Brevet FR2875967A1 — publié le 20060331

APPAREIL PERFECTIONNE PERMETTANT DE PLACER DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES SUR AU MOINS UNE CARTE SUPPORT La présente invention concerne les perfectionnements aux appareils permettant de placer des composants électroniques du type CMS ou analogues sur au moins une carte support, en vue par exemple d'effectuer les soudures des bornes de connexion de ces composants avec les pistes conductrices réalisées sur la carte support, pour obtenir des circuits électroniques opérationnels aptes à être assemblés pour réaliser des systèmes électroniques complets. On sait que les composants électroniques actuellement utilisés sont de plus en plus miniaturisés, ce qui complique énormément leur implantation sur des cartes de circuits intégrés. Lorsque l'on veut réaliser des circuits électroniques avec de tels composants bien connus des techniciens sous le sigle CMS (composants montés en surface), on utilise des chaînes de fabrication en série qui sont totalement robotisées. Il est cependant parfaitement concevable qu'une telle chaîne de fabrication n'est utile d'un point de vue économique que si la quantité de circuits électroniques à réaliser est très importante, et qu'elle ne peut en aucun cas être utilisée dans des établissements comme des bureaux d'études, des centres de recherche, des établissements d'enseignement et de formation qui doivent placer des composants CMS sur un petit nombre de cartes supports. Il est de plus évident que la petite taille de ces composants électroniques et la fragilité de leurs pattes de connexion rendent relativement délicat leur positionnement sur les pistes conductrices des cartes supports. Pour faciliter le travail des personnes dans les établissements mentionnés ci-avant, il a été conçu des stations de placement de composants CMS sur des cartes supports, stations qui, sans être totalement automatisées, aident considérablement leurs utilisateurs pour positionner manuellement ces composants CMS. D'une façon générale, ces stations de placement dit "manuel" comportent essentiellement une table, une aire de réception d'une carte support réalisée sur la table, et des moyens de manipulation essentiellement constitués d'une pipette d'aspiration montée à une extrémité d'un bras manipulateur de type "pantographe" dont l'autre extrémité est liée à la table. Ces stations peuvent comporter en outre un plateau solidaire de la table, sur lequel l'utilisateur peut poser son avant-bras pour manipuler avec plus de sécurité et de précision la pipette d'aspiration pour prélever un composant CMS et le placer à l'endroit désiré sur la carte support. Ces stations sont, certes, nettement moins onéreuses que les chaînes de fabrication totalement automatisées, mais présentent quelques inconvénients, notamment par le fait que le bras manipulateur est soumis à une usure relativement rapide, ce qui diminue la précision du placement des composants CMS sur la carte support. En outre, ces stations ne sont pas toujours facilement utilisables par toutes les personnes, par exemple les droitiers ou les gauchers, les personnes de grande ou de petite taille, etc.. Pour ce faire il a déjà été réalisé un appareil permettant de placer des composants électroniques du type CMS ou analogues sur au moins une carte support, comme celui qui est décrit dans le FR-A-2 840 763 qui comporte une table, une aire de réception définie sur la table, de la carte support, un premier plateau, une première ouverture réalisée dans le premier plateau, des premiers moyens de déplacement du premier plateau suivant une première direction X par rapport à la table sensiblement dans un plan parallèle au plan de cette table, un second plateau, une seconde ouverture réalisée dans le second plateau, des seconds moyens de déplacement du second plateau suivant une deuxième direction Y par rapport au premier plateau sensiblement dans un plan parallèle au plan de la table, la deuxième direction Y étant non confondue avec la première direction X, les déplacements relatifs des premier et second plateaux l'un par rapport à l'autre et par rapport à la table étant définis de façon que les deux première et seconde ouvertures soient aptes à venir au moins partiellement en regard l'une de l'autre et de l'aire de réception, et des moyens de prélèvement et de pose d'au moins un composant électronique, ces moyens de prélèvement et de pose étant montés en coopération avec le second plateau. La réalisation décrite ci-dessus donne de très bons résultats mais présente l'inconvénient d'avoir un prix de revient de fabrication relativement élevé, ce qui en limite sa diffusion commerciale. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un appareil perfectionné permettant de placer des composants électroniques du type CMS ou analogues sur au moins une carte support, qui pallie les inconvénients des appareils similaires de l'art antérieur décrits ci- dessus. Plus précisément, la présente invention a pour objet un appareil perfectionné permettant de placer des composants électroniques du type CMS ou analogues sur au moins une carte support, caractérisé par le fait qu'il comporte: É une embase longitudinale à section transversale en "U" comportant deux parois latérales et une paroi de fond, ladite embase longitudinale étant définie suivant un premier axe parallèle aux parois de fond et latérales, É un chariot, É des moyens pour monter ledit chariot en translation par rapport à ladite embase dans un premier plan parallèle audit premier axe, É un bras, É des moyens pour monter ledit bras en rotation par rapport audit chariot autour d'un deuxième axe sensiblement perpendiculaire au premier plan, É des moyens de prélèvement et de pose d'au moins un composant électronique, ces dits moyens de prélèvement et de pose étant montés en coopération avec ledit bras et ledit chariot, et É des moyens pour positionner au moins une carte support par rapport à ladite embase dans un second plan sensiblement parallèle au premier plan, de façon que ladite carte support soit apte à être positionnée entre ledit bras, la paroi de fond et les deux parois latérales. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent, sous forme schématique, un mode de réalisation préféré de l'appareil perfectionné selon l'invention permettant de poser des composants électroniques du type CMS ou analogues sur des cartes supports, la figure 1 étant une vue de dessus et la figure 2 une vue en coupe transversale référencée II-II sur la figure 1. Il est tout d'abord précisé que, sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure. Il est aussi précisé que les figures représentent un mode de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention. Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. Il est enfin précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, [par exemple E = E(p, ti, s, ...)], ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, [par exemple s, etlou T, et/ou p, .], soit en combinaison totale etlou partielle, [par exemple E( s, i, p), etlou E( s, 'r), etlou E(ti, p), et/ou E( s, p)]...DTD: Les deux figures représentent sous forme schématique un mode de réalisation préféré de l'appareil perfectionné selon l'invention permettant de placer des composants électroniques du type CMS ou analogues sur au moins une carte support 1. Un tel appareil comporte une embase longitudinale 10 à section transversale en "U" comportant deux parois latérales 11, 12 et une paroi de fond 13, cette embase longitudinale étant définie suivant un premier axe 14 parallèle aux parois de fond 13 et latérales 11, 12. Il comporte en outre un chariot 15, des moyens 16 pour monter le chariot 15 en translation par rapport à l'embase 10 dans un premier plan parallèle au premier axe 14, un bras 17, des moyens 18 pour monter ce bras 17 en rotation par rapport au chariot 15 autour d'un deuxième axe 19 sensiblement perpendiculaire au premier plan, des moyens 20 de prélèvement et de pose d'au moins un composant électronique montés en coopération avec le bras 17 et le 2875967 5 chariot 15, et des moyens 21 pour positionner au moins une carte support 1 par rapport à l'embase 10 dans un second plan sensiblement parallèle au premier plan, de façon que cette carte support 1 soit apte à être positionnée, comme illustré sur les deux figures, entre le bras 17, la paroi de fond 13 et les deux parois latérales 11, 12. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de prélèvement et de pose 20 définis ci-dessus sont avantageusement constitués par un stylet 22 monté en coopération avec le bras 17, une buse d'aspiration 23 montée en association avec le stylet 22, la buse 23 comportant une entrée 24 et une sortie 25, une pompe à vide 26 dont l'entrée d'aspiration 27 est reliée à la sortie 25 de la buse 23 avantageusement au moyen d'au moins un tuyau 28 de préférence souple ou articulé, et une valve 29 à une entrée 30 et une sortie 32, la valve 29 étant montée en association avec le stylet 22 en série dans le conduit défini entre l'entrée 24 de la buse 23 et l'entrée d'aspiration 27 de la pompe à vide 26. II est précisé que cette valve 29 est agencée de façon qu'elle soit apte à être commandée pour prendre deux premier et second états. Le premier état est celui dans lequel son entrée 30 et sa sortie 32 sont mises en communication. Le second état est celui dans lequel l'entrée 30 est en communication avec la sortie 32, tout en étant connectée à l'entrée 31 d'une mise à l'atmosphère illustrée sur la figure 2 par une percée 34 réalisée dans le stylet 22. Cette percée pourrait cependant être constituée par une fuite ou analogue réalisée dans le logement dans lequel est apte à se déplacer le bouton de commande 35 de la valve 29 défini ci-après. Il est à noter que la représentation du mode de réalisation de l'appareil selon l'invention, illustre la valve 29 dans son premier état tel que défini ci-dessus. De façon. préférentielle, la valve 29 est en outre agencée pour être au repos quand elle se trouve dans le premier état, et apte à être commandée pour passer du premier état au second au moyen d'un bouton de commande 35 monté en association avec le cylindre de piston 42 qui sera défini ciaprès. Dans une réalisation possible avantageuse, la pompe à vide 26 est montée solidaire du chariot 15, en étant protégée, comme schématiquement illustré sur les deux figures, par un capot de protection ou analogue. Dans une réalisation préférentielle comme plus particulièrement illustrée sur la figure 2, le stylet 22 est constitué par un manchon 40 solidaire du bras 17, 2875967 6 et un cylindre de piston 42 monté coulissant par rapport au manchon 40 à l'encontre d'un ressort en compression 43 de façon que le cylindre de piston 42 ait tendance à s'éloigner de la paroi de fond 13 de l'embase 10, la buse d'aspiration 23 étant montée solidaire du cylindre de piston 42 de façon que son entrée d'aspiration 24 soit en regard de la paroi de fond 13. La course du cylindre de piston 42 par rapport au manchon 40 à l'encontre de la pression exercée par le ressort en compression 43 est déterminée pour que, en déplaçant le cylindre de piston par rapport au manchon, l'entrée d'aspiration 24 de la buse 23 soit apte à venir au contact de la carte support 1 quand elle est positionnée dans l'embase. Dans une réalisation préférentielle, comme celle qui est illustrée, le bras 17 est constitué par un secteur plan sensiblement circulaire 49 comportant au moins un orifice traversant 50 selon un troisième axe 51 sensiblement perpendiculaire au premier plan, et avantageusement deux comme représenté sur la figure 1, celui de droite pour un utilisateur droitier et celui de gauche pour un utilisateur gaucher. Le manchon 40 comprend au moins deux première et seconde parties 52, 53, la première partie 52 ayant une section hors tout au plus égale à celle de l'orifice 50, et un épaulement 54 d'une section hors tout supérieure à celle de cet orifice traversant 50 et séparant la première 52 de la seconde partie 53, le manchon 40 étant enfiché dans l'orifice 50 par sa première partie 52 jusqu'à venir en butée, par son épaulement 54, sur le bord de l'orifice, la seconde partie 53 ayant, dans le mode de réalisation illustré, une section intérieure sensiblement complémentaire de la section extérieure du cylindre de piston 42 de façon que ce dernier puisse coulisser librement dans cette seconde partie 53, le ressort en compression 43 étant interposé entre le manchon 40 et le cylindre de piston 42. Dans le mode de réalisation de l'appareil illustré, le cylindre de piston 42 coulisse dans la seconde partie 53 du manchon, mais l'inverse peut être possible. De façon préférentielle, le secteur plan sensiblement circulaire 49 est réalisé en un matériau transparent, ce qui permet à l'utilisateur de voir la carte support 1 à travers ce secteur pour mieux y poser les composants électroniques. Comme mentionné auparavant, l'appareil comporte des moyens 16 pour monter le chariot 15 en translation par rapport à l'embase 10. Ces moyens sont avantageusement constitués par deux glissières 60, 61 comprenant chacune une partie mâle et une partie femelle, figure 2, ces quatre parties étant respectivement agencées sur le chariot 15 et les deux parois latérales 11, 12 de l'embase 10. Quant aux moyens 21 pour positionner au moins une carte support 1 par rapport à la paroi de fond 13 de l'embase 10, ils sont par exemple constitués par un berceau 70 solidaire de la paroi de fond. Lorsque la carte support 1 est rectangulaire, ce qui est le cas le plus courant, le berceau 70 est constitué par deux rails en "L" parallèles entre eux à une distance l'un de l'autre sensiblement égale à un côté du dit rectangle. Enfin, de façon préférentielle et avantageuse pour faciliter la réalisation 10 industrielle de l'appareil, les premier et second plans sont parallèles à la paroi de fond 13. L'appareil décrit ci-dessus s'utilise de la façon suivante: Il est tout d'abord supposé qu'une carte support 1 est positionnée sur son berceau 70, comme représenté sur la figure 2, et que, comme schématiquement représentées sur la figure 1 en avant de l'embase 10, les réserves R aptes à contenir les composants électroniques sont correctement approvisionnées avec les composants qui doivent être placés sur cette carte support. Pour positionner un composant sur la carte, l'utilisateur que l'on supposera comme étant droitier pour la représentation selon les figures 1 et 2, commence par mettre en marche la pompe à vide 26 sans appuyer sur le bouton de commande 35. De ce fait, l'entrée 24 de la buse 23 est en aspiration assez importante dépendant de la puissance de cette pompe à vide. L'utilisateur saisit avec sa main droite le stylet 22, toujours sans appuyer sur le bouton de commande 35, et exerce une traction sur le cylindre de piston 42 de façon à amener, par rotation du bras 17 et translation du chariot 15, l'entrée 24 de la buse 23 en regard de la réserve R qui contient le composant qu'il doit prélever et positionner sur la carte support 1. Il exerce alors sur le cylindre de piston 42 une pression pour le faire pénétrer dans la seconde partie 53 du cylindre en comprimant le ressort 43, jusqu'à ce que l'entrée d'aspiration 24 de la buse 23 vienne au contact de la surface du composant à prélever, les réserves R étant bien entendu positionnées de façon que cette entrée 24 puisse atteindre au contact les composants qu'elles contiennent. Sous l'action de la force d'aspiration donnée par la pompe à vide 26, le composant se plaque sur l'entrée 24 de la buse 23. L'utilisateur lâche alors le cylindre de piston et, sous l'action de la force exercée par le ressort 43, le cylindre de piston remonte. Toujours sans appuyer sur le bouton de commande 35, l'utilisateur déplace le stylet 22 par rotation du bras 17 et translation du chariot 15, pour amener le composant, toujours plaqué par la pression atmosphérique sur l'entrée 24 de la buse 23, en regard de l'endroit de la carte support où il doit être déposé. L'utilisateur peut alors appuyer sur le cylindre de piston 42 pour rapprocher au maximum le composant de cet endroit sur la carte support et, s'il juge correcte la position du composant par rapport à cet endroit, ce qu'il peut aisément vérifier visuellement à travers le secteur transparent 49, sans bouger le stylet 22, il appuie sur le bouton de commande 35 pour faire passer la valve 29 dans son second état. Dans ce second état, le conduit d'aspiration 28 est mis à l'atmosphère par la percée 34. La pression dans la buse remonte brutalement et la différence entre la pression atmosphérique et celle à l'intérieur de la buse n'est plus suffisante pour maintenir le composant plaqué contre l'entrée 24 de la buse. Le composant est alors libéré et se pose sur la carte support 1 à l'endroit souhaité par l'utilisateur. Ce dernier peut recommencer les étapes décrites ci-dessus autant de fois que nécessaire pour placer tous les composants requis sur la carte support 1. A la description ci-dessus, on constate que, de par sa structure et la disposition relative des différents éléments le constituant, cet appareil peut être facilement utilisé par toute personne, tout en présentant une plus grande fiabilité que les appareils similaires de l'art antérieur et surtout avec un prix de revient de fabrication inférieur. 9 REVENDICATIONS 1. Appareil perfectionné permettant de placer des composants électroniques du type CMS ou analogues sur au moins une carte support (1), caractérisé par le fait qu'il comporte: É une embase longitudinale (10) à section transversale en "U" comportant deux parois latérales (11, 12) et une paroi de fond (13), ladite embase longitudinale étant définie suivant un premier axe (14) parallèle aux parois de fond (13) et latérales (11, 12), É un chariot (15), É des moyens (16) pour monter ledit chariot (15) en translation par rapport à ladite embase (10) dans un premier plan parallèle audit premier axe (14), É un bras (17), É des moyens (18) pour monter ledit bras (17) en rotation par rapport audit 15 chariot (15) autour d'un deuxième axe (19) sensiblement perpendiculaire au premier plan, É des moyens (20) de prélèvement et de pose d'au moins un composant électronique, ces dits moyens de prélèvement et de pose étant montés en coopération avec ledit bras (17) et ledit chariot (15), et É des moyens (21) pour positionner au moins une carte support (1) par rapport à ladite embase (10) dans un second plan sensiblement parallèle au premier plan, de façon que ladite carte support (1) soit apte à être positionnée entre le bras (17), la paroi de fond (13) et les deux parois latérales (11, 12). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de prélèvement et de pose (20) d'au moins un composant électronique montés en coopération avec le bras et le chariot, sont constitués par: É un stylet (22) monté en coopération avec ledit bras (17), É une buse d'aspiration (23) montée en association avec ledit stylet (22) , ladite buse (23) comportant une entrée d'aspiration (24) et une sortie (25), É une pompe à vide (26) dont l'entrée d'aspiration (27) est reliée à la sortie (25) de la dite buse (22) au moyen au moins d'un tuyau (28), et É une valve (29) à une entrée (30) et une sortie (32), ladite valve (29) étant montée en association avec ledit stylet (22) en série dans le conduit défini entre l'entrée (24) de la buse (23) et l'entrée d'aspiration (27) de la pompe à vide (26), ladite valve (29) étant apte à être commandée pour prendre deux premier et second états de façon que: * pour le premier état, son entrée (30) et sa sortie (32) soient 5 mises en communication, et * pour le second état, son entrée (30) demeure en communication avec sa sortie (32) tout en étant mise à l'atmosphère. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la valve (29) 10 est agencée pour être au repos dans son premier état et apte à être commandée pour passer du premier état au second au moyen d'un bouton de commande (35). 4. Appareil selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que ladite pompe à vide (26) est montée solidaire du chariot (15). 5. Appareil selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que ledit stylet (22) est constitué par: É un manchon (40) solidaire du bras (17), et É un cylindre de piston (42) monté coulissant par rapport au manchon (40) à l'encontre d'un ressort en compression (43) de façon que ledit cylindre de piston (42) ait tendance à s'éloigner de la paroi de fond (13) de l'embase (10), É ladite buse d'aspiration (23) étant en outre montée solidaire du cylindre de piston (42) de façon que son entrée d'aspiration (24) soit en regard de ladite paroi de fond (13), la course du cylindre de piston (42) par rapport au manchon (40) à l'encontre de la pression exercée par le ressort en compression (43) étant déterminée pour que, en déplaçant ledit cylindre de piston par rapport au manchon, l'entrée d'aspiration (24) de ladite buse (23) soit apte à venir au contact de la carte support (1) quand elle est positionnée dans ladite embase (10). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit bras (17) est constitué par un secteur plan sensiblement circulaire (49) comportant au moins un orifice traversant (50) selon un troisième axe (51) sensiblement perpendiculaire au premier plan, ledit manchon (40) comprenant au moins deux première et seconde parties (52, 53), la première partie (52) ayant une section hors tout au plus égale à celle dudit orifice (50), et un épaulement (54) d'une section hors tout supérieure à celle dudit orifice traversant (50) et séparant la première (52) de la seconde partie (53), ledit manchon (40) étant enfiché dans ledit orifice (50) par sa première partie jusqu'à venir en butée, par son épaulement (54), sur le bord dudit orifice, la seconde partie (53) ayant une section intérieure sensiblement complémentaire de la section extérieure du cylindre de piston (42), le ressort en compression (43) étant interposé entre le manchon (40) et le cylindre de piston (42). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit secteur plan (49) sensiblement circulaire est réalisé en un matériau transparent. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens (16) pour monter le chariot (15) en translation par rapport à l'embase (10) sont constitués par deux glissières (60, 61) comprenant chacune une partie mâle et une partie femelle, ces quatre parties étant respectivement agencées sur le chariot (15) et les deux parois latérales (11, 12) de l'embase (10). 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les moyens (21) pour positionner au moins une carte support (1) par rapport à la paroi de fond (13) de l'embase (10) sont constitués par un berceau (70) solidaire de ladite paroi de fond. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que, lorsque ladite carte support (1) est rectangulaire, ledit berceau (70) est constitué par deux rails (71, 72) en "L" parallèles entre eux à une distance l'un de l'autre sensiblement égale à un côté du dit rectangle. 11. Appareil selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les premier et second plans sont parallèles à la paroi de fond (13).