FR3080972A1 - Procede d'assemblage d'un composant sur une carte de circuit imprime par collage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'assemblage par collage d'un composant (22) sur une carte (10) de circuit imprimé comportant une couche isolante servant de support à des pistes d'une couche conductrice. Le procédé comporte les étapes de : • détermination d'une ou plusieurs zones, dites « zones (11) de collage », sur la carte (10) de circuit imprimé • application d'un vernis (12) de protection sur ladite carte (10) de circuit imprimé en évitant lesdites zones (11) de collage, de telle sorte que chaque zone (11) de collage corresponde à une partie de la carte (10) de circuit imprimé dans laquelle ladite couche isolante est directement accessible mécaniquement, • application d'un volume prédéterminé d'une colle (30) sur chaque zone (11) de collage, • positionnement du composant (22) sur la ou les zones (11) de collage.
Description
La présente invention appartient au domaine de la fabrication d’une carte électronique, et plus particulièrement aux procédés d’assemblage d’un composant sur une carte de circuit imprimé. L’invention concerne notamment un procédé d’assemblage d’un composant sur une carte de circuit imprimé par collage.
Dans leurs premières générations, les composants électroniques étaient équipés de broches destinées à traverser le circuit imprimé sur lequel ils étaient assemblés. Le soudage d’un composant électronique à une carte de circuit imprimé se faisait alors sur la face opposée de la carte par rapport à celle où était positionné le composant.
Avec la miniaturisation des composants électroniques, cette technique de soudage a progressivement laissé place à une autre technique, dite technique des « Composants Montés en Surface >> (CMS), aussi connue sous l’acronyme SMT (pour « Surface-Mount Technology >> dans la littérature anglo-saxonne). Cette technique vise à assembler par brasage un composant électronique à la surface d’une carte de circuit imprimé sur la même face de la carte que celle où est positionné le composant. Dans leurs nouvelles générations, les composants électroniques sont en effet plus petits et plus légers, et ils ont été modifiés mécaniquement pour présenter de petites terminaisons métalliques destinées à être brasées directement à la surface des circuits imprimés. Les circuits imprimés n’ont ainsi plus à être percés, l’assemblage peut être facilement automatisé, les composants peuvent être placés plus facilement sur les deux faces de la carte, et le coût global de fabrication de la carte électronique est ainsi diminué.
II subsiste néanmoins parfois le besoin d’assembler sur la carte un composant relativement lourd par rapport aux composants électroniques classiques. C’est le cas par exemple lorsqu’un composant de blindage électromagnétique doit être fixé sur la carte de circuit imprimé. Dans un tel cas, un assemblage par brasage ne convient pas car le composant a tendance à se dissocier de la carte sous l’effet de la gravité.
Les méthodes conventionnelles pour fixer un tel composant sur une carte de circuit imprimé utilisent différentes solutions comme par exemple un rivetage, un clipsage à travers la carte, etc. De telles solutions ne sont cependant pas adaptées dans le cas où des contraintes fortes doivent être respectées sur le placement des différents composants électroniques sur la carte de circuit imprimé (certains composants doivent par exemple être éloignés d’une distance minimale de tout autre élément sur la carte, et les dimensions de la carte sont définies de sorte qu’elle soit aussi petite que possible).
La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution d’assemblage d’un composant électronique sur une carte de circuit imprimé par un collage qui soit résistant même pour un composant relativement lourd et soumis à des contraintes mécaniques et thermiques fortes.
A cet effet, et selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention un procédé d’assemblage par collage d’un composant sur une carte de circuit imprimé. Ladite carte de circuit imprimé comporte une couche isolante en matériau diélectrique servant de support à une couche conductrice en matériau conducteur. Ledit procédé comporte les étapes de :
• détermination d’une ou plusieurs zones, dites « zones de collage », sur la carte de circuit imprimé, • application d’un vernis de protection sur ladite carte de circuit imprimé en évitant lesdites zones de collage, de telle sorte que chaque zone de collage corresponde à une partie de la carte de circuit imprimé dans laquelle le matériau diélectrique de ladite couche isolante est directement accessible mécaniquement, • une application d’un volume prédéterminé d’une colle sur chaque zone de collage, • un positionnement du composant sur la ou les zones de collage.
Conventionnellement, les zones d’une carte de circuit imprimé qui ne sont pas recouvertes par le vernis de protection (couramment dénommé « vernis épargne >> ou « solder mask >> dans la littérature anglo-saxonne) sont métallisées et destinées à accueillir de la pâte à souder pour le brasage de composants électroniques sur la carte.
En revanche, une « zone de collage >> correspond à une zone de la carte de circuit imprimé qui n’a pas été recouverte par du vernis de protection, et qui n’a pas non plus été métallisée. Cette zone de collage n’est en effet pas destinée à accueillir de la pâte à souder pour le brasage, mais elle est destinée à accueillir un certain volume de colle pour fixer par collage un composant à la carte de circuit imprimé.
Ainsi, chaque zone de collage correspond à une mise à nu du matériau diélectrique de la couche isolante sur la surface de ladite zone de collage. On entend par là que sur une zone de collage, avant application de la colle et avant positionnement du composant à assembler, la couche isolante est en contact avec l’air ambiant et elle est directement accessible : elle n’est recouverte ni de vernis de protection, ni d’une couche de métal.
La colle utilisée pour fixer le composant à la carte de circuit imprimé est ainsi en contact, au niveau de la carte, avec le matériau diélectrique de la couche isolante et non avec le vernis de protection. De telles dispositions permettent d’améliorer les performances de collage.
L’ordre de mise en oeuvre de l’étape d’application d’un volume prédéterminé de colle sur chaque zone de collage et de l’étape de positionnement du composant sur la ou les zones de collage n’est pas imposé. Autrement dit, l’étape de positionnement du composant peut être mise en oeuvre avant l’étape d’application de la colle. Cela peut notamment être le cas si le composant comporte des pattes de fixation dont la forme permet d’accueillir de la colle.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le composant présente une ou plusieurs pattes de fixation comportant un évidement traversant. Chaque patte de fixation est destinée à être positionnée sur une zone de collage et à jouer un rôle de réservoir pour ledit volume de colle.
Le composant peut alors être positionné sur la carte de circuit imprimé avant que la colle ne soit appliquée. Chaque patte de fixation est positionnée en regard d’une zone de collage. Chaque patte de fixation présente un évidement traversant. L’évidement prend par exemple la forme d’un cylindre circulaire. La colle est ensuite appliquée à l’intérieur de l’évidement pour fixer le composant à la carte de circuit imprimé. L’évidement joue ainsi un rôle de réservoir dans la mesure où il permet de contenir la colle avant qu’elle ne se polymérise. De telles dispositions permettent notamment d’éviter que la colle ne coule au-delà de la zone de collage avant qu’elle ne durcisse par polymérisation.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, ledit volume de colle est prédéterminé en fonction de la viscosité de la colle, de telle sorte que chaque zone de collage est entièrement recouverte par une couche de colle après l’assemblage du composant sur la carte de circuit imprimé.
La couche de colle obtenue après assemblage du composant, c'est-à-dire après polymérisation de la colle, joue alors un rôle similaire au vernis de protection : elle empêche le passage d’eau ou d’air dans la structure de la carte de circuit imprimé qui comporte une ou plusieurs couches conductrices et une ou plusieurs couches isolantes. De telles dispositions permettent notamment de protéger la carte de circuit imprimé contre une délamination et d’éventuels courts-circuits.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, ledit volume de colle est prédéterminé en fonction de la viscosité de la colle, de telle sorte qu’après l’assemblage du composant sur la carte de circuit imprimé la couche de colle ne s’étend pas au-delà de la zone de collage.
De telles dispositions permettent notamment d’éviter de perturber une piste électrique ou un autre composant électronique implanté sur la carte.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, les étapes d’application d’un volume prédéterminé de colle sur chaque zone de collage et de positionnement du composant sur la ou les zones de collage sont mises en oeuvre ultérieurement à une étape de brasage d’autres composants électroniques sur au moins une face de la carte de circuit imprimé.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, ladite couche isolante est une couche de résine epoxy.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, ladite couche isolante est une couche de type FR-4.
Le FR-4 (acronyme anglais de « Flame Résistant 4 ») est la désignation standardisée par la NEMA (« National Electrical Manufacturers Association »), une association de fabricants d’équipements électriques aux Etats-Unis, d’un matériau composite de résine époxy renforcé de fibre de verre et ayant la propriété de résistance au feu. C’est le matériau isolant le plus utilisé pour la fabrication de carte de circuit imprimé.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, ledit composant est un composant de blindage électromagnétique.
Un tel composant de blindage est relativement lourd par rapport à d’autres composants électroniques classiques, et un assemblage conventionnel par soudage ou par collage ne convient pas car le composant se dissocie de la carte sous l’effet de son poids.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un appareil électronique comportant un composant assemblé sur une carte de circuit imprimé comportant une couche isolante en matériau diélectrique servant de support à une couche conductrice en matériau conducteur. Ladite carte de circuit imprimé est majoritairement recouverte d’un vernis de protection. Ledit composant est collé sur une ou plusieurs zones, dites « zones de collage », chaque zone de collage correspondant à une partie de la carte de circuit imprimé qui n’est pas recouverte par ledit vernis de protection. Ainsi, une colle assurant la liaison du composant avec la carte de circuit imprimé est directement en contact avec le matériau diélectrique de la couche isolante.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 6 qui représentent :
- Figure 1 : une représentation schématique d’une carte de circuit imprimé et d’un composant à assembler sur la carte,
- Figure 2 : une représentation schématique de zones de collage sur une carte de circuit imprimé,
- Figure 3 : une représentation schématique, selon une vue en coupe au niveau d’une zone de collage, d’un volume de colle placée dans une patte de fixation d’un composant,
- Figure 4 : une représentation schématique, selon une vue en coupe, d’un fluage de la colle dans un espace entre la zone de collage et la patte de fixation,
- Figure 5 : une représentation schématique, selon une vue en coupe et pour un mode de mise en oeuvre particulier, d’un volume de colle appliqué sur une zone de collage avant positionnement du composant à assembler,
- Figure 6 : une représentation schématique, selon une vue en coupe, de l’assemblage obtenu du composant sur la zone de collage pour le mode de mise en oeuvre décrit en référence à la figure 5.
Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement à une même échelle, sauf mention contraire.
Tel qu’indiqué précédemment, la présente invention vise à proposer une solution d’assemblage d’un composant sur une carte de circuit imprimé qui soit efficace même si le composant est relativement lourd et soumis à de fortes contraintes mécaniques et thermiques.
Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le composant à fixer sur la carte de circuit imprimé est un composant de blindage destiné par exemple à isoler un microcontrôleur de perturbations électromagnétiques. Un tel composant est relativement lourd par rapport à d’autres composants électroniques qui sont conventionnellement assemblés sur une carte de circuit imprimé. Dans l’exemple considéré, le poids du composant de blindage est d’environ 7 grammes.
Dans l’exemple considéré, ce composant est destiné à être assemblé sur une carte électronique de gestion de la direction assistée électrique d’un véhicule automobile. Une telle carte électronique est soumise à des contraintes fortes en termes de placement des différents composants sur la carte. En outre, elle doit respecter un cahier des charges particulièrement contraignant, notamment en termes de résistance aux chocs, aux vibrations, et à une plage de température très large.
En raison du poids du composant et des contraintes susmentionnées, les méthodes conventionnelles d’assemblage d’un composant sur une carte de circuit imprimé ne conviennent pas pour fixer le composant de blindage à la carte de circuit imprimé.
Conventionnellement, une carte de circuit imprimé comporte une ou plusieurs couches conductrices de l’électricité, par exemple en cuivre, séparées par des couches isolantes en matériau diélectrique, par exemple en résine époxy. Par un procédé chimique, les couches conductrices sont « imprimées >> sous la forme d’un ensemble de pistes correspondant au circuit électrique souhaité. La carte de circuit imprimé est généralement recouverte d’un vernis de protection (couramment appelé « vernis épargne >> ou « solder mask >> dans la littérature anglo-saxonne), afin de protéger la carte contre l’oxydation et l’humidité et prévenir ainsi les risques de délamination ou de courts-circuits. Lors de la fabrication de la carte de circuit imprimé, certaines zones sont « épargnées >> par le vernis de protection. On entend par là que certaines zones bien définies de la carte de circuit imprimé ne sont pas recouvertes par le vernis de protection. Ces zones sont métallisées et destinées à accueillir de la pâte à souder, généralement composée d’un alliage d’étain, pour le brasage de composants électroniques sur la carte de circuit imprimé dans des étapes ultérieures de la fabrication de la carte électronique. Les composants électroniques sont alors en contact électrique avec les pistes électriques en cuivre imprimées sur la ou les couches conductrices de la carte de circuit imprimé. Les zones métallisées épargnées par le vernis de protection et destinées au brasage des composants électroniques sont généralement appelées des « plots de report » (« pads » dans la littérature anglosaxonne).
La présente invention concerne un procédé d’assemblage par collage d’un composant sur une telle carte de circuit imprimé qui est efficace même si le composant est relativement lourd et soumis à des contraintes thermiques et mécaniques fortes.
La figure 1 représente schématiquement une carte 10 de circuit imprimé et un composant 20 à assembler sur la carte 10 de circuit imprimé. Dans l’exemple considéré et présenté à titre nullement limitatif, il s’agit d’un composant 20 de blindage en acier zingué présentant une forme de bague. Un tel composant est par exemple destiné à protéger un microcontrôleur positionné à l’intérieur de la bague contre des perturbations électromagnétiques. Le composant 20 de blindage peut en outre comporter une ou plusieurs pattes 21 de fixation. Dans l’exemple non limitatif considéré et illustré à la figure 1, le composant 20 de blindage comporte trois pattes 21 de fixation.
Dans l’exemple considéré, la ou les couches isolantes de la carte 10 de circuit imprimé sont réalisées dans un matériau composite de résine epoxy de type FR-4.
Une première étape du procédé d’assemblage selon l’invention consiste à déterminer une ou plusieurs zones, dites «zones de collage», sur la carte 10 de circuit imprimé.
Une deuxième étape du procédé d’assemblage consiste à appliquer un vernis de protection sur ladite carte 10 de circuit imprimé en évitant lesdites zones de collage, de telle sorte que chaque zone de collage corresponde à une partie de la carte de circuit imprimé dans laquelle le matériau diélectrique de la couche isolante est directement accessible mécaniquement.
Les zones 11 de collage déterminées selon le placement souhaité du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé peuvent par exemple être prises en compte dans un masque de sérigraphie utilisé, de manière conventionnelle, lors de l’application du vernis 12 de protection sur la carte 10 de circuit imprimé.
La figure 2 représente schématiquement trois zones 11 de collage sur la carte 10 de circuit imprimé. Chaque zone 11 de collage correspond à une partie de la carte 10 de circuit imprimé qui n’est recouverte ni par le vernis de protection, ni par un plot de report en métal. Autrement dit, avant positionnement du composant 20 de blindage sur la carte 10 de circuit imprimé et avant application de la colle dans chaque zone 11 de collage, la couche isolante est en contact direct avec l’air ambiant et directement accessible mécaniquement. La couche isolante en résine époxy est ainsi mise à nu au niveau de chaque zone 11 de collage.
Dans l’exemple considéré, chaque zone 11 de collage est positionnée et dimensionnée de manière à être en regard d’une patte 21 de fixation du composant 20 de blindage.
Une troisième étape du procédé d’assemblage selon l’invention consiste à appliquer un volume prédéterminé d’une colle 30 sur chaque zone 11 de collage. La colle 30 est alors directement en contact avec la couche isolante en résine epoxy et non avec le vernis de protection. De telles dispositions permettent d’améliorer les performances de collage.
En effet, pour que le collage d’un composant sur une surface soit efficace, il faut que la tension superficielle de ladite surface soit suffisante, généralement supérieure à 35 mN/m (milli-Newton par mètre). Or, la tension superficielle d’une carte 10 de circuit imprimé recouverte d’un vernis de protection est généralement insuffisante pour un collage efficace. Cela est d’autant plus vrai après le passage de la carte 10 de circuit imprimé dans un four de refusion pour le brasage des différents composants sur les plots de reports de la carte 10. En effet, la haute température atteinte dans le four de refusion entraîne généralement un dégazage du vernis de protection dont la polymérisation n’était pas forcément complète, pouvant alors provoquer un abaissement de sa tension superficielle à des valeurs de l’ordre de 24 mN/m.
La couche isolante en résine epoxy présente en revanche une tension superficielle suffisante. Sa structure fibreuse et poreuse permet à la colle 30 de pénétrer, de bénéficier d’une meilleure accroche et de fournir ainsi une liaison plus forte.
Une quatrième étape du procédé d’assemblage selon l’invention consiste à positionner le composant 20 sur les zones 11 de collage, de sorte que le composant 20 est solidement fixé à la carte 10 de circuit imprimé après polymérisation de la colle 30.
Il convient de noter que le procédé d’assemblage selon l’invention peut comporter en outre une étape supplémentaire de brasage du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé, notamment s’il s’agit d’un composant électronique devant être relié électriquement à une piste d’une couche conductrice de la carte 10 de circuit imprimé via un plot de report.
II convient également de noter que l’ordre de mise en œuvre de l’étape d’application d’un volume prédéterminé de colle 30 sur chaque zone 11 de collage et de l’étape de positionnement du composant 20 sur les zones 11 de collage n’est pas imposé. Autrement dit, l’étape de positionnement du composant 20 peut être mise en œuvre avant l’étape d’application de la colle 30. Cela peut notamment être le cas si le composant comporte des pattes 21 de fixation dont la forme permet d’accueillir de la colle 30.
Tel qu’illustré sur la figure 1, dans l’exemple considéré, le composant 20 de blindage comporte trois pattes 21 de fixation, et chaque patte 21 de fixation comporte un évidement traversant. L’évidement prend par exemple la forme d’un cylindre circulaire. Après positionnement du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé, l’évidement est destiné à accueillir un certain volume de colle pour fixer le composant 20 à la carte 10 de circuit imprimé. La patte 21 de fixation, et plus particulièrement son évidement traversant, joue alors un rôle de réservoir afin de contenir la colle et éviter qu’elle ne coule au-delà d’une zone de collage prédéfinie avant qu’elle ne se polymérise.
En outre, si le composant 20 doit, en plus du collage, être brasé sur la carte 10 de circuit imprimé, les réservoirs formés par les évidements des pattes 21 de fixation sont particulièrement avantageux puisqu’ils permettent l’application de la colle après le brasage du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé.
La figure 3 représente schématiquement un volume de colle 30 placée dans une patte 21 de fixation du composant 20 dans une vue en coupe selon un axe X-X représenté sur les figures 1 et 2.
Sur cette figure, les différentes couches isolantes et conductrices de la carte 10 de circuit imprimé ne sont pas représentées. Le corps en forme de bague du composant 20 n’est pas représenté non plus.
La zone 11 de collage correspond à une zone de la carte 10 de circuit imprimé qui n’est recouverte ni par le vernis 12 de protection, ni par un plot de report en métal. Autrement dit, avant positionnement du composant 20 de blindage sur la carte 10 de circuit imprimé et avant application d’une colle 30, dans la zone 11 de collage, la couche isolante en résine expoxy est en contact direct avec l’air ambiant et elle est directement accessible mécaniquement.
II convient de noter que l’épaisseur du vernis 12 de protection représenté schématiquement sur la figure 3 est en réalité tellement faible qu’elle est négligeable. Les dimensions de la zone 11 de collage illustrée sur la figure 3 sont telles que la patte 21 de fixation est entièrement positionnée à l’intérieur de la zone 11 de collage. Rien n’empêche cependant que, selon un autre exemple, les dimensions de la zone 11 de collage soient plus petites et que tout ou partie des pattes 21 de fixation repose sur le vernis 12 de protection.
Tel qu’illustré sur la figure 3, la colle 30 est placée à l’intérieur de l’évidement traversant de la patte 21 de fixation après positionnement du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé. La colle 30, ainsi confinée à l’intérieur de l’évidement, ne peut pas s’étendre au-delà de la zone 11 de collage.
Tel qu’illustré sur la figure 4, il est néanmoins possible que la patte 21 de fixation du composant 20 ne repose pas complètement sur la surface de la carte 10 de circuit imprimé. C’est par exemple le cas si la surface de la carte 10 de circuit imprimé n’est pas parfaitement plane ou bien si les surfaces inférieures des différentes pattes 21 de fixation du composant 20 ne sont pas parfaitement coplanaires.
Dans une telle situation, une faible quantité de colle 30 peut couler dans un espace 31 séparant la surface de la carte 10 de circuit imprimé et la surface inférieure de la patte 21 de fixation.
Dans un tel cas, il est avantageux de déterminer le volume de colle 30 à appliquer en fonction de la viscosité de la colle 30 choisie, de telle sorte que la colle 30 appliquée ne s’étende pas au-delà de la patte 21 de fixation afin d’éviter de perturber une piste électrique ou un autre composant électronique de la carte. Aussi, il est avantageux, comme illustré sur la figure 4, que la zone 11 de collage ne soit pas limitée à la surface de l’évidement formé par la patte 21 de fixation mais qu’elle s’étende au contraire sous la surface inférieure de la patte 21 de fixation. En effet, comme la résine epoxy présente une meilleure accroche à la colle 30 que le vernis 12 de protection, cela limite alors les risques de fluage de la colle au-delà de la patte 21 de fixation.
Il est également avantageux de déterminer le volume de colle 30 à appliquer en fonction de la viscosité de la colle 30, de telle sorte que la zone 11 de collage soit entièrement recouverte par une couche de colle 30 après l’assemblage du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé. La couche de colle 30 joue ainsi un rôle similaire au vernis 12 de protection : elle empêche le passage d’eau ou d’air dans les différentes couches de la carte 10 de circuit imprimé. De telles dispositions permettent notamment de protéger la carte de circuit imprimé contre une délamination et d’éventuels courts-circuits.
Le type de colle 30 à utiliser et le volume de colle 30 à appliquer peuvent par exemple être déterminés en laboratoire par plusieurs essais successifs avec des types et des volumes de colle 30 différents jusqu’à déterminer un type et un volume de colle 30 optimaux pour que la couche de colle 30, après positionnement du composant et polymérisation de la colle 30, occupe sensiblement toute la surface de la zone 11 de collage sans s’étendre au-delà, et pour que l’assemblage du composant 20 sur la carte 10 soit suffisamment solide pour supporter les contraintes mécaniques et/ou thermiques imposées.
La figure 5 représente schématiquement un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l’invention.
Dans ce mode de mise en oeuvre, un volume prédéterminée de colle 30 est placé sur une zone 11 de collage avant positionnement d’un élément 22 sur la carte 10 de circuit imprimé.
L’élément 22 illustré sur la figure 5 représente par exemple un composant 20 à fixer sur la carte 10 de circuit imprimé, ou bien une patte 21 de fixation dudit composant 20 (à noter dans ce cas que la patte 21 de fixation présente une forme pleine sans évidement).
Là encore, pour les raisons évoquées précédemment, le volume de colle 30 à appliquer peut être avantageusement déterminé en fonction de la viscosité de la colle 30 de telle sorte que la zone 11 de collage soit entièrement recouverte par une couche de colle 30 après l’assemblage du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé, sans que la colle 30 ne s’étende au-delà de la zone 11 de collage.
La figure 6 représente schématiquement l’assemblage obtenu de l’élément 22 sur la zone de collage pour le mode de mise en oeuvre décrit en référence à la figure 5, après positionnement dudit l’élément 22 et polymérisation de la colle 30. II apparaît clairement sur cette figure que la zone 11 de collage est entièrement recouverte de colle 30 sans que la colle 30 n’ait flué au-delà de ladite zone 11 de collage. Ainsi, après assemblage, il ne reste pas sur la carte 10 de circuit imprimé de zone où la couche isolante est mise à nu.
II convient de noter que, sur l’exemple illustré aux figures 5 et 6, les dimensions de l’élément 22 sont telles qu’il recouvre entièrement la zone 11 de collage après assemblage. Rien n’empêcherait cependant, selon un autre exemple de mise en oeuvre, que l’élément 22 ne recouvre pas entièrement la zone 11 de collage après assemblage. Dans un tel cas, une partie de la couche de colle 30 polymérisée resterait mise à nu.
La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs fixés. En particulier, le procédé d’assemblage selon l’invention permet de coller un composant 20 électronique sur une carte 10 de circuit imprimé de telle sorte que ledit composant 20 reste solidaire de la carte 10 de circuit imprimé même lorsque le composant 20 est relativement lourd, et lorsque la carte 10 est soumise à des contraintes mécaniques et/ou thermiques sévères (vibrations, chocs, températures extrêmes, etc.).
Le procédé selon l’invention repose sur la réalisation de zones de liaison qui sont propices au collage et qui sont néanmoins protégées contre l’oxydation et/ou d’éventuels courts-circuits. La couche de colle 30 qui recouvre la zone 11 de collage après l’assemblage joue en effet un rôle de protection similaire à celui joué par le vernis 12 de protection sur le reste de la surface de la carte 10 de circuit imprimé.
Le procédé selon l’invention est en outre particulièrement économique et facile à mettre en oeuvre. Il est aisé, en effet, d’inclure les zones 11 de collage de la carte 10 de circuit imprimé dans le masque de sérigraphie utilisé lors de l’application du vernis 12 de protection. L’application d’un volume prédéterminé de colle 30 et le positionnement du composant 20 sur la carte 10 de circuit imprimé sont des étapes relativement faciles à mettre en oeuvre dans une procédure de fabrication d’une carte électronique. Ces étapes peuvent avantageusement être mises en oeuvre après le passage éventuel de la carte 10 de circuit imprimé dans un four de refusion pour le brasage des autres composants électroniques sur la carte 10.
Il est à noter que les modes de mise en oeuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.
Notamment, le procédé d’assemblage selon l’invention a été décrit pour une application particulière consistant à fixer un composant 20 de blindage sur une carte 10 de circuit imprimé. Le procédé d’assemblage selon l’invention peut néanmoins trouver d’autres applications pour assembler sur une carte 10 de circuit imprimé d’autres composants présentant des natures, des formes, des dimensions et des poids différents.
Aussi, des choix différents de la forme et des dimensions d’une zone 11 de collage et/ou du nombre de zones 11 de collage à utiliser pour assembler un composant sur une carte 10 de circuit imprimé ne correspondent qu’à des variantes de l’invention.
De la même manière, un choix particulier de colle 30 en fonction des matériaux du composant à assembler et/ou de la couche isolante de la carte 10 de circuit imprimé ne représente qu’une variante de l’invention.
Claims (9)
1. Procédé d’assemblage par collage d’un composant (20) sur une carte (10) de circuit imprimé comportant une couche isolante en matériau diélectrique servant de support à une couche conductrice en matériau conducteur, caractérisé en ce que ledit procédé comporte :
• une détermination d’une ou plusieurs zones, dites « zones (11) de collage », sur la carte (10) de circuit imprimé, • une application d’un vernis (12) de protection sur ladite carte (10) de circuit imprimé en évitant lesdites zones (11) de collage, de telle sorte que chaque zone (11) de collage corresponde à une partie de la carte (10) de circuit imprimé dans laquelle le matériau diélectrique de ladite couche isolante est directement accessible mécaniquement, • une application d’un volume prédéterminé d’une colle (30) sur chaque zone (11) de collage, • un positionnement du composant (20) sur la ou les zones (11) de collage.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le composant présente une ou plusieurs pattes (21) de fixation comportant un évidement traversant, chaque patte (21) de fixation étant destinée à être positionnée sur une zone (11) de collage et à jouer un rôle de réservoir pour ledit volume de colle (30).
3. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel ledit volume de colle (30) est prédéterminé en fonction de la viscosité de la colle (30) de telle sorte que chaque zone (11) de collage est entièrement recouverte par une couche de colle (30) après l’assemblage du composant (20) sur la carte (10) de circuit imprimé.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit volume de colle (30) est prédéterminé en fonction de la viscosité de la colle (30), de telle sorte qu’après l’assemblage du composant (20) sur la carte (10) de circuit imprimé la couche de colle (30) ne s’étend pas au-delà de la zone (11) de collage.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les étapes d’application d’un volume prédéterminé de colle (30) sur chaque zone (11) de collage et de positionnement du composant (20) sur la ou les zones (11) de collage sont mises en oeuvre ultérieurement à une étape de brasage d’autres composants électroniques sur au moins une face de la carte (10) de circuit imprimé.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel ladite couche isolante est une couche de résine epoxy.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ladite couche isolante est une couche de type FR-4.
5
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel ledit composant (20) est un composant de blindage électromagnétique.
9. Appareil électronique comportant un composant (20) assemblé sur une carte (10) de circuit imprimé comportant une couche isolante en matériau diélectrique servant de support à une couche conductrice en matériau conducteur, ladite carte (10) 10 de circuit imprimé étant majoritairement recouverte d’un vernis (12) de protection, ledit appareil électronique étant caractérisé en ce que ledit composant (20) est collé à la carte (10) de circuit imprimé sur une ou plusieurs zones, dites «zones (11) de collage », chaque zone (11) de collage correspondant à une partie de la carte (10) de circuit imprimé qui n’est pas recouverte par ledit vernis (12) de protection, de telle 15 sorte qu’une colle (30) assurant la liaison du composant (20) avec la carte (10) de circuit imprimé est directement en contact avec le matériau diélectrique de la couche isolante.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113873780A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-31 | 西安微电子技术研究所 | 一种径向片式电容的粘固方法 |
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| JPS5743496A (en) * | 1981-07-23 | 1982-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of mounting circuit element without lfad wire to printed circuit board |
| JPH0569972U (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-21 | ミクロン電気株式会社 | 表面実装用電気素子 |
| US20030116863A1 (en) * | 1996-07-19 | 2003-06-26 | Hiroyuki Otani | Semiconductor chip-mounting board |
-
2018
- 2018-05-07 FR FR1853928A patent/FR3080972B1/fr active Active
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| CN113873780B (zh) * | 2021-10-19 | 2024-01-26 | 西安微电子技术研究所 | 一种径向片式电容的粘固方法 |
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|---|---|
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