Brevet FR2626719A1 — publié le 19890804

Cavalier de connexion pour carte de circuit imprimé et outil d'extraction d'un tel cavalier L'invention concerne les cavaliers de connexion destinés à assurer une continuité électrique à la demande, parmi plusieurs possibles, entre des pistes conductrices d'un circuit imprimé sur carte, ainsi qu'un outil d'extraction pour ces cavaliers. Les cartes de circuit imprimé comportent usuellement une ou plusieurs couches de pistes conductrices séparées par des couches isolantes, l'ensemble formant une plaque rigide de part et d'autre de laquelle sont susceptibles d'être montés des composants divers. ta plaque est traversée par des trous métallisés de connexion permet tant d'avoir sélectivement accès aux pistes conductrices des diffé rentes couches. Les composants sont munis de tiges de connexion que l'on vient enfoncer dans les trous métallisés en fonction des besoins, un soudage solidarisant classiquement les tiges de connexion de composant avec la plaque au niveau des trous métallisés. Le soudage s'effectue le plus souvent selon la technique dite de soudure à la vague qui permet d'effectuer en une seule opération toutes les soudures pour une même face de plaque. Cette technique est parfois délicate à mettre en oeuvre en particulier si la plaque est grande, ce qui favorise l'hétérogénéité des soudures, si les composants sont sensibles à l'échauffement ou encore s'ils ne sont pas entièrement étanches. Aussi des techniques, dites de connexion en force, ont été développées en vue d'éliminer le soudage des tiges de connexion de composant, ces tiges sont alors introduites en force dans les trous métallisés où, en raison de leur structure, elles viennent se connecter de manière électriquement satisfaisante à la couche conductrice délimitant intérieurement les trous métallisés. A cet effet les tiges de connexion comportent chacune un renflement rigide ou semi-élastique dans la zone destinée à venir se positionner dans un trou métallisé du circuit imprimé auquel on veut les assujettir, ces renflements assurant simultanément l'immobilisation des tiges et leur connexion électrique aux pistes conductrices du circuit. Dans de nombreux cas les réalisateurs de circuits sur cartes se réservent des possibilités d'adaptation par l'intermédiaire d'organes de sélection qui permettent d'exploiter un même circuit standard dans des conditions d'utilisation différentes. Les cavaliers de connexion constituent une variante simple d'organe de sélection, ils permettent de relier sélectivement des pistes conductrices entre elles pour assurer des adaptations sous forme de mises en liaison sélectives de composants et ceci d'une manière permanente mais pas nécessairement définitive. A cet effet selon une forme classique de réalisation, ils sont produits à partir d'un fil en métal conducteur replié en U. De manière usuelle, la fixation d'un tel cavalier sur une carte de circuit imprimé s'effectue par soudage des jambes du cavalier dans des trous métallisés de la carte, lorsque le cavalier n'a pas à être retiré. Cette mise en place s'effectue aussi par enfichage du cavalier dans des broches, des douilles, ou une barrette à positions multiples que la carte de circuit imprimé porte, lorsque la position du cavalier est susceptible d'être modifiée. A titre d'amélioration l'invention propose un cavalier de connexion directement connectable et également dissociable à la demande pour carte de circuit imprimé à trous métallisés de connexion, ainsi qu'un outil de déconnexion correspondant. Selon une caractéristique de l'invention, le cavalier comporte au moins deux pattes conductrices, de type insérable en force et à renflement semi-élastique, qui sont électriquement reliées par au moins un pontage conducteur. Ce pontage est surmonté d'une tête d'enclume sous laquelle sont ménagées symétriquement deux encoches d'extraction situées de part et d'autre d'une partie centrale reliant la tête d'enclume au pontage conducteur. La figure 1 présente un cavalier de connexion selon l'invention et une tête d'outil d'extraction correspondante. La figure 2 présente un exemple schématique d'outil d'extraction. Le cavalier de connexion 1 selon l'invention est destiné à être connecté directement, sans intermédiaire sur une carte de circuit imprimé 2 comportant des trous métallisés de connexion 3 desservant des pistes conductrices 4. A cet effet le cavalier 1 est doté d'au moins deux pattes conductrices enfichables 5, du type insérables en force, qui sont électriquement reliées entre elles par un pontage conducteur 6. Chaque patte est dotée d'une zone renflée destinée à assurer son immobilisation par coincement et sa connexion électrique dans la zone cylindrique creuse d'un trou métallisé 3. L'extrémité des pattes conductrices 5 la plus éloignée du pontage peut être de forme, de section et de longueur qui autorisent un raccordement de fil par enroulement au delà de leur zone renflée, selon la technique dite wrappée. Dans l'exemple présenté, chaque patte présente une section transversale d'allure carrée et comporte une fente transversale. 7 dans sa zone renflée. Ceci est par exemple obtenu par un matricage écartant latéralement les deux parties de patte qui bordent cette fente, de manière à obtenir une disposition que l'on trouve notamment dans le brevet américain nO 3917 375. Ce sont ces parties bordant la fente transversale d'une patte 5 au niveau de sa zone renflée qui assurent par pression l'immobilisation de la patte dans un trou métallisé 3 et sa connexion à la couche conductrice de ce trou. Dans l'exemple de réalisation proposé le pontage conducteur 6, qui réunit les pattes 5, est surmonté d'une tête d'enclume 8 permettant d'appuyer sur la cavalier en vue de l'enfoncer dans une carte de circuit imprimé 2. Deux encoches d'extraction 9 sont ménagées symétriquement selon l'axe longitudinal d'insertion du cavalier de part et d'autre d'une zone centrale 10 reliant la tête d'enclume 8 au pontage conducteur 6 ; ceci permet d'exercer une traction d'extraction équilibrée sur le cavalier à l'aide d'une tête d'outil d'extraction, lorsque l'enlèvement du cavalier 1 hors de la carte 2 est nécessaire. Dans la forme de réalisation présentée le cavalier de connexion est obtenue par découpe et matricage à partir d'un flan métallique en matériau bon conducteur. La découpe du cavalier ménage des encoches 9, ici d'allure rectangulaire, un trou 11 traversant le cavalier en épaisseur dans la zone centrale de la tête d'enclume, des épaulements d'appui 12 de part et d'autre des pattes au dessus de leurs zones renflées, une encoche longitudinale médiane 13 dans le pontage conducteur 6 entre pattes. Le trou 17 qui débouche préférablement de part et d'autre du cavalier est destinée à permettre l'accrochage d'un grippe-fil de test sur le cavalier ou éventuellement la connexion d'un fil. Les épaulements 12 limitent l'enfoncement du cavalier sur une carte de circuit, où on vient le monter. Les dimensions des épaulements sont préférablement prévues pour ne pas déborder des pastilles 3 sur lesquelles ces épaulements prennent appui. L'encoche longitudinale 13 limite l'étendue de la zone de portée du cavalier en sa partie centrale, de manière à autoriser le passage de pistes conductrices entre les trous métallisés 3. Les cavaliers selon l'invention sont susceptibles d'être prévus pour des cuivres de différentes épaisseurs et pour différents pas d'implantation par exemple au pas de 2,54 mm, aussi qu'aux pas multiples ou sous multiples. Le montage d'un tel cavalier en force sur une carte du circuit imprimé s'effectue à l'aide d'un percuteur usuel, par exemple un appareil de type 1037 de la société suisse VOGT Ag. L'extractlon éventuelle s'effectue préférablement avec un outil 14, tel que présenté à la figure 2-, dont la tête est détaillée en figure 1 en association avec le cavalier 1. Cet outil 14 comporte essentiellement une tête associant une tige d'appui 15 et une tige d'extraction 16. La tige d'appui 15 est destinée à venir s'appuyer par un pied isolant 18 sur une carte de circuit imprimé 2 à proximité des trous métallisés 3 dans lesquels est enfiché le cavalier à extraire. La tige d'extraction 16 est coulissante et fourchue, elle coulisse le long de la tige d'appui 15 et vient s'accrocher par des dents 17 dans les encoches 9 sous la tête d'enclume 8, de part et d'autre de la zone centrale 10. Dans i'exemple d'outil schématisé figure 2, les deux tiges 15 et 16 ont une forme en T et sont plaquées l'une contre l'autre par deux rivetages 22 qui permettent un coulissement longitudinal de la tige fourchue 15 contre la tige d'appui, plus longue ; cette dernière dépasse de part et d'autre de la tige fourchue par ses extrémités. Un ressort 19 est monté sur les tiges 15 et 16, entre les parties 20, 21 correspondant aux barres horizontales des T dont elles ont la forme, de manière que ces barres forment des poignées parallèles à écartement forcé pour l'outil d'extraction 14. Dans la pratique, les parties 20 et 21 sont profilées de manière à s'adapter à la main de l'opérateur. Le rapprochement des parties 20, 21 éloigne les dents 17 de l'extrémité 18 formant le pied de la tige d'appui 15. L'extraction d'un cavalier 1, hors d'une plaque de circuit imprimé 2 à l'aide de l'outil 14, implique de venir placer ce dernier contre l'une des faces planes du cavalier de manière que les dents viennent se placer dans les encoches 9 de ce cavalier. Le rapprochement, ici manuel, des parties 20 et 21 de l'outil d'extraction conduit-le pied isolant 18 de la tige d'appui 15 contre la plaque 2 en appui au voisinage des trous 3 où est enfiché le cavalier 1, ce qui tend à forcer ce cavalier hors de ces trous par une traction pratiquement axiale de la tige fourchue 16, agissant sous la tête d'enclume ; la traction axiale est régule par l'action du ressort 19 qui est calibré. Ceci permet d'éviter les détériorations que seraient susceptibles de produire une extraction à la pince du cavalier et autorise une réutilisation du cavalier et des trous métallisés. REVENDICATIONS 1/ Cavalier de connexion (1) directement connectable dans les trous métallisés (3) d'une carte de circuit imprimé (2) pour établir une connexion potentiellement dissociable entre des pistes de circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pattes conductrices enfichables (5), de type insérable en force et à renflement semi-élastique, qui sont électriquement reliées entre elles par au moins un pontage conducteur (6). 2/ Cavalier de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pontage conducteur (6) qu'il comporte est surmonté d'une tête d'enclume (8) sous laquelle sont ménagées symétriquement deux encoches d'extraction (9) qui sont situées de part et d'autre d'une partie centrale reliant la tête d'enclume au pontage conducteur. 3/ Cavalier de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'obtenu par découpe et matriçage à partir d'un flan métallique bon conducteur, il comporte deux encoches d'extraction, rectangulaires, symétriques selon l'axe longitudinale d'insertion XX' du cavalier, des épaulements d'appui, de part et d'autre des pattes (5) sous le pontage conducteur (6), pour limiter l'enfoncement du cavalier, une encoche longitudinale médiane (13) entre pattes, un trou (11) traversant le cavalier en épaisseur dans la zone centrale de la tête d'enclume (8). 4/ Cavalier de convexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité des pattes conductrices enfichables (5) qui est la plus éloignée du pontage (6) est conformée pour permettre une connexion de fil par enroulement. 5/ Outil d'extraction d'un cavalier de connexion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte essentiellement une tige d'appui (15) destinée à venir s'appliquer sur une plaque de circuit imprimé (2) par un pied isolant (18) et une tige d'extraction (16), coulissante et fourchue, dotée de dents (17) aptes à venir s'accrocher dans les encoches d'extraction (9) d'un cavalier sous la tête d'enclume (8) de ce cavalier, lorsque la tige d'extraction (16) qui les porte est en une première position par rapport à la tige d'appui le long de laquelle elle coulisse, le coulissement longitudinal d'une tige l'une contre l'autre, à partir de la première position, entrainant l'éloignement des dents (17 > par rapport au pied (18) et en conséquence une traction des dents sur un cavalier contre lequel elles sont plaquées ce qui tend à forcer ce dernier hors de la plaque de circuit où il est enfiché et contre laquelle la tige d'appui (15) de l'outil d'extraction presse.