FR2753044A1 - Procede d'assemblage de composants electroniques sur une carte de circuit imprime - Google Patents

Abstract

Le procédé comprend les étapes de montage sur la carte (1) d'au moins un composant (3) sous boîtier à pattes de connexion, de soudure desdites pattes au circuit, de fixation de la carte, portant tous les composants prévus dans le conteneur de protection (11), et de coulée dans ce dernier d'un matériau d'étanchéification (13) enrobant la carte (1) et les composants. Suivant l'invention, immédiatement après l'étape de soudure des pattes dudit composant, on dépose localement sur ces pattes un matériau d'isolation électrique (61 , 62 ). Pour protéger celles-ci de tout court-circuit accidentel, susceptible de s'établir avant la coulée du matériau d'étanchéification (13).

Description

La présente invention est relative à un procédé d'assemblage de composants électroniques sur une carte de circuit imprimé et, plus particulièrement, à un tel procédé d'assemblage conçu pour une carte destinée à être placée dans un conteneur de protection.

On utilise couramment aujourd'hui des calculateurs ou autres modules électroniques comportant au moins une carte de circuit imprimé, sur une ou deux faces de laquelle sont soudés des composants électroniques, cette carte étant montée dans un conteneur de protection de cette carte contre toute influence extérieure susceptible de perturber son fonctionnement, telle qu'un rayonnement thermique ou radioélectrique, des poussières ou autres particules, etc. ... Pour parfaire la protection du circuit contre ces agressions, on coule couramment dans le conteneur un matériau d'étanchéification, du type polyuréthanne par exemple, qui enrobe la carte et les composants fixés sur celle-ci.

Lors de tests réalisés ensuite pour contrôler le bon fonctionnement des moyens électroniques ainsi protégés, on constate souvent des défauts de fonctionnement dus à des courts-circuits entre les pattes de certains composants, notamment ceux constitués par des puces mises dans des boîtiers comportant des rangées de pattes de connexion périphériques, en particulier lorsque le pas de ces pattes est petit, comme c'est le cas actuellement avec des boîtiers présentant des rangées de pattes au pas de 0,635 mn ou moins. Ces courts-circuits sont dus le plus souvent à des particules, conductrices de l'électricité, qui se déposent sur deux ou plusieurs pattes adjacentes pendant les opérations d'assemblage des composants sur la carte. Ces particules sont notamment des copeaux de métal, des poussières, etc... qu'il est impossible d'éliminer totalement des lignes de fabrication. Les particules étant alors fixées contre les pattes qu'elles court-circuitent par le matériau d'enrobage qui remplit le conteneur, il est difficile, voire impossible, de réparer le circuit victime d'un tel court-circuit. I1 en résulte des malfaçons coûteuses, d'autant qu'elles n'apparaissent qu'une fois toutes les opérations de montage et d'étanchéification terminées.

La présente invention a pour but de fournir un procédé d'assemblage de composants électroniques sur une carte de circuit imprimé destinée à être placée dans un conteneur de protection, permettant de réduire sensiblement, voire de supprimer, les malfaçons résultant de tels courts-circuits.

On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé d'assemblage de composants électroniques sur une carte de circuit imprimé destinée à être placée dans un conteneur de protection, ce procédé comprenant les étapes de montage sur ladite carte d'au moins un composant sous boîtier à pattes de connexion, de soudure desdites pattes au circuit, de fixation de la carte portant tous les composants prévus dans le conteneur de protection, et de coulée dans ce dernier d'un matériau d'étanchéification enrobant la carte et les composants. Suivant l'invention, immédiatement après l'étape de soudure des pattes dudit composant, on dépose localement sur ces pattes un matériau d'isolation électrique, pour protéger celle-ci de courts-circuits accidentels, susceptibles de s'établir avant la coulée du matériau d'étanchéification.

On comprend que, grâce à la protection offerte par le matériau d'isolation électrique, les poussières ou autres particules présentes autour du composant lors de la suite des opérations d'assemblage, sont empêchées de se déposer sur les pattes du composant en créant des risques de court-circuit entre ces pattes.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel
- les figures lA à lF illustrent les étapes successives du procédé d'assemblage suivant l'invention, et
- la figure 2 est une vue perspective d'un composant porté par la carte assemblée suivant le procédé des figures lA à lF, et présentant des pattes de connexion garnies d'un matériau d'isolation électrique.

On se réfère aux figures lA à 1F du dessin annexé pour décrire le procédé d'assemblage suivant l'invention.

Celui-ci part classiquement d'une carte 1 (voir figure lA), porteuse sur au moins une face li, de plots conducteurs et de pistes conductrices (non représentés) et percée de trous tels que 21, 22, etc... éventuellement métallisés et traversant l'épaisseur de la carte pour établir des liaisons électriques à travers celle-ci, comme cela est bien connu.

Des composants électroniques, discrets ou intégrés, sont placés sur la face li de la carte de manière que les pattes de connexion électrique débordant de ces composants soient en appui sur des plots ou des pistes prédéterminés de la carte, puis soudées sur ceux-ci, par refus in de pâte à braser par exemple.

A titre d'exemple illustratif et non limitatif, on a représenté ainsi à la figure lB un composant électronique 3 sous boîtier, par exemple un circuit intégré, et un composant discret 4, par exemple une résistance électrique.

Le composant 3 comprend un boîtier de protection de la périphérie duquel débordent des rangées de pattes de connexion 51, 52, etc... (voir figure 2) soudées sur des plots conducteurs ou des pistes conductrices prédéterminés portés par la face li de la carte 1.

On connaît actuellement nombre de boîtiers de protection de puces de circuits intégrés présentant des rangées de pattes périphériques, à divers pas standardisés.

La densité d'intégration des circuits croissant rapidement, le nombre des pattes de connexion croît de même et leur pas se réduit de plus en plus, pour atteindre actuellement couramment 0,635 mm ou moins. Avec un pas aussi faible, des poussières de petites dimensions, déposées accidentellement sur les pattes, sont susceptibles, dans la mesure où elles peuvent conduire l'électricité, d'établir des courtscircuits entre pattes adjacentes du composant, au détriment du bon fonctionnement de celui-ci. Or, le dépôt de telles poussières ne peut être complètement empêché lors de la suite des opérations d'assemblage des composants sur la carte 1, la conduite de ces opérations dans un milieu absolument propre, pour un coût acceptable de fabrication de produits de large diffusion, n'apparaissant pas possible aujourd'hui.

Pour pallier cet inconvénient, la présente invention prévoit de protéger les pattes de connexion, immédiatement après leur soudure, à l'aide d'un matériau d'isolation électrique recouvrant celles-ci pour, à la fois, 1) empêcher des particules de poussière de se déposer sur les pattes et 2) isoler électriquement les surfaces non soudées des pattes, les unes des autres.

Pour ce faire, on dépose (voir figure lC) des cordons 6l, 62, etc... d'un tel matériau d'isolation sur les rangées de pattes 51, 52, etc... respectivement.

Il est clair que lorsque le composant ne comporte, par exemple, que deux pattes ou broches de connexion formées chacune à l'une des deux extrémités opposées du composant, comme c'est le cas de la résistance 4, les courts-circuits évoqués ci-dessus ne sont pas à craindre.

La protection des pattes de la résistance 4 n'est pas nécessaire de ce point de vue, mais peut l'être d'un autre, comme on le verra plus loin.

Dans le cadre d'une fabrication classique automatisée, le dépôt des cordons 6l, 62, etc. peut être réalisé à l'aide d'un matériau déposé par une machine d'extrusion ou extrudeuse 7 dont les déplacements selon les deux directions du plan du circuit, au moins, sont commandés pendant le dépôt du matériau par un automate programmable par exemple, de manière à suivre les rangées de pattes des différents composants à protéger portés par la carte l, après l'étape illustrée à la figure lB.

On a représenté à la figure 2 le composant 3, en plus de détails, après le dépôt du matériau d'isolation.

Sur cette figure, il apparaît que le composant comprend un boîtier rectangulaire bordé de quatre rangées de pattes 51, 52, 53, 54, deux des rangées (51 et 54) étant visibles sur la figure et recouvertes chacune d'un cordon 61, 64 respectivement, du matériau d'isolation.

A titre d'exemple illustratif et non limitatif, on peut utiliser, comme tel matériau, la résine polyaliphatique vendue par la société des USA dite UVEX Inc., Sunnyvale,
Californie, sous la référence 604 ATR, après l'avoir formulée de manière à ajuster sa viscosité entre 40 000 et 50 000 cps et lui conférer une thixotropie voulue. Cette thixotropie évite que le matériau ne coule sur des parties de la carte l non destinées à la recevoir telles que, en particulier, les trous 22 à 24 conçus pour recevoir ultérieurement des pattes de connexion d'autres composants, comme on le verra plus loin. On incorpore aussi à la formulation dudit matériau des agents qui lui donnent un caractère "pelable", réduisant l'adhérence de la résine sur les pattes ou les soudures, ou sur la résine époxy de la carte elle-même, pour un but que l'on expliquera aussi plus loin.

On comprend que, après le dépôt de ladite résine (figure 1C) et son durcissement par polymérisation sous rayonnement ultraviolet, les pattes du composant 3 sont mises à l'abri de tout dépôt de particules susceptibles d'établir des courts-circuits entre pattes. La suite des opérations d'assemblage que l'on va maintenant décrire en liaison avec les figures 1D à 1F, peut alors se dérouler sans risques de court-circuit accidentel, quand bien même celles-ci se développeraient dans un milieu non totalement libre de poussière, comme c'est inévitablement le cas dans les fabrications industrielles de grand volume à coût contenu.

C'est ainsi que d'autres composants, par exemple à broches de connexion traversantes tels qu'un transistor 8 sous boîtier TO et un relais 9, sont montés et soudés dans les trous 22 et 23, 24 respectivement (voir figure 1D)
D'autres composants loi, 102, 103 peuvent être montés et soudés sur l'autre face 12 de la carte 1, pour compléter celle-ci.

On installe ensuite la carte garnie de ces composants, et constituant alors un circuit électronique complet propre à exécuter les applications pour lesquelles il a été conçu, dans un conteneur ou boîtier de protection 11 (voir figure 1E) où elle est fixée par des vis telles que 12, par exemple. On remplit ensuite le conteneur 11 avec un matériau 13 d'étanchéification classique (voir figure 1F) du type polyuréthanne par exemple. Ce matériau enrobe alors la carte et tous les composants qu'elle porte, sur ses deux faces, y compris le composant 3 dont les rangées de pattes 51 à 54 sont protégées par les cordons de résine 61 à 64. Ces pattes sont alors protégées par deux couches superposées de matériau de protection, la résine empêchant le matériau d'étanchéification de couler directement sur les rangées de pattes 51 à 54.

Cette disposition est avantageuse, notamment dans le cas où il est nécessaire de tester le composant 3 après l'enrobage par le matériau 1, pour diagnostiquer une panne par exemple. Après dégagement local du polyuréthanne d'étanchéification, on peut accéder aux rangées de pattes en enlevant les cordons de résine 61 à 64 déposés sur celles-ci. La résine en question étant "pelable", l'enlèvement des cordons s'opère par simple arrachement manuel, qui ne laisse entre les pattes aucune particule de ladite résine. Cela ne serait pas le cas si le polyuréthanne d'étanchéification, plus difficile d'extraction, avait pu couler sur les pattes du composant, comme c'est le cas dans les procédés d'assemblage de la technique antérieure.

Il apparaît maintenant que la présente invention permet bien d'atteindre le but fixé, à savoir établir une protection "avancée" des pattes de composants susceptibles d'être court-circuiter par des particules se déposant sur elles dans la suite des opérations d'assemblage des composants sur carte de circuits. Le caractère amovible de la protection ainsi établie facilite en outre des diagnostics des composants protégés, même après l'exécution de toutes les opérations d'assemblage de circuits et de montage sous conteneur de protection de ce circuit.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le procédé suivant l'invention permet aussi de protéger des pattes ou broches de connexion de composants dépourvus de rangées de pattes, voire des points du circuit portés par la carte, avec un matériau que l'on pèle manuellement avant de réaliser des essais de diagnostic.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'assemblage de composants électroniques sur une carte de circuit imprimé (1) destinée à être placée dans un conteneur de protection (11), comprenant les étapes de montage sur ladite carte d'au moins un composant (3) sous boîtier à pattes de connexion (5i), de soudure desdites pattes au circuit, de fixation de la carte, portant tous les composants prévus dans le conteneur de protection (11), et de coulée dans ce dernier d'un matériau d'étanchéification (13) enrobant la carte (1) et les composants, caractérisé en ce que, immédiatement après l'étape de soudure des pattes (5i) dudit composant (3), on dépose localement sur ces pattes un matériau d'isolation électrique (6i), pour protéger celles-ci de tout court-circuit accidentel, susceptible de s'établir avant la coulée du matériau d'étanchéification (13).

2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme matériau d'isolation électrique, une résine synthétique thixotropique.

3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite résine est une résine polyaliphatique.

4. Procédé conforme à 1 'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on dépose ledit matériau d'isolation électrique (6i) à l'aide d'une machine d'extrusion automatisée.

5. Carte de circuit électronique sous conteneur de protection, assemblée et montée conformément à l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant au moins un composant (3) muni de pattes (5i) de connexion à des pistes conductrices portées par la carte, caractérisée en ce que lesdites pattes (5i) sont recouvertes de cordons (6i) d'un matériau d'isolation électrique, lui-même enrobé par un matériau d'étanchéification (13) coulé dans le conteneur (11).

6. Carte conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que ledit matériau d'isolation est pelable.