Brevet FR2605175A1 — publié le 19880415

PROCEDE ET OUTILLAGE POUR LE MONTAGE DE COMPOSANTS ELECTRONIQUES SUR UNE CARTE IMPRIMEE L'invention a pour objet un procédé et un outillage pour le montage de composants électroniques sur une carte imprimée. Le montage d'un composant sur une carte imprimée, par introduction de ses bornes de contact dans les trous métallisés de celle-ci avant soudage, devient une opération particulièrement délicate en raison de la miniaturisation des composants, de l'augmentation sensible du nombre de bornes et de la réduction de leur section. L'invention propose un procédé permettant de faciliter un tel montage grâce auquel les risques d'endommager une borne se trouvent sensiblement réduits. Le procédé pour le montage d'un composant comportant un grand nombre de bornes de contact dans les trous métallisés d'une carte imprimée, lesdits trous étant organisés selon des rangées parallèles définissant une grille carrée, rectangulaire ou en quinconce, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes: - on positionne et on fixe sur la carte imprimée deux peignes symétriques à dents régulièrement espacées, rectilignes, parallèles entre elles avec une inclinaison correspondant aux diagonales des carrés, rectangles ou quinconces de la grille des trous métallisés, les bords desdites dents étant biseautés pour que les deux peignes superposés définissent sur la carte imprimée autour des trous métallisés des trémies de guidage en forme de losanges à bords inclinés facilitant l'insertion des extrémités libres des bornes dans les trous de la carte imprimée; - on fait pénétrer les extrémités libres des bornes dans les trémies puis dans les trous métallisés; - on désolidarise les peignes de la carte et l'un de l'autre; - on fait glisser les peignes sur la carte et L'un sur l'autre paralLèlement à la direction de leurs dents respectives; - on complète l'enfoncement du composant dans les trous pour qu'il soit-prêt pour les opérations de fixation sur la carte et Le soudage subséquentes. L'invention vise également un outillage permettant la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. - D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et se rapporte aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 montre le dessin géométrique d'une grille "carrée" de bornes de composants ou trous de la carte imprimée correspondante; - la Figure 2 montre le dessin d'une grille en quinconce; - la Figure 3 précise la disposition en quinconce de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue partielle, en plan, d'un des deux peignes selon l'invention; - la Figure 5 est une vue en coupe partielle selon La ligne-5-5 de la Figure 4; - La Figure 6 est une vue partielle, en plan de l'autre des deux peignes selon l'invention; - la Figure 7 montre en plan l'ensemble des peignes des figures 4 et 6 positionnés pour recevoir les bornes d'un composant; - les Figures 8 et 9 sont des vues schématiques utilisées pour expliquer le procédé selon l'invention. On a montré à la Figure 1 une partie des bornes d'un composant électronique, connecteur dit "à piquer sur carte", par exemple, organisées pour être piquées dans les trous d'une carte comportant une grille "carrée". On a désigné par PTC le pas transversal de la grille carrée et par PLC son pas longitudinal. On peut voir sur le dessin que la grille carrée présente des alignements (de bornes et par conséquent de trous) parallèles b l'axe longitudinal et parallèles à l'axe transversal du composant (non représenté) mais également des alignements selon des diagonales des carrés suivant des angles ( = 45 . A partir de la Figure 1, on peut aisément imaginer une grille rectangulaire auquel cas l'angle î serait différent du o. La Figure 2 montre une grille en quinconce (rectangle) dans laquelle le pas transversal est PTQ et le pas longitudinal PLQ. On a désigné par l'angle des diagonales. Cet angle serait de 45 pour un quinconce carré. La Figure 3 vient préciser le dessin de la Figure 2. Sur cette figure 3, apparaît la valeur du pas transversal PTQ égale à 2,54mm comme pour le pas transversal PTQ. L'angle J_ est de 630,30'. L'entre-axe entre bornes, mesuré perpendiculairement aux diagonales, est de x = 2,272 mm ce qui donne une distance effective entre bornes de d = 1,772 mm dans le cas o les bornes ont un diamètre de 0,5mm. Les connecteurs actuels à piquer sur carte comportent plus de 250 bornes, généralement disposées en quinconce, en cinq rangées parallèles dans le sens longitudinal. La carte imprimée destinée à recevoir ces composants comporte des trous métallisés disposés selon la même grille et dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des bornes. On notera que les bornes peuvent également avoir une section carrée ou rectangulaire, leur extrémité libre étant plane, en pyramide ou arrondie. On notera également que, généralement, une carte imprimée reçoit plusieurs composants dont les bornes sont organisées selon la même grille et qui sont montés côte à cote avec leurs axes longitudinaux parallèles et équidistants. On décrira maintenant, en se référant aux Figures 4 à 7, l'outillage selon l'invention proposé pour faciliter le montage d'un composant sur une carte imprimée. 2605 1 75 Cet outillage comporte deux peignes 10 (Fig.4) et 12 (Fig. 6) formés dans des plaques de tôle rectangulaires. Ces peignes', qui sont symétriques, comportent des dents parallèles, régulièrement espacées et de même section. (dents 14 pour le peigne 10, dents 16 pour le peigne 12). On a montré à la Figure '5 une coupe partielle du peigne 10 de la Figure 4 selon la Ligne 5-5 de cette dernière; on s'est abstenu de fournir une vue anaLogue du peigne 12 de la Figure 6 qui aurait été semblable. Dans les vues partielles de l'exemple représenté, on n'a montré que les premières dents (14 et 16) des deux peignes, lesquels en comportent un grand nombre pouvant dépasser la cinquantaine. Comme le montre la Figure 5, chaque dent 14 est biseautée sur ses deux bords, et les faces biseautées 18-20 convergent dans le plan supérieur 22 du peigne 10. On a montré en 24 et 26, Figure 6, les faces biseautées des dents 16 du peigne 12. En vis à vis de la première dent 14, à gauche si l'on considère la Figure 4, on a prévu un biseau 28, taillé dans la tôle du peigne 10. De même, on a prévu un biseau 30 sur le bord de la tôle du peigne 12 en face de la première dent 16. L'inclinaison f des dents 14 (ou 16) par rapport au bord supérieur de la tôle rectangulaire constituant le peigne 10 (ou 12) a été calculée de sorte que la superposition des deux peignes, comme montré à la Figure 7, permette l'obtention d'orifices en forme de losanges organisés pour entourer les trous 32 de la carte imprimée (Fig.7). En d'autres termes les dents s'étendent en faisant avec l'axe longitudinal un angle J? qui est défini pour un composant donné par les caractéristiques du type de grille (pas transversal - pas longitudinal, voir Figure 3). On conçoit qu'avec une telle disposition des trous 32 au milieu de la trémie définie par la superposition des biseaux des dents adjacentis des deux peignes qui se croisent, une borne 36 que l'on désire introduire dans un trou 32 se trouve guidée par un des biseaux d'une dent 16 puis par un des biseaux d'une dent 14 qui s'entrecroisent avec un angle JX. La surface de la trémie en losange qui assure le guidage de l'extrémité Libre d'une borne 36 destinée à pénétrer dans un trou 32 permet des tolérances beaucoup plus larges dans la position des extrémités des bornes à introduire dans la carte imprimée. Lors de l'opération d'insertion des bornes dans les trous, les deux peignes sont positionnés et sont immobilisés entre eux et par rapport à la carte imprimée, les moyens utilisés à cet effet seront décrits ci- après en se référant aux Figures 8 et 9 qui sont des vues schématiques explicitant le procédé de montage d'un composant selon l'invention. Sur les Figures 8 et 9, on retrouve les éléments qui ont été décrits plus haut à savoir: les deux peignes symétriques 10 et 12 comportant des dents 14 et 16 respectivement (lesquelles sont montrées sans leurs biseaux dans un but de simplification du dessin), la carte imprimée 34 et ses alignements de trous 32, les bornes 36 montées sur un composant C (connecteur par exemple). Les connecteurs C sont généralement fixés sur une carte imprimée par deux éléments de fixation (rivet, vis par exemple), qui traversent leurs extrémités dans un plan de symétrie longitudinal et pénètrent dans des trous de fixation prévus dans la carte. On a montré trois de ces trous en 40,42 et 44 percés dans la carte 34 dans l'axe de symétrie des cinq rangées de trous métallisés 34 prévus pour recevoir les bornes 36 du composant C. Si l'on considère la Figure 8, pour monter le composant C avec ses bornes 36 piquées dans les rangées de trous disposées en face du trou 40, on vient plaquer sur la carte 34 les peignes 10 et 12 au moyen d'un pion 46 dont la queue traverse successivement un orifice 48 du peigne 12, un orifice 50 du peigne 10 et le trou 42 de la carte. Une fois le positionnement et l'immobilisation assurés, on obtient au dessus des trous métallisés 32 correspondant au trou de fixation 40 du composant C les trémies de guidage en forme de losanges qui ont été décrites plus haut en se référant à la Figure 7. On fait pénétrer les bornes 36 du composant C dans les trous métallisés 32. Quand une bonne pénétration a été obtenue, on retire le pion 46 des trous 42,50 et 48. Les peignes 10 et 12 sont alors libérés et on les extrait en les faisant glisser sur la carte 34 (peigne 10) et entre eux (peignes 12 sur peigne 10) parallèlement à la direction de leurs dents respectives selon les flèches F du dessin de la Figure 8. L'opération qui vient d'être décrite en se référant à la Figure 8, est aisément réalisée dans le cas de composants C disposés sur une carte avec un pas régulier, c'est à dire équidistance entre les trous de fixation 44- 42, 42-40, etc... Elle est impossible lorsqu'on arrive au composant fixé à l'extrémité de la carte dans le trou 44. On a recours, dans ce cas, à une variante décrite en se référant à la Figure 9. On retrouve sur cette figure les éléments décrits à la figure 8, à savoir la carte 34 avec ses trous métallisés 32 et ses trous de fixation 40,42 et 44 et les peignes 10 et 12 que l'on désire positionner au dessus des trous métallisés 32 correspondant au trou 44 au bord antérieur 52 de la carte 34 afin qu'iLs définissent des trémies de guidage en losange pour les bornes 36 du composant C. Dans le cas de la Figure 9, les orifices 50 du peigne 10 et 48 du peigne 12 ne sont plus disposés au dessus de la carte mais au-delà de son bord antérieur 52. On procède alors comme suit: on positionne les deux peignes 10 et 12 l'un par rapport à l'autre au moyen d'un pion 54 dont la queue, de longueur égale à la somme des épaisseurs des peignes, pénètre dans les orifices 48 et 50 (à chaque extrémité desdits peignes, une seule étant montrée sur- le dessin). L'ensemble des deux peignes est positionné et immobilisé, à chacune de ses extrémités, au moyen d'une broche de guidage qui traverse un trou de fixation prévu dans le composant, un orifice 56 et un orifice 58 des peignes (assemblés grâce aux pions 54) et Le trou de fixation 44 du dernier composant de la carte. On pique le composant en le faisant coulisser sur les broches 55 et une fois ses bornes 36 engagées dans les trous métallisés 32 correspondant au trou de fixation 44, on extrait les broches 55 puis les pions 54 et on retire Les peignes suivant les flèches F. Le processus de la Figure 9 est utilisable égaLement lorsqu'on désire monter sur une carte imprimée des composants disposés avec un pas irrégulier. 260 5 1 7 5 REVENDICATIONS 1. Procédé pour le montage d'un composant (C) comportant un grand nombre de bornes de contact (36) dans les trous métallisés (32) d'une carte imprimée (34), lesdits trous étant organisés selon des rangées parallèles définissant une grille carrée, rectangulaire ou en quiconce, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivante: - on positionne et on fixe sur la carte imprimée (34) deux peignes (10-12) symétriques à dents (14-16) régulièrement espacées, rectilignes, parallèles entre elles avec une inclinaison () correspondant aux diagonales des carrés, rectangles ou quinconces de la grille des trous métallisés (32), les bords (18-20,24-26) desdites dents étant biseautés pour que les deux peignes (10-12) superposés définissent sur la carte imprimée autour des trous métallisés des trémies de guidage en forme de losanges à bords inclinés facilitant l'insertion des extrémités libres des bornes (36) dans les trous (32) de la carte imprimée (34); - on fait pénétrer les extrémités libres des bornes (36) dans les trémies puis dans les trous métallisés (32); - on désolidarise les peignes (14-12) de la carte et l'un de l'autre; - on fait glisser les peignes sur la carte et l'un sur l'autre parallèlement à la direction (F) de leurs dents respectives; - on complète l'enfoncement du composant (C) dans les trous (32) pour qu'il soit prêt pour les opérations de fixation sur la carte et de soudage subséquentes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on positionne et on fixe, sur la carte -imprimée (34), les deux peignes au moyen de pions (46) traversant des orifices (48,50) traversant les peignes (12,10) et un trou (42) de la carte (34). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on positionne les peignes (10,12) l'un sur l'autre pour définir les trémies précitées au moyen de pions (54) dont la longueur est égale à la somme des épaisseurs des peignes et on positionne et fixe l'ensemble des deux peignes (10-12-54) au moyen de broches (55) perpendiculaires à la carte (34) sur lesquelles on fait coulisser le composant (C-Fig.9) vers la carte (34). 4. Outillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant les - éléments définis dans ces dernières: peignes (10, 12); pions (46 et 54) et broches (55).