Brevet FR2009637A1 — publié le 19700206

" l,a présente invention concerne tin connecteur à fiches destiné à être utilisé dans des systèmes électroniques à forte densité de composants, notamment pour le traitement d'impulsions de durée inférieure à la nanoseconde. 5 L'utilisation sans cesse croissante de circuits intégrés ra pides sous la forme de microcomposants dans la constitution de grands systèmes électroniques, notamment d'installations de traitement d'infoimations, entraine non seulement une réduction de l'encombrement mais aussi permet surtout d'accroître la vitesse 10 de fonctionnement, en raison de la réduction de la longueur nécessaire pour les lignes, le fonctionnement est encore amélioré en réalisant les lignes de transmission de signaux sous la forme de lignes à rubans, d'impédance caractéristique définie. Pour cela, les microcomposants sont montés de préférence sur un support à 15 plusieurs couches, en forme de plaques, eh matériau isolant, des pistes conductrices étant réalisées par corrosion sur chaque couche. On obtiendrait des lignes de transmission de signaux, extrêmement courtes, ayant une impédance caractéristique définie, et pouvant être choisies entre certaines limites, permettant ensuite 20 une vitesse de fonctionnement très élevée, en disposant tous les microcomposants d'un système en un gros bloc fonctionnel, unique. Un problème se pose cependant, la nécessité de constituer une installation avec des blocs fonctionnels petits, aisément amovibles, pour permettre un entretien rapide» 25 II est connu de réunir un grand nombre de microcomposants, constitués eux-même par plusieurs circuits logiques et/ou circuits à bascule, réalisés dans la technique des circuits intégrés en blocs fonctionnels, plats, enfichables. Un bloc fonctionnel de ce genre est constitué par une plaque à circuits imprimés, comportant 30 plusieurs couches, sur laquelle les composants intégrés sont soudés, Cette plaque est reliée par des contacts à fiches à une plaque de câblage, qui est également réalisée en plusieurs couches, afin de donner aux lignes de transmission de signaux des impédances caractéristiques définies, mais aussi pour obtenir une densité effecti-35 ve de conducteurs, particulièrement élevée. la fig.1 représente schématiquement un élément de connecteur à fiches, d'un type usuel (voir la Revue "Elektronik", fascicule 10 de 1966, pages 311 à 315). Les groupes fonctionnels plats sont enfichés directement, les pistes conductrices prévues pour la 40 jonction sont élargies et renforcées par.voie galvanique, à proxi 69 17358 2 2009637 mité d'une arête latérale de la plaque à circuits imprimés 1. Au point A, elles font contact avec les lames de contact 2 du collecteur 3. Les lames de contact sont soudées au point B aux pistes conductrices de la plaque de câblage 4, à plusieurs couches. Gomme les lames de contact doivent produire, au point A, une pression de contact suffisamment élevée qui ne diminue pas sensiblement même pour des enfichages fréquents, il faut que leur longueur soit suffisamment grande. D'autre part, elles doivent avoir une assise ferme dans la partie isolante du connecteur, puisque la plaque de câblage 4 ne peut pas encaisser le couple produit par la déformation latérale des dites lames. Il en résulte cependant une distance entre les points A et B de 15 à 20 mm environ, en dessous de laquelle il est difficile de descendre pour des raisons cons-tructives. Les sections de lignes, relativement longues, qui sont formées par les lames de contact favorisent non seulement la diaphonie entre lignes voisines mais elles présentent en outré une impédance caractéristique sensiblement plus élevée que les lignes en rubans sur la plaque à circuits imprimés et la plaque de câblage, comportant chacune plusieurs couches. Les joints provoquent une déformation des impulsions qui se propagent sur ces sections de lignes. Comme il faut attendre que les transitoires se soient amorties avant d'utiliser ou de traiter les impulsions, il en résulte une réduction de la vitesse de fonctionnement. Certes, il est possible, en disposant des plaques de mise à la masse 3a (fig.1), sur la face extérieure du connecteur} de réduire le coefficient L/C de la section de ligne située à l'intérieur du connecteur et d'améliorer ainsi ses caractéristiques; on ne parvient cependant pas à l'adapter à la valeur relativement faible de l'impédance caractéristique des lignes à rubans. Bien que l'on connaisse aussi, en principe-, les dispositions qui sont nécessaires pour réaliser des jonctions par fiches sans joints, leur emploi est normalement interdit dans les cas considérés pour des raisons d'encombrement et de coût. En particulier, pour un système constitué par des composants intégrés, il faut équiper respectivement avec des contacts à fiches points distribués suivant un réseau de pas égal à 2,54 em* La présente invention concerne un connecteur à fiches-, qui est encore utilisable "pour des montages fonctionnant avec'des impulsions de durée inférieure à la nanoseconde!"' tà "présente 3JXFent:loa ' procède"' ' cté ïa'CQîïsxiérâïoâ âiîiiraîît'','îa 69 17358 3 2009637 re de raccourcir fortement les longueurs des trajets des signaux dans le connecteur, afin de réduire ainsi les réflexions au niveau des joints, à un degré tel qu'elles ne soient plus gênantes. la présente invention concerne un connecteur à fiches pour 5 établir des jonctions électriques non-permanentes entre des lignes d'une plaque à plusieurs couches de circuits imprimés, portant sur une face des microcomposants, et des lignes d'une plaque de câblage à plusieurs couches, en des points disposés suivant un réseau ; le connecteur à fiches selon la présente invention est caractérisé 10 par le fait que, perpendiculairement à la face de la plaque à circuits imprimés qui n'est pas occupée par des microcomposants, sont soudées des broches de contact, qui sont fixées dans une plaque de renfort appliquée contre la plaque à circuits imprimés, de manière à l'empêcher de fléchir, que les extrémités libres des dites 15 broches de contact, sortant de la plaque de renfort, sont de forme tronconique et que, pour établir les contacts électriques, elles pénètrent respectivement dans des ressorts hélicoïdaux disposés à des endroits appropriés de la plaque de câblage et reliés à des lignes de cette plaque de câblage, de manière à dilater ces 20 ressorts hélicoïdaux et à serrer leurs spires les unes contre les autres. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schéma-tiquement sur les fig.2 et 3 du dessin annexé une forme de réalisation du connecteur à fiches selon la présente invention. 25 la fig.2 est une vue simplifiée d'une coupe d'un bloc fonc tionnel, comportant la partie mâle du connecteur à fiches selon la présente invention. Une plaque à circuits imprimés 5,comportant des couches de circuits imprimés pour les lignes de transmission de signaux et des couches de circuits imprimés pour l'alimentation 30 en tension, est équipée sur une face avec des microcomposants 6. les microcomposants 6 sont disposés par exemple en douze lignes comportant chacune douze microcomposants, à l'exception des points d'intersection de la sixième et de la septième ligne avec la sixième et la septième colonne, qui ne sont pas occupés . En 35 vue d'obtenir un renfort mécanique et de supporter des branches de contact 7, on a disposé une plaque de renfort 8 sur la face de la plaque à circuits imprimés 5, qui n'est pas occupée par des microcomposants 6. Sur la plaque de renfort 8, qui s'étend au delà de la plaque à circuits imprimés 5, on a fixé un capot de protec-40. tion 9 pour le groupe fonctionnel. Une. vis (imperdable) tQ, logée 69 17358 2U0V637 au centre du "bloc fonctionnel, sert à sa fixation. La fig.3 représente à plus grande échelle une partie du bloc fonctionnel de la fig.2, ainsi que la partie femelle du connecteur à fiches. D'autres détails du connecteur à fiches sont visibles 5 sur cette fig.3» Les trous de la plaque de renfort 6, qui sont ' destinés à recevoir les broches de contact 7, ont été réaJjsés à 2a façon des trous de contact dans les plaques à plusieurs «cadres de circuits imprimes ; en d'autres termes, les parois intérieures des 10 trous sont pourvues chacune d'une couche conductrice métallique Sa, qui se prolonge sur les faces extérieures en formant dès zones annulaires au voisinage du trou correspondant. I i .1 fi eue h, circuits imprimés 5 présente également, aux endroits situés on regard de ces trotis de contact de la plaque de renfort b, des m é t al lis at i ons 15 5a qui peuvent être par exemple associées à des treus de contact. Les métallisations 5a et 8a sont réunies électriquement l'une à l'autre par soudage, avec ou sans apport de matière. Les broches dé contact 7 sont soudées dans les trous de contact de la pl&que de renfort 8. Le diamètre des parties des broches de contact 20 enfichées dans la plaque de renfort 8 est de préférence inférieur • au diamètre des parties des dites broches ds contact, qui sortent de la dite plaque de renfort. Les extrémités libres des broches 'de contact vont en diminuant de section, en forme de tronc de cône. Pour établir des contacts non-permanents avec les broches de 25 contact 7» on a fixé, en regard des dites broches , des ressorts de contact 11, 11a, sur la plaque de câblage, qui assurent la jonction des groupes fonctionnels. Las ressorts de contact 11, 1 la sont réalisés sous la forme de petits ressorts hélicoïdaux» comportant des spires étroitement serrées,, en petit nombre, par exemple 30 trois spires. Le diamètre intérieur de la spire est un peu inférieur au diamètre maximal de chacune des branches de contact 7o Pour permettre le soudage, avec ou sans apport de matière, des ressorts de contact 11, 11a, la plaque ds câblage 12 présente également, aux endroits appropriés, des métallisations qui sont 35 réunies généralement à des trous de contact. L'une des extrémités de chaque ressort de contact peut être également prolongée par un. ' fil redressé, qui est disposé dans la direction de l'axe central, et qui est soudé dans le trou de contact correspondant. Pour rendre cela plus clair s on a représents le ressort tte 40 contact. 11a situé à gauche sur la fig.3# en position de repos.,,. lia BAD ORIGINAL 69 17358 5 2009637 h roche de "contact 7a est par suite coupée. Cependant, la fig.3 représente une partie du groupe fonctionnel en position d'enfi-chage. le groupe fonctionnel est serré contre la plaque de câblage 12 par la vis de fixation 10 (fig.2), qui est vissée dans une 5 plaque, non-représentée, située en dessous de la dite plaque de câblage 12. les extrémités coniques des broches de contact 7 pénètrent alors dans les ressorts de contact 11, de manière à les dilater et à serrer leurs différentes spires. le bord du capot de protection 9 qui porte une couche isolante 10 9a pour éviter les courts-circuits.sert de butée lors de la fixa- " t tion du bloc fonctionnel par vissage, le connecteur à fiches selon la présente invention raccourcit à une longueur de l'ordre de 3 à 4- mm le trajet que parcourent les signaux et dont l'impédance caractélistique ne coincide pas avec celle des lignes à rubans des 15 plaques à circuits imprimés. 69 T7358 6 2009637 . EBlffiHDIOAIXONS . 1. Connecteur à fiches pour établir des jonctions électriques non-permanentes entre des lignes d'une plaque à plusieurs couches de circuits imprimés, portant sur une face des microcomposants, et 5 des lignes d'une plaque de câblage à plusieurs couches, en des points disposés suivant un réseau, connecteur caractérisé par le fait que, perpendiculairement à la face de la plaque à circuits imprimés qui n'est pas occupée par des microcomposants, sont soudées des .broches de contact, qui sont fixées dans une plaque de renfort 10 appliquée contre la plaque à circuits imprimés, de manière à 1'empêcher de fléchir, que les extrémités libres des dites broches de contact, sortant de la plaque de renfort, sont de forme tronconique et que, pour établir les contacts électriques, elles pénètrent respectivement dans des ressorts hélicoïdaux disposés à des endroits j_5 appropriés de la plaque de câblage et reliés à des lignes de cette plaque de câblage, de manière à dilater ces ressorts hélicoïdaux et à serrer leurs spires les unes contre les autres. 2. Connecteur à fiches suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les broches de contact ont, dans la plaque de 20 renfort, un diamètre plus petit qu'à l'extérieur de cette plaque. 3. Connecteur à fiches suivant les revendications 1 su 2, caractérisé par le fait que les ressorts hélicoïdaux sont réunis, par soudage, avec ou sans apport de matière, à la plaque de câblage, pourvue de trous de contact aux points disposés suivant un. réseau. 25 4. Connecteur à fiches suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'une des extrémités de chaque ressort hélicoïdal est prolongée par un fil redressé qui est disposé dans la direction de l'axe central et qui est soudé dans les trous de contact de la plaque de câblage, situés aux points disposés suivant 30 un réseau. 5« Connecteur à fiches suivant l'une des revendications 1 à1 4, caractérisé par le fait.que la pression de serrage nécessaire est produite en vissant le bloc fonctionnel (partie mâle du connecteur) dans une plaque qui, dans la direction d'enfichage, est si-35 tuée derrière la plaque de câblage (partie femelle du connecteur}*