Brevet FR2468186A1 — publié le 19810430

RéceDtacle de superPosition de boitiers électroniques. La présente invention se rapporte de façon générale à des connecteurs électriques, et plus particulièrement à des réceptacles destinés à interconnecter plusieurs bottiers électronique à des substrats de support. Au cours desrécentes années, l'industrie électronique s'est intéressée de façon croissante à ce que l'on appelle la "superposition" de supports de microplaquettes (encore appelées puces ou pastilles), et analogues, pour répondre au besoin de densité de l'information. Ce procédé o plu- sieurs bottiers sont superposés sur une plaquette de circuit imprimé (PCI) permet de doubler ou plus la densité de l'information, et par exemple la capacité de mémoire. Les efforts connus qui ont été faits dans cette branche pour réaliser la superposition de supports de microplaquet- tes et de boîtiers double-ligne sont parvenus à la création de réceptacles comprenant des contacts que l'on peut insérer dans les ouvertures de la PCI pour les y souder, et s'étendant vers le haut à partir de la PCI pour venir en engagement par friction avec les contacts des bottiers insérés dans les réceptacles. Pour le cas o on désire utiliser les bottiers superpo- sés indépendamment les uns des autres sur le plan électri- que, on a cherché diverses solutions pour adresser les boîtiers séparément. De façon typique, les contacts des bottiers superposés sont alignés verticalement et les parcours de circuit allant à la PCI peuvent faire double emploi avec les bottiers superposés en ce qui concerne leurs contacts qui ne sont pas concernés par la sélection du bottier. C'est ainsi qu'un unique contact du réceptacle peut venir verticalement en engagement avec des contacts successifs des boîtiers. D'un autre côté, il est souhaitable que la PCI ne comprenne qu'un unique parcours de circuit vers chaque contact des bottiers en vue d'obtenir la sélection et l'activation d'un boîtier. Selon une solution connue, les contacts du réceptacle sont pourvus de sections pouvant être coupées, ce qui permet d'interrompre la continuité entre la PCI et le contact d'un bottier supé- rieur ou le contact d'un bottier inférieur, malgré leur alignement vertical. Selon une autre solution connue, les contacts de sélection des bottiers sont prévus à l'exté- rieur du réceptacle et ne sont donc pas disponibles sur la PCI comme le sont tous les autres contacts des bottiers. Selon une autre solution encore, les bottiers sont réalisés sur mesure pour déterminer des contacts de sélection et d'adresse qui ne soient pas alignés verticalement. Alors que la superposition ne présente pas beaucoup de difficultés pour l'utilisateur quand les bottiers super- posés sont utilisés électriquement en dépendance les uns des autres selon un circuit parallèle à la PCI, l'utili- sation devient difficile quand il s'agit d'une autre situation o il faut qu'il-y ait une différenciation verticale d'adresse et de sélection. Selon la première solution mentionnée ci-dessus, le fait de courtcircuiter l'un des deux contacts des bottiers alignés verticalement pose un problème quand il s'agit d'avoir accès ultérieure- ment à partir de la PCI au contact court-circuité. Il faut donc définir un autre parcours de circuit utilisable, par exemple allant du contact du bottier court-circuité au contact non utilisé d'un bottier et de là à la PCI en passant par un contact du réceptacle qui dessert le contact de bottier non utilisé. Selon la seconde solution mention- née, la disposition des contacts d'adresse et de sélection des bottiers hors du réceptacle interdit l'accès à partir de la PCI. Cette dernière solution exige que la disposition des contacts des bottiers soit déterminée sur mesure par rapport aux contacts du réceptacle et ne se prete donc pas à une standardisation autorisant le remplacement par des bottiers du commerce. Finalement, toutes les solutions connues adoptent une coopération des contacts par friction et ne répondent pas aux applications o la force d'inser- tion doit être nulle. 2 4 6 8 1 8 6 Un but de la présente invention est de créer des réceptacles améliorés pour interconnecter plusieurs boi- tiers électroniques à une PCI et autre substrat de support analogue, présentant une capacité d'adresse et de sélection des bottiers. Un autre but plus particulier de l'invention est de créer un réceptacle de superposition du type à force d'insertion nulle. On décrira maintenant l'invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un réceptacle d'interconnexion, la figure 4 est une élévation frontale du logement du réceptacle de la figure 1, selon l'invention, représenté audessus d'une PCI prévue pour être utilisée avec le réceptacle, les figures 2(a) à 2(f) sont des élévations latérales et frontales de diverses formes de contacts destinés au réceptacle de la.figure 1, les figures 3(a) à 3(c) sont des élévations latérales et frontales d'actionneurs de contacts du réceptacle de la figure 1, la la figure 4 est une élévation frontale du logement du réceptacle de la figure 1, la figure 5 est une vue en plan de dessus du logement de la figure 4, la figure 6 est une-vue latérale du logement de la figure 4, la figure 7 est une vue en coupe dans le plan VII-VII de la figure 5, la figure 8 est une vue en coupe dans le plan VIII-VIII de la figure 5, les figures 9 et 10 sont des vues en coupe représentant les rapports entre actionneurs et contacts des contacts inférieurs du réceptacle de la figure 1, et les figures 11 et 12 sont des vues en coupe représen- tant les rapports entre actionneurs et contacts des con- tacts supérieurs du réceptacle de la figure 1. Si on se réfère d'abord à la figure 1, le réceptacle d'interconnexion 10 comprend un logement 12 se présentant sous la forme d'une canalisation en U allongée 14 s'éten- dant entre des extrémités ouvertes du logement et bordée par des parois latérales internes 16 et 18 du logement. La canalisation est du type à haut ouvert pour faciliter l'insertion verticale des bottiers ou composants électro- niques qui doivent être superposés à l'intérieur du loge- ment 12. Des ouvertures sont constituées dans la surface inférieure 20 du logement 12 pour y insérer des contacts 22 et 24 qui sont respectivement en alignement avec les fentes 26 des contacts inférieurs et les fentes 28 des contacts supérieurs. Pour répondre aux besoins mentionnés en détail ci-dessus, chaque fente de contact supérieur comprend une partie élargie 30 dans laquelle on insère un élément de support 32 pour le composant supérieur. Le support du composant inférieur est déterminé par des surfaces de base internes 35 et 36. Des guides en biseau 38 relient les surfaces 34 et 36 aux fentes 26 des contacts inférieurs pour guider les conducteurs du composant électronique inférieur qui sont en alignement avec les contacts infé- rieurs 22. Des ouvertures 40 et 42 pratiquées dans la surface supérieure du logement sont respectivement en ligne avec les fentes 26 des contacts inférieurs et les fentes 28 des contacts supérieurs. 28. Des actionneurs 44 (pour les contacts inférieurs) et 46 (pour les contacts supérieurs) sont supportés en commun par la plaque 48 de manière à pénétrer respectivement dans les ouvertures 40 et 42 et à se déplacer verticalement dans les fentes 26 et 28. Les fentes 28 des contacts supérieurs sont espacées de façon uniforme longitudinalement le long de la canalisation 14 selon une distance entre centres de d1. Le même espa- cement -1 est prévu entre les centres des contacts infé- rieurs 26. Une distance d2 décalée longitudinalement existe entre les centres respectifs de chaque fente 26 et chaque fente supérieure adjacente 28, l'espacement d2 étant la moitié de l'espacement d1. Lorsque l'espacement d existe également entre les ouvertures adjacentes 50 de la PCI 52, la disposition de la figure 1 détermine un non alignement 2468 1 86 vertical des contacts supérieurs et inférieurs du récep- tacle, tout en permettant l'accès à ces deux contacts entre des ouvertures successives de la PCI. A cette fin, le contact de forme 54 supporte le contact inférieur 22 conjointement avec le support supérieur 24, avec un es- pacement entre centres de d2, et la patte 56 permet d'ef- fectuer la connexion avec la PCI pour les deux contacts. Le contact de forme 58 ne supporte qúu'un contact inférieur 22 et une patte 60 permet sa connexion avec la PCI. Le contact de forme 62 est différent en ce qu'il ne supporte qu'un contact supérieur 24 et sa patte 64 est décalée sur le côté opposé du contact, toutes ces formes des contacts étant représentées en détail sur les figures 2(a) à 2(f) qui montrent leur similarités et leurs différences. Le contact de forme 54 est utilisé d'un bout à l'autre pour connecter collectivement à la PCI ceux des contacts des boîtiers qui ne sont pas intéressés par la fonction d'adresse et de sélection. Le contact de forme 58 est utilisé pour avoir accès au composant inférieur reçu dans le réceptacle 10, et le contact de forme 60 est utilisé pour avoir accès au composant supérieur reçu dans le réceptacle 10. La PCI 52 est complémentaire du réceptacle , et vice versa, et il n'y a que peu de différences avec la géométrie habituelle d'une PCI prévue pour recevoir un unique boîtier double-ligne. Ainsi, les ouvertures 50 de la PCI peuvent être disposées sur deux rangées parallèles avec un espacement uniforme. Une ouverture additionnelle 66 est constituée dans la PCI, à une distance longitudinale d2 des ouvertures adjacentes 50, pour obtenir l'accès au composant supérieur. Dans les cas o on envisage de superposer des composants dynamiques et o il faut par exemple prévoir des courses d'accès de lecture et d'écriture pour chaque boîtier, on peut constituer une autre ouverture 68 à l'extérieur des ouvertures 50 et décalée longitudinalement par rapport à celles-ci, comme c'est le cas de l'ouverture 66. On peut voir sur la figure que toutes les ouvertures , 66 et 68 sont situées à l'intérieur du périmètre du réceptacle 10 quand la PCI et le réceptacle sont assemblés. Les figures 4 à 8 représentent en détail la structure interne du logement. Le logement est monté sur des pieds 70 et comprend des nervures de base transversales 72-78 reliant les parois latérales internes 16 et 18, des ouver- tures 80-84 étant prévues entre les nervures pour la ventilation de la canalisation 14 et des composants qu'elle contient. La figure 7 est une vue en coupe du logement 12 au niveau des fentes 28 des contacts supérieurs et repré- sente les ouvertures 86 destinées à l'insertion des con- tacts. La figure 8 est une coupe du logement 12 au niveau des fentes 26 des contacts inférieurs. Les ouvertures 86 de la figure 7 sont également visibles sur la figure 8, du fait que ces ouvertures relient les fentes 26 et 28 pour permettre d'insérer un contact de forme 54 de la figure 2(a) avec ses contacts 22 et 24 logés dans les fentes 26 et 28. Les ouvertures 86 permettent de même l'insertion des contacts de forme 58 de la figure 2(c) dans les fentes 26 et les contacts de forme 62 de la figure 2(e) dans les fentes 28. Un dispositif de retenue 88 (figure 8) prévu pour les contacts fixe ces contacts de façon amovible dans le logement 12, lesdits contacts étant pourvus de queues de blocage (non représentées) qui coopèrent par friction avec les dispositifs de retenue et avec la structure interne du logement. Si on se reporte aux figures 3(a) à 3(c), l'actionneur 44 des contacts inférieurs comprend un retour horizontal 44a prévu pour sa fixation à la plaque 48 de la figure 1, une branche verticale 44b, un coude 44c, une branche inclinée 44d et une autre branche verticale 44e parallèle à la branche 44b à une certaine distance de celle-ci. L'ac- tionneur 46 des contacts supérieurs comprend un retour horizontal 46a, une première branche verticale 46b, un coude supérieur 46c, une branche inclinée supérieure 46d, une seconde branche verticale 46e, une branche inclinée inférieure 46f, un coude inférieur 46g et une troisième branche verticale 46h. On décrira maintenant le fonction- nement des actionneurs agissant sur les contacts inférieurs et supérieurs respectifs avec référence aux figures 9 à 12. Sur la figure 9, le boîtier ou composant inférieur 90 est représenté inséré dans la canalisation 14 du logement 12, le contact 92 du boîtier qui se présente sous la forme d'une patte orientée vers le bas comme pour un bottier double-ligne étant appliqué contre le guide 38. Le posi- tionnement vertical et le support du bottier sont obtenus par la surface de support 34. Au cours de l'insertion du boitier, l'actionneur 44 est déplacé verticalement vers le haut par rapport à sa position représentée sur la figure 9, c'est-à-dire au-dessus et hors d'engagement avec le contact 22, ce qui fait que le contact est sollicité par sa propre force élastique vers la gauche par rapport à sa position de la figure 9 et que l'insertion du contact 92 du bottier s'effectue avec une force d'insertion nulle. Dans la position de l'actionneur 44 de la figure 9, après l'inser- tion du boîtier, le contact 22 est obligé d'établir un contact électrique avec le contact 92 du bo tierdu fait de l'action de la branche inclinée 44d de l'actionneur. Sur la figure 10, l'actionneur 44 est en position totalement insérée, comme cela est le cas (discuté ci-dessous) quand un bottier ou composant supérieur est engagé électriquement dans le logement et quand tous les actionneurs sont tota- lement insérés dans le logement. Dans la position de l'actionneur représentée sur la figure 10, le contact 22 est en engagement avec la branche verticale 44b de l'ac- tionneur et repoussée vers la droite dans la fente 26 du fait de l'espace limité dans le logement pour la branche verticale espacée 44e. La section insérée du contact 92 du boîtier est pressée contre la section du logement consti- tuée en dessous de la surface 34 et contre le guide 38 par la pression exercée sur lui par le contact 22. Suite à l'insertion du bottier ou composant inférieur dans le logement 12, les éléments de support 32 (figure 11) peuvent être déplacés vers l'extérieur de la partie élargie 30 des fentes 28 des contacts supérieurspour permettre le positionnement vertical et le support du bottier ou composant supérieur 94. On peut obtenir ce résultat avant l'insertion du bottier 94 en déplaçant l'actionneur 46 vers le bas à partir de sa position repré- sentée sur la figure 11. Ce mouvement force la branche inclinée 46d de l'actionneur à pénétrer dans la fente 28, ce qui sollicite le contact 24 vers la gauche contre la paroi 32a de l'élément 32 et déplace cet élément vers l'extérieur. La paroi 32b de l'élément 32 porte contre la branche verticale 46e de l'actionneur de manière à déter- miner avec précision le déplacement de cet élément et l'amener dans une position située en dessous du boîtier 94 et à se disposer sur la gauche du contact 96 du boîtier lorsque ce dernier est inséré. L'actionneur 46 est alors soulevé légèrement au-dessus de la position représentée sur la figure 11, et le contact 24 revient sous l'effet de sa propre force élastique à une position de non interférence avec le parcours de l'insertion à force nulle du contact 96 du bottier. Lorsque le bottier 94 est inséré, l'actionneur 46 est déplacé vers le bas vers sa position représentée sur la figure 11, le contact 24 est alors en engagement élec- trique avec le contact 96 du boStier, puis jusqu'à sa position représentée sur la figure 12. Dans cette position d'insertion totale, la branche verticale 46h de l'action- neur est appliquée contre la base du contact 24 et sa branche verticale 46e est appliquée contre la paroi de droite de la fente. Ceci dispose le coude 46c de l'action- neur contre le contact 24 et comprime ce dernier contre le contact 96 du bottier. Si l'on revient à la figure 1, on commence par placer les éléments 32 dans les parties élargies 30 des fentes 28 des contacts supérieurs lorsqu'on assemble le réceptacle 10. On fait ensuite passer les contacts au travers de la surface de base du réceptacle et des éléments 32, la forme des contacts ayant été préalablement choisie dans les trois variétés différentes et selon la nature des bottiers que l'on veut mettre en place et les connexions avec la PCI que l'on désire. Lorsque les actionneurs sont insérés, le réceptacle est prtt pour l'insertion des bottiers. En se basant sur la différence de forme des actionneurs 44 et 46, on peut retirer et remplacer à tout moment des boîtiers supérieurs sans interrompre la continuité électri- que entre les bottiers inférieurs et la PCI. On peut voir également que la structure du réceptacle est fortement ventilée du fait que ses extrémités et sa partie supérieure sont totalement ouvertes et que sa base est largement ouverte. Comme le montrent les figures 11 et 12, un espace- ment vertical est prévu entre les bottiers 90 et 94 à l'état inséré et la canalisation 14 reste totalement ouverte dans la zone o sont disposés les boitiers. La connexion avec la PCI est facilement réalisée quand les bottiers ne sont pas insérés, ce qui isole les bottiers de la chaleur de soudage et analogues. Comme noté ci-dessus, la force d'insertion nulle que l'on recherche est ainsi obtenue par un positionnement sélectif des actionneurs. De préférence, le logement du réceptacle est constitué en matière plastique moulée. Les actionneurs et les élé- ments de support des bottiers supérieurs peuvent également être réalisés en matière synthétique rigide, mais ils sont de préférence en métal. Les contacts peuvent être plaqués avec un métal noble du fait de la force d'insertion nulle. Pour résumer, on peut considérer l'invention sous divers aspects..En déterminant une force d'insertion nulle pour la réception et le support des bottiers, le logement du réceptacle est en position verticale et comprend des contacts espacés verticalement et disposés de façon à ne pas interférer avec la canalisation de réception des bottiers dans le logement et à pouvoir être déplacés par les action- neurs pour passer de cette position à celle d'un engagement avec les contacts des boîtiers. Vue sous l'aspect de la superposition des bottiers, l'invention comprend une surface de support fixe prévue pour supporter le bottier reçu en premier, et une autre surface de support pour le bottier reçu en second, cette autre surface de support étant mobile dans le logement entre une position n'inter- férant pas avec la canalisation et permettant l'insertion du premier boîtier et une position définitive dans la canalisation. Du point de vue de l'accès facile à chacun de plusieurs bottiers superposés, l'invention dispose des séries espacées verticalement de contacts longitudinaux d'une canalisation de réception d'un bottier allongé selon une relation longitudinale décalée et mutuelle entre les séries de contacts, déterminant ainsi un non alignement vertical des contacts. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagées; elles en embrasse, au con- traire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Réceptacle de support de boîtiers électroniques à l'état superposé et permettant d'obtenir des connexions électriques avec les contacts desdits bottiers, caractérisé en cequ'il comprend: un logement vertical définissant une canalisation o sont reçus lesdits boltiers et supportant lesdits bottiers selon une relation d'espacement vertical dans la canalisa- tion, des moyens de contact supportés dans le logement selon une relation d'espacement vertical et une disposition qui n'interfère pas avec ladite canalisation, et des moyens constitués par des actionneurs supportés de façon mobile dans le logement et destinés à déplacer lesdits moyens de contact de leur position de non inter- férence par rapport à la canalisation et les amener en engagement avec lesdits moyens de contact des bottiers reçus dans le réceptacle. 2. Réceptacle selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contact sont sollicités par leur propre force élastique vers ladite position de non inter- férence et en ce que les moyens constitués par les action- neurs sont supportés dans le logement de manière à pouvoir venir en engagement avec lesdits moyens de contact. 3. Réceptacle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contact sont constitués par des première et seconde séries de contacts de réceptacle espacés respectivement verticalement. 4. Réceptacle selon la revendication 3, caractérisé en ce que la canalisation est allongée et en ce que les seconds contacts du réceptacle sont décalés longitudinale- ment dans la canalisation par rapport aux premiers contacts du réceptacle. 5. Réceptacle selon la revendication 4, caractérisé en ce que ceux des premiers contacts du réceptacle qui sont adjacents sont espacés longitudinalement selon une première distance d'écartement, en ce que ceux des seconds contacts du réceptacle sont espacés longitudinalement selon ladite première distance d'écartement et en ce que ledit décalage est constitué par une seconde distance d'écartement qui est la moitié de la première distance d'écartement. 6. Réceptacle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement définit des moyens de support fixes pour le bottier inférieur reçu en premier et d'autres moyens de support espacés verticalement par rapport auxdits moyens de support fixes et destinés à un autre bottier ainsi reçu, les autres moyens de support étant mobiles dans le logement entre une position qui n'interfère pas avec ladite canali- sation et une position dans cette canalisation. 7. Réceptacle selon la revendication 3, caractérisé en ce que le logement comprend au moins une première patte de contact s'étendant vers l'extérieur du logement et reliée exclusivement à l'un desdits premiers contacts du récep- tacle. 8. Réceptacle selon la revendication 7, caractérisé en ce que le logement comprend au moins une seconde patte de contact s'étendant vers l'extérieur du logement et reliée exclusivement à l'un desdits seconds contacts du récep- tacle. 9. Réceptacle selon la revendication 3, caractérisé en ce que le logement comprend une série de pattes de contact s'étendant vers l'extérieur du logement, chacune étant reliée en commun à un premier et à un second contact du réceptacle. 10. Réceptacle selon la revendication 8, caractérisé en ce que le logement comprend une série de troisièmes pattes de contact s'étendant vers l'extérieur du logement, chacune étant reliée à un premier et à un second contact du récep- tacle.