Brevet FR2806248A1 — publié le 20010914

Carte imprimée munie de court-circuits gratuits et son utilisation L'invention a pour objet une carte imprimée munie de court-circuits gratuits. Un court-circuit est une connexion volontaire de deux points d'un circuit entre lesquels il existe une différence de potentiel, par un conducteur de faible resistance. Le but de l'invention est de réduire les coûts de fabrication des cartes imprimées, en particulier pour que le coût d'interrupteurs optionnels, qu'elles comportent, soit nul : gratuit. Les cartes imprimées l'invention pourraient par exemple être des cartes imprimées utilisées dans le domaine de la téléphonie mobile. L'invention pourrait également servir pour des appareils photo-numériques, des ordinateurs, appareils menagers, ou tout autre appareil en très grande quantité. Des fonctions électroniques peuvent être réalisées sous deux formes soit sous la forme d'un circuit hybride, soit sous la forme d'un circuit intégre. Un circuit est hybride lorsque ses éléments sont indépendants c'est- à-dire des composants, que l'on rapporte ensuite par soudure sur un support, le plus souvent une carte imprimée, qui va réaliser des interconnexions. Ces composants peuvent être des composants élémentaires (diode, résistance, capacité, transistor, inductance) ou déjà réaliser une fonction complexe comme par exemple des portes logiques ou un microprocesseur. Un circuit contenu dans un composant électronique est un circuit intégré. Un circuit intégré est un circuit pour lequel tous les composants électriques ont été réalisés d'un bloc, sur un même substrat par une série d'opérations mécaniques et chimiques. Dans ce cas, les composants ne peuvent plus être séparés, ils sont connectés entre eux par des couches matériaux communes. Le substrat utilisé est un matériau cristallin semi conducteur, le plus souvent du silicium. Un circuit intégré se présente donc sous la forme d'une pastille de quelques millimètres carrés réalisant fonction électronique précise. Dans le domaine de la téléphonie mobile, plusieurs millions téléphones mobiles peuvent avoir en commun plusieurs fonctions, comme une fonction de téléphonie mobile, une fonction de calculatrice et une fonction d'horloge. Mais seuls quelques milliers de téléphones peuvent être munis de la fonction d'affichage du numéro de l'appelant, d'une fonction dite vibreur et/ou d'une fonction de cryptologie. La cryptologie est l'ensemble des techniques permettant de protéger une communication au moyen d'un code secret. Les communications étant alors sécurisées lors de l'utilisation d'un téléphone muni d'une fonction de cryptologie, il est possible de se livrer à des transactions sensibles, par exemple, donner son numéro de carte bancaire en toute sécurité. Peu de téléphones peuvent comporter cette fonction de cryptologie. Ces fonctions, peu courantes, sont alors dites optionnelles. Elles sont optionnelles parce qu'elles conduisent à l'utilisation de circuits supplémentaires, qui augmentent le coût et que tous les utilisateurs n'acceptent pas de payer. Ainsi les cartes imprimées utilisées dans les téléphones mobiles comportent deux catégories de circuits réalisant les différentes fonctions électroniques qui doivent être réalisées par le téléphone mobile. Une première catégorie regroupe des circuits réalisant des fonctions communes à de nombreux téléphones mobiles. Une deuxième catégorie regroupe des circuits réalisant des fonctions optionnelles. Les circuits deux catégories sont connectés electriquement les uns avec les autres grâce à des interrupteurs. La position ouverte des interrupteurs permet d'activer des circuits fonctionnels réalisant des fonctions optionnelles. position fermée des interrupteurs permet de désactiver des circuits fonctionnels réalisant des fonctions optionnelles. A l'endroit où des circuits réalisant des fonctions optionnelles doivent être ajoutés, la carte imprimée comporte donc un circuit pour connecter un ou plusieurs composants électroniques, et un interrupteur. En effet les circuits optionnels sont connectés à des pistes qui aboutissent à ces interrupteurs. Lorsque ces circuits optionnels ne sont pas présents les pistes doivent être reliées entre elles en formant des interrupteurs. Il est possible d'envisager plusieurs solutions pour réaliser ces interrupteurs. Une première solution est la mise en place de composants électroniques, exemple, des transistors pour former des interrupteurs commandés. Une deuxième solution est la réalisation d'un état fermé ou la réalisation d'un etat ouvert d'un interrupteur imposé mécaniquement. Les cartes imprimées pour les téléphones mobiles sont fabriquées en plusieurs millions d'exemplaires mais, sur seulement quelques milliers d'entre elles, un circuit réalisant une fonction de cryptologie, par exemple, sera ajouté. II est donc possible d'envisager que les cartes imprimées sont fabriquées avec tous les interrupteurs dans un état fermé. Et dans ce cas, l'interrupteur se matérialise par une prolongation de la piste. II faut alors établir une coupure de la piste pour réaliser l'état ouvert. Une telle coupure de piste n'est pas industriellement envisageable. Une méthode pour réaliser un état fermé d'un interrupteur est la mise en place de pastilles en bout de pistes à l'endroit de la coupure et le rajout, pour ne pas activer les circuits fonctionnels réalisant des fonctions optionnelles et pour réaliser l'état fermé des interrupteurs, de petits éléments conducteurs appelés straps, ou de clous en forme de U appelés cavaliers, connectés à ces pastilles. Cette solution présente des inconvénients. Un premier inconvénient est le coût. En effet, dans le cas des téléphones mobiles environ dix petits éléments conducteurs sont soudés sur une carte imprimée. Un petit élément conducteur a un coût de l'ordre de deux centièmes d'Euros en tenant compte du temps de pose. coût global est de l'ordre du million d'Euros pour la fabrication de plusieurs millions de cartes imprimees. Pour gagner du temps, l'opération de pose de ces petits éléments conducteurs doit être automatisée et des problemes de gestion de ces composants peuvent apparaître. mise en place des circuits de connexion dans les interrupteurs crée donc une complexité de fabrication et est onéreuse. Dans l'invention, pour remédier à ce problème on propose des dessins de pistes particuliers à l'endroit de la coupure désirée pour réaliser les interrupteurs. Dans l'invention, les interrupteurs permettant connecter des circuits fonctionnels réalisant des fonctions principales et des circuits fonctionnels réalisant des fonctions optionnelles entre eux sont réalisés de telle façon qu'ils sont dans un état fermé après passage à la vague par effet de capillarité de la pâte à braser. Une pâte à braser est pâte à souder par brasage. Le brasage est un procédé de soudage consistant à assembler des pièces métalliques par apport d'un alliage dont la temperature de fusion est plus faible que celle de du matériau à souder. Le phénomène de capillarité se produit parce que les extrémités en regard des pistes à l'endroit de la coupure sont séparées par un espace de faible dimension. Ainsi, les dessins de pistes à l'endroit des interrupteurs comportent des coupures du circuit de forme. L'ouverture de l'interrupteur peut être réalisée en retirant la soudure grâce à de la tresse à dessouder et à un fer à souder. Cette proposition n'est utilisée que pour ouvrir des interrupteurs peu de fois, quelques milliers de fois. Globalement elle conduit à un gain de temps de fabrication même si le repérage de la soudure, qui doit être éliminée, et l'opération de dessoudure sont manuels. Et il devient inutile de prévoir un petit élément conducteur ou un cavalier. Le coût défini ces circuits de connexion est alors remplacé par celui d'une simple ouverture de soudure, bien moins onéreuse . L'invention concerne donc une carte imprimée comportant des circuits fonctionnels qui réalisent fonctions principales et des circuits fonctionnels qui réalisent des fonctions optionnelles, et un interrupteur qui relie à la demande ces circuits fonctionnels entre eux, caractérisée en ce qu'un état ouvert de cet interrupteur réalisé par une opposition de deux bords de deux métallisations selon un allongement, une dimension de cet allongement étant supérieure à une largeur de pistes et en ce que des pistes qui relient des circuits fonctionnels entre eux comportent un dépôt de soudure sur les deux métallisations pour un état fermé de cet interrupteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent - Figure 1 : une représentation schématique d'un téléphone mobile muni d'une carte imprimée selon l'invention ; - Figures 2a à 2d : des propositions de dessins préférés schématisant des métallisations d'extrémité de pistes. La figure 1 montre carte imprimée 1 conforme à l'invention. Cette carte imprimée est contenue dans un téléphone mobile 2. Un bloc 3 sur cette carte est constitué circuits et des composants électroniques réalisant les fonctions principales. Ces fonctions sont notamment des fonctions de téléphonie mobile, une fonction d'horloge et une fonction de calculatrice. Cette carte 1 comporte également un bloc fonctionnel 4. Le bloc 4 est constitué par un composant électronique 4.1, des pistes 4.2 et 4.3 qui relient respectivement des bornes 4.10 et 4.11 du composant 4.1 à des bornes 5.3 et 5.4 d'un microprocesseur 5, une piste 4.4 qui relie une borne 4.12 du composant 4.1 à un point de connexion 6, et une piste 4.5 qui relie une borne 4.13 du composant 4.1 à un point de connexion 7. Le circuit fonctionnel définit par le bloc 4 réalise une fonction optionnelle de cryptologie par exemple. La carte 1 comporte aussi un autre bloc fonctionnel 8. Le bloc 8 est constitué par un composant électronique 8.1, des pistes 8.2 et 8.3 qui relient respectivement des bornes 8.10 et 8.11 du composant 8.1 des bornes 5.3 et 5.4 du microprocesseur 5, une piste 8.4 qui relie une borne 8.12 du composant 8.1 un point de connexion 9, et une piste 8.5 qui relie une borne 8.13 du composant 8.1 à un point de connexion 10, une piste 8.6 qui relie le point de connexion 10 à une sortie 11 de la carte 1, et une piste 8.7 qui relie le point de connexion 10 à un point de connexion 12. Le circuit fonctionnel définit par le bloc 8 réalise une fonction optionnelle d'affichage du numéro de l'appelant par exemple. Le bloc 3 comporte une borne 3.10 reliée à une sortie 13 de la carte 1 par une piste 3.1, une borne 3.12 reliée à une sortie 14 de la carte 1 par une piste 3.2, une borne 3.13 reliée à une sortie 15 de la carte 1 par une piste 3.3, une borne 3.14 reliée à une sortie 16 de la carte 1 par une piste 3.4, une borne 3.15 reliée au point de connexion 9 par une piste 3.5, une borne 3.16 reliée à une borne 5.5 du microprocesseur 5 par une piste 3.6, une borne 3.17 reliée à une borne 5.6 du microprocesseur 5 par une piste 3.7, et une borne 3.18 reliée au point de connexion 6 par une piste 3.8. La carte 1 comporte également une piste 17 qui relie le point de connexion 7 à une sortie 18 de la carte 1, et une piste 19 qui relie le point de connexion 12 à une sortie 20 de la carte 1. Selon l'invention, le point de connexion 6 est reliée par une piste 6.1 à un premier bord d'une métallisation 6.2. Le point de connexion 7 est reliée par une piste 7.1 à un premier bord d'une métallisation 7.2. Les deuxièmes bords des métallisations 6.2 et 7.2, en opposition, réalisent un interrupteur 11 en position ouverte. Selon l'invention, le point de connexion 12 est reliée par une piste 12.1 à un premier bord d'une métallisation 12.2. Le point de connexion 9 est reliée par une piste 9.1 à un premier bord d'une métallisation 9.2. Les deuxièmes bords des métallisations 9.2 et 9.2, en opposition, réalisent un interrupteur 12 en position ouverte. Les sorties 11, 13, 14, 15, 16, 18, 20 de la carte 1 sont connectées respectivement à un écran 21 par l'intermédiaire d'un bus 22, à l'écran 21 par l'intermédiaire d'un bus 23, à un émetteur récepteur 24 par l'intermédiaire d'un bus 25, un microphone 26 et à un haut-parleur 27 par l'intermédiaire d'un bus 28, un clavier de commandes 29 par l'intermédiaire d'un bus 30, à l'émetteur récepteur 24 par l'intermédiaire d'un bus 31, et à un dispositif de sonnerie 32 par l'intermédiaire d'un bus 33. Lorsque le téléphone 2 reçoit un appel, l'émetteur récepteur 24 transmet par l'intermédiaire de bus 25, aux circuits gérant la téléphonie mobile du bloc 3, les données. Des données sont ensuite transmises au bloc 8. Dans le cas où la fonction d'affichage du numéro de l'appelant est activée, le dispositif de sonnerie 32 se met en marche par l'intermédiaire du bus 33 et le numéro de l'appelant s'affiche sur l'écran 21 par l'intermédiaire du bus 22. Si la fonction d'affichage du numéro de l'appelant ne devait pas etre activée, l'interrupteur 12 aurait été mis en position fermée par simple ajout de soudure. Et lors d'un appel entrant, la connexion vers l'écran 21 par l'intermédiaire du bus 22 n'aurait pas été établie. Lorsque le téléphone doit émettre un message. Toutes opérations sont gérées par le microprocesseur 5 et le bloc 3. Lorsqu'un circuit 4.1 est présent, l'interrupteur 11 de la carte 1 est ouvert. Les signaux émis lors d'une communication sont alors codés, donc protégés par des circuits du bloc 4 réalisant la fonction de cryptologie. Ils sont transmis à l'émetteur récepteur 24 par l'intermédiaire du bus 31. Si l'interrupteur 11 avait éte en position fermée (avec ou sans présence du circuit 4.1, mais bien entendu de préférence sans la présence du circuit 4.1 optionnel), les signaux émis lors de la communication n'auraient pas été codés et auraient été directement transmis à l'émetteur récepteur 24 par l'intermédiaire du bus 31. Les figures 2a à 2d montrent des dessins d'ensemble de deux métallisations 100 et 101, 200 et 201, 300 et 301, 400 et 401 en opposition réalisant un interrupteur selon l'invention. Une piste 102 est connectée à un bord de la metallisation 100. Le deuxième bord de la métallisation 100 est en opposition avec un premier bord de la métallisation 101. Et le deuxième bord de la métallisation 101 est connecté à une piste 103. Une piste 202 est connectée à un bord de la métallisation 200. Le deuxième bord de la métallisation est en opposition avec un premier bord de la métallisation 201. Et le deuxième bord de la métallisation 201 est connectée à une piste 203. Une piste 302 est connectée à un bord de la métallisation 300. Le deuxième bord de la métallisation 300 est opposition avec un premier bord de la métallisation 301. Et le deuxième bord de la métallisation 301 est connectée à une piste 303. II en est de même pour la figure 2d. Les dessins de coupure de pistes présentés sur la figure 2 ne sont pas les seuls envisageables. Pour réaliser une coupure, il suffit que la distance d, séparant les deux métallisations, soit de l'ordre de 0.1 mm. Sur la figure 2a, les métallisations 100 et 101 sont perpendiculaires aux pistes 102 et 103. Sur la figure 2b, les métallisations 200 et 201 sont formées en chevrons. Les métallisations 300 et 301 de la figure 2c comportent une portion de couronne 300 entourant un disque . Sur la figure 2d, les pistes 402 et 403 présentent un décalage d'alignement à l'endroit de l'allongement. REVENDICATIONS 1 - Carte imprimée (1) comportant des circuits fonctionnels réalisent fonctions principales et des circuits fonctionnels qui réalisent des fonctions optionnelles, et un interrupteur (11,I2) qui relie à la demande ces circuits fonctionnels entre eux, caractérisée en ce qu'un état ouvert cet interrupteur est réalisé par une opposition de deux bords de deux métallisations (6.2,7.2) et (9.2,12.2) selon un allongement, une dimension de cet allongement étant supérieure à une largeur de pistes et en ce que des pistes relient des circuits fonctionnels entre eux comportent un dépôt de soudure les deux métallisations pour un état fermé de cet interrupteur. 2 Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit destiné à un microprocesseur (5), relié par des pistes aux circuits fonctionnels. 3 Carte selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que l'ensemble des circuits fonctionnels réalisant des fonctions principales connecté des pistes à des bus (22,23,25,31,28,33,22) menant à un écran (21), à clavier de commande (29), à un dispositif d'émission/réception (24), à un haut-parleur (27), à un microphone (26) et à un dispositif sonnerie (32). 4 - Carte selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les métallisations sont orientées perpendiculairement aux pistes. 5 - Carte selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les métallisations sont formées en chevrons. 6 - Carte selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les métallisations comportent une portion de couronne et un disque. 7 - Carte selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les pistes présentent un décalage d'alignement à l'endroit de l'allongement. 8 - Utilisation d'une carte imprimée selon l'une des revendications 1 à 7 dans un téléphone mobile.