Brevet FR3034912A1 — publié le 20161014

Pile sertie, circuit imprimé et procédé de montage correspondants. 1. Domaine Le domaine de la technique proposée est celui des systèmes et dispositifs d'alimentation électrique. Il concerne plus particulièrement le domaine des systèmes détrompeurs permettant d'éviter un branchement en polarité inversée lors du montage d'une source électrique sur un circuit imprimé. 2. Art antérieur De nombreux circuits électroniques ont recours à l'utilisation d'une pile bouton, comme alimentation principale ou de sauvegarde. Ce type de pile présente notamment l'avantage d'un faible encombrement, caractéristique particulièrement intéressante alors que l'aspect miniaturisation est un critère de plus en plus important pour la conception d'une majorité de circuits électroniques. Pour limiter encore l'encombrement, des piles bouton serties sont parfois utilisées. Par pile bouton sertie, on entend une pile bouton sur laquelle est fixée par une de ses extrémités au moins une patte métallique conductrice, l'autre extrémité de cette patte étant destinée à être soudée directement sur un circuit imprimé. Souvent, une pile sertie comprend deux pattes métalliques de ce type (une pour chaque pôle de la pile). On évite ainsi d'avoir à intégrer au circuit un réceptacle dédié, destiné à accueillir la pile, ce qui permet une réduction du coût, de l'encombrement et de la complexité globale du circuit électronique. Le sertissage d'une pile consiste usuellement à aligner les deux pattes métalliques : le sertissage du pôle positif et le sertissage du pôle négatif sont alignés, les extrémités à souder des pattes métalliques s'étendant de manière diamétralement opposée de part et d'autre de la pile. Ceci offre l'avantage d'assurer un maintien mécanique efficace et un bon équilibre de la pile sur le circuit imprimé, une fois celle-ci soudée. Cette solution présente néanmoins un inconvénient majeur : lors du soudage de la pile sur le circuit imprimé, un opérateur peut aisément se tromper et monter la pile à l'envers, c'est à dire en polarité inversée. En plus de rendre le circuit électronique inopérant, une telle erreur d'inversion des pôles peut dans certains cas endommager des composants du circuit, voire provoquer une détérioration irréversible de la carte électronique. 3. Résumé La technique proposée offre une solution qui ne présente pas au moins certains de ces problèmes de l'art antérieur. La technique proposée se rapporte plus particulièrement à une pile sertie qui comprend deux pattes à souder - une première patte à souder connectée à un pôle de 3034912 2 ladite pile et une deuxième patte à souder connectée au pôle inverse de ladite pile - ces première et deuxième pattes à souder formant entre elles un angle strictement supérieur à 900 et strictement inférieur à 180°. Ainsi, la pile ne peut plus être montée à l'envers, en polarisation inversée, sur un circuit 5 imprimé. Dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée, la première patte à souder est conformée de sorte à ce que son extrémité à souder se situe dans le même plan que l'extrémité à souder de la deuxième patte à souder. Dans un autre mode de réalisation particulier de la technique proposée, l'angle formé par 10 lesdites première et deuxième pattes à souder est déterminé en fonction de la largeur d'au moins une des pattes à souder. De cette manière, la largeur des pattes à souder de la pile sertie est prise en compte afin de s'assurer que, pour des angles strictement inférieur à 180° mais proches de 180°, la pile ne puisse pas être montée à l'envers sur un circuit imprimé. 15 Dans encore un mode de réalisation particulier de la technique proposée, l'angle formé par lesdites première et deuxième pattes à souder est compris entre 165° et 175°. Ainsi, cet angle formé par lesdites première et deuxième pattes à souder reste suffisamment proche de 180° pour assurer un bon maintien de la pile une fois celle-ci soudée au circuit imprimée, les pattes à souder s'étendant globalement de part et d'autre de la pile. 20 La technique proposée se rapporte également, dans un autre aspect, à un circuit imprimé apte à accueillir une pile sertie telle que décrite précédemment, dans un mode de réalisation particulier. Un tel circuit imprimé comprend un emplacement de soudure d'une pile sertie - cet emplacement comprenant une première pastille pour la soudure d'une première patte à souder de ladite pile, et une deuxième pastille pour la soudure d'une deuxième patte à souder de ladite 25 pile - et il est caractérisé en ce que l'angle formé par les segments reliant le centre dudit emplacement et le centre de ladite première pastille d'une part, et le centre dudit emplacement et le centre de ladite deuxième pastille d'autre part, est strictement supérieur à 90° et strictement inférieur à 180°. Dans un encore un autre aspect, la technique proposée se rapporte à un procédé de 30 montage d'une pile sertie sur un circuit imprimé. Un tel procédé comprend les étapes suivantes : une étape de positionnement de la pile sertie sur un emplacement réservé du circuit imprimé ; 3034912 3 une étape de soudage d'une première patte à souder de la pile sertie sur une première pastille dudit emplacement réservé du circuit imprimé ; et d'une deuxième patte à souder de la pile sertie sur une deuxième pastille dudit emplacement réservé du circuit imprimé. Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux 5 pour la mise en oeuvre de la technique proposée. 4. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de la technique proposée apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de la technique proposée, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins 10 annexés parmi lesquels : la figure 1 présente un exemple de pile bouton sertie usuelle, vue de dessus et vue de profil ; les figures 2a, 2b et 2c présentent respectivement un exemple de circuit imprimé usuel apte à accueillir une pile sertie, un exemple de montage correct d'une pile sertie de l'art 15 antérieur sur ledit circuit imprimé, et un exemple de montage incorrect (polarité inversée) d'une pile sertie de l'art antérieur sur ledit circuit imprimé ; la figure 3 présente une pile sertie, selon un mode de réalisation particulier de la technique proposée, vue de dessus et vue de profil ; les figures 4a, 4b et 4c présentent respectivement un exemple de circuit imprimé apte à 20 accueillir une pile sertie selon un mode de réalisation particulier de la technique proposée, un exemple de montage correct d'une pile sertie sur ledit circuit imprimé, et un exemple montrant l'impossibilité de connecter à l'envers ladite pile sertie audit circuit imprimé. 5. Description détaillée 25 La technique décrite offre une solution simple et innovante aux difficultés de montage qui peuvent être rencontrées lors de montages de piles ou batteries sur des circuits imprimés. La technique proposée se rapporte aux piles électriques de type piles bouton, qui ont de plus la particularité d'être serties. Une pile bouton, également parfois appelée pile de montre, est une petite pile électrique, généralement de forme cylindrique et de dimensions semblables à un 30 bouton. A titre purement illustratif et non limitatif, les piles LR44 (alcaline) ou CR2032 (lithium) sont des exemples de piles bouton. Un des avantages des piles bouton tient en leur faible encombrement. Pour éviter d'avoir à prévoir un mécanisme et un emplacement de réception 3034912 4 d'une pile bouton sur un circuit imprimé, il existe des piles boutons dites serties. Une pile bouton sertie est une pile bouton sur laquelle ont été fixées au moins deux petites plaques métalliques, également appelées « pattes » ou encore « languettes », le plus souvent de formes globalement rectangulaires. Chacune de ces pattes métalliques est destinée à assurer le raccordement 5 électrique d'un pôle de la pile avec le circuit imprimé à alimenter, et comprend à cet effet une extrémité connectée et fixée à un pôle de la pile, l'autre extrémité, libre, étant destinée à être soudée sur une pastille du circuit imprimé. On peut donc qualifier ces pattes métalliques de « pattes à souder ». On présente, en relation avec la figure 1, un exemple de pile sertie (10) telle qu'existante 10 dans l'art antérieur, vue de dessus et vue de profil. Les deux pattes métalliques (11, 12), de longueur et de largeur sensiblement équivalentes, s'étendent de manière diamétralement opposée de part et d'autre de la pile bouton. Une des deux pattes métalliques (11) est conformée de sorte que son extrémité à souder se situe sensiblement dans le même plan que l'extrémité à souder de l'autre patte métallique (ce plan étant généralement sensiblement confondu avec le 15 plan comprenant une base de la pile bouton, pour assurer une bonne assise de la pile bouton une fois celle-ci soudée sur un circuit imprimée). Vu de dessus, les axes longitudinaux (11', 12') des deux pattes métalliques sont confondus, et on peut considérer que ces pattes métalliques forment entre-elles un angle de 180°. Cette configuration permet d'assurer une bonne stabilité de la pile une fois soudée sur le circuit imprimé. Néanmoins, elle introduit le risque que le 20 branchement de la pile soit réalisé en polarité inversé (montage à l'envers). Les figures 2a, 2b et 2c illustrent ce problème. La figure 2a montre un exemple de circuit imprimé (20) sur lequel un emplacement (21) est réservé pour accueillir une pile bouton sertie telle que celle présentée en relation avec la figure 1. Cet emplacement (21) comprend deux pastilles (22, 23), qui matérialisent le lieu où doivent être soudées les pattes à souder de la pile sertie, de sorte que cette dernière 25 puisse alimenter électriquement le circuit. Le circuit imprimé (20) comprend bien évidemment d'autres pastilles (non représentées) pour le soudage d'autres composants, ainsi que des pistes (non représentées) pour assurer leur interconnexion. Si on considère, en relation avec la figure 2b un montage correct d'une pile sertie sur le circuit imprimé (polarité respectée), alors la figure 2c montre qu'il est également possible, avec cette configuration de pile sertie et de circuit 30 imprimé, de monter la pile sertie à l'envers, en polarisation inversée. Une telle inversion de polarité peut provoquer une détérioration irréversible de la carte électronique. Le principe général de la présente technique repose sur une pile sertie de sorte que 3034912 5 l'angle formé par les deux pattes à souder entre elles ne soit plus égal à 1800. A noter que dans l'ensemble du document, on parle de manière extensive « d'angle formé par les pattes à souder» pour faire référence à l'angle saillant formé par la projection orthogonale des axes longitudinaux des pattes à souder dans le plan contenant la base de la pile. En d'autres termes, selon le principe 5 général de la présente technique, le sertissage du pôle positif et le sertissage du pôle négatif de la pile ne sont plus alignés. De cette manière, la pile sertie ne peut être soudée si elle est présentée à l'envers sur l'emplacement qui lui est réservé sur le circuit imprimé, dans la mesure où les extrémités à souder ne coïncideront alors pas avec l'emplacement des pastilles destinées à accueillir les points de soudure sur le circuit imprimé. Afin d'assurer néanmoins un maintien 10 suffisant de la pile - et éviter par exemple que la pile une fois soudée ne puisse être soulevée par un de ses côtés, et les pattes tordues - l'angle formé par les pattes à souder ne doit pas être trop fermé. Aussi on considère qu'il doit être strictement supérieur à 90°. On présente, en relation avec la figure 3, une pile sertie (30) vue de dessus et vue de profil, selon un mode de réalisation particulier de la présente technique, et qui répond donc au principe général énoncé ci-dessus. Les 15 pattes à souder (31, 32) forment entre elles un angle a supérieur à 90° et strictement inférieur à 180°. Dans un mode de réalisation particulier de la technique, cet angle a est déterminé en fonction de la largeur d'au moins une des pattes à souder. En particulier, la largeur des pattes à souder est utilisée pour déterminer l'angle a proche de 180°, mais néanmoins strictement 20 inférieur à 180°, qui assure que la pile sertie ne pourra être connectée électriquement au circuit imprimé si elle est positionnée à l'envers. En effet, plus les pattes à souder sont larges, plus l'angle qu'elles forment entre-elles doit s'éloigner de 180°, faute de quoi le risque d'un montage en polarité inversé pourrait demeurer présent. S'approcher d'un angle de 180° est néanmoins intéressant dans la mesure où cette 25 configuration assure un maintien mécanique efficace et un bon équilibre de la pile sertie, une fois celle-ci soudée sur le circuit imprimé, les soudures étant alors effectuées globalement de part et d'autre de la pile. Aussi, dans un mode de réalisation particulier de la technique, l'angle a formé par les deux pattes à souder est compris entre 165° et 175°. La technique proposée se rapporte également à un circuit imprimé apte à accueillir une 30 pile sertie telle que décrite précédemment. On présente, en relation avec la figure 4a, un tel circuit imprimé dans un mode de réalisation particulier. Ce circuit imprimé (40) comprend un emplacement (41) de soudure d'une pile bouton sertie. Cet emplacement (41) comprend une 3034912 6 première pastille (42) pour la soudure d'une première patte à souder de ladite pile, et une deuxième pastille (43) pour la soudure d'une deuxième patte à souder de ladite pile. Les deux pastilles (42, 43) sont disposées de sorte qu'elles forment entre-elles, au centre de l'emplacement (41) de soudure de la pile sertie, un angle a' supérieur à 900 et strictement inférieur à 180°. Cet 5 angle a' correspond sensiblement à l'angle a formé par les pattes à souder de la pile sertie destinée à être implantée sur cet emplacement (41). Le circuit imprimé (40) comprend bien évidemment d'autres pastilles (non représentées) pour le soudage d'autres composants, ainsi que des pistes (non représentées) pour assurer leur interconnexion. Ces autres éléments (pistes, pastilles, composant) empêchent que la pile ne soit positionnée à un autre endroit que 10 l'emplacement (41) qui lui est réservé. La figure 4b illustre ainsi une pile sertie correctement positionnée sur le circuit imprimé qui doit l'accueillir, dans un mode de réalisation particulier : les deux pattes à souder de la pile sertie coïncident avec les pastilles du circuit imprimé, et la pile peut alors être soudée sur le circuit imprimé. Cette configuration assure une polarisation correcte du circuit. 15 La figure 4c illustre l'impossibilité de souder la pile sertie à l'envers, à savoir dans une polarisation inversée, avec la configuration de pile sertie et de circuit imprimé proposée. Il est important de noter que même en retournant complètement la pile, c'est à dire en inversant la face circulaire de la pile en contact avec le circuit imprimé, la configuration proposée ici ne permettrait pas un montage en polarisation inversée. En effet, les extrémités des pattes à souder, 20 bien qu'étant positionnées alors à la verticale des deux pastilles, ne seraient pas en contact avec ces dernières dans cette configuration (l'épaisseur de la pile les séparant), et ne pourraient donc pas être soudées. Dans un autre aspect, il est également proposé un procédé de montage d'une pile sertie sur un circuit imprimé. Ce procédé comprend une étape de positionnement de la pile sertie sur un 25 emplacement réservé dudit circuit imprimé, et une étape de soudage : d'une première patte à souder de ladite pile sertie sur une première pastille dudit emplacement réservé du circuit imprimé ; d'une deuxième patte à souder de ladite pile sertie sur une deuxième pastille dudit emplacement réservé du circuit imprimé. 30 L'homme du métier appréciera que l'exemple de pile sertie présentée notamment en relation avec la figure 3 est donné à titre purement illustratif et non limitatif, et constitue un mode de réalisation particulier parmi d'autres de la présente technique. La figure 3 illustre 3034912 7 notamment une pile sertie comprenant des pattes à souder de largeur et de longueur sensiblement équivalentes. Il s'agit là d'un mode de réalisation particulier, et les largeurs et longueurs des pattes à souder ne sont pas forcément équivalentes dans d'autres modes de réalisation. Dans le même ordre d'idée, la figure 3 présente une pile sertie destinée à être montée 5 en surface sur un circuit imprimé. Dans d'autres modes de réalisation, les extrémités à souder des pattes métalliques de la pile sertie pourraient tout aussi bien prendre la forme de broches traversantes (les pastilles étant alors perforées, et les soudures effectuées sur le côté du circuit imprimé opposé à celui où la pile est installée), sans que cela ne remette en cause le principe général de la présente technique. Enfin, la présente demande traite principalement du sertissage 10 de pile de type pile bouton, mais il va de soi que le principe général peut tout aussi bien s'appliquer au sertissage d'autre type de piles ou accumulateurs. REVENDICATIONS1. Pile sertie (30) comprenant deux pattes à souder (31, 32), une première patte à souder connectée à un pôle de ladite pile et une deuxième patte à souder connectée au yôle inverse de ladite pile, caractérisée en ce que lesdites première et deuxième pattes à souder (31, 32) forment entre elles un angle strictement supérieur à 900 et strictement inférieur à 180°. Pile sertie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première patte à souder est conformée de sorte à ce que son extrémité à souder se situe dans le même plan que l'extrémité à souder de la deuxième patte à souder. Pile sertie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit angle formé par lesdites première et deuxième pattes à souder est déterminé en fonction de la largeur d'au moins une desdites pattes à souder. Pile sertie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit angle formé par lesdites première et deuxième pattes à souder est compris entre 165° et 175°. Circuit imprimé comprenant un emplacement de soudure d'une pile sertie, ledit emplacement comprenant une première pastille pour la soudure d'une premee patte à souder de ladite pile, et une deuxième pastille pour la soudure d'une deuxième patte à souder de ladite pile, ledit circuit imprimé étant caractérisé en ce que l'angle formé par les segments reliant : le centre dudit emplacement et le centre de ladite première pastille d'une part, le centre dudit emplacement et le centre de ladite deuxième pastille d'autre part, est strictement supérieur à 90° et strictement inférieur à 180°. Procédé de montage d'une pile sertie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 sur un circuit imprimé selon la revendication 5, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : une étape de positionnement de ladite pile sertie sur un emplacement réservé dudit2. 3. 4. 5. - 6. 3034912 9 circuit imprimé ; une étape de soudage : d'une première patte à souder de ladite pile sertie sur une première pastille dudit emplacement réservé du circuit imprimé ; d'une deuxième patte à souder de ladite pile sertie sur une deuxième pastille dudit emplacement réservé du circuit imprimé.