FR2842390A1 - Dispositif d'assemblage d'un composant sur un circuit imprime - Google Patents

Dispositif d'assemblage d'un composant sur un circuit imprime Download PDF

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Abstract

Le dispositif d'assemblage d'un composant sur un circuit imprimé, caractérisé en ce que le composant comporte au moins deux pions (12), chaque pion comportant :- une première partie (30) qui sert de base à une deuxième partie et possède une section garantissant que la première partie ne traverse pas le circuit imprimé, et- la deuxième partie qui comporte :i/ un axe dont la section est, dans toutes directions, inférieure à la section d'un trou du circuit imprimé destiné à recevoir ledit pion, etii/ des lobes déformables (33, 35) de manière élastique, montés sur ledit axe, de telle manière que la section de la deuxième partie soit supérieure à la section dudit trou ;chaque pion étant enfoncé à force dans ledit trou.

Description

I La présente invention concerne un dispositif d'assemblage d'un composant
sur un circuit imprimé. Elle s'applique, en particulier, au montage de composants sur circuit imprimé et à leur maintien avant soudure sur le circuit imprimé. Le maintien des composants non encore soudés sur les circuits imprimés est un problème général dans l'industrie électronique. En effet, tant que le composant n'est pas soudé, des vibrations ou des chocs, par exemple provoqués par la chaîne de montage, peuvent provoquer le retrait ou un changement de position du composant à souder. Ce problème est particulièrement important dans le cas des composants de grande dimension, par exemple les connecteurs électroniques ou embases, pendant la phase de
convoyage entre la pose du composant et le brasage.
On connaît différents moyens pour résoudre ce problème. Il est, par exemple, connu de prévoir un clip, ou "harpon", en matière plastique sur le composant pour que, au cours de la pose, le clip traverse le circuit imprimé et par deux déformations successives, se comprime pendant la traversée du circuit imprimé puis s'étende de l'autre côté du circuit imprimé. Cette technique impose un choix de matière plastique pour constituer le connecteur limité à celles qui présentent un module d'élasticité convenant aux contraintes liées au clip. Outre l'encombrement pris par le clip sur l'une des faces du circuit imprimé, la densité de pistes autour du trou qui accueille le clip est localement réduite. En outre, le moulage du clip impose l'utilisation d'un moule à tiroir ou un démoulage en force
* avec les cots et inconvénients de ces techniques.
Selon une autre technique, appelée "bouterollage", un pion en matière plastique thermoformable traverse le circuit imprimé lors de la pose du composant et la partie du pion qui dépasse du trou est ensuite pressée et chauffée, pour former un rivet qui maintient le composant sur le circuit imprimé. Cette opération nécessite un automate dédié, avec tous les inconvénients et cots induits. De plus, l'encombrement de la partie déformée du pion, formant rivet, réduit la densité de piste localement autour du trou accueillant le pion. En outre, les contraintes liées à la nature thermoformable du pion réduisent le choix de matière plastique
constituant le composant monté.
La présente invention entend remédier à ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise un dispositif d'assemblage d'un composant sur un circuit imprimé, caractérisé en ce que le composant comporte au moins deux pions, chaque pion comportant: - une première partie qui sert de base à une deuxième partie et possède une section garantissant que la première partie ne traverse pas le circuit imprimé, et - la deuxième partie qui comporte: i/ un axe dont la section est, dans toutes directions, inférieure à la section d'un trou du circuit imprimé destiné à recevoir ledit pion, et ii/ des lobes déformables de manière élastique, montés sur ledit axe, de telle manière que la section de la deuxième partie soit supérieure à la section dudit trou
chaque pion étant enfoncé à force dans ledit trou.
Grâce à ces dispositions, pour assembler le composant et le circuit imprimé, on presse le composant sur le circuit imprimé ce qui a pour effet d'enfoncer à force les pions dans des trous prévus pour les recevoir et de déformer les lobes lors de l'enfoncement des pions, jusqu'à ce que les premières parties viennent en appui sur le circuit imprimé. Lorsque l'effort est relâché, l'élasticité des lobes crée une force s'exerçant sur les parois des trous ce qui a
pour effet de retenir les deuxièmes parties des pions dans lesdits trous.
La forme des deuxièmes parties des pions déformables permet d'obtenir des efforts d'insertion et de désinsertion faible, répétitifs et convenant
aux procédés industriels de production de pièces par centaines de milliers.
Selon des caractéristiques particulières, le composant et les pions sont fabriqués dans le même matériau déformable. Grâce à ces dispositions, la
fabrication du composant est facilitée.
Selon des caractéristiques particulières, le composant comporte deux pions et deux plots positionnés de part et d'autre de l'axe reliant les deux pions, la surface de chacun desdits plots venant en contact avec le circuit imprimé lorsque
les premières parties des pions sont en contact avec le circuit imprimé.
Grâce à ces dispositions, la rotation du composant autour de l'axe passant par les deux pions est limitée, dans chaque sens de rotation, par l'appui de l'un des plots, ce qui a pour effet de limiter les risques d'une désolidarisation
entre les pions et le circuit imprimé.
Selon des caractéristiques particulières, au moins un desdits pions possède trois lobes. Grâce à ces dispositions, le jeu du pion dans le trou
correspondant est très limité dans toutes les directions.
Selon des caractéristiques particulières, les trois lobes sont disposés en
étoile avec un angle entre les lobes sensiblement égal à 120 degrés.
Selon des caractéristiques particulières, pour au moins l'un des pions, au moins l'un des lobes est biseauté. Grâce à ces dispositions, l'effort d'insertion
de chaque pion possédant au moins un lobe biseauté est réduit.
Selon des caractéristiques particulières, le lobe biseauté se trouve sur l'axe reliant les deux pions. Grâce à ces dispositions, ni les tolérances de fabrication sur la distance entre les pions et sur la distance entre les trous correspondants, ni les tolérances sur le positionnement du composant en regard du circuit imprimé au début de l'enfoncement, ne provoquent de blocage de fabrication, le lobe biseauté assurant, en début d'enfoncement des pions, une
souplesse de déplacement des pions par rapport aux trous.
Selon des caractéristiques particulières, au moins l'un des pions
comporte deux lobes diamétralement opposés par rapport à l'axe dudit pion.
Grâce à ces dispositions, les tolérances de positionnement sont plus grandes que
si tous les pions possédaient plus de deux lobes.
Selon des caractéristiques particulières, les lobes du pion à deux lobes sont sur un cercle centré sur l'autre pion. Grâce à ces dispositions, les tolérances de positionnement sont plus grandes le long de l'axe passant par les deux pions
que si les deux lobes étaient dans une autre position.
Les avantages, buts et caractéristiques du procédé d'assemblage d'un composant sur un circuit imprimé étant identiques à ceux du dispositif tel que
succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici.
D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention
ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés
dans lesquels: - la figure 1 représente, en vue de dessous, un composant mettant en oeuvre le dispositif objet de la présente invention, - les figures 2 et 3 sont des vues de détails du composant illustré en figure 1, - la figure 4 est une vue projetée de la figure 2, - la figure 5 est une vue en coupe du pion illustré à la figure 3, et
- la figure 6 est une vue en perspective du pion illustré aux figures 3 et 5.
On observe, en figure 1, un composant 10 comportant un pion à deux lobes 11, un pion à trois lobes 12, deux plots d'appui 13 et 14 et des languettes métalliques 19 à souder après pose du composant 10 sur un circuit imprimé 15 (représenté en transparence sur la figure 1) dont deux trous 16 et 17 (figures 4 et ) sont destinés à recevoir les pions 11 et 12. Un axe 18 à la surface du circuit
imprimé 15 passe par les axes des pions 11 et 12.
Le composant 10 est un composant quelconque, par exemple un connecteur, une embase ou un composant électronique. Préférentiellement, le composant 10 et les pions 11 et 12 sont fabriqués dans le même matériau déformable, par exemple par moulage d'une matière plastique. Les languettes métalliques 19 destinées à être souder sur le circuit imprimé 15, après l'assemblage du composant 10 et du circuit imprimé 15, sont de type connu dans
l'industrie électronique.
Le pion à deux lobes 11 est illustré en figures 2 et 4. Il comporte: - une première partie 20 qui dépasse du composant 10, qui sert de base à une deuxième partie 21 et qui possède une section garantissant que la première partie ne traverse pas le circuit imprimé 15, et - la deuxième partie 21 qui comporte: i/ un cylindre d'axe de révolution 22 dont la section est, dans toutes directions, inférieure à la section du trou 16 du circuit imprimé 15 destiné à recevoir le pion 11, et ii/ des lobes 23 et 24 déformables, montés sur ledit cylindre d'axe 22, de telle manière que la section de la deuxième partie
21 soit supérieure à la section du trou 16.
Pour assurer que la première partie 20 n'entre pas dans le trou 16, le cercle circonscrit de cette première partie 20 possède un rayon qui est, par exemple, supérieur de 50 % au rayon du trou 16. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 4, la première partie 20 possède une forme cylindrique dont la base présente une forme rectangulaire. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 4, chaque lobe 23, 24 présente une section, en forme de demi ellipse. Les lobes 23 et 24 sont symétriques par rapport au plan passant par les
axes 22 et 18.
On observe, en figures 1 et 2, que les lobes 23 et 24 du pion à deux
lobes 11 sont symétriques par rapport à l'axe du pion 11.
Le pion à trois lobes 12 est illustré en figures 3, 5 et 6. Il comporte une première partie 30 qui dépasse du composant 10, qui sert de base à une deuxième partie 31 et qui possède une section garantissant que la première partie ne traverse pas le circuit imprimé 15, et - la deuxième partie 31 qui comporte: i/ un cylindre de révolution d'axe 32 dont la section est, dans toutes directions, inférieure à la section du trou 17 du circuit imprimé 15 destiné à recevoir le pion 12, et ii/ des lobes 33, 34 et 35 déformables, montés sur ledit cylindre d'axe 32, de telle manière que la section de la deuxième partie 31
soit supérieure à la section du trou 17.
Pour assurer que la première partie 30 n'entre pas dans le trou 17, le cercle circonscrit de cette première partie 30 possède un rayon qui est, par exemple, supérieur de 50 % au rayon du trou 17. Dans le mode de réalisation illustré aux figures, la première partie 30 possède une forme cylindrique dont la
base présente une forme en étoile à trois branches.
Les lobes 33, 34 et 35 sont disposés en étoile avec un angle sensiblement égal à 120 degrés entre eux. Dans le mode de réalisation illustré aux figures, chaque lobe 33, 34 et 35 présente une section, en forme de demi ellipse. On observe, en figures 5 et 6, que le lobe 33 est biseauté et se trouve
sur l'axe 18 reliant les pions 11 et 12, du côté du pion 11.
Par exemple, sur chacune des sections des deuxièmes parties 21 et 31 selon des plans perpendiculaires aux axes longitudinaux des pions 11 et 12, le cercle circonscrit centré sur l'axe des pions 11 et 12 possède un rayon de 5 à 10 % supérieur au rayon du trou correspondant, respectivement 16 et 17, du circuit
imprimé 15.
On observe, en figures 4 à 6, que les extrémités des cylindres d'axes 22 et 32 des pions 11 et 12 sont chanfreinés pour faciliter l'introduction des pions 11 et 12 dans lestrous 16et 17. Les deux plots d'appui 13 et 14 sont positionnés de part et d'autre de l'axe 18 reliant les pions 11 et 12, la surface parallèle au circuit imprimé 15 de chacun des plots 13 et 14 vient au contact du circuit imprimé 15 lorsque les premières parties 20 et 30 des pions 11 et 12 sont en contact avec le circuit imprimé 15. En d'autre termes, les extensions les plus éloignées des premières parties 20 et 30 des pions 11 et 12 et des surfaces parallèles au circuit imprimé 15 des plots 13 et 14 sont coplanaires sur un plan parallèle à la surface du circuit imprimé 15. Ainsi, les vibrations ou chocs qui auraient pour effet de faire tourner le composant 10 autour de l'axe 18 ont un effet limité ou nul, ce qui réduit le risque de retrait des pions 11 et 12. Dans le mode de réalisation illustré aux figures, les plots d'appui 13 et 14 possèdent chacun une forme identique à la forme de la
première partie 30.
Pour assembler le composant 10 et le circuit imprimé 15, on presse le composant 10 sur le circuit imprimé 15, ce qui a pour effet d'enfoncer en force les pions 11 et 12 dans des trous 16 et 17 prévus pour les recevoir et de déformer les lobes 23, 24, 33, 34 et 35 lors de l'enfoncement des pions 11 et 12, jusqu'à ce que
les premières parties 20 et 30 viennent en appui sur le circuit imprimé 15.
Lorsque l'effort de pressage est relâché, la déformation des lobes 23, 24, 33, 34 et 35 crée une force latérale sur les parois des trous 16 et 17 ce qui a pour effet de retenir les deuxièmes parties 20, 30 des pions 11 et 12 dans les
trous 16 et 17.
La forme des pions 11 et 12 permet de les réaliser, avec le composant
, par moulage sans utilisation de tiroir ni démoulage en force.
La forme des deuxièmes parties 21 et 31 des pions 11 et 12 permet d'obtenir des efforts d'insertion et de désinsertion adéquats, répétitifs et convenant
aux procédés industriels de production de pièces par centaines de milliers.
On observe que le biseautage du lobe 33 qui se trouve sensiblement sur le plan passant par les axes des pions 11 et 12 a pour résultat lors du début de l'insertion des pions 11 et 12 dans les trous 16 et 17 de provoquer le contact uniquement des quatre lobes les plus écartés de l'axe 18 sur les ouvertures des trous 16 et 17. Un déplacement du composant 10 par rapport au circuit imprimé 15 parallèlement à l'axe 18 est donc possible sans provoquer une forte déformation des pions 11 et 12 et donc sans nécessiter d'effort important, ce qui permet d'absorber les tolérances de fabrication sur les distances entre les axes longitudinaux des pions 11 et 12 et sur la distance entre les trous 16 et 17 et les tolérances sur le positionnement du composant 10 en regard du circuit imprimé 15 au début de l'enfoncement. En revanche, lorsque les pions 11 et 12 ont commencé à pénétrer dans les trous 16 et 17, le lobe 33 vient au contact de la
paroi du trous 17 et complète les fonctions de maintien du composant 10.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1 - Dispositif d'assemblage d'un composant (10) sur un circuit imprimé (15), caractérisé en ce que le composant comporte au moins deux pions (11, 12), chaque pion comportant: - une première partie (20, 30) qui sert de base à une deuxième partie (21, 31) et possède une section garantissant que la première partie ne traverse pas le circuit imprimé, et - la deuxième partie qui comporte: i/ un axe (22, 32) dont la section est, dans toutes directions, inférieure à la section d'un trou (16, 17) du circuit imprimé destiné à recevoir ledit pion, et ii/ des lobes déformables de manière élastique (23, 24, 33, 34, 35), montés sur ledit axe, de telle manière que la section de la deuxième partie soit supérieure à la section dudit trou
chaque pion étant enfoncé à force dans ledit trou.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant
et les pions sont fabriqués dans le même matériau déformable.
3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé
en ce que le composant comporte deux pions et deux plots (13, 14) positionnés de part et d'autre de l'axe (18) reliant les deux pions, la surface de chacun desdits plots venant en contact avec le circuit imprimé lorsque les premières parties des
pions sont en contact avec le circuit imprimé.
4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce qu'au moins un desdits pions (12) possède trois lobes (33, 34, 35).
- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trois lobes sont disposés en étoile avec un angle entre les lobes sensiblement égal à 120 degrés.
6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que, pour au moins l'un des pions, au moins l'un des lobes (33) est biseauté. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le lobe
biseauté se trouve sur l'axe reliant les deux pions.
8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé
en ce qu'au moins un desdits pions (1 11) comporte deux lobes (23, 24)
diamétralement opposés par rapport à l'axe dudit pion.
9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lobes du pion à deux lobes sont sur un cercle centré sur l'autre pion.
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