autre, même avant solidification de la résine Pour obtenir ce résultat, l'homme de l'art par de simples manipulations de routine déterminera la distance d en fofiction de la distance e et des différents matériaux utilisés pour l'épingle 16 et le boîtier 15. La figure 4 représente une vue en coupe d'une variante d'un 1 9472 boîtier utilisable avec le composant selon l'invention Cette vue en coupe est faite au niveau des points de contacts 67 et 68 du boîtier et des connexions Pour mémoire, on a représenté en pointillés le pourtour du condensateur 3 Chaque bras 20 et 21 est encastré dans une encoche formée par deux parois parallèles, respectivement 71, 72 et 73, 74 Selon le résultat désiré (guidage ou fixation) la distance entre les parois parallèles sera supérieure ou inférieure au diamètre des bras 20 et 21 La distance entre deux parois opposées (telles que 71 et 73) sera supérieure à la largeur du composant 3 pour permettre son introduction dans le boîtier 15. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un composant électronique dans lequel on soude des connexions électriques sur les parois latérales du composant puis on introduit celui-ci dans un boîtier et on coule une résine solidifiable dans ce dernier, caractérisé en ce que l'on réalise tout d'abord les connexions sous forme d'une épingle ( 16) comportant deux branches parallèles ( 20, 21) reliées entre elles par leur pre- mière extrémité ( 22), puis on forme sur chaque branche une partie convexe ( 17, 18) vers leur seconde extrémité ( 62, 63) de sorte que, après soudure des secondes extrémités sur les parois latérales du composant, la distance (d) entre les parties convexes et leur position sur chacune des branches permette leur introduction et celle du composant dans le boîtier ( 15), le frottement desdites parties convexes contre les parois internes du boîtier étant suffisant pour rendre solidaire le boîtier et le composant. 2 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formation des parties convexes ( 17, 18) de chaque branche s'effectue séquentiellement. 3 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formation des parties convexes ( 17, 18) de chaque branche s'effectue simultanément. 4 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque épingle est ensuite enfilée sur une bande ( 7) munie de perforations ( 42) après formation. 5 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la distance entre les secondes extrémités des épingles est inférieure ou égale à la distance entre les faces latérales du composant, caractérisé en ce que l'on écarte les branches de l'épingle avant d'amener les parois latérales du composant entre celles-ci, lesdites branches venant ensuite s'appuyer chacune sur la paroi correspondante. il 6 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on applique des électrodes de soudure sur les secondes extrémités des branches des épingles pour souder et maintenir lesdites branches tandis que l'on applique sur les parties convexes des moyens pour amener la distance entre celles-ci à une valeur prédéterminée (d) supérieure à la distance (e) séparant les parois internes du boîtier. 7 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque épingle est déplacée parallèlement au plan de la bande avant et après soudure du composant. 8 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le composant, après soudure des connexions électriques est introduit de haut en bas dans un boîtier possédant une seule face ouverte dirigée vers le haut. 9 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier est préalablement partiellement rempli de résine solidifiable. 10 Procédé de fabrication d'un composant électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier est rempli partiellement ou totalement de résine solidifiable après introduction du composant. 11 Composant électronique comportant au moins deux faces latérales sur lesquelles sont soudées les secondes extrémités ( 62, 63) d'une connexion électrique en forme d'épingle ( 16) comportant deux bras parallèles ( 20, 21)*reliés entre eux par leur première extrémité ( 22), caractérisé en ce que ladite épingle ( 16) comporte sur chacun de ses bras ( 20, 21) à proximité de leur seconde extrémité ( 62, 63) une partie convexe ( 17, 18) , la distance entre lesdites parties convexes ( 17, 18) ayant une valeur prédéterminée (d) supérieure à la distance entre les deux faces latérales du composant. 12 Composant électronique selon la revendication 11, caracté risé en ce qu'il est revêtu d'un boîtier ( 15) parallélépipédique, les parties convexes ( 17, 18) des bras s'appuyant respectivement sur deux faces internes du boîtier ( 15), dont la distance (e) est légè- rement inférieure à celle (d) séparant les parties convexes ( 17, 18), mais supérieure à)a distance entre les faces latérales du composant. 13 Composant électronique selon la revendication 12, caracté risé en ce qu'une résine remplit l'espace libre entre le boîtier et le composant, englobant les parties convexes ( 17, 18) des bras de l'épingle ( 16). 14 Composant électronique selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le boîtier comporte des encoches internes pour le guidage et/ou la fixation des parties convexes des bras de l'épingle. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement ( 44) de l'épingle ( 16), des moyens ( 10) pour écarter les bras de l'épingle ( 16), des moyens ( 1, 2) pour amener un composant entre les extrémités écartées des bras de l'épingle ( 16), des moyens ( 13, 14) pour souder lesdites extrémités sur les faces latérales du composant et des moyens ( 5, 6) pour mettre à la cÈte désirée la distance entre les parties convexes de l'épingle ( 16).