Brevet FR2855363A1 — publié le 20041126

La présente invention est relative à une structure de circuit imprimé constituée de plusieurs pièces assujetties les unes aux autres, permettant de former simultanément une liaison mécanique et une connexion électrique. Une plaque de circuit imprimé présente des zones conductrices et des zones isolantes, selon un schéma électrique donné, pour relier entre eux divers composants électroniques. Certaines zones conductrices sont destinées à relier d'autres organes électriques que des composants électroniques, tels qu'une sirène, un haut-parleur ou d'autres 10 éléments, non miniaturisés et constituant des pièces rapportées à la plaque de circuit imprimé. Il peut également s'agir de divers ports destinés à être connectés à un câble correspondant (parallèle, série, USB et autres) ou de moyens de connexion à une source d'énergie électrique. Par exemple, pour assujettir, par une liaison mécanique et une 15 connexion électrique, une sirène ou un haut-parleur à une plaque de circuit imprimé, on utilise généralement un bâti apte à être fixé à la plaque de circuit imprimé. Un tel bâti est par exemple muni d'oeillets disposés régulièrement sur son pourtour et la fixation sur le circuit imprimé est obtenue à l'aide de vis ou boulon. Par ailleurs, ensuite, on réalise séparément une connexion électrique 20 entre le circuit imprimé et la sirène à l'aide de fils conducteurs. La fabrication de tels dispositifs nécessite donc de nombreuses interventions manuelles au cours du montage et de l'assemblage. De plus, il est nécessaire de fabriquer séparément les pièces utilisées dans ce dispositif. Le but de la présente invention est de proposer une structure de circuit imprimé qui pallie les inconvénients précités. Un but de la présente invention est de proposer une structure de circuit imprimé dont la fabrication est rationalisée et nécessite peu d'interventions manuelles. Un autre but de l'invention est de proposer une structure de circuit imprimé permettant simultanément de former une liaison mécanique et une connexion électrique entre différentes pièces. Encore un autre but de l'invention est de proposer une telle structure, dont les coûts de fabrication sont réduits. Un but de la présente invention est de fournir en outre un procédé de fabrication d'une telle structure de circuit imprimé. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne tout d'abord une structure de circuit 10 imprimé constituée d'une première pièce, dite " maîtresse ", et d'au moins une seconde pièce, dite "servante ", la pièce maîtresse étant munie de moyens de réception de ladite au moins une pièce servante, ladite au moins une pièce servante étant munie de moyens de fixation à la pièce maîtresse, lesdits moyens de réception et lesdits moyens de fixation étant aptes à coopérer entre 15 eux pour former simultanément au moins une liaison mécanique et une connexion électrique entre la pièce maîtresse et ladite au moins une pièce servante. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une structure de circuit imprimé telle que définie ci-dessus, dans lequel: - on découpe, dans une plaque de circuit imprimé, une ébauche, constituée de ladite pièce maîtresse et de ladite au moins une pièce servante, lesdites pièces demeurant assujetties entre elles par des liaisons sécables, - on rompt lesdites liaisons sécables pour individualiser 25 lesdites pièces, - on assemble la structure en encastrant les moyens de fixation de ladite au moins une pièce servante sur les moyens de réception de ladite pièce maîtresse. L'invention concerne en outre une ébauche découpée dans 30 une plaque de circuit imprimé, constituée au moins d'une pièce maîtresse et d'au moins une pièce servante, lesdites pièces étant assujetties entre elles par des liaisons sécables et destinées à être individualisées puis assemblées pour réaliser une structure de circuit imprimé telle que définie ci- dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description, accompagnée des figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en plan d'un exemple d'ébauche conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue du détail Il de la figure 1, représentant un exemple de liaison sécable, - la figure 3 est une projection selon la direction I11 de la figure 10 5, représentant un exemple de structure conforme à l'invention à laquelle est lié un organe électrique, - la figure 4 est une projection selon la direction IV de la figure 5, représentant le même exemple que la figure 3, - la figure 5 est une vue en perspective d'une structure 15 conforme à l'invention, à laquelle est assujetti un organe électrique. L'invention est relative à une structure de circuit imprimé, constituée de plusieurs pièces imbriquées les unes dans les autres. Comme illustré aux différentes figures, unedite pièce est un élément rigide ayant une forme déterminée et une épaisseur allant de quelques dixièmes de millimètres 20 à quelques millimètres, présentant deux surfaces planes, une surface supérieure et une surface inférieure. Il ne s'agit donc pas d'un composant électronique, tel que microprocesseur, mémoire, résistance, etc, qui pourrait être assujetti à la plaque de circuit imprimé. Avantageusement, de telles pièces sont découpées ou 25 prédécoupées dans une plaque de circuit imprimé. Selon l'invention, cette structure 1 est constituée d'une première pièce M dite " maîtresse " et d'au moins une seconde pièce SI, S2 et S3, dite " servante ". Ces pièces M, SI, S2 et S3 sont sensiblement planes et peuvent être munies sur leurs deux faces d'un circuit imprimé, non illustré. Par 30 ailleurs, elles sont aptes à recevoir divers composants électroniques connus de l'homme du métier. En outre, selon l'invention, la pièce maîtresse M est munie de moyens de réception 2 de ladite au moins une pièce servante S, S2, S3 et réciproquement, ladite au moins une pièce servante Si, S2, S3 est munie de moyens de fixation 3 à la pièce maîtresse M. Les moyens de réception 2 et les 5 moyens de fixation 3 sont aptes à coopérer entre eux, pour former simultanément au moins une liaison mécanique et une connexion électrique, entre la pièce maîtresse M et ladite au moins une pièce servante S1, S2, S3. Par " simultanément ", on entend que c'est ladite structure qui va permettre à la fois de réaliser la fixation de l'organe électrique considéré, tel 10 que, notamment, sirène, haut-parleur ou autres et sa connexion au circuit imprimé. Selon une première variante, les moyens de réception 2 et les moyens de fixation 3 se présentent sous la forme de fentes 21, 31 prévues au niveau des bords de ladite pièce M et Sl, S2, S3. Comme le montre la figure 1, 15 une telle fente 21, 31 se présente sous la forme d'une gorge s'étendant selon une direction sensiblement perpendiculaire à un bord de la pièce considérée. La longueur d'une telle gorge est très supérieure à l'épaisseur de la plaque de circuit imprimé, et sa largeur sensiblement égale à celle de la plaque. Ainsi, il est possible d'encastrer mutuellement une pièce maîtresse M et une pièce 20 servante S1, S2, S3 au niveau d'une telle fente 21, 31, I'ensemble ainsi constitué présentant une bonne rigidité. Les deux pièces sont sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre. Selon une autre variante, les moyens de réception 2 et les moyens de fixation 3 se présentent les uns, sous la forme d'un épaulement 32 25 prévu au niveau du bord d'une dite pièce M, Sl, S2, S3, et les autres, sous celles d'une ouverture 22 prévue à l'intérieur d'une autre dite pièce M, Sl, S2, S3. En particulier, telle qu'illustrée, la pièce maîtresse M présente deux ouvertures 22 alignées. Ces ouvertures ont une longueur très supérieure 30 à l'épaisseur de la plaque de circuit imprimé et une largeur sensiblement égale à celle de la plaque de circuit imprimé. Par ailleurs, la pièce servante S, a une forme sensiblement rectangulaire et présente deux épaulements 32 au niveau de l'un de ses côtés longitudinaux inscrits dans le plan des faces supérieure et inférieure de la pièce considérée. Les deux épaulements 32 ont une longueur sensiblement égale à celle des ouvertures 22 de la pièce maîtresse M et ils 5 sont écartés d'une distance sensiblement égale à celle séparant les deux ouvertures 22. Ainsi, il est possible d'encastrer les épaulements 32 de la pièce servante S. dans les ouvertures 22 de la pièce maîtresse M. Il est avantageux de prévoir au moins deux épaulements 32 distincts, aptes à coopérer avec au moins deux ouvertures 22 distinctes, car 10 cela permet d'améliorer la rigidité de la structure obtenue. Dans cet exemple, c'est la pièce maîtresse M qui est munie des ouvertures 22 et la pièce servante SI qui est munie des épaulements 32. Il est tout à fait envisageable de prévoir le contraire, la pièce maîtresse M étant munie d'épaulements 32, jouant alors le rôle de moyens de réception 2 et la 15 pièce servante S1 étant munie d'ouvertures 22, jouant le rôle de moyens de fixation 3. Comme illustrée à la figure 5, une pièce servante S2 peut présenter simultanément des moyens de fixation 3 à la pièce maîtresse M et des moyens de réception 2 d'une autre pièce servante S3. Cela permet 20 notamment de développer une structure tridimensionnelle constituée d'éléments modulaires M, SI, S2, S3 inscrits dans des plans orthogonaux ou parallèles deux à deux. En outre, les pièces M, SI, S2, S3 sont assujettis mécaniquement entre elles par soudure 51 ce qui permet par ailleurs de 25 réaliser une connexion électrique entre les circuits imprimés portés par lesdites pièces. Pour cela, on peut prévoir des plaques métalliques 52 intégrées au circuit imprimé au bord des fentes 21, 31 des ouvertures 22 et/ou des épaulements 32. Avantageusement, une plaque métallique 52 proche de 30 moyens de réception 2 est destinée à coopérer avec une plaque métallique 52 proche de moyens de fixation 3. Les positions respectives des plaques métalliques 52 sont prévues de sorte à se retrouver mitoyennes après encastrement des pièces entre elles. Ainsi, on peut appliquer un produit de soudure 51 à deux plaques métalliques 52 mitoyennes afin de réaliser ladite connexion électrique. Selon une caractéristique avantageuse, une pièce servante S3 constitue un support pour un organe électrique 6 relié au circuit imprimé. Par exemple, une première pièce servante S2 est assujettie mécaniquement à la pièce maîtresse M et une deuxième pièce servante S3 est assujettie mécaniquement à la première pièce servante S2. On obtient alors une structure 10 de potence à laquelle on peut fixer un organe électrique 6, notamment par soudure 61. Ledit organe électrique 6 est relié au circuit imprimé par l'intermédiaire des soudure 61 et des soudures 52 qui relient deux pièces mitoyennes entre elles. Dans l'exemple illustré aux figures 3 à 5, I'organe électrique 6 15 est une sirène d'alarme. Comme on peut le constater, ce montage, entièrement réalisé par encastrement et soudure, permet de limiter les opérations nécessaires à sa fabrication. L'invention concerne également un procédé de fabrication 20 d'une structure de circuit imprimé tel que décrit ci-dessus. Selon des techniques connues de l'homme du métier, on produit une plaque de circuit imprimé que l'on découpe suivant des lignes de découpe 44 permettant de séparer au moins partiellement les pièces maîtresse M et servante S1, S2, S3. Les pièces demeurent assujetties entre elles par des liaisons sécables 4. Entre 25 les liaisons sécables 4, les pièces M, Sl, S2 et S3 sont séparées par des gorges 43 délimitées par lesdites lignes de découpe 44. On obtient ainsi une ébauche 7 constituée au moins de ladite pièce maîtresse M et de ladite au moins une pièce servante Sl, S2, S3. Selon une caractéristique particulière, ladite ébauche 7 30 comprend en outre un cadre C support de ladite pièce maîtresse M et de ladite au moins une pièce servante Sl, S2, S3. Certaines de ces pièces sont assujetties au cadre C support, par des liaisons sécables 4 similaires à celles qui relient deux pièces entre elles. Après avoir pré-découpé l'ébauche dans une plaque de circuit imprimé, on rompt les liaisons sécables 4 pour individualiser les pièces M, S1, 5 S2, S3. Il ne reste plus qu'à assembler la structure 1, en encastrant les moyens de fixation 3 de ladite au moins une pièce servante Sl, S2, S3, sur les moyens de réception 2 de ladite pièce maîtresse M. Avantageusement, les liaisons sécables 4 sont constituées d'un pont de matière 41 de la plaque de circuit imprimé, présentant des zones 10 d'affaiblissement 42 afin de faciliter leur rupture. Par exemple, les zones d'affaiblissement 42 se présentent sous la forme de perforations prolongeant les découpes 44. Pour individualiser lesdites pièces, il suffit alors d'exercer une pression sur les liaisons sécables, lesquelles vont se rompre au niveau des zones d'affaiblissement 42. Avantageusement, les liaisons sécables 4 séparant deux pièces présentent deux zones d'affaiblissement, permettant de supprimer le pont de matière 41 avant d'assembler la structure 1. En revanche, les liaisons sécables 4 séparant une pièce d'un élément de l'ébauche 7 n'entrant pas dans la structure, tel que le cadre C, ne présente qu'une seule zone 20 d'affaiblissement 42 du côté de la pièce M, Sl, S2, S3 que l'on souhaite conserver. Selon une caractéristique particulière du procédé, on réalise en outre au moins une étape de soudure pour constituer la liaison mécanique et établir la connexion électrique entre la pièce maîtresse et ladite au moins 25 une pièce servante Sl, S2, S3. Par ailleurs, l'invention concerne une ébauche 7 constituée au moins d'une pièce maîtresse M et d'au moins une pièce servante S1, S2, S3. Dans cette ébauche 7, les pièces sont assujetties entre elles par des liaisons sécables 4 telles que décrites ci-dessus. Ladite ébauche 7 est découpée dans 30 une plaque de circuit imprimé. Les pièces partiellement découpées dans l'ébauche 7, sont destinées à être individualisées puis assemblées, notamment par encastrement, pour réaliser une structure de circuit imprimé conforme à l'invention. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre à la portée 5 de l'homme du métier, auraient pu encore être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Structure (1) de circuit imprimé constituée d'une première pièce (M), dite " maîtresse ", et d'au moins une seconde pièce (S1, S2, S3), dite " servante ", la pièce maîtresse (M) étant munie de moyens de réception (2) 5 de ladite au moins une pièce servante (S1, S2), ladite au moins une pièce servante (S,, S2,S3) étant munie de moyens de fixation (3) à la pièce maîtresse (M), lesdits moyens de réception (2) et lesdits moyens de fixation (3) étant aptes à coopérer entre eux pour former simultanément au moins une liaison mécanique et une connexion électrique, entre la pièce maîtresse (M) et ladite 10 au moins une pièce servante (S1, S2, S3). 2. Structure (1) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de réception (2) et les moyens de fixation (3) se présentent sous la forme de fentes (21, 31) prévues au niveau des bords de ladite pièce (M, S., S2, S3), lesdites pièces (M, Sl, S2, S3) étant assujetties entre elles par 15 encastrement mutuel desdites fentes (21, 31). 3. Structure selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de réception (2) et les moyens de fixation (3) se présentent les uns, sous la forme d'un épaulement (32) prévu au niveau du bord d'unedite pièce (51) et les autres, sous celle d'une ouverture (22) prévue à l'intérieur d'une autre dite 20 pièce, lesdites pièces étant assujetties entre elles par encastrement de l'épaulement (32) dans l'ouverture (22). 4. Structure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdites pièces (M, Sl, S2, S3) sont assujetties mécaniquement entre elles par soudure (51) apte à réaliser en outre une 25 connexion électrique. 5. Structure selon la revendication 4, dans laquelle lesdits moyens de réception (2) et lesdits moyens de fixation (3) comprennent en outre au moins une plaque métallique (52) intégrée au circuit imprimé, une plaque métallique (52) des moyens de réception (2) étant destinée à coopérer 30 avec une plaque métallique (52) des moyens de fixation (3), lesdites plaques métalliques (52) étant aptes à recevoir le produit de soudure (51) . 6. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une pièce servante (S3) constitue un support pour un organe (6) électrique relié audit circuit imprimé. 7. Procédé de fabrication d'une structure de circuit imprimé selon la revendication 1, dans lequel: - on découpe dans une plaque de circuit imprimé, une ébauche (7) constituée de ladite pièce maîtresse (M) et de ladite au moins une pièce servante (S,, S2, S3), lesdites pièces demeurant assujetties entre elles par des liaisons sécables (4), - on rompt lesdites liaisons sécables (4) pour individualiser lesdites pièces (S1, S2, S3), on assemble la structure (1) en encastrant les moyens de fixation (3) de ladite au moins une pièce servante (S,, S2 et S3) sur les moyens de réception (2) de ladite pièce maîtresse (M). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on réalise en outre au moins une étape de soudure pour constituer la liaison mécanique et établir la connexion électrique, entre la pièce maîtresse (M) et ladite au moins une pièce servante (S1, S2, S3). 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ladite 20 ébauche (7) comprend en outre un cadre support (C) de ladite pièce maîtresse (M) et de ladite au moins une pièce servante (S,, S2, S3), celles-ci étant également assujettie au cadre (C) support par des liaisons sécables (4). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel lesdites liaisons sécables (4) sont constituées de ponts de matière 25 (41) de la plaque de circuit imprimé, lesdits ponts (41) présentant des zones d'affaiblissement (42) pour faciliter leur rupture. 11. Ebauche (7) découpée dans une plaque de circuit imprimé, au moins constituée d'une pièce maîtresse (M) et d'au moins une pièce servante (S1, S2, S3), lesdites pièces étant assujetties entre elles par des 30 liaisons sécables (4) et destinées à être individualisées puis assemblées pour réaliser une structure (1) de circuit imprimé selon la revendication 1.