Brevet FR2818869A1 — publié le 20020628

CARTES DE CIRCUIT IMPRIMÉ POUR ENFICHAGE SÉCURISÉ CARTE A CARTE PERPENDICULAIRES L'invention concerne une carte de circuit imprimé mère et une carte de circuit imprimé fille pour enfichage sécurisé carte à carte perpendiculaires. Elle s'applique par exemple aux cartes de circuit enfichées à l'intérieur de produits destinés à des avions ou hélicoptères, civils ou militaires. Lors de la conception de produits constitués de plusieurs cartes de circuit imprimé (ou cartes électroniques), on s'expose au problème de la connexion électrique des cartes entre elles. La connexion est classiquement assurée par un ensemble de connecteurs dont les broches fixées sur la carte à enficher, appelée carte fille, viennent s'enficher dans des boîtiers fixés sur la carte qui reçoit la carte fille et appelée carte mère. Un guidage insuffisant de la carte fille par rapport à la carte mère peut conduire à un mauvais enfichage, voire à la détérioration de connecteurs Pour prévenir la détérioration des connecteurs, on peut utiliser des connecteurs sécurisés avec boîtiers auto-centreurs et broches protégées. Mais ces connecteurs sont chers et il apparait que dans le cas d'enfichage de plusieurs cartes présentant un nombre important de connecteurs, ces protections ne sont pas suffisantes pour éviter les difficultés de positionnement des cartes filles par rapport à la carte mère et empêcher tout risque de détérioration des connecteurs. D'autres moyens existent pour assurer un guidage satisfaisant de la carte fille. Il s'agit de moyens mécaniques de précision, comme par exemple des glissières calibrées montées par exemple sur les parois inférieure et supérieure du bac à cartes et dans lesquelles glisse la carte fille. Il peut s'agir encore de pieds coniques calibrés fixés sur la carte fille et qui coïncident avec des alésages rapportés dans la carte mère permettant d'assurer un pré-guidage de la carte fille lors de l'enfichage. Mais ces composants mécaniques de précision dédiés au guidage augmentent considérablement le coût de la carte, et entraînent en outre des contraintes d'encombrement. En effet, même lors de l'utilisation de connecteurs de faible dimension, ces moyens mécaniques occupent sur la carte une place utile incompressible qui ne pourra être utilisée pour des connexions électriques. L'invention propose une solution permettant un enfichage sécurisé carte à carte perpendiculaires, qui permette d'utiliser des connecteurs standard bas coût et qui ne nécessite pas de moyens mécaniques de précision dédiés au guidage. Pour cela, l'invention concerne une carte fille et une carte mère dont les découpes ont été aménagées pour coopérer entre elles de façon à assurer le positionnement de la carte fille par rapport à la carte mère lors de l'enfichage. Plus précisément, l'invention concerne une carte de circuit imprimé mère pour enfichage sécurisé carte à carte, destinée à recevoir au moins une carte de circuit imprimé fille, dans un plan d'enfichage sensiblement perpendiculaire à ladite carte mère, caractérisée en ce qu'elle est découpée de manière à présenter au moins une ouverture destinée à coopérer avec une excroissance du bord d'enfichage de la carte fille pour assurer le positionnement de la carte fille par rapport à la carte mère lors de l'enfichage. L'invention concerne également une carte de circuit imprimé fille pour enfichage sécurisé carte à carte, destinée à être enfichée dans une carte de circuit imprimé mère, dans un plan d'enfichage sensiblement perpendiculaire à ladite carte mère, caractérisée en ce qu'elle est découpée le long de son bord d'enfichage de manière à présenter au moins une excroissance destinée à coopérer avec une ouverture de la carte mère pour assurer le positionnement de la carte fille par rapport à la carte mère lors de l'enfichage. Avantageusement, la carte mère étant destinée à recevoir au moins deux cartes filles, elle présente au moins deux ouvertures coopérant chacune avec une excroissance d'une desdites cartes filles et présentant une découpe spécifique à l'excroissance de la carte fille avec laquelle elle coopère, afin d'assurer une fonction de détrompage lors de l'enfichage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures annexées qui représentent : - Les figures 1A et 1B, des schémas illustrant un exemple de réalisation respectivement d'une carte mère et d'une carte fille selon l'invention destinées à être enfichées ; - La figure 2, un schéma illustrant l'enfichage des cartes illustrées par les figures 1 A et 1 B ; - Les figure 3A et 3B, un autre exemple de réalisation respectivement d'une carte mère et d'une carte fille selon l'invention ; - La figure 4, un autre exemple de réalisation d'une carte mère selon l'invention. Sur ces figures, les éléments identiques sont indexés par les mêmes repères. Les figures 1A et 1B représentent des schémas illustrant un exemple de réalisation respectivement d'une carte mère et d'une carte fille selon l'invention. Selon cet exemple, une carte mère 1 reçoit une carte fille 2 selon un plan sensiblement perpendiculaire à la carte mère. Dans cet exemple, le bord d'enfichage 21 de la carte fille, c'est-à-dire le bord de la carte fritte qui doit être enfiché dans la carte mère, s'étend sensiblement sur toute la hauteur de la carte mère, entre les deux bords opposés 10 de la carte mère. Selon l'invention, la carte mère 1 est découpée de manière à présenter au moins une ouverture destinée à coopérer lors de l'enfichage avec une excroissance du bord d'enfichage 21 de la carte fille pour assurer son positionnement par rapport à la carte mère. L'excroissance de la carte fille et l'ouverture de la carte mère se combinent ainsi entre elles pour assurer ce positionnement. Selon l'invention, l'excroissance de la carte fille 2 est obtenue par découpe du bord d'enfichage 21 de la carte fille. Ces découpes peuvent être réalisées au moment de la découpe des cartes de circuit imprimé nu par exemple, ce qui entraîne peu de surcoût. Ainsi, une simple glissière standard (non représentée sur les figures) peut être mise en place pour diriger la carte fille lors de l'enfichage, mais la détérioration éventuelle des connecteurs entraînée par un guidage insuffisant de la carte fille est évitée, grâce aux cartes selon l'invention, sans composants de précision spécifiques au guidage. Pour obtenir un guidage suffisant, la tolérance d'enfichage d'une carte par rapport à l'autre doit être inférieure à la tolérance d'enfichage des connecteurs (non représentés sur les figures). Cela est rendu possible grâce aux cartes de circuit imprimé selon l'invention. En effet, les techniques de découpe usuelles des cartes de circuit imprimé permettent des découpes avec des jeux de quelques centièmes de millimètre, ce qui est suffisant pour assurer un enfichage avec une tolérance compatible de la plupart des connecteurs utilisés classiquement. Avantageusement, comme cela est illustré sur les figures 1A et 1 B, la carte mère présente au moins deux ouvertures 11 destinées à coopérer avec deux excroissances 22 de la carte fille positionnées sensiblement aux extrémités du bord d'enfichage 21 de la carte fille. Pour obtenir un guidage suffisamment précis, il est en effet préférable de prévoir un point de guidage haut et un point de guidage bas de la carte fille. En prévoyant ainsi deux ouvertures distinctes dans la carte mère, on limite la surface cumulée de l'ouverture dans la carte mère, ce qui autorise le passage d'un plus grand nombre de pistes de connexion. Avantageusement, pour des raisons de résistance mécanique, les excroissances sont réalisées par découpe du bord d'enfichage de la carte fille de telle sorte à présenter une longueur suffisante, c'est à dire égale à au moins deux fois l'épaisseur de la carte fille environ. Pour les recevoir, les ouvertures de la carte mère selon l'invention présentent avantageusement une rainure, dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la carte fille (légèrement supérieure du fait du jeu de montage), et qui s'étend selon un axe sensiblement parallèle au plan d'enfichage de la carte fille, c'est à dire le plan perpendiculaire à la carte mère selon lequel la carte fille est enfichée. Dans l'exemple de la figure 1A, la carte mère 1 présente deux ouvertures 11 en forme de T. Les barres verticales 12 des ouvertures en forme de T forment les rainures recevant les excroissances 22 de la carte fille 2. Avantageusement, un bord transversal de la rainure, c'est à dire un des bords perpendiculaires à l'axe de la rainure, est sensiblement plan, afin de préciser le guidage de la carte fille lors de l'enfichage. Dans l'exemple de la figure 1A, la découpe en forme de T permet d'assurer facilement cette planéité d'un bord transversal de la rainure. C'est en effet en procédant à l'usinage de la barre transversale 13 du T qu'on obtient facilement la planéité du bord transversal 121 de la rainure 12. Le guidage est alors obtenu en réalisant une excroissance qui comprend notamment sur un de ses côtés une partie plane 221 destinée à coopérer avec le bord plan 121 de la rainure 12. Dans l'exemple de la figure 1 B, les excroissances 22 de la carte fille 2 présentent en outre une forme de biseau de manière à assurer un pré- guidage de la carte fille lors de l'enfichage. Plus précisément, dans cet exemple, les excroissances présentent chacune sur un de leur bord une partie en biseau 222 et la partie plane 221 précédemment évoquée. Cet exemple montre ainsi un exemple de réalisation respectivement d'une carte mère et d'une carte fille selon l'invention permettant un enfichage sécurisé tout en présentant une réalisation particulièrement simple et peu coûteuse. En effet, les ouvertures en forme de T sont découpées dans cet exemple chacune directement à partir d'un bord opposé 10 de la carte mère. La découpe de la carte fille est faite dans cet exemple le long de son bord d'enfichage sensiblement en forme de U, par des techniques de découpe usuelles, les deux côtés longitudinaux du U formant les deux excroissances 22 de la carte fille 2. Une très bonne précision de guidage de la carte fille est ainsi obtenue grâce aux cartes de circuit imprimé selon l'invention, ce qui permet l'utilisation de connecteurs standard et non plus de connecteurs sécurisés fort coûteux. Ainsi, une glissière standard peut être utilisée pour diriger la carte fille lors de l'enfichage mais des éléments mécaniques de précision dédiés au guidage ne sont plus nécessaires, cette précision de guidage étant assurée par le mariage de l'ouverture dans la carte mère avec l'excroissance de la carte fille. La figure 2 illustre par une vue en perspective la carte mère 1 de l'exemple de la figure 1A et la carte fille 2 de l'exemple de la figure 1B une fois l'enfichage réalisé. Dans le cas de connecteurs à tolérance d'enfichage réduite, une rainure supplémentaire décalée pourra être aménagée dans la carte mère pour diminuer, voire annuler, le jeu de montage d'une carte par rapport à l'autre, comme cela est illustré sur la figure 3A. Ainsi, la carte mère 1 de la figure 3A présente deux ouvertures 11 en T identiques à celles de la figure 1 A, les rainures 12 formant les barres verticales des ouvertures en T s'étendant sensiblement selon le même axe. Dans cet exemple, la carte mère est découpée de manière à présenter une troisième ouverture présentant une rainure 14 qui s'étend selon un axe légèrement décalé par rapport à l'axe commun des rainures 12. Sur cette figure, on a noté X l'épaisseur de la carte fille, légèrement Inférieure à la largeur de la rainure, entraînant un jeu de montage noté X2. Ce jeu de montage X2 peut être néfaste pour l'enfichage de connecteurs à tolérance d'enfichage réduite. La rainure 14, dont la largeur est également sensiblement supérieure à l'épaisseur X de la carte fille (jeu de montage noté X1), est décalée de manière à quasiment annuler le jeu de montage X2. Avantageusement, les ouvertures 11 étant agencées pour permettre un point de guidage haut et un point de guidage bas de la carte fille, la rainure 14 présente une position centrale par rapport à ces deux points afin de rattraper le jeu X2 en jouant sur la flexibilité de la carte à enficher lors du montage. La carte fille destinée à être enfichée dans une carte mère du type de celle représentée sur la figure 3A est par exemple découpée selon le schéma de la figure 3B avec une découpe de son bord d'enfichage 21 sensiblement en forme de W, les trois côtés longitudinaux du W formant trois excroissances, les deux excroissances 22 similaires à celles de la figure 1 B et une troisième excroissance 23 destinée à coopérer avec la rainure supplémentaire 14 de la carte mère 1. L'excroissance 23 peut présenter un chanfrein pour faciliter le guidage dans la rainure 14. Les cartes de circuit imprimé selon l'invention présentent un avantage supplémentaire par rapport à l'art antérieur en ce qui concerne la sécurisation de l'enfichage. En effet, selon une variante, il est facile et peu coûteux grâce à l'invention de prévoir un système de détrompage dans le cas de l'enfichage de plusieurs cartes, en variant les découpes dans la carte mère et les cartes filles. Le détrompage est la possibilité offerte à un utilisateur de ne pas monter une carte à la place d'une autre. Pour cela, la carte mère est découpée de façon à présenter au moins deux ouvertures coopérant chacune avec une excroissance d'une desdites cartes filles et présentant une découpe spécifique à l'excroissance de la carte fille avec laquelle elle coopère, afin d'assurer la fonction de détrompage lors de l'enfichage. La figure 4 illustre un exemple de réalisation d'une carte mère 1 ainsi réalisée. Comme dans les exemples précédents, elle présente des ouvertures 11 a, 11 b, 11 c, 11 d en forme de T agencées de part et d'autre de la carte mère pour recevoir des cartes filles. Dans cet exemple, les ouvertures 11b et 11d sont découpées de telle sorte que la distance D1 séparant les deux premières ouvertures 11 a et 11 b en vis-à-vis est strictement supérieure à la distance D2 séparant les deux autres ouvertures 11 c et 11 d en vis-à-vis. De cette manière, les cartes filles dont les excroissances seront réalisées pour coopérer spécifiquement soit avec les ouvertures 11 a et 11 b, soit avec les ouvertures 11 c et 11 d ne pourront être inter changées. Les combinaisons de détrompage sont ainsi multiples. Ainsi, grâce aux cartes de circuit imprimé selon l'invention, l'enfichage carte à carte peut être réalisé en supprimant les composants mécaniques de précision exclusivement dédiés à cette fonction et en utilisant éventuellement des connecteurs standard. Cela a pour conséquence principale de diminuer le coût des produits tout en respectant les propriétés des systèmes conventionnels de guidage (notamment en terme de précision et de détrompage). L'invention permet en outre un gain de surface utile implantable sur les cartes du fait de la suppression des éléments mécaniques rapportés qui sont dédiés au guidage. REVENDICATIONS 1-Carte de circuit imprimé mère (1) pour enfichage sécurisé carte à carte, destinée à recevoir au moins une carte de circuit imprimé fille (2), dans un plan d'enfichage sensiblement perpendiculaire à ladite carte mère, caractérisée en ce qu'elle est découpée de manière à présenter au moins une ouverture (11) destinée à coopérer avec une excroissance (22,23) du bord d'enfichage (21) de la carte fille pour assurer le positionnement de la carte fille par rapport à la carte mère lors de l'enfichage. 2-Carte mère selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente au moins deux ouvertures (11) destinées à coopérer avec deux excroissances (22) de la carte fille positionnées sensiblement aux extrémités du bord d'enfichage (21) de la carte fille. 3-Carte mère selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la carte fille destinée à être enfichée étant d'épaisseur donnée, au moins une ouverture présente une rainure (12,14) de largeur sensiblement égale à ladite épaisseur et s'étendant selon un axe sensiblement parallèle au dit plan d'enfichage. 4-Carte mère selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'un au moins des bords transversaux (121) de la rainure d'au moins une desdites ouvertures est sensiblement plan, afin de préciser le guidage de la carte fille lors de l'enfichage. 5-Carte mère selon la revendication 4, caractérisée en ce que la ou lesdites ouvertures présentent une découpe en forme de T, la barre verticale du T formant ladite rainure (12) et la découpe de la barre transversale du T permettant d'assurer la planéité du bord transversal (121) de la rainure situé du côté de ladite barre transversale. 6-Carte mère selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la rainure d'au moins une desdites ouvertures est découpée à partir d'un bord de la carte mère. 7-Carte mère selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle présente au moins deux ouvertures, deux desdites ouvertures présentant chacune une rainure, les deux rainures étant découpées à partir de deux bords opposés (10) de la carte mère et s'étendant sensiblement selon le même axe. 8-Carte mère selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente trois ouvertures, les deux dites ouvertures et une troisième ouverture présentant une rainure (14) s'étendant selon un axe légèrement décalé par rapport à l'axe commun aux rainures des deux premières ouvertures afin de diminuer le jeu de montage de la carte fille par rapport à la carte mère lors de l'enfichage. 9-Carte mère selon l'une des revendications précédentes, destinée à recevoir au moins deux cartes filles, caractérisée en ce qu'elle présente au moins deux ouvertures (11 b, 11 d) coopérant chacune avec une excroissance d'une desdites cartes filles et présentant une découpe spécifique à l'excroissance de la carte fille avec laquelle elle coopère, afin d'assurer une fonction de détrompage lors de l'enfichage. 10-Carte de circuit imprimé fille (2) pour enfichage sécurisé carte à carte, destinée à être enfichée dans une carte de circuit imprimé mère (1), dans un plan d'enfichage sensiblement perpendiculaire à ladite carte mère, caractérisée en ce qu'elle est découpée le long de son bord d'enfichage (21) de manière à présenter au moins une excroissance (22,23) destinée à coopérer avec une ouverture (11) de la carte mère pour assurer le positionnement de la carte fille par rapport à la carte mère lors de l'enfichage. 11-Carte fille selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'au moins une desdites excroissances présente une forme en biseau de manière à assurer un pré-guidage lors de l'enfichage. 12-Carte fille selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'au moins une ouverture de la carte mère présentant une rainure (12) dont au moins un bord transversal (121) est sensiblement plan, au moins une desdites excroissances présente sur un de ses bords une partie en biseau (222) et une partie plane (221) destinée à coopérer avec ledit bord plan de ladite rainure. 13-Carte fille selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la découpe est faite le long de son bord d'enfichage sensiblement en forme de U, les deux côtés longitudinaux (22) du U formant deux excroissances coopérant avec deux ouvertures de la carte mère. 14-Carte fille selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la découpe est faite le long de son bord d'enfichage sensiblement en forme de W, les trois côtés (22,23) longitudinaux du W formant trois excroissances coopérant avec trois ouvertures de la carte mère.