Brevet FR2009638A1 — publié le 19700206

La présente invention concerne un 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 rapi des sous la forme de microcomposants dans la constitution de grands systèmes électroniques, notamment d'installations de traitement d'informations, entraîne non seulement une réduction de l'encombrement mais aussi permet surtout d'accroître la vitesse de fonctionne-10 ment, 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 plusieurs couch.es, en 15 forme de plaques, en 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 caractéfistique définie, et pouvant être choisies entre certaines limites, permettant ensuite une vitesse de fonctionnement très élevée, 20 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. Il est connu de réunir un grand nombre de microcomposants, 25 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 plusieurs couches, sur laquelle les composants intégrés sont soudés. 30 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 effective de conducteurs, particulièrement élevée. 35 Le 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 jonction sont élargies et renforcées par voie galvanique, à proximité 40 d'une arête latérale de la plaque à circuits imprimés 1. Au point 69 17359 2 2009638 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. Comme les lames de contact doivent produire, au point A, une 5 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 10 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 15 par les lames de contact favorisent non seulement la diaphonie entre lignes voisines mais elles présentent en outre une impédance caractéristique sensiblement plias élevée que les lignes en rubans sur la plaque à circuits imprimés et sur la plaque de câblage, comportant chacune plusieurs couches, les joints provoquent une 20 déformation des impulsions qui se propagent sur ces sections de lignes. Comme il faut attendre que les transitoires se soient amorties avant dsutiliser 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 25 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 princi-30 pe, 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 des 35 points distribués suivant un réseau de pas égal à 2,54 mm. 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, la présente invention procède de la considération suivant laquelle il est nécessaire de raccour-40 cir fortement les longueurs des trajets des signaux dans le connec- BAD ORIGINAL î>9 17359 3 2009638 teur, 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 établir des jonctions électriques non-permanentes entre des lignes 5 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 l'invention est caractérisé par le fait que, perpendiculairement à la face de la pla,que à circuits imprimés, 10 qui ne porte pas de microcomposants/ sont disposées des broches de contact dont les extrémités libres sont biseautées et qui pénètrent respectivement dans des trous de contact traversants de la plaque de câblage, et que des lames de contact à extrémités biseautées pénètrent, par la face arrière de la plaque de câblage, dans ces trous 15 de contact, de manière à exercer une force perpendiculaire à la dite plaque de câblage, de telle sorte que les extrémités biseautées des dites lames de contact glissent le long des extrémités biseautées des broches de contact homologues et s'encastrent entre ces dernières et les parois intérieures des trous de contacte 20 A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schéma- tiquement sur les fig.2 et 3 des dessins annexés une forme de réalisation du connecteur à fiches selon la présente invention. La fig.2 représente de façon simplifiée, et en coupe, un grovpe de composants avec la partie mêle du connecteur à fiches selon la 25 présente invention. Une plaque à circuits imprimés 5, pourvue de couches de circuits imprimés pour les lignes de transmission de signaux et de couches de circuits imprimés pour l'alimentation en tension, porte sur une face des microcoiaposants 6. Les microcomposants 6 sont disposés par exemple aux points 30 d'intersection de douze lignes et de douze colonnes, 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. Pour renforcer mécaniquement et pour maintenir les broches de contact 7» on a disposé une plaque de renfort 8 sur la face de la 35 plaque à circuits imprimés 5 qui ne porte pas de microcomposants 6. Sur la plaque de renfort 8, qui dépasse de tous les côtés la'plaque à circuits imprimés 5> on a fixé un capct de protection 9 pour le groupe de composants. Une vis (imperdable) 10, logée au centre du bloc fonctionnel, sert à sa fixation. 40 La fig.3 représente à plus grande échelle une partie du groupe 69 17359 4 2009638 de composants, avec la partie femelle du connecteur à fiches. Cette fig.3 montre d'autres détails du connecteur à fiches. Les trous de la plaque de renfort 8, destinés à recevoir les broches de contact 7, sont réalisés à la façon des trous de contact 5 des plaques à plusieurs couches de circuits imprimés ; en d'autres ternes, les parois internes des trous sont pourvues d'une couche métallique conductrice 8a, qui se prolonge par des zones annulaires sur les faces extérieures, au voisinage des trous correspondants.-La plaque à circuits imprimés 5 est également pourvue, en regard des 10 trous de contact de la plaque de renfort 8, de métallisations 5a qui peuvent être associées également par exemple à des trous de contact. Les métallisations 5a et 8a sont réunies électriquement entre elles par un procédé de soudage avec ou sans apport de matière. Les broches de contact 7» sensiblement cylindriques, sont 15 assujetties par soudage à l'intérieur des trous de contact de la plaque de renfort 8. Les extrémités libres des broches de contact, qui sortent de la plaque de renfort, sont biseautées, la surface de leurs biseaux est de préférence légèrement convexe. Les biseaux des broches de contact sont orientés les uns par rapport aux autres de 20 manière que les composantes horizontales des forces auxquelles est soumis le groupe de composants s'équilibrent au moins approximativement . La plaque à plusieurs couches de câblage 11, qui sert à relier les groupes de composants et à amener les tensions d'alimentation, 25 doit présenter des trous de contact traversants 11a tout au moins en regard des broches de contact 7 de la plaque à plusieurs couches de circuits imprimés 5. Pour établir la jonction électrique, les groupes de composants sont posés sur la plaque de câblage 11 de manière que les extrémités biseautées des broches de contact 7 50 pénètrent dans les trous de contact 11a de la plaque de câblage 11. D'autre part, des lames de contact 12, à extrémités biseautées, pénètrent, par la face arrière de la plaque de câblage, dans ses trous de contact. Les lames de contact 12 sont introduites, par leurs autres extrémités, dans un support 13 en matériau isolant,et 35 elles sont légèrement cintrées, de manière à pouvoir se déformer sous l'action d'une pression qui s'exerce longitudinalement sur leurs extrémités libres. Lorsqu'un groupe de composants est vissé au support 13, à l'aide de la vis 10, traversant la, plaque de câblage 11, les lames 40 de contact 12 exercent une force longitudinale sur les broches de 9 17359 5 2009638 contact 7. Par suite, les biseaux des broche* de contact et des lames de contact glissent les uns contre les autres, si bien que les extrémités des dites lames de contact viennent s'appliquer aussi bien contre les broches de contact que contre les parois intérieu-5 res des trous de contact 11a de la plaque de câblage 11, ce qui assure une jonction électrique sûre. le support 13 est pourvu, entre les différentes lames de contact 12, de cloisons qui, d'une part,servent de butée lors du vissage du groupe de composants,et;d'autre part,empêchent les courts-circuits 10 entre les lames de contact par des corps étrangers conducteurs, le support 13 peut être aussi grand que la plaque de câblage 11 ; il est cependant avantageux dè lè diviser en plusieurs éléments pour faciliter l'introduction des extrémités des lames de contact 12 dans les trous de contact de la plaque de câblage 11 lors du montage 15 du connecteur. le connecteur à fiches selon la présente invention permet de raccourcir les trajets des signaux qui le traversent à une longueur de 2 à 3 mm. 69 17359 6 20Ô9638 . REVENDICATIONS . 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 ne porte pas de microcomposants, sont disposées des broches de contact dont les extrémités libres sont biseautées et 10 qui pénètrent respectivement dans des trous de contact traversants de la plaque de câblage, et que des lames de contact à extrémités biseautées pénètrent, par la face arrière de la plaque de câblage, dans ces trous de contact, de manière à exercer une force perpendiculaire à la dite plaque de câblage, de telle sorte que les extré-15 mités biseautées des dites lames de contact gLissent le long des extrémités biseautées des broches de contact homologues et s'encastrent entre ces dernières et les parois intérieures des trous de contact. 2„ Connecteur à fiches suivant la revendication 1, caractéri-20 sé par le fait que les biseaux des extrémités libres des broches de contact ou des lames de contact sont légèrement convexes. 3. Connecteur à fiches suivant les revendications t ou 2, caractérisé par le fait que les broches de contact sont fixées dans une plaque de renfort qui est appliquée contre la plaque à 25 circuits imprimés et qui empêche le fléchissement0 4. Connecteur à fiches suçant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les lames de contact sont légèrement cintrées dans leur direction longitudinale et que l'une de leurs extrémités est fixée dans un support qui est vissé contre le groLipe 30 de composants enfichable.