Brevet FR2791513A1 — publié le 20000929

Domaine technique Un procédé et un dispositif selon la présente in- vention servent à fixer des composants électriques sur des cartes à circuits imprimés. Etat de la technique On connaît déjà par l'état de la technique un support pour des composants électriques. Le support est constitué sous la forme d'une pièce constitutive plate en forme d'U, comportant une zone en forme de cercle entre des branches qui s'étendent verticale- ment vers le bas. Les deux branches verticales se terminent en tenons de brasage, sur lesquels sont réalisés des zones d'appui. Le support en forme d'U se trouve avec ces zones d'appui décalées sur la carte à circuits imprimés après avoir été pressé dans celle-ci. De cette manière on est assuré d'avoir en permanence une distance constante entre le compo- sant maintenu dans la zone en forme de cercle et la surface de la carte à circuits imprimés. La pièce constitutive en forme d'U est pressée avec ses tenons de brasage dans la carte à circuits impri- més; un montage résistant aux secousses de composants élec- triques grands et lourds peut être difficilement obtenu avec une telle fixation uniquement sur le fond de carte à circuits imprimés. Une utilisation d'un certain nombre de pièces cons- titutives en forme d'U pour maintenir des composants assez grands et lourds limite de façon non négligeable l'espace disponible sur la carte à circuits imprimés pour d'autres composants. En plus des inconvénients esquissés des solutions connues par l'état de la technique les exigences ont forte- ment augmenté en ce qui concerne les appareils de commuta- tion, mettant en jeu la sécurité, destinés aux automobiles, ce qui affecte le poids et la forme de construction des com- posants électriques. Le poids et la forme de construction des composants électriques sont limités par la charge des empla- cements de brasage, ce qui complique souvent l'utilisation de composants standardisés et nécessite de faire appel à des composants électriques plus chers. En outre lors de l'utili- sation de coussins d'air les détecteurs d'accélération par exemple sont montés sur une carte à circuits imprimés sépa- rée, pour exclure un déclenchement involontaire du coussin d'air par des mouvements propres à la suite d'amplifications de résonance. Ces mouvements propres ne peuvent pas être com- plètement exclus dans le cas d'une garniture de la carte à circuits imprimés par un procédé connu de garnissage des car- tes à circuits imprimés, et à cause de cela les détecteurs d'accélération pour les coussins d'air ont été disposés sur une autre carte à circuits imprimés séparée de la carte à circuits imprimés déjà évoquée. Description de l'invention Afin de remédier à ces inconvénients, le procédé de fixation du composant électrique est caractérisé en ce que le composant électrique est maintenu pendant le montage et en fonctionnement par un dispositif de maintien dans la carte à circuits imprimés et est relié à une face du boîtier qui en- toure la carte à circuits imprimés. Au moyen du procédé de fixation selon l'invention il est possible d'obtenir un mode de construction plus com- pact et plus petit des appareils de commutation, car par la liaison des composants électriques avec le boîtier qui les entoure on réalise en plus de la liaison avec la carte à cir- cuits imprimés un autre emplacement de réception pour des charges thermiques et mécaniques. De cette façon ce n'est pas l'emplacement de brasage qui assume seulement alors les char- ges qui se produisent, mais les deux emplacements de liaison réalisés, grâce à quoi il n'y a plus de limitation de la grandeur de la construction des composants électriques du fait de la charge des emplacements de brasage. Comme la liai- son des composants électriques avec la carte à circuits im- primés est déchargée par l'autre liaison des composants avec le boîtier, on peut la réaliser de façon moins massive, et disposer de cette façon d'un espace de montage pour intégrer d'autres pièces de circuit. Ceci permet de se passer d'une autre carte à circuits imprimés et conduit à une taille sen- siblement plus compacte et plus petite de l'appareil de com- mutation Avec d'autres configurations du procédé de fixa- tion selon l'invention on peut satisfaire aux exigences d'une ligne de fabrication en grande série d'appareils de commuta- tion, grâce au fait que les composants électriques peuvent être positionnés par l'utilisation de dispositifs de maintien dans une position définie par rapport à la carte à circuits imprimés. Ces dispositifs de maintien peuvent recueillir les charges thermiques et mécaniques pendant le processus de fa- brication ce qui réduit en particulier la charge des points de brasage. L'autre liaison, en plus de la liaison avec la carte à circuits imprimés a lieu par un collage des compo- sants électriques avec le boîtier qui l'entoure. D'une façon avantageuse le composant électrique peut être combiné avec le toit du boîtier, de façon à obtenir deux points de liaison opposés, à savoir l'un avec la carte à circuits imprimés et l'autre avec le toit du boîtier. En plus du toit du boîtier le composant électrique peut être aussi collé avec une paroi adjacente du boîtier. Pour produire la liaison par collage on met de préférence un cordon de collage à base de colle au si- licone entre le boîtier et la surface du composant électrique à fixer. En plus d'un procédé de fixation l'invention a trait à un appareil de commutation avec des composants élec- triques qui sont d'une part bloqués dans la carte à circuits imprimés par un dispositif de maintien et d'autre part sont reliés au boîtier, le boîtier présentant une structure adap- tée à la forme du composant électrique. Selon une configura- tion avantageuse de la structure du boîtier celle-ci est constituée sous la forme d'une structure à nervures; la structure à nervures peut être prévue aussi bien sur le toit d'un boîtier recouvrant le composant électrique, que sur une paroi du boîtier adjacente au composant électrique. La struc- ture à nervures comprend des nervures qui ont des dimensions différentes en hauteur et en largeur, nervures entre lesquel- les sont pratiquées des poches pour recevoir la matière adhé- sive en excès. Pour améliorer la jonction par complémentarité de forme du cordon de collage et de la surface du composant électrique à fixer, on peut prévoir sur la surface du compo- sant électrique des évidements ou des saillies, grâce aux- quels on peut exclure des mouvements relatifs entre le composant et le boîtier sur la liaison par collage. En outre cette structure à nervures sert sur des parties adjacentes du boîtier à augmenter la surface effective de la liaison par collage entre le cordon de collage et le boîtier. Dessins L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins dans lesquels: - la figure 1 montre en coupe transversale un composant électrique fixé entre le toit du boîtier et la carte à circuits imprimés, - la figure 2 montre une vue antérieure d'un composant élec- trique, qui est relié à la carte à circuits imprimés par un dispositif de maintien et au boîtier par une liaison par collage. Exemple de réalisation La figure 1 montre en coupe transversale un com- posant électrique 11 fixé entre une carte à circuits imprimés 1 et un boîtier 2. Une carte à circuits imprimés 1 est entourée sur son côté supérieur par un boîtier 2, qui présente un toit de boîtier 3 et une paroi de boîtier 4. Sur son côté inférieur la carte à circuits imprimés 1 est entourée par une cuvette de recouvrement 7, qui protège contre les salissures les bro- ches de contact 17, qui passent à travers la carte à circuits imprimés 1, d'un composant électrique, et la broche d'un dis- positif de maintien 19. Le boîtier 2 peut par exemple être pourvu dans la zone de son toit 3 d'une structure à nervures , qui peut toutefois être aussi prévue sur une paroi 4 du boîtier adjacente au composant électrique 11. On a représenté un développement de la structure à nervures 5 à la figure 2 en coupe transversale à titre d'exemple. Le dispositif de maintien 19 qui entoure en par- tie le composant électrique 11, est introduit par deux bro- ches 22 dans la carte à circuits imprimés 1 et relie méca- niquement celui-ci à la carte à circuits imprimés. La liaison électrique du composant électrique 11 est assurée au moyen de deux broches de contact 17, qui sont constituées sur un con- tact 16 du composant électrique 11. Sur un côté frontal 14, situé du côté du raccordement, du composant électrique 11 il est prévu un raccordement électrique 18, tandis qu'un côté frontal arrière 15 du composant électrique 11 est en regard de la paroi du boîtier 4. I0 En plus de la liaison mécanique avec la carte à circuits imprimés 1, qui est réalisée par le dispositif de maintien 19, qui entoure en partie le composant électrique 11, avec les broches 22, le composant électrique 11 est collé au moyen d'une liaison adhésive 10 avec le boîtier 2. Dans l'exemple de réalisation représenté on a mis sur la surface 12 du composant électrique 11 un cordon de collage 10, qui relie l'un à l'autre le toit du boîtier 3 et le composant électrique 11. Le procédé de fixation selon l'invention prévoit un montage préalable pour prendre en considération les exi- gences des lignes de fabrication servant à fabriquer en grande série des appareils électriques de commutation, d'une manière telle que le composant électrique 11 soit préassemblé dans un dispositif de maintien 19. Grâce à ce prémontage on est assuré pendant le processus de montage sur la ligne de fabrication, que le composant électrique 11 est maintenu sur la carte à circuits imprimés 1 dans une position déterminée et que la liaison électrique est établie par la venue en prise des broches de contact 17 de la tôle de contact 16 dans la carte à circuits imprimés 1. Lors du processus de fabrica- tion, pendant le garnissage de la carte à circuits imprimés 1 et le brasage des broches de contact 17 le dispositif de maintien 19 recueille les charges mécaniques et thermiques qui se produisent pendant le maniement et le brasage à ondes. Pour recueillir les charges mécaniques pendant le fonctionne- ment de l'appareil de commutation dans une automobile on colle le composant électrique 11 du procédé selon l'invention avec le boîtier 2, de telle sorte que le composant électrique 11 d'une part soit relié mécaniquement au moyen du dispositif de maintien 19 l'entourant en partie avec la carte à circuits imprimés 1, d'autre part soit en liaison par sa surface 12 par un cordon de collage 10 avec le boîtier 2. De cette façon le composant électrique 11 est monté en deux endroits, et en conséquence les charges mécaniques qui se produisent du fait des secousses et des changements de température dans une au- tomobile n'ont pas besoin d'être captées exclusivement par un seul point d'appui, mais peuvent être réparties sur deux points d'appui. De cette façon on peut simplifier la liaison mécanique du composant électrique 11 grâce au dispositif de maintien 19, d'une manière telle qu'en dessous du composant électrique 11 à fixer on dispose d'un nouvel espace addition- nel 23 sur la surface de la carte à circuits imprimés 1, qui peut être efficacement utilisé pour disposer d'autres compo- sants de l'appareil de commutation. Grâce à l'appui du composant électrique 11 en deux endroits on peut influencer de façon positive le compor- tement de la carte à circuits imprimés 1 aux secousses pro- pres d'une manière telle que l'on puisse loger alors aussi des détecteurs d'accélération pour l'utilisation de coussins d'air dans l'espace additionnel 23 sur la carte à circuits imprimés 1. Un montage des détecteurs d'accélération dans l'espace 23 disponible en plus sur la carte à circuits impri- més 1 rend obsolète l'utilisation d'une autre deuxième carte à circuits imprimés. Avec le procédé de fixation selon l'invention pour des composants électriques on peut réaliser de cette fa- çon des appareils de commande sensiblement compacts et de pe- tite dimension. Au moyen du procédé de fixation proposé on peut utiliser comme composants électriques des types d'appa- reils standardisés plus économiques et plus accessibles - par exemple des condensateurs électrolytiques, dont l'insertion dans les cartes à circuits imprimés n'était pas possible jus- qu'ici, car la charge des points de brasage était trop élevée du fait de leur poids et de leur forme de construction. Comme il a été créé alors un autre point de liaison pour recevoir les charges mécaniques et thermiques agissant sur le compo- sant 11, cette limitation a disparu pour les composants élec- triques 11. La figure 2 montre la vue de face avant d'un com- posant électrique 11 qui est en liaison avec la carte à cir- cuits imprimés 1 par un dispositif de maintien 19 et avec le boîtier 2 par une liaison adhésive 10. Dans le toit 3 du boîtier se trouve une structure à nervures 5 qui est adaptée par son empreinte au contour su- perficiel 12 du composant électrique à fixer. Dans le cas o le composant électrique 11 a une forme cylindrique il est ap- proprié de donner à la structure à nervures 5 dans le toit 3 du boîtier une forme telle que les nervures 8 qui arrivent sur la surface 12 soient réalisées de façon différente. Entre les nervures 8 on peut prévoir des poches individuelles, qui servent à recevoir la matière adhésive en excès et qui agran- dissent la surface adhésive effective entre le toit 3 du boî- tier et la surface 12 du composant électrique 11. La structure des nervures 5 représentée à la figure 2 peut être aussi prévue sur une paroi 4 du boîtier 2 adjacente au compo- sant électrique 11 à fixer, ce qui permet d'obtenir également deux points d'appui pour recueillir les charges mécaniques et thermiques. Le cordon de collage 10 entre la surface 12 et le toit 3 du boîtier est de préférence réalisé avec un adhésif au silicone; le dispositif de maintien 19 qui entoure pour sa plus grande partie le composant électrique 11 présente deux mâchoires de maintien 20 qui arrivent jusqu'à proximité des extrémités du cordon de collage 10, pour assurer une masse maximum de la charge admissible. Au pied 21 du dispositif de maintien 19 on a constitué des broches 22 qui se trouvent entre les broches de contact 17, et qui relient mécaniquement le dispositif de maintien 19 à la carte à circuits imprimés 1. Dans la repré- sentation selon la figure 1, la surface 12 du composant élec- trique 11 présente un évidement 13. Au moyen de cet évidement 13 qui peut s'étendre par exemple sous une forme annulaire, on peut obtenir entre la matière adhésive et la surface 12 du composant électrique 11 une liaison par complémentarité de forme qui améliore la charge mécanique admissible. Au lieu de constituer un évidement 13 dans la surface 12 du composant électrique 11 on peut constituer aussi une saillie dans la surface 12, saillie qui en pénétrant dans le cordon de col- lage 10 contribue également à améliorer la complémentarité de5 forme entre le composant électrique 11 et le cordon de col- lage 10. Liste des pièces 1 Carte à circuits imprimés 2 Boîtier 3 Toit de boîtier 4 Paroi de boîtier Structure à nervures de boîtier 6 Nervure de boîtier 7 Cuvette de recouvrement 8 Nervures 9 Poches Cordon de collage il Composant électrique 12 Surface du composant 13 Evidement de forme annulaire 14 Côté frontal, situé du côté du raccordement Côté frontal arrière 16 Tôle de contact 17 Broche de contact 18 Raccord 19 Dispositif de maintien Mâchoire de maintien 21 Pied 22 Broche 23 Espace de construction R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Procédé de fixation pour des composants électriques (11) sur des cartes à circuits imprimés (1) qui sont entourés par un boîtier (2), les composants (11) étant maintenus par un dispositif de maintien (19), caractérisé en ce que le composant électrique (11) est maintenu pendant le montage et en fonctionnement par un dispositif de maintien (19) dans la carte à circuits imprimés (1) et est relié à une face (3, 4) du boîtier (2) qui entoure la carte à circuits imprimés (1). 2 ) Procédé de fixation pour des composants électriques, se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le processus de montage dans une ligne de fabrication le composant électrique (11) est maintenu par le dispositif de maintien (19) dans une position définie par rapport à la carte à circuits imprimés (1). 3 ) Procédé de fixation pour des composants électriques, se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que les charges mécaniques et thermiques qui se produisent pen- dant le processus de montage sont recueillies par le disposi- tif de maintien (19). 4 ) Procédé de fixation pour des composants électriques, se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant électrique (11) est collé sur sa surface (12) avec une paroi (3, 4) du boîtier (2). ) Procédé de fixation pour des composants électriques, se- lon la revendication 3, caractérisé en ce que le composant électrique (11) est collé avec le toit (3) du boîtier (2). Il 6 ) Procédé de fixation pour des composants électriques, se- ion la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier (2) et la surface (12) du composant électrique (11) sont reliés l'un à l'autre par l'apposition d'un cordon de collage (10). 7 ) Procédé de fixation pour des composants électriques, se- lon la revendication 6, caractérisé en ce que le cordon de collage (10) consiste en un adhésif au silicone. 8 ) Appareil de commutation avec un composant électrique (11) disposé sur une carte à circuits imprimés (1), la carte à circuits imprimés (1) étant entourée par un boîtier (2), caractérisé en ce que les composants électriques (11), contenant les broches de contact (17), sont d'une part bloqués au moyen d'un disposi- tif de maintien (19) dans la carte à circuits imprimés (1), et sont d'autre part reliés avec le boîtier (2), qui présente une structure (5) adaptée à la forme du composant électrique (11). 9 ) Appareil de commutation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les faces (3, 4) du boîtier sont pourvues d'une structure à nervures (5). ) Appareil de commutation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le toit du boîtier (3) est pourvu d'une structure à nervures (5). 11 ) Appareil de commutation selon la revendication 9, caractérisé en ce que une paroi latérale (4) du boîtier est pourvue d'une structure à nervures (5). 12 ) Appareil de commutation selon la revendication 9, caractérisé en ce que la structure à nervures (5) présente des nervures (8) de dif- férentes dimensions. 13 ) Appareil de commutation selon la revendication 12, caractérisé en ce que la structure à nervures (5) comprend des poches individuelles (9), prévues entre les nervures (8). 14 ) Appareil de commutation selon la revendication 8, caractérisé en ce que des évidements (13) sur le composant (11) à fixer améliorent la liaison par complémentarité de forme avec un moyen de col- lage (10). ) Appareil de commutation selon la revendication 8, caractérisé en ce que des saillies sont constituées sur le composant électrique (11) à fixer, pour améliorer la liaison par complémentarité de forme avec un moyen de collage (10).