Brevet FR2613174A1 — publié le 19880930

Plate-forme de travail destinée aux opérations consistant à monter en surface des composants sur des Plaauettes ou cartes de circuits imprimés L'invention concerne une plate-forme de travail destinée à équiper des composants électroniques sur des plaques ou cartes de circuits imprimés, les composants étant montés en surface. Cette technique de montage est connue sous l'appellation de SMT (surface mounting technology) et met en oeuvre des composants électroni- ques appelés SMD (surface mounted devices) c'est-à-dire des dispositifs montés en surface, lesquels se distin- guent essentiellement des composants électroniques tra- ditionnels en ce qu'ils ne possèdent aucun fil de rac- cordement. Ils sont en revanche munis de fiches de contact ou de saillies de contact latérales qui sont reliées directement aux pistes conductives. L'opération consistant à monter en surface ces composants sur les plaquettes ou cartes de circuits imprimés n'a jusqu'à présent pu se faire qu'au moyen d'appareillages très dispendieux. En particulier, le poste de montage des composants sur la plaquette de cir- cuits imprimés était séparé géographiquement des postes de brasage final, par exemple dans le procédé du brasage' par fusion. Des installations correspondantes pour le montage ou insertion de composants sur plaquettes de circuits imprimés sont onéreuses et ne sont essentiel- lement rentables que pour les grandes séries. Pour les petites séries, le montage des composants en surface ou montage de circuits individuels dans le domaine du déve- loppement, de la recherche et de l'enseignement ou dans les petites entreprises, des possibilités appropriées faisaient jusqu'à présent défaut de sorte qu'on en était réduit à recourir aux techniques de montage classique. Le problème se posait par conséquent de combler cette lacune et de mettre au point un dispositif qui permette d'effectuer les opérations consistant à réaliser l'équipement en composants des plaquettes de circuits imprimés d'une manière appropriée et ce égale- ment dans les petites entreprises ou en laboratoire. Ce problème est résolu selon l'invention par une plate-forme de travail qui comporte un boîtier plat muni d'une face de travail chauffable pour recevoir une pla- quette ou carte de circuits imprimés, et d'un plateau tournant porteur des composants implantés de façon avoi- sinante, lequel plateau présente plusieurs compartiments de composants, un compartiment pouvant chaque fois s'a- ligner sur une ouverture de prélèvement dans le boîtier, tandis que les compartiments restants demeurent masqués par le boîtier, ainsi qu'une zone chauffante obturable destinée au préséchage de la pâte de brasage ou au dur- cissement de la colle destinée au montage en surface. Le boîtier est de préférence divisé en quatre quadrants, le plateau tournant porteur de composants étant disposé dans les deux quadrants en regard du côté travail à gauche et la face de travail étant disposée à droite, et dans le quadrant situé derrière la face de travail se trouve une zone destinée au distributeur de composants fixés sous forme de bâtonnets ou de ruban et, la zone chauffante étant implantée derrière le plateau tournant porteur de composants. Grâce à cette implantation toutes les étapes destinées à la préparation, à l'insertion ou montage et au brasage des composants électroniques montés en sur- face s'effectuent de façon rationnelle, rapide et éco- nomique à partir d'un poste de travail unique. La mise en oeuvre jusqu'à présent inévitable de plusieurs appa- reils individuels est désormais éliminée. Sur le poste de travail unique, on peut monter simultanément plusieurs plaquettes ou cartes de circuits imprimés. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation montré dans le dessin ci-annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en perspective de dessus de la plate-forme de travail, et - la figure 2 est une coupe schématique détail- lée de l'ouverture de prélèvement. La plate-forme de travail comporte, comme cela ressort de la figure 1, essentiellement quatre quadrants I à 4. Un premier quadrant 1 contient une face de tra- vail 5 chauffable sur laquelle la plaquette de circuits imprimés peut être fixée au moyen de deux glissières de retenue 6 réglables. Au-dessus de la face de travail 5 est avancé un repose-main 7 réglable, lequel est enfi- chable sur l'un de ses côtés au choix dans l'un de plu- sieurs trous 8 du boîtier et peut être mis en pivotement sur le point d'appui respectif. La face de travail qui peut par exemple présenter une dimension de 300 x 205 mm est chauffable par le bas de façon régulée jusqu'à 60'C. Un bouton de réglage correspondant 9 est situé sur le côté supérieur du boîtier. A côté de la face de travail est agencé un pla- teau tournant 10 porteur de composants dans un quadrant 4, comme cela est suggéré par des traits pointillés à la figure 1. Le plateau tournant comporte deux séries de compartiments 11,12 concentriques pour composants élec- troniques, chaque série de compartiments étant par exem- ple divisée en trente secteurs ou compartiments de sorte que l'on dispose au total de soixante compartiments. Les compartiments sont formés par des coupelles amovibles (non représentées). Sur le côté supérieur du boîtier est prévue une ouverture de prélèvement 14 à travers la- quelle un compartiment est respectivement accessible depuis l'extérieur tandis que les compartiments restants demeurent masqués. Au moyen d'un obturateur 15 (figure 2) déplaçable sur trois positions par actionnement d'un bouton 16, il n'est possible chaque fois que de libérer un seul des compartiments 11,12. Ceci, pour la raison que les composants à monter en surface n'étant en principe pas marqués, il faut par conséquent éviter à tout prix de les mélanger entre eux. Des deux côtés, sur l'ouverture de prélèvement 14, est raccordée une fenêtre 17 dans laquelle est visible le marquage du compartiment respectif 11,12. La périphérie du plateau tournant 10 porteur de composants présente la configuration d'un volant 18 et fait saillie par rapport & la plate-forme de travail sur le bord avant. Dans un quadrant 3 derrière le plateau tournant porteur de composants est agencée une zone chauffante 20. Celle-ci est constituée par une plaque chauffante ayant les mêmes dimensions que la face de travail 5 et un couvercle pouvant être placé sur celle-ci. La plaque chauffante peut être régulée jusqu'à 180C. Un bouton de réglage 21 sert à réguler la température. Pour finir, dans un quadrant 2 derrière la face de travail 5 on dispose de place pour des distributeurs du commerce de composants préfabriqués en rouleaux ou en bâtonnets. Une barrette de blocage permet leur fixation derrière la face de travail. Ces distributeurs sont uti- lisés pour les composants dont l'usage est le plus fré- quent tandis que dans le plateau tournant porteur de composants sont logés les composants restants. Latérale- ment sur la plate-forme de travail est de plus agencée une fixation 24 pour des outils tels que pincettes, dis- positifs de préhension sous vide, cartouches, etc. Une suspension flexible 25 sert à recevoir les tuyaux d'air flexibles du dispositif de préhension sous vide et l'ap- pareil de dosage pour la pâte de brasage. Grâce à la plate-forme de travail décrite ci- dessus, il est respectivement possible d'effectuer si- multanément deux étapes d'usinage comme cela ressort de ce qui suit. D'abord, on fixe une plaquette ou carte de circuits imprimés à insérer sur la face de travail. Dans cette position, la pâte de brasage ou le produit collant sont alimentés aux endroits souhaités de la carte de circuits imprimés, en utilisant par exemple pour ce faire un appareil doseur de type cbnnu. Ensuite les composants sont posés manuellement et adhèrent à la pâte de brasage ou à la colle. La plaquette de circuits imprimés est ensuite positionnée dans la zone chauffante, o la pàte d'étain est préchauffée ou préséchée à une température par exem- ple de 100'C ou encore la colle est polymérisée et dur- cie. Pendant la durée du réchauffage de la zone chauf- fante 3 on peut déjà monter la plaquette de circuits imprimés suivante sur la surface de travail. La première plaquette de circuits imprimés peut ensuite être trans- férée sur la face de travail pour le brasage tandis que la plaquette de circuits imprimés suivante est préchauf- fée dans la zone chauffante 3. Lors du brasage par fu- sion, par air chaud, appareil à braser, etc, ainsi que dans le brasage, traditionnel au moyen d'un outil de brasage le chauffage de la face de travail jusqu'à 60C maximum facilite le processus de soudage. Pour que l'opérateur ait une meilleure visibi- lité de la carte de circuits imprimés lors du montage et du brasage des composants sur la face de travail, la plate-forme de travail peut être inclinée d'environ 5' par rapport à l'horizontale au moyen d'un support (non- représenté), qui est prévu dans la zone du bord opposé aux côtés de travail sur le côté inférieur du boîtier. Sur la plate-forme de travail il est possible d'exécuter toutes les étapes d'équipement des plaques imprimées selon la technique du montage en surface sans qu'il faille changer de poste de travail. La plate-forme est en tant que telle facilement transportable et peut être déplacée à l'intérieur du laboratoire selon les be- soins. Les composants contenus dans celle-ci sont immé- diatement disponibles à chacun de leur emplacement. REVENDICATIONS 1. Plate-forme de travail destinée aux opéra- tions d'équipement de plaquettes ou cartes de circuits imprimés de leurs composants à monter en surface, caractérisée par un boîtier plat muni d'une face de travail chauffable (5) destinée à recevoir une plaquette ou carte de circuits imprimés, d'un plateau tournant porteur de composants (10) disposé de façon contig e à la plaquette, lequel plateau tournant comporte plusieurs compartiments de composants (11,12), chacun des compar- timents pouvant être aligné sur une ouverture de prélè- vement (14) du boîtier, tandis que les compartiments restants demeurent masqués par le boîtier, ainsi qu'une zone chauffante obturable (20) pour le préséchage de pâte de brasage ou pour le durcissement de la colle pour le montage en surface. 2. Plate-forme de travail selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu de façon contiguë à la face de travail une zone (2) du boîtier plat pour la mise en place des distributeurs de composants condi- tionnés sous forme de rubans ou de bâtonnets. 3. Plate-forme de travail selon les revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que le boîtier présente essentiellement quatre quadrants (1 à 4), dans les deux quadrants dirigés vers le côté travail (1-4) sont im- plantés à gauche le plateau tournant porteur de compo- sants et à droite la face de travail, et dans le qua- drant (2) situé derrière la face de travail sont implan- tées la zone prévue pour les distributeurs de composants et derrière le plateau tournant porteur de composants la zone chauffante. 4. Plate-forme de travail selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'une fixa- tion d'outil (24) peut être montée dans le zone du bord de boîtier droit dans la direction de travail. 5. Plate-forme de travail selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le plateau tournant (10) porteur de composants présente deux séries de compartiments (11,12) disposés circulairement, de façon concentrique l'une par rapport à l'autre. 6. Plate-forme de travail selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que la péri- phérie du plateau tournant (10) porteur de composants fait saillie par rapport au boîtier sur le bord dirigé vers le côté de travail et sert de volant (18) pour l'alignement des compartiments de composants sur l'ou- verture de prélèvement. 7. Plate-forme de travail selon la revendication , caractérisée en ce que l'ouverture de prélèvement (14) dans le boitier comporte un obturateur (15) dépla- cable entre trois positions, l'ouverture de prélèvement étant fermée dans une position et dans les deux autres positions respectivement celles-ci étant ouvertes pour un compartiment précis des séries de compartiments ex- térieur ou intérieur. 8. Plate-forme de travail selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que la zone chauffante (20) est formée par une plaque chauffante munie d'un couvercle pouvant être posé sur celle-ci. 9. Plate-forme de travail selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'un support est prévu dans la zone du bord opposé aux côtés de tra- vail sur le côté inférieur du boîtier pour le réglage de l'inclinaison de la plaquette par rapport à l'horizon- tale jusqu'à un angle d'environ 5'.