Brevet FR2752138A1 — publié le 19980206

La présente invention se rapporte à un pion destiné à servir d'élément de positionnement lors de la fabrication d'un circuit imprimé. De tels pions sont connus, par exemple par la demande de brevet français 2 580 882 qui décrit un pion de fixation d'un connecteur sur un substrat de circuit imprimé. Le pion utilisé est une tige métallique avec, à sa première extrémité, une tête aplatie et au voisinage de sa seconde extrémité une partie renflée avec des stries; deux trous en regard, I'un dans le connecteur l'autre dans le substrat, sont traversés par le pion dont la tête vient en appui sur le substrat, tandis que la partie renflée se bloque dans le trou du circuit imprimé et que la seconde extrémité dépasse légèrement sous le circuit imprimé. Un point de soudure entre la seconde extrémité du pion et le circuit imprimé rend définitivement solidaires les trois composants de l'ensemble substrat-connecteur-pion. De tels pions assurent un bon positionnement du connecteur par rapport au substrat mais nécessitent que les connecteurs soient percés de trous de fixation et que le substrat soit lui aussi percé de trous pour la mise en place des pions. Cependant ces pions présentent des inconvénients: ils sont relativement chers à fabriquer car en métal, afin, comme il a été vu, de pouvoir être soudés au circuit imprimé. De plus ils rajoutent du poids et du volume au circuit imprimé. Le but de la présente invention est d'éviter ou pour le moins de réduire ces inconvénients. Ceci est obtenu grâce à des pions capables de se fixer à un circuit imprimé réalisé par détourage et cela au niveau des fentes de détourage. II est rappelé à ce sujet qu'il est classique de fabriquer un ou plusieurs circuit imprimés, à partir d'une grande plaque d'isolant, avec, en cours de fabrication, découpe par fentes de détourage successives autour du circuit; le substrat du circuit imprimé n'est plus, alors, rattaché aux flancs, c'est-àdire au reste de la grande plaque, que par des liaisons relativement fragiles entre les extrémités des fentes successives; ces liaisons aussi appelées becquets dans la technique des circuits imprimés, sont d'ailleurs prévues pour être cassées après que la fabrication du circuit imprimé ait été achevée par mise en place et soudure des divers composants du circuit imprimé, comme par exemple des résistances, des transistors, des connecteurs... Sélon l'invention il est proposé un pion pour servir d'élément de positionnement à au moins un composant d'un circuit imprimé en cours de fabrication, ce pion se présentant comme une mini-tour et comportant un pilier disposé selon un axe, n, avec n entier supérieur à 1, niveaux situés à différentes hauteurs du pilier dont ils sont solidaires, avec un écart entre eux, et des moyens d'actionnement situés au sommet de la mini-tour pour permettre de faire tourner la mini-tour autour de l'axe, caractérisé en ce que le premier niveau à partir du bas de la mini-tour a, dans des plans perpendiculaires à l'axe, un contour oblong avec dans une première direction perpendiculaire à l'axe, des dimensions au plus égales à une valeur donnée d et dans une deuxième direction perpendiculaire à la première et à l'axe, des dimensions supérieures à d, en ce que le pilier a, entre le premier et le deuxième niveau à partir du bas de la mini-tour, des dimensions, perpendiculairement à l'axe, toutes inférieures à d et en ce que le premier niveau a une face en regard du deuxième niveau qui présente au moins une surface en biais par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe. II est à noter par ailleurs que le pion selon l'invention s'est avéré également fort pratique pour assurer un bon positionnement du substrat par rapport aux flancs quand une liaison venait à se rompre accidentellement alors qu'elle était encore utile, par exemple lors d'une opération de soudure à la vague, pour maintenir dans un même plan le substrat et les flancs. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristique apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - les figures la, I b, I c, un pion selon l'invention, - la figure 2, un pion lors de sa mise en place, - la figure 3, un autre pion selon l'invention. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. Les figures 1 a, 1 b, I c représentent un même pion de positionnement, 1, respectivement en vue en perspective et en deux vues de côté prises à 90 degrés l'une de l'autre. Le pion 1 se présente comme une mini-tour avec un pilier central, P, d'axe vertical AA et, à partir de la base de la mini-tour, trois niveaux N1, N2, N3 surmontés par une excroissance d'actionnement, M, qui constitue la barre horizontale d'un T dont le pilier P constitue la barre verticale. Le niveau inférieur NI est une pièce oblongue dans le plan horizontal, dont la face inférieure est sensiblement rectangulaire, dont les quatre faces latérales sont verticales et dont la face supérieure présente, de part et d'autre du pilier, deux surfaces planes N11, N12, en biais par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe AA ; ces deux surfaces planes se correspondent dans une rotation de 180 degrés autour de l'axe AA. Les niveaux N2 et N3 forment chacun avec le pilier P, un cylindre dont la longueur est sensiblement égale au tiers du diamètre. Le pion qui vient d'être décrit à l'aide des figures la à Ic est fait d'une seule pièce en plastique et est réalisé par moulage; sa hauteur est de 13,5 mm. La figure 2 montre comment ce pion est utilisé. L'exemple représenté concerne l'implantation d'un connecteur 5 sur un circuit imprimé 2 fabriqué à partir d'une plaque isolante 3 avec, en cours de fabrication, découpe par fentes de détourage successives, 30, 31, autour du circuit. La figure 2 représente, en vue partielle, le circuit imprimé 2, alors qu'il est encore rattaché au reste de la plaque par des liaisons cassables ou becquets dont l'une 6, apparaît sur le dessin. Ce becquet est percé de trous, non représentés sur le dessin1 et ces trous servent d'amorce de rupture lorsque le circuit imprimé doit être définitivement séparé des flancs c'est-à-dire des parties, telles que 4, de la plaque isolante entourant le circuit imprimé proprement dit. Les fentes de détourage telles que 30, 31 ont toutes une même largeur d et, dans l'exemple décrit, cette largeur est de 2,8 mm; et il est à noter que la plus grande et la plus petite des dimensions de la forme oblongue dont il a été question au sujet du niveau NI sont respectivement plus grande et plus petite que d et sensiblement perpendiculaires entre elles. Le connecteur 5 a été placé sur le circuit imprimé 2; ce connecteur comporte un bloc isolant 50, représenté comme vu par transparence, et des broches, coudées à 90 degrés qui traversent de part en part le bloc isolant 50; ces broches sont réparties en deux rangées parallèles et, pour simplifier le dessin, seules deux des broches, 51, 52, ont été représentées. II est à noter; pour bien comprendre la suite des explications, que les branches d'un connecteur pour circuit imprimé dépassent en général le pourtour de ce circuit imprimé. Le montage du connecteur 5 sur le circuit imprimé 2 se fait par une suite d'opérations qui sont indiquées ci-après: - le connecteur est placé de telle manière que ses broches pénètrent, à leur première extrémité, dans des trous métallisés du circuit imprimé; ces trous métallisés sont les trous dans lesquels les broches doivent être soudées à leur première extrémité, lors d'une opération de soudure à la vague, afin d'être en liaison électrique avec le circuit imprimé, - de part et d'autre des deux rangées de broches, au voisinage des secondes extrémités de ces broches, sont placés deux pions; seul le pion situé du côté des broches 51, 52 a été représenté sur la figure 2, - étant donné que les broches dépassent, à leur seconde extrémité, le pourtour du circuit imprimé, elles surplombent la fente de détourage 30 et même, un peu, le flanc 4; ainsi en introduisant le pion 1 dans la fente 30 et en le faisant glisser vers le connecteur 5, il est possible, du fait des dimensions respectives du pion et du connecteur, d'amener la broche 51 en appui sur le niveau N3 de la mini-tour que constitue le pion 1, et d'introduire la broche 52 dans la gorge qui sépare les niveaux N2 et N3; pour cela, si le connecteur n'est pas à la bonne hauteur au moment où le pion vient à son contact par glissement dans la fente 30, il suffit de modifier la position en hauteur du connecteur 5 par rapport au circuit imprimé 2, - dès que le pion est correctement positionné par rapport aux broches 51, 52 du connecteur, c'est-à-dire dès qu'il est positionné comme indiqué sur la figure 2, il peut être tourné dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son axe AA jusqu'à blocage; une flèche F montre comment doit être tourné le pion. Le blocage vient du fait que les surfaces en biais N11, N12 de la face supérieure du niveau NI donnent une valeur variable à l'écart entre les niveaux N1 et N2, et que cet écart varie d'une valeur légèrement supérieure à l'épaisseur de la plaque isolante 3 à une valeur légèrement inférieure à cette épaisseur. Dans l'exemple décrit une rotation du pion d'environ 45 degrés assure le blocage de ce pion entre les deux bords de la fente. Avec l'aide du second pion, non représenté, disposé dans les mêmes conditions de l'autre côté du connecteur, le connecteur se trouve dans une position dont il ne peut bouger et qui est celle qui lui est dévolue sur le circuit imprimé. Ce qui précède montre l'intérêt de la forme donnée au niveau NI : contour oblong dans un plan horizontale de manière à pouvoir pénétrer dans la fente - surfaces en biais destinées à permettre de passer partiellement sous la plaque isolante 3 lors d'une rotation du pion autour de son axe AA et à entraîner un blocage lors de la rotation. II est à remarquer que, en plus de son intérêt pour positionner un connecteur sur un circuit imprimé, le pion 1 peut être utilisé pour repositionner parfaitement l'un par rapport à l'autre les deux bords d'une fente de détourage, dans le cas où un becquet tel que 6 viendrait à se rompre accidentellement. Pour cela il suffit de placer un pion dans une des deux fentes qui aboutissent au becquet cassé, voire un pion dans chacune des deux fentes, et de l'amener au voisinage du becquet concerné puis de le faire tourner pour le mettre en position bloqué. Bien entendu pour cette utilisation le pion ne nécessite pas de niveau N3 mais il est plus commode et moins onéreux d'utiliser un même type de pion que deux types de pion différents pour le positionnement du connecteur 5 sur le circuit imprimé 2 et pour le positionnement du circuit imprimé 2 et du flanc 4 I'un par rapport à l'autre. Il est d'ailleurs à noter que les pions, tant qu'ils ne sont pas abîmés peuvent être réutilisés puisqu'ils ne sont pas destinés à être montés à demeure sur le circuit imprimé mais sont seulement mis en position de blocage mécanique sur le bord du circuit imprimé et retirés dès qu'ils deviennent inutiles. L'invention ne se limite pas au cas de l'exemple décrit ci-avant, c'est ainsi, en particulier, que la figure 3 montre un pion 1' qui se distingue du pion 1 simplement par le fait que la mini-tour s'arrête au niveau N3 et que ce niveau N3 est percé, au milieu de sa partie supérieure, d'un trou destiné à y placer l'extrémité d'un tournevis pour faire tourner le pion autour de son axe AA afin de l'amener en position bloquée. Le pion 1' présente, par rapport au pion 1, I'inconvénient de nécessiter l'utilisation d'un tournevis; à la rigueur le niveau N3 peut être utilisé comme bouton pour faire tourner le pion autour de l'axe AA mais ce n'est pas très pratique. Par contre, avec des connecteurs comportant, en plus des deux rangées parallèles de broches du connecteur 5, d'autres rangées parallèles, situées au-dessus des premières, le pion 1' reste utilisable mais pas le pion 1 dont l'excroissance d'actionnement M vient heurter les broches des rangées supérieures comme il apparaîtrait sur la figure 2 si une broche était ajoutée au-dessus des broches 51, 52, à une distance de la broche 52 double de sa distance de la broche 51. Pour pallier cet inconvénient il est possible de fabriquer un pion avec l'excroissance d'actionnement M réhaussée et, éventuellement, au-dessus des niveaux N2 et N3 et en dessous de l'excroissance d'actionnement, d'autres niveaux du type des niveaux N2, N3; un de ces niveaux pouvant par exemple être conçu pour venir se placer entre la broche 51 et la broche qui serait immédiatement supérieure à la broche 51. De même il est possible de concevoir des niveaux tels que N2 et N3 qui ne seraient pas des cylindres; ils peuvent en effet présenter une forme oblongue dans le plan horizontal, comme le niveau N1, mais, pour le niveau N2, la plus petite dimension de cette forme oblongue doit être plus grande que la largeur des fentes de détourage telles que 30, 31. II est à noter de plus que, lorsque des pions sont destinés uniquement à remplacer un becquet rompu, le nombre de leurs niveaux peut être réduit à deux; ainsi par exemple la figure la serait à modifier en supprimant le niveau N3 et en gardant l'excroissance d'actionnement M éventuellement en la rapprochant du niveau N2 et la figure 3 serait à modifier en supprimant la portion du pion 1' située au-dessus du niveau N2 et en perçant dans ce niveau N2 un trou semblable au trou M' qui existait dans le niveau N3. II est également à noter que, dans le cas où le pion n'est utilisé que pour le positionnement de connecteurs, il peut avoir un niveau inférieur, appelé N1 sur les figures, qui ne ferait saillie que sur un des côtés du pilier P et qui ne comporterait donc qu'une seule surface en biais à sa partie supérieure. REVENDICATIONS 1. Pion pour servir d'élément de positionnement à au moins un composant d'un circuit imprimé en cours de fabrication, ce pion se présentant comme une mini-tour et comportant un pilier (P) disposé selon un axe (AA),n, avec n entier supérieur à 1, niveaux (N1-N3) situés à différentes hauteurs du pilier dont ils sont solidaires, avec un écart entre eux, et des moyens d'actionnement (M; M') situés au sommet de la mini-tour pour permettre de faire tourner la mini-tour autour de l'axe, caractérisé en ce que le premier niveau (N1) à partir du bas de la mini-tour a, dans des plans perpendiculaires à l'axe, un contour oblong avec dans une première direction perpendiculaire à l'axe, des dimensions au plus égales à une valeur donnée d et dans une deuxième direction perpendiculaire à la première et à l'axe, des dimensions supérieures à d , en ce que le pilier a, entre le premier et le deuxième niveau (N2) à partir du bas de la mini-tour, des dimensions, perpendiculairement à l'axe, toutes inférieures à d et en ce que le premier niveau a une face en regard du deuxième niveau qui présente au moins une surface (nit, Nui2) en biais par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe. 2. Pion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont constitués par une excroissance (M) du pilier. 3. Pion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont constitués par au moins une partie en creux (M') destinée à servir de logement à une extrémité d'un outil du type outil de vissage. 4. Pion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les niveaux, exceptés le premier sont en forme de cylindre avec un grand axe (AA) du cylindre confondu avec l'axe du pilier.