Brevet FR2645697A1 — publié le 19901012

Circuit électronique F carte de circuit imprimé et procédé de montage d'un tel circuit L'invention concerne les circuits électroniques comportant une carte de circuit imprimé et des composants rapportés sur la carte. On recherche de plus en plus une densité maximale d'implantation de composants sur les cartes de circuit imprimé et une automatisation aussi poussée que possible des opérations de montage. Dans le cas des circuits à très faible puissance, mettant en oeuvre des signaux numériques, on peut arriver å une densité élevée et à un encombrement vertical très faible avec des composants constitués par des Hporte-puces" de très faible hauteur, mis en place par une technique de montage en surface. Mais les composants volumineux, tels que les bobinages, les transistors de puissance, les relais, les résistances, ne peuvent bénéficier des techniques de montage en surface. Comme, souvent, une distance importante doit subsister entre deux cartes adjacentes, du simple fait de la présence d'un tout petit nombre de composants encombrants (tels que haut-parleur, condensateur variable, transformateur à fréquence intermédiaire) on a déjà proposé d'utiliser le volume disponible pour monter transversalement à la carte les composants de forme allongée, au lieu de les coucher sur la carte. On peut ainsi augmenter la densité d'implantation sur la carte. Mais le gain de densité s'accompagne d'inconvénients qui en limitent l'emploi.Du fait que les composants mis en position par engagement de leur pattes ou fils de connexion dans les trous métallisés sont instables jusqu'a fixation, ils ne peuvent guère être soudés à la vague en même temps que les autres et doivent donc être montés manuellement ensuite. Les composants risquent d'être couchés en cas de fausse manoeuvre lors de la manipulation des cartes, et risquent de créer un court-circuit. Il est nécessaire que les fils de sortie soient rigides, faute de quoi le composant peut vibrer en service a un point tel qu'il y a rupture de fil, ce qui gêne la mise en place. L'invention vise à fournir un circuit comportant des composants placés transversalement et répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique. Dans ce but, elle propose notamment un circuit électronique ayant des composants rapportés sur une carte, placés les uns à plat et les autres transversalement et munis de fils raccordés par soudage à des plages métallisées de la carte, caractérisé en ce que les composants placés transversalement sont disposés le long d'au moins une plaquette en matériau isolant rigide, transversale à la carte et ayant une liaison d'encastrement avec celle-ci, dont l'arête, parallèle à la carte, présente des encoches destinées chacune à guider un fil reliant un des composants à une plage située à l'opposé du composant par rapport à la plaquette. La plaquette constitue ainsi un peigne appliqué contre la carte ou s'arretant à proximité de cette dernière, dont l'arête éloignée de la carte présente les encoches. Chaque plaquette peut être fixée a la carte par encastrement de pattes de fixation dans des trous ménagés dans la carte, par insertion de la carte dans des pions fendus collés sur la carte, ou par tout autre procédé assurant un maintien de la plaquette perpendiculairement à la carte, ou avec une inclinaison. Du fait de l'appui des fils de sortie sur la plaquette, les riques de vibration sont réduits. Des plages métallisées peuvent être réalisées par photogravure sur la face de la plaquette qui est en regard du composant lorsque que ce dernier dissipe de la chaleur, pour augmenter les échanges par rayonnement et par conduction vers les autres composants. Un vernis éventuel d'enrobage peut assurer les contacts thermiques, et participer à la fixation et à l'amortissement des vibrations. La face des plaquettes opposées au composant peut porter des mentions d'identification des composants mettre en place, ce qui réduit les risques d'erreur lors du montage et en cas de remplacement. L'invention propose également un procédé de montage pour un circuit électronique du type ci-dessus défini permettant de souder simultanément à la vague l'ensemble des composants, qu'ils soient placés a plat ou transversalement. Pour cela, on encastre une plaquette transversalement à la carte, on courbe l'un des fils de sortie des composants à rapporter transversalement et on met les fils en place dans le trou métallisé correspondant du circuit imprimé, en le faisant passer à cheval sur la plaquette, jusqu'a ce que la boucle du fil courbé vienne s'appuyer au fond d'une encoche de la plaquette. Ces plaquettes doivent avoir une hauteur telle que le corps des composants les plus longs reste a la distance du circuit imprimé requise pour remplir à coup sur les conditions d'isolement et/ou de dissipation thermique nécessaires, plus ou moins sévères suivant l'application à envisager. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la Figure 1 est un schéma, en perspective, montrant une fraction du circuit ayant des composants, constitués par des résistances, montés transversalement à une plaque de circuit imprimé conformément à l'invention, - la Figure 2, similaire å la Figure 1, montre une plaquette fixée au moyen de pions, La carte 10 dont une fraction est montrée en Figure 2 peut être d'un des types couramment utilisés pour constituer des circuits électroniques mettant en oeuvre, d'une part, des composants montés à plat (non représentés) et raccordés par soudage de leurs pattes ou fils de sortie dans des trous métallisés et, d'autre part, des composants 12 de forme allongée montés transversalement, tels que des résistances. Ces composants 12 comportent deux fils de sortie 14 et 16 dont l'un, 14, s'engage directement dans un trou métallisé et dont l'autre, 16, est courbé pour former une boucle et s'engage dans un second trou métallisé de raccordement. Conformément à l'invention, les composants 12, ou du moins certains d'entre eux, sont disposés en rangées le long d'une plaquette 18. Dans le cas montré sur la Figure 1, la plaquette 18 comporte des pattes ou ergots 20 qui s'emboitent dans des trous ménagés dans la carte. Il n'est pas nécessaire d'obtenir une grande précision mécanique de montage des plaquettes car leur râle est essentiellement de maintenir les composants à la bonne hauteur et dans l'orientation convenable pendant le soudage. La longueur d'enfoncement des pattes 20, qui assurent une liaison d'encastrement avec la carte, peut être limitée par des épaulements 22. Avantageusement, la plaquette présente, entre les ergots 20, une échancrure 23 permettant de vérifier visuellement la qualité des soudures de fil. L'arête de chaque plaquette 18 opposée à la carte présente des encoches 24 réparties régulièrement et destinées à recevoir et à guider les boucles des fils 16. Les composants 12 sont généralement répartis au pas habituel de 2,54 mm, ce qui conduit à répartir les encoches 24 avec le même pas. Les plaquettes peuvent avoir une longueur adaptée au nombre prévu de composants à recevoir. Cependant, dans un souci de standardisation et du fait que ce chiffre est proche de l'optimum, il est avantageux de prévoir des plaquettes 18 destinées å monter huit composants, raccordables les unes aux autres, bout bout. Même lorsque des plaquettes de plusieurs longueurs sont placées sur une même carte, il est souhaitable que leurs pattes aient toujours le même écartement. Les plaquettes peuvent être en tout matériau rigide facilement usinable et remplissant éventuellement les conditions particulières requises par l'application. Dans le cas, par exemple, de circuits destinés à des applications spatiales, où tout dégazage doit être évité, on peut utiliser des plaquettes constituées de stratifié verre-époxy de 0,2 mm d'épaisseur. Toujours dans le cas d'une application spatiale, la hauteur des plaquettes doit être telle que le corps des composants les plus longs reste a une distance de 2,5 mm à 4 mm, selon la nature du composant considéré. Des trous de 0,8 mm, dans un exemple représentatif, peuvent être prévus a plusieurs emplacements de la carte pour recevoir les pattes de plaquettes éventuelles. Il est possible d'usiner ensemble un grand nombre de plaquettes : pour assurer leur identité, elles peuvent être percées de trous 26 de réception de broches de centrage mutuel lors de l'usinage. Lorsque les composants dégagent beaucoup de chaleur en fonctionnement, les possibilités d'évacuation thermique peuvent ère accrues en déposant des plages métallisées sur des zones de plaquette destinées a venir en contact avec le composant : la chaleur produite par le composant s'écoule par conduction dans la plage qui participe alors B la dissipation et peut éventuellement transférer également la chaleur à d'autres composants. Dans la variante de réalisation montrée en Figure 2, la plaquette 18a ne comporte pas de pattes de fixation. Elle est encastrée dans des pions fendus 28, de forme carrée, collés sur la carte 10 à l'aide d'un adhésif instantané tel qu'un cyanoacrylate. La fente des pions est de largeur telle que les plaquettes s'insèrent à force. Cette solution permet une densité d'interconnexion un peu plus élevée que celle de la- Figure 1. Une autre solution encore consiste mouler les plaquettes et les pions d'une seule pièce en résine thermodurcissable renforcée (diallylphtalate par exemple). Les pions sont ensuite collés sur la carte. Lors de la mise en oeuvre de l'invention avec une plaquette du genre montré en Figure 1, les plaquettes nécessaires sont tout d'abord mises en place, en même temps que les composants à fixer à plat. Les composants à fixer transversalement a la carte sont préparés en coudant le fil destiné à s'appuyer sur une plaquette correspondante et ils sont mis en place, les fils étant enfoncés dans les trous métallisés correspondants jusqu'a appui de la boucle du fil 16 au fond d'une encoche 24. Une fois tous les composants montés, ils peuvent être soudés à la vague de façon traditionnelle. Un vernis peut être déposé sur l'ensemble des composants : il participe alors, lui aussi, à l'augmentation de rigidité en solidarisant des composants voisins les uns des autres et avec la plaquette. Il faut remarquer qu'il reste possible d'enlever un composant individuel pour le remplacer, en dessoudant les fils et en retirant de la fente le fil qui y a été engagé. Il est également possible de prévoir des plaquettes avec des écartement variables, pour les adapter aux composants de diverses dimensions de certains circuits. REVENDICATIONS 1. Circuit électronique comportant une carte de circuit imprimé et des composants rapportés sur la carte, placés les uns à plat et les autres transversalement et munis de fils raccordés par soudage à des plages métallisées de la carte, caractérisé en ce que les composants (12) placés transversalement sont disposés le long d'au moins une plaquette (18) en matériau isolant rigide, transversale à la carte et ayant une liaison d'encastrement avec celle-ci, dont l'arête, parallèle à la carte, présente des encoches (24) destinées chacune à guider un fil recourbé (16) reliant un des composants à une plage située à l'opposé du composant par rapport à la plaquette (18). 2. Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaquette comporte des pattes fixées dans des trous de la carte et munies d'épaulements déterminant la position de la plaquette. 3. Composant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaquette comporte une échancrure (23) d'inspection visuelles des soudures. 4. Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette est encastrée dans des pions (28) fixés å plat sur la carte ou d'une seule pièce avec eux. 5. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que toutes les plaquettes fixées à une même carte comportent des encoches au même écartement et sont avantageusement toutes identiques. 6. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que la plaquette est revêtue de plages métallisées en contact avec des composants, destinées ss la dissipation de chaleur. 7. Procédé de montage pour circuit électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que : on encastre une plaquette transversalement à la carte, on courbe l'un des fils de sortie des composants å rapporter transversalement, on met les fils en place dans le trou métallisé correspondant du circuit imprimé, en le faisant passer à cheval sur la plaquette, jusqu'a ce que la boucle du fil courbé vienne s'appuyer au fond d'une encoche de la plaquette et on soude les fils. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on dépose un vernis sur l'ensemble des composants de la carte et de la plaquette.