Brevet FR3040118A1 — publié le 20170217

Composant CMS La présente invention concerne un composant CMS (composant monté en surface), notamment un composant inductif du type composant CMS destiné à être fixé sur une carte de circuit imprimé par au moins une broche à souder. Contrairement aux techniques de connexion transversale dans lesquelles les fils de connexion des composants électroniques passent à travers des trous de montage dans une carte de circuit imprimé et sont soudés sur la face arrière de la carte (ou sur des couches internes), les dispositifs CMS sont fixés directement sur une carte de circuit imprimé par l'intermédiaire de bornes de contact soudables. Cette technique est souvent appelée également montage en surface ; elle permet d'obtenir un garnissage très dense par rapport aux connexions transversales, puisque par exemple les cartes de circuit imprimés obtenues par la technique du montage en surface pouvant recevoir des composants sur leurs deux faces. Des corps en matière plastique d'usage courant pour les dispositifs CMS sont connus par exemple des documents DE 101 14 182 Al et DE 198 13 527 Cl. Les composants se miniaturisant de plus en plus, le montage en surface est en grande partie mécanisé car un positionnement manuel rigoureux des composants ne peut pas être fait avec la précision exigée. Le fonctionnement des circuits nécessite une connexion soudée parfaite et des procédés de vérification sont employés à cet effet pour contrôler la qualité d'une connexion soudée. Cette vérification peut s'effectuer, par exemple, dans le cadre d'une inspection optique automatique (A01), avec les systèmes de traitement d'images qui sont de plus en plus utilisés pour le contrôle des joints de soudure, pour contrôler la qualité d'une connexion soudée mécanique avec une précision et une vitesse plus élevées. Cependant, il a été constaté que l'inspection optique des cartes de circuits imprimés à haute densité d'intégration exige des dépenses en forte croissance et qu'il faut utiliser pour ce faire des procédés d'imagerie modernes pour maintenir la fiabilité de l'inspection optique automatique malgré la densité d'intégration croissante sur une carte de circuit imprimé. Partant de la situation décrite ci-dessus, il est donc souhaitable de fournir une broche à souder pour un composant CMS et un composant CMS qui permettent, malgré la miniaturisation avancée, de procéder à un contrôle optique des connexions soudées entre une carte de circuit imprimé et le composant CMS avec une précision satisfaisante et des temps de contrôle courts. Selon un aspect de l'invention, un composant CMS comprend un composant électronique, un support de maintien du composant électronique et une pluralité de broches à souder 3040118 2 en forme de U fixées au support. Les broches à souder présentent chacune une première extrémité de contact destinée à être soudée à une carte de circuit imprimé et une seconde extrémité de contact reliée à un fil de connexion du composant électronique. Sur au moins un côté du support, les premières extrémités de contact sont agencées dans une première 5 rangée, une seconde rangée formée par les secondes extrémités de contact étant formée au-dessus de la première rangée sur le côté correspondant du support. Avec cette exécution, pour au moins certaines des broches à souder, les premières extrémités de contact, vues dans une direction de vue de dessus perpendiculaire à une direction d'extension de la première et/ou seconde rangée, sont chacunes décalées d'une distance de 10 décalage dans la direction d'extension par rapport aux secondes extrémités de contact respectives. Il en résulte que les extrémités de contact des broches à souder sont bien visibles dans le cadre d'une inspection optique des broches à souder et, notamment, que la vue sur la première rangée d'extrémités de contact (notamment les premières extrémités de contact) n'est pas obstruée par la seconde rangée d'extrémités de contact. 15 Selon un mode de réalisation illustratif, la distance de décalage est comprise dans une plage de 0,3 mm à 2 mm, de préférence dans une plage de 0,3 mm à 1 mm. Dans un autre mode de réalisation illustratif, la première extrémité de contact et la seconde extrémité de contact de chaque broche à souder sont reliées par une partie de liaison qui 20 s'étend au moins partiellement dans le support, la partie de liaison comprenant à chaque fois au moins un segment de liaison s'étendant le long de la direction de la vue de dessus et un segment de liaison s'étendant parallèlement à la direction d'extension de la première et/ou seconde rangée. 25 Dans un autre mode de réalisation, la première extrémité de contact et la seconde extrémité de contact de chaque broche à souder sont reliées par une partie de liaison qui s'étend au moins partiellement dans le support, la partie de liaison située dans le support formant un angle compris entre 0° et 90° par rapport à la direction d'extension de la première et/ou seconde rangée. 30 Dans un autre mode de réalisation, le composant électronique est conçu en tant que composant inductif pourvu d'un bobinage qui est relié aux secondes extrémités de contact de deux broches à souder. En variante, le composant inductif peut être pourvu de plusieurs bobinages reliés chacun aux secondes extrémités de contact. 35 Dans l'aspect décrit ci-dessus, on évite, de manière avantageuse, que les extrémités de contact, vues le long d'une direction parallèle à la partie de liaison et perpendiculaire à une 3040118 3 direction le long de laquelle s'étendent les extrémités de contact de forme allongée, soient directement superposées. On obtient que la première extrémité de contact, de forme allongée, de la broche à souder soit bien visible, lorsque celle-ci est utilisée dans un composant CMS, lors d'une inspection optique des broches à souder et, notamment, que la 5 vue sur la première extrémité de contact de forme allongée, ne soit pas obstruée par la seconde extrémité de contact de forme allongée, lorsque la broche à souder est insérée dans un composant CMS de sorte que la partie de liaison est orientée perpendiculairement à une surface de base du composant CMS (la surface de base désignant la surface d'un composant CMS qui, lors du montage en surface de celui-ci sur une carte de circuit imprimé, 10 est destinée à être dirigée vers une surface de la carte de circuit imprimé). L'invention est décrite ci-dessous en se référant aux figures en annexe, dans lesquelles: la Figure 1 est une vue schématique en perspective d'une broche à souder selon certains 15 modes de réalisation concrets de l'invention; les Figures 2a et 2b sont des vues différentes d'un support pour un composant CMS selon certains modes de réalisation concrets de l'invention; et 20 les Figures 3a et 3b représentent un agrandissement d'une vue latérale d'un support selon différents modes de réalisation concrets de l'invention. En référence à la Figure 1, des modes de réalisation illustratifs de l'invention vont être décrits maintenant en terme de broche à souder. 25 La Figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une broche à souder 1, illustrant une broche à souder en forme de U et qui peut être insérée dans un support d'un composant CMS pour la connexion électrique d'un composant CMS maintenu par le support avec une carte de circuit imprimé. La broche à souder 1 comporte une première extrémité de 30 contact 3, de forme allongée et rectiligne, et une seconde extrémité de contact 5, de forme allongée et rectiligne. La première extrémité de contact 3 et la seconde extrémité de contact 5 s'étendent essentiellement dans la même direction et sont essentiellement parallèles l'une à l'autre. Le terme « essentiellement » signifie qu'une direction d'extension de la première extrémité de contact 3 et une direction d'extension de la seconde extrémité de contact 5 35 forment l'une avec l'autre un angle de 30° au maximum ou de 20° au maximum ou de 15° au maximum ou de 10° au maximum ou de 5° au maximum. 3040118 4 Dans un exemple de mode de réalisation, les extrémités de contact 3, 5 sont représentées par des zones d'extrémité d'un fil conducteur recourbé d' une broche à souder, zones d'extrémité au niveau desquelles un contact électrique est formé dans des applications CMS, entre la broche à souder et le composant CMS (non représenté) ou bien la carte de circuit 5 imprimé (non représentée). Dans certaines applications concrètes de la broche à souder 1 dans des dispositifs CMS (non représentés), l'extrémité de contact 3 est destinée par exemple à être soudée à une carte de circuit imprimé (non représentée). En outre, la seconde extrémité de contact 5 sert à la liaison mécanique ou électromécanique de la broche à souder 1 avec un composant électronique (non représenté) d'un composant CMS 10 (non représenté). Des exemples concrets de composant CMS sont décrits ci-dessous concernant les Figures 2a, 2b, 3a et 3b. 15 La première extrémité de contact 3 et la seconde extrémité de contact 5 de la broche à souder 1 sont reliées l'une à l'autre de manière mécanique et électro conductrice par une partie de liaison 7. La partie de liaison 7 comprend, selon l'exemple représenté dans la Figure 1, un premier segment de liaison 7a et un second segment de liaison 7b, le premier segment de liaison 7a et le second segment de liaison 7b étant orientés, au moins par 20 endroits, transversalement par rapport à une direction le long de laquelle les extrémités de contact 3, 5, de forme allongée, s'étendent. Dans l'exemple représenté, les segments de liaison 7a et 7b sont orientés, au moins par endroits, de manière orthogonale l'un à l'autre. Cette orientation n'est pas limitative et, dans une variante, le segment de liaison 7a peut être orienté, au moins par endroits, de manière oblique par rapport au segment de liaison 7b. 25 Selon le mode de réalisation représenté dans la Figure 1, le premier segment de liaison 7a produit avec la première extrémité de contact 3 une forme en U car un segment inférieur 7a1, de forme allongée, du premier segment de liaison 7a s'étend perpendiculairement aux extrémités de contact 3 , 5 et un segment supérieur 7a2, de forme allongée, du segment de 30 liaison 7a s'étend parallèlement à la direction d'extension de l'extrémité de contact 3. En outre, la seconde extrémité de contact 5 et le second segment de liaison 7b forment, selon la représentation de la Figure 1, une section en forme de L de la broche à souder 1. Cette configuration n'est pas limitative et le segment de liaison 7b peut être directement en contact avec le segment inférieur 7a1 sans le segment supérieur 7a2. 35 Selon le mode de réalisation représenté dans la Figure 1, un plan formé par la première extrémité de contact 3 et le premier segment de liaison 7a et un plan formé par la seconde 3040118 extrémité de contact 5 et le second segment de liaison 7b sont orientés de manière non parallèle l'un par rapport à l'autre. Comme représenté, le plan formé par la première extrémité de contact 3 et le premier segment de liaison 7a peut être perpendiculaire au plan formé par la seconde extrémité de contact 5 et le second segment de liaison 7b. 5 Pour mieux illustrer cette description, un système de coordonnées xyz à trois dimensions est intégré à la Figure 1. Par rapport au système de coordonnées xyz représenté, les première et seconde extrémités de contact 3, 5 peuvent par exemple s'étendre le long de la direction x, tandis que la partie de liaison 7 comprend au moins un segment (cf. segment 10 7a1) qui s'étend, au moins partiellement, le long de la direction z et, facultativement, un autre segment (cf. segment 7a2) qui s'étend le long de la direction y du système xyz. Dans un exemple de mode de réalisation, la broche à souder 1 est conçue de telle sorte que la seconde extrémité de contact 5 se trouve en dehors d'un plan déterminé par la première 15 extrémité de contact 3 et la forme essentiellement en U de la broche à souder 1. En se référant à la Figure 1, un plan peut par exemple être défini par la première extrémité de contact 3 et le premier segment de liaison 7a, la seconde extrémité de contact 5 étant située en dehors de ce plan. 20 Comme le montre la Figure 1, un décalage V est par conséquent produit entre la première extrémité de contact 3 et la seconde extrémité de contact 5, lequel décalage comprend une composante le long de la direction y (cf. composante de décalage Vy) et une composante le long de la direction z (cf. composante de décalage Vz). Les broches à souder en forme de U classiques (c'est-à-dire en forme de U plane), au contraire, présentent simplement une 25 distance de décalage avec une composante de décalage, par exemple uniquement dans la direction z, car dans leur cas, étant donné que les extrémités de contact définissent un plan avec la partie de liaison et les extrémités de contact sont décalées l'une par rapport à l'autre dans ce plan. 30 Cela signifie qu'un plan formé par les extrémités de contact 3, 5, comme celui qui est indiqué par exemple dans la Figure 1 par une section de plan E avec un vecteur normal n, est par conséquent orienté, au moins par endroits, de manière oblique par rapport à au moins un segment de liaison 7a, 7b, de sorte que l'au moins un segment de liaison 7a, 7b s'étend, au moins par endroits, de manière non parallèle au plan (cf. section de plan E dans la Figure 1) 35 respectivement non perpendiculaire au vecteur normal n. Concernant la représentation de la Figure 1, la section de plan E est orientée selon un angle a par rapport à la direction z, 3040118 6 0° 0 existe entre la première extrémité de contact 14a et la seconde extrémité de contact 16a dans la vue représentée. Ce résultat peut, par exemple, être obtenu quand la broche à souder 1 représentée dans la Figure 1 est ainsi injectée dans le support de façon 3040118 8 que le segment inférieur 7a1 de la Figure 1 soit orienté perpendiculairement à la face inférieure du support 10 dans la Figure 3a (cf. également la face inférieure U du support 10 dans la Figure 2a). Lorsque le support 10 est considéré le long de la direction de vue de dessus A (et donc parallèlement à la direction d'extension du segment inférieur 7a1 de la 5 broche à souder 1 dans la Figure 1), les premières extrémités de contact 14a ne sont, par conséquent, pas couvertes par les secondes extrémités de contact 16a. Dans les corps de bobine qui sont décrits ci-dessus concernant les Figures 2a, 2b et 3a, les exemples de mode de réalisation suivants sont décrits ci-apres. 10 Dans un exemple de réalisation, un composant CMS comprend un composant électronique et le support de maintien 10 du composant électronique, le support de maintien 10 étant pourvu d'au moins une broche à souder, tel que décrit ci-dessus concernant la Figuré 1. Le composant CMS peut donc être relié à une carte de circuit imprimé et la broche à souder est orientée dans le support de maintien 10 de façon que le segment de liaison (cf. 7a1 dans les 15 modes de réalisation décrits ci-dessus) en contact avec la première extrémité de contact (cf. 3 dans les modes de réalisation décrits ci-dessus) soit orienté de manière essentiellement perpendiculaire à une surface de base du composant CMS. Dans un exemple, la broche à souder est injectée dans le support de maintien 10 et la partie de liaison (cf. 7 dans les modes de réalisation décrits ci-dessus) s'étend tout entière dans le support de maintien 10. 20 La Figure 3b représente une variante de mode de réalisation selon laquelle des broches à souder en forme de U classiques sont injectées dans le support de maintien 10 de façon que des premières extrémités de contact 14a ne soient pas couvertes par des secondes extrémités de contact 16a lorsque le support est considéré le long de la direction de vue de 25 dessus A. Par ce moyen, on parvient à une inspection avantageuse des broches à souder, les premières extrémités de contact 14a n'étant pas couvertes par les secondes extrémités de contact 16a. En outre, lorsque les fils ne sont pas ronds, comme cela est représenté dans les figures, ils ne sont pas disposés droits sur une carte de circuit imprimé: les extrémités de contact ne reposent pas à plat sur une carte de circuit imprimé, mais sur une arête. 30 Dans différents exemples de modes de réalisation de l'invention, les valeurs concrètes pour au moins une des distances de décalage Vy, Vd, Ve, Vb, Vc peuvent être comprises entre 0,3 mm et 2 mm, de préférence entre 0,3 mm et 1 mm. 35 Dans différents modes de réalisation concrets, au moins une distance parmi Vy, Vz, Vb, Vc, Vd, Ve, Vf, Vg peut être différente d'au moins une autre des distances Vy, Vz, Vb, Vc, Vd, Ve, Vf, Vg. Dans certains exemples, les distances Vy, Vb, Vc, Vd, Ve peuvent être égales. 3040118 9 Dans différents exemples de modes de réalisation de l'invention, les valeurs concrètes pour la distance de décalage Vz peuvent être comprises entre 2 mm et 3 mm. 5 Le fait que les figures représentent des broches à souder formées de fils conducteurs n'ayant pas une forme ronde ne constitue pas une limitation de l'invention. En variante, les broches à souder selon l'invention peuvent être formées de fils conducteurs ronds. REVENDICATIONS1. Composant CMS comprenant un composant électronique, un support (10) de maintien du composant électronique et une pluralité de broches à souder en forme de U (12a; 12b) ajoutées au support (10) qui présentent chacune une première extrémité de contact (14a; 14b) destinée à être soudée à une carte de circuit imprimé et une seconde extrémité de contact (16a; 16b) reliée à un fil de raccordement du composant électronique, les premières extrémités de contact (14a; 14b) étant agencées en une première rangée (El) sur au moins un côté du support (10) et une seconde rangée (E2) formée par les secondes extrémités de contact (16a, 16b) étant formée au-dessus de la première rangée (El ) sur le côté correspondant du support (10), caractérisé en ce que, pour au moins certaines des broches à souder, les premières extrémités de contact (14a; 14b), vues dans une direction de vue de dessus (A) perpendiculaire à une direction d'extension (R1; R2) de la première et/ou seconde rangée (E1, E2), sont chacune décalées d'une distance de décalage (Vb, Vc, Vd, Ve) le long de la direction d'extension (R1, R2) par rapport aux secondes extrémités de contact (16a; 16b) respectives. 2. Composant CMS selon la revendication 1, dans lequel la distance de décalage est comprise entre 0,3 mm et 2 mm, de préférence entre 0,3 mm et 1 mm. 20 3. Composant CMS selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première extrémité de contact (14a; 14b) et la seconde extrémité de contact (16a; 16b) de chaque broche à souder sont reliées par une partie de liaison (7) qui s'étend dans le support (10), la partie de liaison (7) comprenant à chaque fois au moins un segment de liaison (7a, 7b) s'étendant le long de 25 la direction de vue de dessus et un segment de liaison (7a, 7b) s'étendant parallèlement à la direction d'extension de la première et/ou seconde rangée (E1, E2). 4 Composant CMS selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première extrémité de contact (14a) et la seconde extrémité de contact (16a) de chaque broche à souder sont 30 reliées par une partie de liaison (18a) qui s'étend dans le support, la partie de liaison (18a) située dans le support formant, au moins par endroits, un angle compris entre 0° et 90° par rapport à la direction d'extension de la première et/ou seconde rangée (E1, E2). 5. Composant CMS selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le composant 35 électronique est conçu en tant que composant inductif pourvu d'un bobinage relié à deux secondes extrémités de contact de deux broches à souder, ou pourvu de plusieurs bobinages reliés chacun à deux extrémités de contact de deux broches à souder.