Brevet FR2664434A1 — publié le 19920110

Procédé de manipulation d'un composant, notamment un connecteur, et outillage correspondant L'invention concerne la manipulation d'un composant, notamment un connecteur. Elle s'applique avantageusement mais non exclusivement à l'aide de l'insertion de connecteurs sur des cartes de circuit imprimé. L'insertion, sur une carte, d'un connecteur, comportant un corps d'où font saillie une pluralité de bornes de contact distribuées selon une configuration géométrique prédéterminée et dont les portions terminales présentent une même direction générale, nécessite de faire entrer chaque portion terminale des bornes de contact dans le trou homologue de la carte de circuit imprimé, avant de solidariser ces bornes de contact avec la carte par exemple par une opération de brasure. Conjointement au développement des connecteurs, sont apparus des outillages facilitant leur insertion sur des cartes de circuit imprimé. Cependant, les connecteurs actuels voient leur nombre de bornes de contact, ou picots, augmenter très fortement pour atteindre couramment le nombre de plusieurs centaines. De ce fait, la densité d'implantation des picots sur le corps du connecteur augmente, ce qui conduit à une réduction du pas entre ceux-ci, à une finesse de réalisation plus importante, et par conséquent à une plus grande souplesse de ces picots. Par ailleurs, de par l'évolution de la technologie, les circuits imprimés apparaissent de plus en plus comme étant des circuits "multicouches". I1 en résulte donc des épaisseurs de cartes plus importantes et, par voie de conséquence, des longueurs de bornes de contact plus grandes. De plus, il s'est avéré nécessaire de développer, dans certaines applications des connecteurs à picots droits très longs (la longueur pouvant atteindre 15 mm) propres à recevoir des connexions enroulées ("mini-wrapping" en langue anglaise), ou bien des connecteurs présentant des picots coudés qui présentent une longueur développée supérieure à celle d'un picot droit, et ce à épaisseur de carte identique. Tous ces facteurs contribuent à augmenter l'imprécision de la localisation des extrémités des bornes de contact par rapport à l'emplacement des trous de la carte, et, par conséquent, les difficultés d'insertion de tels connecteurs. En effet, une seule borne de contact tordue, déformée, ou désaxée, peut entraver ce montage. Alors que les outillages connus ne donnent pas satisfaction, l'invention vient proposer une solution plus satisfaisante à la manipulation de tels composants, notamment à l'insertion des connecteurs de grande taille sur des cartes de circuit imprimé, tout en proposant un outillage simple à mettre en oeuvre et facilement réalisable industriellement à un coût réduit. L'invention a tout d'abord pour objet un procédé de manipulation d'un composant, notamment un connecteur, comportant un corps d'où font saillie une pluralité de bornes de contact distribuées selon une configuration géométrique prédéterminée et dont les portions terminales présentent une même direction générale. Selon la principale caractéristique de l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes - prévoir des premier et deuxième peignes comportant respectivement une pluralité de dents inclinées d'un angle d'inclinaison choisi en fonction de la configuration géométrique des bornes de contact, - insérer les dents du premier peigne entre les portions terminales des bornes de contact, par translation dans le plan du premier peigne et dans la direction de ses dents, ainsi que selon une première direction relativement au composant sensiblement perpendiculaire à la direction générale desdites portions terminales, et - insérer les dents du deuxième peigne entre les portions terminales des bornes de contact au voisinage des premières dents, par translation dans le plan du deuxième peigne et dans la direction de ses dents, ainsi que selon une deuxième direction relativement au composant différente de ladite première direction et sensiblement perpendiculaire à la direction générale desdites portions terminales. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, préalablement à l'insertion des dents des peignes, on positionne le composant sur un socle possédant des moyens de fixation pour immobiliser le corps dudit composant, ainsi qu'une face d'appui sensiblement plane et perpendiculaire à la direction générale des portions terminales des bornes de contact du composant ainsi positionné, le plan de cette face intersectant lesdites portions terminales à une distance choisie de leur extrémité libre ; on insère ensuite lesdites premières dents en faisant glisser le premier peigne sur ladite face d'appui puis lesdites deuxièmes dents en faisant glisser le deuxième peigne sur le premier. L'invention a également pour objet un outillage pour la mise en oeuvre de ce procédé, comprenant les premier et deuxième peignes tels que définis plus haut et, le cas échéant, le socle permettant de positionner le composant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels - les figures 1, 1A et 1B illustrent un mode de réalisation d'un peigne selon l'invention, - les figures 2A et 2B illustrent schématiquement un connecteur propre à être inséré sur une carte de circuit imprimé, - les figures 3A et 3B illustrent schématiquement une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et - la figure 4 illustre le positionnement de deux peignes selon l'invention insérés entre les bornes de contact du connecteur des figures 2A et 2B. L'homme de l'art sait que dans les connecteurs en général la géométrie est importante. I1 en est par conséquent de même pour leur outillage de manipulation. A cet égard, les dessins présentent pour l'essentiel des éléments de caractère certain, et, notamment les figures 1, 1A et 1B. Ils sont donc à considérer comme partie intégrante de la description et pourront donc, non seulement servir à mieux faire comprendre celle-ci, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Sur les figures 1, 1A et 1B, la référence P1 désigne un peigne à dents inclinées conforme à l'invention. Sur ces figures, toutes les cotes et tolérances sont exprimées en millimètres. Ce peigne P1 comporte une fine plaque métallique 1 ayant une épaisseur d'environ 0,3 mm, allongée, dans laquelle sont ménagées une pluralité de dents inclinées 20 et disposées parallèlement au bord longitudinal inférieur 10 de cette plaque. Ces dents sont parallèles entre elles et s'étendent selon une direction générale faisant avec la direction du bord longitudinal 10 du peigne un angle d'inclinaison a choisi, comme on le verra ci-après, en fonction de la configuration géométrique de la distribution des bornes de contact sur le corps du connecteur. Ces dents sont espacées par des fentes 21 dont la largeur est égale à la largeur d'un picot du connecteur augmentée d'un jeu choisi, ici de l'ordre du dizième de millimètre. Plus généralement ce jeu est adapté en fonction de la rugosité des bornes de contact. La denture 2 de ce peigne comporte ainsi, dans ce cas particulier, deux jeux, de 34 dents espacées par 33 fentes au pas de 2,54 mm et portant les références 2-1 et 2-2. Ces deux jeux sont séparés par une encoche 23 dont les caractéristiques sont reliées à celles du connecteur illustré sur les figures 2A et 2B. Ce connecteur comporte en effet un corps 30 muni à ses deux extrémités et en son centre de trois attaches 32 en équerre propres à être fixées sur la carte de circuit imprimé. On verra plus loin que l'attache centrale 32 de ce connecteur vient s'insérer dans l'encoche 23 du peigne P1. Sur le corps de ce connecteur sont distribuées 144 bornes de contact repliées d'équerre, se répartissant en deux séries de 72 bornes de part et d'autre de l'attache centrale 32. Les 72 bornes de chaque série sont réparties en quincon ce, en trois rangées de 24 bornes espacées d'un pas longitudinal pl de 2,54 mm, chaque rangée étant espacée de la rangée adjacente d'un pas transversal pt également de 2,54 mm. Si l'on revient plus particulièrement à la figure 1A, on remarque que la direction longitudinale moyennne des dents (ou des fentes) fait avec la direction du bord longitudinal 10 du peigne P1 un angle d'inclinaison a égal à 63,400 ce qui correspond à un angle dont la tangente est égale au rapport pt/(pl/2) du pas transversal à la moitié du pas longitudinal. Dans le cas où les bornes de contact seraient réparties en rangées non quinconcées au pas de 2,54 mm, cet angle d'inclinaison a serait égal à environ 450. Chaque dent 20 possède deux bords rectilignes 200, 204 s'étendant depuis la base de la dent parallèlement entre eux et à l'axe longitudinal x de cette dernière. Le bord rectiligne gauche 200 se prolonge par une partie terminale 201 également rectiligne convergeant vers l'axe longitudinal x selon un angle de convergence choisi égal ici à 30". Cette partie terminale 201 se raccorde, par l'intermédiaire d'un arrondi terminal 202 à la partie terminale 203 du bord rectiligne 204. De par cette configuration, la partie terminale 201 du bord rectiligne gauche 200 de chaque dent, forme avec la partie terminale 203 du bord rectiligne droit 204 de la dent précédente, un secteur angulaire c ici égal à 600, et propre à faciliter l'insertion des bornes de contact dans les fentes 21. Bien qu'il soit préférable que les deux bords opposés de chaque dent présentent une partie terminale convergeant vers l'axe longitudinal de ladite dent, on pourrait concevoir que l'un seulement de ces bords soit pourvu d'une telle partie terminale. Si l'on se réfère maintenant aux figures 3A et 3B on voit que l'outillage d'aide à l'insertion selon l'invention comporte avantageusement un socle 4 comportant une face d'appui supérieure 40, plane, suivie d'un épaulement plan en retrait 44 vers une autre face plane 43, parallèle à la face 40. Cette dernière face 43 est également suivie d'un épaulement plan en retrait 42 vers une troisième face d'appui plane 41 parallèle aux deux précédentes. Le corps 30 du connecteur 3 est positionné sur la troisième face plane 41 en butée contre l'épaulement plan 42. Le corps de ce connecteur est maintenu fermement dans cette position par des moyens de fixation, liés au socle, et comprenant deux vis 45 coopérant respectivement avec deux crochets 46 venant en contact au voisinage des deux extrémités du connecteur pour plaquer ce dernier en butée contre l'epaule- ment plan 42. Les portions terminales 31 des bornes de contact du connecteur ainsi positionné, s'étendent parallèlement à l'épaulement plan 44 et intersectent le plan P contenant la face d'appui supérieure 40. Les dimensions du socle 4 sont ajustées pour que le plan P de la face d'appui intersecte les portions terminales des bornes de contact à une distance choisie de leur extrémité libre, pour permettre notamment l'insertion ultérieure de ces bornes dans les trous homologues T de la carte à circuit imprimmé CI. Cette distance est choisie ici égale à environ 2 mm. Après avoir positionné le connecteur comme indiqué précédemment, le manipulateur fait glisser le peigne P1 sur la face d'appui supérieure 40, c'est-à-dire dans le plan de ce peigne, et dans la direction de ses dents. Celles-ci viennent donc s'insérer entre les portions terminales des bornes de contact, selon la direction F1 relativement au composant, et sensiblement perpendiculairement à la direction générale de ces portions terminales. On utilise alors un deuxième peigne P2, analogue au premier, que l'on vient faire glisser sur le premier, également dans son plan et dans le sens de ses dents. Par contre, alors que le premier peigne a été inséré dans la direction F1 relativement au connecteur, le second peigne a été inséré dans la direction F2 relativement au composant (par exemple en le présentant retourné par rapport au premier peigne). Aussi, comme illustré sur la figure 4, chaque portion terminale 31 d'une borne de contact se trouve insérée dans un logement L en forme de losange, constitué par les dents et les fentes respectives 20, 20', 21, 21' des deux peignes P1 et P2. Les directions respectives F1 et F2 des dents des deux peignes une fois insérées définissent alors entre elles un angle b sensiblement supplémentaire de l'angle double dudit angle d'inclinaison choisi a. En d'autres termes, la somme 2a+b est égale à 1800. Une fois l'insertion des dents des deux peignes effectuée, les portions terminales des bornes de contact se retrouvent éventuellement redressées et réalignées correctement. I1 est alors possible d'insérer ces portions terminales dans les trous T de la carte CI en faisant descendre celle-ci parallèlement à la direction générale de ces portions terminales dans le sens de la flèche V > (figure 3A). Ceci effectué, le manipulateur extrait les dents respectives des deux peignes P1 et P2 des bornes de contact en faisant glisser ces derniers dans la direction de leurs dents respectives et dans le sens inverse de celui de leur insertion. La carte CI peut alors descendre encore d'une distance égale à l'épaisseur des deux peignes ce qui permet aux extrémités des portions terminales des bornes de contact de déborder de l'autre côté de la carte CI d'une distance compatible avec l'opération de brasure subséquente. Avant de retirer le connecteur du support 4, il est préférable de solidariser celui-ci de la carte CI par l'intermédiaire des fixations en équerre 32 qui coopèrent avec des logements non représentés sur les figures à des fins de simplification. Dans le cas d'un connecteur présentant des bornes de contact droites (non coudées), celui-ci serait bien entendu encore positionné de sorte que les bornes de contact s'étendent parallèlement à l'épaulement plan 44. Les avantages de l'invention sont les suivants, outre ceux déjà évoqués - les déformations des bornes de contact, subies pendant la fabrication, le transport ou l'installation sont compensées par l'effet conjugué des deux dentures des deux peignes qui constituent ainsi une matrice de repositionnement de ces bornes de contact - la productivité des opérations de montage de connecteurs s'en trouve ainsi améliorée d'autant que l'outillage décrit précédemment peut être réalisé très simplement et à moindre coût.En effet, la denture de chaque peigne peut être très facilement obtenue par découpage électrochimique, ou mécanique dans le cas de fabrication en grande série - l'épaisseur très fine des peignes ainsi que leur insertion l'un sur l'autre, c'est-à-dire du même côté de la carte, permettent d'insérer un connecteur sur une carte sur laquelle sont déjà disposés un grand nombre d'autres composants, voire sur les deux faces de la carte - l'homme de métier aura également remarqué que l'invention permet l'insertion de connecteurs pourvus d'équerres de fixation 32. L'invention n' est pas limitée au mode de mise en oeuvre et de réalisation ci-dessus décrit mais en embrasse toutes les variantes notamment les suivantes - ainsi, l'invention s'applique à tout composant muni d'une pluralité de bornes de contact distribuées selon une configuration géométrique prédéterminée et dont les portions terminales présentent une même direction générale - de même l'invention n'est pas limitée à l'aide à l'insertion de composants sur un support notamment une carte de circuit imprimé. Elle pourrait également trouver une application dans le maintien des bornes de contact en position, notamment pendant le transport des composants - bien que particulièrement avantageux dans l'application d'insertion d'un composant sur un support, le socle 4 décrit ci-avant peut s'avérer non indispensable dans certaines applications - l'invention n'est enfin pas incompatible avec une manipulation automatisée mettant en oeuvre le procédé et l'outillage décrits ci-avant pour une utilisation manuelle. Bien entendu, certains des moyens décrits ci-avant peuvent être omis dans les variantes où ils ne servent pas. Revendications 1. Procédé de manipulation d'un composant, notamment un connecteur, comportant un corps d'où font saillie une pluralité de bornes de contact distribuées selon une configuration géométrique prédéterminée et dont les portions terminales présentent une même direction générale, caractérisé par les étapes suivantes - prévoir des premier et deuxième peignes (P1, P2) comportant respectivement une pluralité de dents (20, 20') inclinées d'un angle d'inclinaison (a) choisi en fonction de la configuration géométrique des bornes de contact (31), - insérer les dents (20) du premier peigne (P1) entre les portions terminales (31) des bornes de contact, par translation dans le plan du premier peigne et dans la direction de ses dents, ainsi que selon une première direction (F1) relativement au composant sensiblement perpendiculaire à la direction générale desdites portions terminales, et - insérer les dents (20') du deuxième peigne (P2) entre les portions terminales des bornes de contact au voisinage des premières dents, par translation dans le plan du deuxième peigne et dans la direction de ses dents, ainsi que selon une deuxième direction (F2) relativement au composant différente de la première direction (F1) et sensiblement perpendiculaire à la direction générale desdites portions terminales. 2. Procéder selon la revendication 1, dans lequel les bornes de contact sont distribuées sur le corps du composant selon une pluralité de rangées longitudinales espacées d'un pas transversal prédéterminé (pt), les bornes de contact de chaque rangée étant espacées d'un pas longitudinal prédéter miné (pl), caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des dents (a) est sensiblement identique pour chaque peigne et est relié au rapport des pas transversal et longitudinal, et en ce que les directions respectives des dents des deux peignes une fois insérées définissent entre elles un angle (b) sensiblement supplémentaire de l'angle double (2a) dudit angle d'inclinaison choisi (a). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des bords homologues respectifs des dents comporte une partie initiale rectiligne (200) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (x) des dents, suivie d'une partie terminale (201) convergeant vers ledit axe selon un angle de convergence choisi, et en ce que la largeur d'une fente ménagée entre deux dents consécutives est égale à la largeur d'une borne de contact augmentée d'un jeu choisi. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, postérieurement à l'insertion des dents des deux peignes, on fait pénétrer les portions terminales des bornes de contact dans des orifices homologues (T) d'un support (CI) notamment une carte de circuit imprimé, et on extrait du composant les dents des deux peignes selon leur direction respective et dans le sens inverse de celui de leur insertion. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, préalablement à l'insertion des dents des peignes, on positionne le composant sur un socle (4) possédant des moyens de fixation (45, 46) pour immobiliser le corps (30) dudit composant (3), ainsi qu'une face d'appui (40) plane sensiblement perpendiculaire à la direction géné rale des portions terminales (31) des bornes de contact du composant ainsi positionné, le plan (P) de cette face (40) intersectant lesdites portions terminales à une distance choisie de leur extrémité libre, et en ce qu'on insère les premières dents en faisant glisser le premier peigne sur ladite face d'appui (40) puis les deuxièmes dents en faisant glisser le deuxième peigne sur le premier. 6. Outillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des premier et deuxième peignes tels que définis dans l'une des revendications 1 à 3. 7. Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un socle tel que défini dans la revendication 5.