Brevet FR2464579A1 — publié le 19810306

La présente invention concerne un connecteur électrique destiné à interconnecter les conducteurs électriques sous une forte densité, du type comprenant environ 39,4 conduc- teurs par centimètre ou davantage. Ces conducteurs sous une forte densité sont utilisés dans des applications telles que des caisses enregistreu- ses, des calculateurs, des imprimantes thermiques, etc., lorsque des conducteurs provenant d'éléments de circuits miniaturisés doivent être connectés à d'autres éléments du dispositif. En raison de l'écartement très réduit des conducteurs, un appareil simple et des techniques d'as- semblage pour effectuer des connexions électriques ont été recherchés pendant un certain temps. Plus particulière- ment, le besoin de positionner très exactement de très petits conducteurs correspondants a été ressenti. De nombreuses tentatives ont été faites pour résoudre le problème de réalisation de ces connecteurs, qui n'ont généralement que quelques centièmes de millimètre de hau- teur, en plus d'être étroitement rapprochés. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 421 961 décrit un type de connecteur dans lequel un- élément flexible por- tant des conducteurs très rapprochés est collé en position sur une tête d'impression thermique rigide comportant un nombre correspondant de conducteurs. Des calibres spéciaux sont nécessaires pour assurer une correspondance correcte des conducteurs. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 894 321 décrit un autre connecteur de forte densité qui impose des opérations complexes de fabrication. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 056 681 décrit une technique d'auto-alignement de circuits intégrés; mais la densité des conducteurs est relativement faible. L'invention concerne donc une structure très simple pour interconnecter des conducteurs électriques sous une forte densité. Des premier et second substrats portent des conducteurs électriques parallèles entre eux. Des élé- ments imbriqués sont disposés sur l'un au moins des subs- trats, en position pour s'ajuster entre les conducteurs de l'autre substrat quand les deux substrats sont serrés l'un contre l'autre. Un alignement visuel simple est pos- sible car les éléments imbriqués assurent une correspon- dance correcte des conducteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exem- ples nullement limitatifs: La fig. 1 représente un mode de réalisation de l'in- vention dans lequel des éléments imbriqués sont prévus sur un seul substrat disposé entre les conducteurs en en étant axialement espace La fig. 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel des éléments imbriqués pénètrent au moins partiellement entre les conducteurs, La fig. 3 représente un autre mode encore de réali- sation de l'invention dans lequel les éléments imbriqués sont formés à partir des conducteurs des deux substrats, les éléments imbriqués d'un groupe étant alignés avec les conducteurs et ceux de l'autre groupe se trouvant entre les conducteurs, Les fig. 4 et 5 sont des vues schématiques de c8té montrant des modes d'assemblage du connecteur de la fig.-1, La fig. 6 est une vue schématique de c8té illustrant un mode d'assemblage du connecteur de la fig. 2, La fig. 7 est une vue schématique de côté illustrant un mode d'assemblage du connecteur de la fig. 3, La fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 des fig.4, et 6, La fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la fig. 7, et La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 7. Sur les différentes figures, les mêmes références nu- mériques désignent des éléments identiques. La fig. 1 est une vue en plan de deux éléments princi- paux constituant un connecteur électrique selon l'inven- tion. Un premier substrat 10 isolant de l'électricité peut être réalisé en une pellicule de matière plastique flexi- ble, par exemple en Mylar ou en Kapton. Plusieurs conduc- teurs ou pistes électriques 12 parallèles et allongés sont déposés sur le substrat 10 par tout moyen connu, par exem- pla par plaeage, selon les techniques courantes de photo- gravure, par sérigraphie, etc. Les conducteurs 12 sont de très petites dimensions, espacés de manière qu'il en exis- te de 40 à 80 environ par centimètre. Si la densité est de l'ordre de 40 par centimètre, les conducteurs 12 ont généralement une hauteur de 0,0254 à 0,0762 mm et une lar- geur d'environ 0,127 mm, égale à l'écartement entre des conducteurs voisins. Un second substrat 14 peut être réalisé en la même matière que le substrat 10. Mais,de préférence, le subs- trat 14 est fait d'une matière rigide, par exemple en cé- ramique, en Forstérite ou en acier revêtu de porcelaine. Des conducteurs parallèles 16 sont formés sur le substrat 14, ces conducteurs 16 étant identiques aux conducteurs 10 à la fois en dimensions et en matière, bien que des ma- tières différentes puissent être utilisées. Le substrat 14 porte également des éléments ou des pistes imbriqués 18. Les éléments 18 ont une longueur d'environ 6,25 mm; ils sont espacés axialement des conducteurs 16 d'une distance de 1,27 à 2,54 mm; et ils sont situés juste en face des espaces libres entre les conducteurs 16. Les éléments 18 sont faits en une céramique ou autre matière isolante de l'électricité qui est appliquée ou déposée sur le substrat 14, par exemple par sérigraphie, dépSt de vapeur, etc. - Les éléments 18 sont dimensionnés de manière à s'ajuster exactement entre les conducteurs 12 quand le connecteur est assemblé comme le montrent les fig. 4, 5 et 8, et leur hauteur est de l'ordre de 0,08 à 0,1524 mm. Grâce à la présence des éléments imbriqués 18, le substrat 10 et le substrat 14 peuvent être alignés visuel- lement pendant l'assemblage, simplement en inversant un substrat, de préférence celui qui est flexible, en le pla- çant au-dessus de l'autre-substrat avec ceux des conduc- teurs 12 et 16 qui sont à l'extérieur alignés visuelle- ment, et en appuyant sur les éléments imbriqués 18 pour 4. les forcer entre les conducteurs 12 et établir ainsi la connexion. La pellicule de matière plastique utilisée dans le connecteur est généralement transparente à la lumière, ce qui facilite l'alignement visuel des conducteurs 16-et 12. Lorsqu'une assurance supplémentaire de bon alignement est souhaitée, un dispositif tel qu'un point 20 et un cer- cle 22 peuvent être prévus sur les substrats 10 et 14, l'alignement étant assuré en plaçant le point 20 à l'inté- rieur du cercle 22, vu par transparence à travers la pel- licule de matière plastique. Quand les deux éléments ont été assemblés manuelle- ment de la manière décrite ci-dessus, ils sont de préfé- rence serrés mécaniquement comme cela est représenté sché- matiquement en 30 sur la fig. 4. Comme le montrent les fig. 4 et 5, les substrats 10 et 14 peuvent être assemblés avec leurs parties d'extrémités alignées comme le montre la fig. 4 ou avec leurs parties d'extrémités tournées dans des directions opposées, comme le montre la fig. 5. Le mode de réalisation de la fig. 5 impose une pince assez diffé- rente, représentée schématiquement en 32. La fig. 8 est une coupe d'un connecteur assemblé selon l'invention, mon- trant la manière dont les éléments imbriqués 18 s'ajustent entre les conducteurs 12 et 16 et la manière dont les con- ducteurs 12 et 16 sont amenés en contact électrique appro- prié. Bien qu'un simple contact mécanique convienne dans la plupart des cas, il faut noter que les conducteurs peuvent aussi être étamés ou préparés par toute autre ma- nière pour assurer un contact correct. La fig. 2 illustre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel des éléments imbriqués 24 s'éten- dentà partir d'un espace situé axialement au-delà des extrémités des conducteurs 16 jusqu'à une position entre ces conducteurs. Ce mode de réalisation est assemblé de la même manière que celui des fig. 1, 4 et 5 et offre un avantage supplémentaire d'un meilleur isolement électri- que entre les conducteurs 12 et 16 dans l'ensemble con- necté. Le connecteur de la fig. 2 peut être assemblé se- lon la représentation schématique des fig. 5 et 6. La fig. 3 représente un autre mode encore de réalisa- tion de l'invention dans lequel des éléments imbriqués sont prévus à la fois sur le substrat 10 et le substrat 14. Les éléments imbriqués 26 sur le substrat 10 sont espacés axia- lement des conducteurs 12 d'une manière similaire aux élé- ments 18 de la fig. 1 et sont également disposés juste en face des espaces libres entre les conducteurs 12. Par con- tre, les éléments 28 sont également espacés axialement des conducteurs 16 mais sont alignés avec eux. Dans ce mode de réalisation, les éléments imbriqués 26 et 28 peuvent être en céramique isolante de l'électricité comme dans le cas des modes de réalisation des fig. 1 et 2; il est cepen- dant préférable qu'ils soient faits de la même matière que les conducteurs 12 afin de simplifer les opérations de fa- brication. Le connecteur représenté sur la fig. 3 est as- semblé et fixé par un dispositif 30 approprié, comme le montre la fig. 7, de manière que les éléments 26 et 28 soient imbriqués comme le montre la fig. 10 permettant l'établissement d'un contact électrique approprié entre les éléments 12 et 16 comme le montre la fig. 9. Etant donné que les éléments 26 et 28 sont réalisés en la même matière que les conducteurs 12 et 16, les conducteurs et les éléments imbriqués peuvent être déposés ou appliqués par toute autre manière sur les subtrats en une même opé- ration de fabrication. En ce qui concerne les applications industrielles pos- sibles, l'invention convient particulièrement dans toutes les applications lorsque des interconnexions électriques doivent être effectuées sous une forte densité. Particu- lièrement, les connecteurs selon l'invention conviennent parfaitement à des appareils d'impression thermique dans lesquels un grand nombre de petits styles thermiques sont prévus pour créer des images alphanumériques ou analogi- ques sur un support sensible à la chaleur. Dans cette application, de même que dans des applications similai- res, un grand nombre de très petits conducteurs doivent être connectés de façon rapide et sûre à des conducteurs provenant d'autres circuits, par exemple des circuits d'attaque pour l'imprimante thermique. En outre, le connec- teur selon l'invention est avantageux en ce qu'il peut être facilement monté et démonté, ce qui facilite le remplace- ment ou la réparation de pièces pendant l'utilisation de l'équipement associé. 2464579. REVENDICATIONS 1 - Connecteur électrique à forte densité' de conduc- teurs, caractérisé en ce qu'il comporte un premier substrat (10) isolant de l'électricité, un premier groupe de con- ducteurs électriques (12) parallèles et allongés, fixés sur ledit premier substrat, un second substrat (14) isolant de l'électricité, un second groupe de conducteurs électriques (16) parallèles et allongés, fixés sur ledit substrat, et un dispositif d'imbrication (18, 24, 26, 28) disposé sur l'un au moins desdits substrats et positionné de manière à s'ajuster dans les espaces entre lesdits conducteurs de l'autre desdits subtrats de façon que certains prédétermi- nés des conducteurs dudit premier groupe soient mis en contact avec certains prédéterminés desdits conducteurs du second groupe quand lesdits premier et second substrats sont serrés en contact l'un contre l'autre. 2 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier substrat (10) est une pellicule en matière plastique flexible, ledit second substrat (14) étant rigide. 3 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et second substrats (10, 14) sont des pellicules de matière plastique flexible. 4 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'imbrication consiste en plu- sieurs éléments (18, 24) isolants de l'électricité posi- tionnés de manière à s'ajuster entre lesdits conducteurs. - Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits éléments imbriqués sont allongés et pa- rallèles entre eux. 6 - Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits éléments imbriqués sont disposés sur le- dit premier substrat et sont espacés axialement desdits conducteurs du premier groupe. 7 - Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits éléments imbriqués sont disposés sur le- dit premier substrat et s'étendent axialement au-delà des extrémités desdits conducteurs du premier groupe. 8 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments imbriqués consistent en plu- sieurs éléments (26) conducteurs de l'électricité posi- tionnés sur ledit premier substrat (10) espacés desdits conducteurs du premier groupe et en alignement axial avec eux, et un quatrième groupe d'éléments (28) conducteurs de l'électricité étant positionnés sur ledit second substrat (14) entre lesdits conducteurs du second groupe, en en é- tant espacés axialement. 9 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs électriques (12, 16) desdits premier et second groupes consistent en des pistes métal- liques déposées sur lesdits substrats (10, 14), lesdites pistes métalliques ayant une hauteur allant jusqu'à 0,0762 mm et lesdits éléments imbriqués consistant en des pistes de céramique (18, 24) déposées sur l'un au moins desdits subtrats, lesdites pistes de céramique ayant une hauteur allant jusqu'à 0,1524 mm, lesdites pistes métal- liques et en céramique étant espacées à un pas d'au moins par centimètre. - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (30, 32) des- tiné à maintenir ledit contact électrique.