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REVENDICATIONS
1. Procédé pour placer des composants électroniques sur une plaque de circuit imprimé en vue de leur fixation, en position, sur ce dernier, caractérisé par le fait qu'on utilise au moins une palette constituée par un plateau revêtu d'adhésif, place lesdits composants sur ladite palette, dans une position et dans une orientation déterminées, utilise la palette ainsi chargée de composants dans une installation de mise en place automatique des composants sur le circuit comportant au moins un bras transporteur saisissant au moins un composant à chaque opération, lequel composant lui est présenté par la palette, et le transportant, dans l'orientation voulue, sur le circuit où s'effectue le soudage dudit composant aux bornes du circuit.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise, pour charger la palette, une installation commandée par programme et, pour placer les composants sur le circuit, une installation également commandée par programme, les deux programmes étant opérationnellement liés.
3. Procédé suivant la revendication t, caractérisé par le fait qu'on utilise, pour placer les composants sur la palette, une installation comportant des vibreurs acheminant les composants dans des emplacements donnés, sous une orientation donnée également, d'où ils sont transportés sur la palette.
4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une palette constituée par un plateau dont la surface est revêtue d'un adhésif.
5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs desdites palettes, celles-ci étant agencées de façon à pouvoir être empilées les unes sur les autres sans que les composants portés par une palette soient en contact avec une palette adjacente.
6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux piles de palettes, l'une contenant des palettes garnies de composants et l'autre des palettes vides, et des moyens permettant de faire passer les palettes successivement d'une pile sur l'autre.
7. Installation suivant la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend, en vue de placer les composants sur la palette, des vibreurs acheminant les composants dans des emplacements donnés, sous une orientation donnée également, et au moins un bras mobile transportant les composants desdits emplacements sur la palette.
La présente invention a pour objet un procédé et une installation pour placer des composants électroniques sur une plaque de circuit imprimé en vue de leur fixation, en position, sur ce dernier.
L'invention est spécialement destinée à la mise en place des micro-composants électroniques, appelés chips , qui sont dépourvus de conducteurs formant des queues s'engageant dans des trous de la plaque du circuit imprimé.
La mise en place de ces micro-composants, qui se fixent au circuit par soudage de leurs bornes terminales à des bornes ou plots que présente la plaque du circuit imprimé, pose des pro
blèmes dus aux petites dimensions de ces micro-composants
et au fait qu'il faut pouvoir travailler rapidement vu qu'il s'a
git d'une production de masse.
On a tenté de livrer des composants conditionnés en ma
gasins de façon à faciliter leur utilisation sur des installations
de pose automatique des composants sur les circuits impri
més. Toutefois, ce conditionnement est coûteux et certains
composants, en raison de leur forme ou de leur nature, ne
peuvent pas être livrés sous cette forme, de sorte que, à eux
seuls, ces composants reposent tout le problème.
La solution la plus couramment utilisée consiste à munir les installations de pose automatique de composants de vibreurs qui amènent les composants un à un à un emplacement et dans une position et une orientation déterminées. De là, les composants sont successivement saisis par un bras de charge qui les amène en position sur le circuit auquel ils sont aussitôt soudés.
Cette disposition présente l'inconvénient de multiplier le nombre des vibreurs, ce qui se traduit par une augmentation massive du coût de l'installation. En effet, il faut, par appareil de pose automatique, autant de vibreurs qu'il y a de composants différents à placer d'où, lorsqu'un grand nombre d'appareils sont en service dans un atelier, une multiplication du nombre des vibreurs.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en fournissant un moyen n'utiliser qu'un nombre restreint de vibreurs, en l'occurrence correspondant au nombre des différents types de composants à poser, sans multiplication du nombre de ceux-ci par le nombre des appareils en service.
Ce but est atteint grâce aux moyens définis dans les revendications 1 et 3.
Le dessin illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante représentées de façon très schématique.
La fig. 1 est une vue en plan d'une partie d'une installation pour la pose de micro-composants sur un circuit imprimé, en l'occurrence l'appareil même servant à cette pose.
La fig. 2 est une vue en élévation de cet appareil.
La fig. 3 est une vue en plan d'une autre partie de l'installation, en l'occurrence l'appareil servant à charger, en composants électroniques, des palettes-magasins.
La fig. 4 est une vue en élévation de cet appareil, et
La fig. 5 est une vue en plan d'une variante de l'appareil servant à charger les micro-composants sur les circuits.
L'appareil représenté aux figs. 1 et 2 comprend un bâti 1 supportant deux coulisses 2 sur lesquelles se déplace, commandé par deux vis 3, actionnées par un moteur pas à pas non représenté, un chariot 4 en forme de châssis dont deux montants 5 constituent des coulisses, perpendiculaires aux coulisses 2, sur lesquelles se déplace un châssis 6, commandé par deux vis 7 entraînées par un moteur pas à pas non représenté.
Le châssis 6 est destiné à recevoir un circuit imprimé 8. Grâce à cette disposition, ce circuit imprimé 8 peut se déplacer suivant deux directions X et Y perpendiculaires l'une à l'autre.
Le bâti 1 est par ailleurs muni de deux réceptacles cylindriques 9 et 10 constituant des silos recevant des palettes circulaires il, en forme de plateaux, revêtues d'une couche adhésive, par exemple de colle-contact. Ces palettes 11, en matière plastique ou en métal léger, sont destinées à recevoir des composants électroniques, en l'occurrence des micro-composants du type chips . Elles sont conformées de façon que, lorsqu'elles sont empilées, les composants qu'elles portent ne soient pas en contact avec les palettes adjacentes. Chaque silo est muni d'un fond 12, mobile verticalement, dont les déplacements sont commandés par une vis 13 actionnée par un moteur 14.
De plus, le fond 12 du silo 9 est agencé de façon à pouvoir tourner sur lui-même, commandé par un moteur 15. Toutes ces dispositions ont été représentées très schématiquement à la fig. 2. L'appareil comprend en outre un bras 16 (fig. 1) articulé en 17 sur le bâti 1 et qui peut se déplacer, en un mouvement oscillant de va-et-vient. Ce bras 16 est agencé pour permettre de faire passer, dans un but qui sera indiqué plus loin, les palettes 1 1 du silo 9 dans le silo 10.
Enfin, l'appareil comprend un bras 18 articulé en 19 sur le bâti 1, et qui peut se déplacer en un mouvement oscillant de va-et-vient. Ce bras 18 porte trois buses d'aspiration 20 re
liées, par trois conduits souples 21, à une source de dépression non représentée.
Le présent appareil s'utilise de la façon suivante:
Les palettes 1 1 vides sont chargées de composants électroniques à l'aide d'un appareil de charge tel que, par exemple, l'appareil représenté aux figs. 3 et 4, décrit plus loin.
Il est à remarquer que la position et l'orientation de chaque micro-composant sur les palettes ne sont pas aléatoires mais parfaitement déterminées.
Les palettes munies de composants, qui se maintiennent en position sur elles grâce au revêtement adhésif, pourront, Si nécessaire, être stockées, voire transportées, les palettes servant ainsi de magasins.
Lors de leur emploi, ces palettes sont placées dans le silo 9 dont le fond 12 occupe sa position inférieure, le fond 12 du silo 10, qui ne porte aucune palette, occupant sa position supérieure. Les composants sont répartis sur les palettes 1 1 selon trois cercles concentriques indiqués en 22 à la fig. 1, en regard desquels sont disposées, respectivement, les trois buses 20 du bras transporteur 18 lorsque ce dernier occupe la position représentée au dessin.
Le bras de charge 18, qui peut, outre son mouvement oscillant, se déplacer verticalement, dans la direction de l'axe des Z (fig. 2), saisit, par ses trois buses 20, par aspiration, trois composants se trouvant sur la palette supérieure 1 1 de la pile du silo 9 qu'il amène, par déplacement dans le sens de la fíè- che 23, en regard du circuit 8. Ce dernier vient lui-même occuper une position, voire deux ou trois positions successives, dans lesquelles les composants sont relâchés par les buses 20 et sont ainsi placés sur le circuit aux endroits et dans les orientations voulus.
Le soudage des composants sur le circuit s'effectuant pour l'ensemble des composants simultanément, il y a avantage à placer une goutte de colle sur la plaque du circuit, à l'aide de moyens automatiques non représentés parce qu'étant étrangers à l'invention, aux emplacements qui doivent recevoir les composants, afin que ceux-ci soient momentanément maintenus en place.
La pile des palettes il du silo 9 tourne alors sur ellemême, selon la flèche 24 de la fig. 1, amenant un autre jeu de trois micro-composants en regard des buses 20 du bras 18 qui a repris sa position initiale.
Il est à remarquer que la rotation des palettes du silo 9 se fera dans un sens ou l'autre, selon les besoins, le programme de commande de l'appareil étant étudié pour que ces rotations successives s'effectuent suivant des amplitudes minimum. A cet égard, il est également à remarquer que le programme de commande de l'appareil de charge des palettes sera opérationnellement lié au programme de commande de l'appareil de pose des composants sur les circuits, Si même il n'est pas identique.
Lorsque la palette supérieure du silo 9 est vide, elle est placée automatiquement dans le silo 10 à l'aide du bras 16 se déplaçant dans le sens de la flèche 25. Le fond 12 du silo 9 monte alors d'une position tandis que le fond 12 du silo 10 descend d'une position.
Le chargement des palettes il en composants électroniques s'effectue à l'aide de l'appareil représenté aux figs. 3 et 4.
Cet appareil comprend un bâti 26 portant un chariot 27 coulissant dans la direction de l'axe des X sur deux tiges de guidage 28, commandé par une vis mère 29 entraînée par un mo
teur pas-à-pas 30. Ce chariot porte une batterie de vibreurs 31
contenant les micro-composants électroniques à placer sur les palettes, à raison d'un type de composant par vibreur. Les vibreurs peuvent être amenés successivement, par déplacement du chariot 27, en regard d'un bras de charge 32 portant une buse d'aspiration 33, au droit duquel les composants sont ainsi amenés les uns après les autres.
Le bras de charge 32 peut coulisser dans la direction de l'axe des Y dans une monture 34 portée par une traverse 35 fixée au châssis 26. L'agencement est tel que le bras 32 peut en outre se déplacer verticalement, dans le sens de l'axe des Z (fiv. 4).
L'appareil comprend en outre un silo 36 pour les palettes 11, analogues aux silos 9 et 10 de l'appareil des figs. 1 et 2, dont le fond, désigné par 37, est mobile verticalement et angulairement.
Cet appareil s'utilise de la façon suivante: Le fond 37 du silo 36 occupant sa position supérieure, une palette 1 1 munie d'une couche adhésive, par exemple de la colle-contact, est posée sur lui. Les composants électroniques sont amenés suc oessivement en regard du bras 32 par les vibreurs 31 où ils sont aspirés par la buse 33 et amenés en regard de la palette 1 1 où ils sont répartis, comme indiqué en 38 à la fiv. 3, selon les trois cercles circulaires 22 mentionnés précédemment.
Lorsque la palette 1 1 est entièrement garnie de composants 38, le fond 37 du silo 36 descend d'une position, ce qui permet de placer une nouvelle palette 11, vide, sur la pile en vue de la garnir de composants.
Lorsque le silo 36 est plein, la pile des palettes 1 1 qu'il contient peut être transportée comme un tout dans un appareil servant à la pose des composants sur les circuits, tel l'appareil des figs. 1 et 2 décrit précédemment.
En variante, on pourra également utiliser des micro-com- posants fournis par le fabricant à l'état conditionné, par exemple montés sur un film, tel le film représenté en 39 à la fiv. 4, se présentant sous la forme d'une bobine, désignée par 40, qui amènera les composants successivement en regard du bras 32, dans l'orientation voulue. Le chariot 27 portera alors un banc de telles bobines 40 remplaçant les vibreurs 31.
L'appareil de la fig. S est très proche de celui de la première forme d'exécution. Le circuit imprimé, désigné par 41, est agencé pour pouvoir se déplacer suivant les axes X et Y sur la table, désignée par 42, de l'appareil, grâce à des moyens non représentés. L'appareil comprend un silo 43 de palettes il garnies de composants électroniques maintenus en place par une couche adhésive dont elles sont revêtues, et un silo 44 de palettes vides. Un bras transporteur 45 se déplaçant dans le sens de la flèche 46 fait passer les palettes il du silo 43 dans le silo 44.
Un bras transporteur 47 muni de buses d'aspiration 48 se déplace dans le sens de la flèche 49 pour amener les composants électroniques de la palette 1 1 se trouvant sur le haut de la pile du silo 43 en regard du circuit 41 qui vient lui-même se placer dans la position voulue pour que chacun des trois composants transportés vienne se poser aux emplacements idoines du circuit.
Il est à remarquer que les composants d'un même type peuvent être soit groupés sur les palettes, ce qui peut faciliter leur mise en place sur celles-ci, soit répartis sur des palettes, ce qui peut faciliter leur transport sur le circuit imprimé, leur répartition sur les palettes étant alors fonction de l'ordre dans lequel ils doivent être placés sur les circuits.
Grâce à la présente disposition, le nombre des vibreurs utilisés n'excède par le nombre de types différents de microcomposants.
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CLAIMS
1. Method for placing electronic components on a printed circuit board for fixing them, in position, on the latter, characterized in that at least one pallet consisting of a plate coated with adhesive is used, places said components on said pallet, in a determined position and orientation, uses the pallet thus loaded with components in an installation for automatically placing the components on the circuit comprising at least one conveyor arm gripping at least one component at each operation, which component is presented to him by the pallet, and transporting it, in the desired orientation, on the circuit where the welding of said component takes place at the terminals of the circuit.
2. Method according to claim 1, characterized in that one uses, for loading the pallet, an installation controlled by program and, to place the components on the circuit, an installation also controlled by program, the two programs being operationally linked .
3. Method according to claim t, characterized in that one uses, to place the components on the pallet, an installation comprising vibrators conveying the components in given locations, also in a given orientation, from where they are transported on the palette.
4. Installation for the implementation of the method according to claim 1, characterized in that it comprises at least one pallet consisting of a tray whose surface is coated with an adhesive.
5. Installation according to claim 4, characterized in that it comprises several of said pallets, these being arranged so that they can be stacked on top of each other without the components carried by a pallet being in contact with a pallet adjacent.
6. Installation according to claim 5, characterized in that it comprises two stacks of pallets, one containing pallets filled with components and the other empty pallets, and means for passing the pallets successively from one pile on the other.
7. Installation according to claim 4, characterized in that it comprises, for placing the components on the pallet, vibrators conveying the components in given locations, also in a given orientation, and at least one movable arm transporting the components of said locations on the pallet.
The subject of the present invention is a method and an installation for placing electronic components on a printed circuit board with a view to fixing them, in position, on the latter.
The invention is specially intended for the installation of electronic micro-components, called chips, which are devoid of conductors forming tails engaging in holes in the printed circuit board.
The installation of these micro-components, which are fixed to the circuit by soldering their terminal terminals to terminals or studs presented by the printed circuit board, poses pro
problems due to the small dimensions of these micro-components
and the fact that you have to be able to work quickly since
git of mass production.
We tried to deliver components packaged in my
gasins so as to facilitate their use on installations
for automatic installation of components on printing circuits
my. However, this packaging is expensive and some
components, due to their shape or nature, do not
cannot be delivered in this form, so that to them
these components alone are the whole problem.
The most commonly used solution consists in providing automatic installation installations with vibrating components which bring the components one by one to a location and in a determined position and orientation. From there, the components are successively gripped by a load arm which brings them into position on the circuit to which they are immediately welded.
This arrangement has the drawback of multiplying the number of vibrators, which results in a massive increase in the cost of the installation. In fact, as many automatic vibrators are required for each automatic laying device as there are different components to be placed, hence, when a large number of devices are in service in a workshop, a multiplication of the number of vibrators .
The object of the present invention is to remedy this drawback by providing a means of using only a limited number of vibrators, in this case corresponding to the number of different types of components to be installed, without multiplying the number of these. by the number of devices in service.
This object is achieved by the means defined in claims 1 and 3.
The drawing illustrates, by way of example, an embodiment of the object of the invention and a variant shown very schematically.
Fig. 1 is a plan view of part of an installation for installing micro-components on a printed circuit, in this case the same device used for this installation.
Fig. 2 is an elevational view of this device.
Fig. 3 is a plan view of another part of the installation, in this case the apparatus used to load, in electronic components, pallets-magazines.
Fig. 4 is an elevation view of this device, and
Fig. 5 is a plan view of a variant of the device used to load the micro-components on the circuits.
The apparatus shown in figs. 1 and 2 comprises a frame 1 supporting two slides 2 on which moves, controlled by two screws 3, actuated by a stepping motor not shown, a carriage 4 in the form of a frame of which two uprights 5 constitute slides, perpendicular to the slides 2, on which a chassis 6 moves, controlled by two screws 7 driven by a stepping motor not shown.
The chassis 6 is intended to receive a printed circuit 8. Thanks to this arrangement, this printed circuit 8 can move in two directions X and Y perpendicular to one another.
The frame 1 is moreover provided with two cylindrical receptacles 9 and 10 constituting silos receiving circular pallets there, in the form of trays, coated with an adhesive layer, for example contact adhesive. These pallets 11, made of plastic or light metal, are intended to receive electronic components, in this case micro-components of the chip type. They are shaped so that, when stacked, the components they carry are not in contact with the adjacent pallets. Each silo is provided with a bottom 12, movable vertically, the movements of which are controlled by a screw 13 actuated by a motor 14.
In addition, the bottom 12 of the silo 9 is arranged so as to be able to turn on itself, controlled by a motor 15. All of these arrangements have been shown very diagrammatically in FIG. 2. The apparatus further comprises an arm 16 (fig. 1) articulated at 17 on the frame 1 and which can move, in an oscillating movement back and forth. This arm 16 is arranged to allow the pallets 11 of the silo 9 to pass through the silo 10 for a purpose which will be indicated below.
Finally, the device comprises an arm 18 articulated at 19 on the frame 1, and which can move in an oscillating movement back and forth. This arm 18 carries three suction nozzles 20 re
linked, by three flexible conduits 21, to a source of vacuum not shown.
This device is used as follows:
The empty pallets 1 1 are loaded with electronic components using a charging device such as, for example, the device shown in figs. 3 and 4, described later.
It should be noted that the position and orientation of each micro-component on the pallets are not random but perfectly determined.
Pallets fitted with components, which are kept in position on them thanks to the adhesive coating, may, If necessary, be stored or even transported, the pallets thus serving as stores.
When in use, these pallets are placed in the silo 9, the bottom 12 of which occupies its lower position, the bottom 12 of the silo 10, which does not carry any pallet, occupying its upper position. The components are distributed on the pallets 1 1 according to three concentric circles indicated at 22 in FIG. 1, opposite which are arranged, respectively, the three nozzles 20 of the conveyor arm 18 when the latter occupies the position shown in the drawing.
The load arm 18, which can, in addition to its oscillating movement, move vertically, in the direction of the Z axis (fig. 2), grasps, by its three nozzles 20, by suction, three components located on the upper pallet 11 of the stack of the silo 9 which it brings, by displacement in the direction of the file 23, opposite the circuit 8. The latter itself comes to occupy a position, or even two or three successive positions, in which the components are released by the nozzles 20 and are thus placed on the circuit at the desired locations and in the orientations.
The welding of the components on the circuit being carried out for all the components simultaneously, it is advantageous to place a drop of glue on the plate of the circuit, using automatic means not shown because being foreign to the invention, at the locations which must receive the components, so that these are momentarily held in place.
The stack of pallets il of the silo 9 then turns on itself, according to arrow 24 in FIG. 1, bringing another set of three micro-components opposite the nozzles 20 of the arm 18 which has returned to its initial position.
It should be noted that the rotation of the pallets of the silo 9 will be in one direction or the other, as required, the control program of the device being studied so that these successive rotations are carried out at minimum amplitudes. In this regard, it should also be noted that the control program for the device for loading the pallets will be operationally linked to the control program for the device for placing the components on the circuits, even if it is not identical.
When the upper pallet of silo 9 is empty, it is automatically placed in silo 10 using the arm 16 moving in the direction of arrow 25. The bottom 12 of silo 9 then rises from one position while the bottom 12 of silo 10 descends from one position.
The pallets il are loaded with electronic components using the device shown in figs. 3 and 4.
This device comprises a frame 26 carrying a carriage 27 sliding in the direction of the X axis on two guide rods 28, controlled by a mother screw 29 driven by a mo
step-by-step teur 30. This carriage carries a battery of vibrators 31
containing the electronic micro-components to be placed on the pallets, at the rate of one type of component per vibrator. The vibrators can be brought successively, by displacement of the carriage 27, opposite a load arm 32 carrying a suction nozzle 33, to the right of which the components are thus brought one after the other.
The load arm 32 can slide in the direction of the Y axis in a mount 34 carried by a cross member 35 fixed to the frame 26. The arrangement is such that the arm 32 can also move vertically, in the direction of the Z axis (fiv. 4).
The apparatus further comprises a silo 36 for the pallets 11, similar to the silos 9 and 10 of the apparatus of FIGS. 1 and 2, the bottom, designated by 37, is movable vertically and angularly.
This device is used in the following way: The bottom 37 of the silo 36 occupying its upper position, a pallet 1 1 provided with an adhesive layer, for example contact adhesive, is placed on it. The electronic components are brought together successively opposite the arm 32 by the vibrators 31 where they are sucked by the nozzle 33 and brought opposite the pallet 11 where they are distributed, as indicated at 38 in fiv. 3, according to the three circular circles 22 mentioned above.
When the pallet 1 1 is fully stocked with components 38, the bottom 37 of the silo 36 descends from a position, which makes it possible to place a new pallet 11, empty, on the stack with a view to filling it with components.
When the silo 36 is full, the stack of pallets 1 1 which it contains can be transported as a whole in an apparatus used for placing the components on the circuits, such as the apparatus of FIGS. 1 and 2 described above.
As a variant, it is also possible to use micro-components supplied by the manufacturer in the conditioned state, for example mounted on a film, such as the film shown at 39 in FIG. 4, in the form of a coil, designated by 40, which will bring the components successively opposite the arm 32, in the desired orientation. The carriage 27 will then carry a bench of such coils 40 replacing the vibrators 31.
The apparatus of fig. S is very close to that of the first embodiment. The printed circuit, designated by 41, is arranged to be able to move along the axes X and Y on the table, designated by 42, of the device, by means not shown. The apparatus comprises a silo 43 of pallets 11 filled with electronic components held in place by an adhesive layer with which they are coated, and a silo 44 of empty pallets. A conveyor arm 45 moving in the direction of the arrow 46 passes the pallets 11 from the silo 43 into the silo 44.
A conveyor arm 47 provided with suction nozzles 48 moves in the direction of arrow 49 to bring the electronic components of the pallet 1 1 located on the top of the stack of the silo 43 facing the circuit 41 which comes even place themselves in the desired position so that each of the three transported components comes to rest at the appropriate locations on the circuit.
It should be noted that the components of the same type can either be grouped on the pallets, which can facilitate their positioning thereon, or distributed on pallets, which can facilitate their transport on the printed circuit, their distribution on the pallets then being a function of the order in which they must be placed on the circuits.
Thanks to this arrangement, the number of vibrators used does not exceed the number of different types of microcomponents.