Brevet FR2511198A1 — publié le 19830211

L'invention concerne les dispositifs d'interconnexion électrique et plus particulièrement une fiche ou connecteur multi- broche "programmable", c'est-à-dire dont les broches peuvent être connectées entre elles de façon sélective, selon les besoins. On connatt déjà des fiches programmables dont les broches, formant des bornes électriques et disposées selon un certain ordre, peuvent être connectées sélectivement entre elles en vue de l'établis- sement d'un motif d'interconnexion désiré De telles fiches ont souvent la forme d'une pièce isolante constituant le corps de la fiche et portant deux rangées de broches (dual in l Une), qui peut être enfichée dans une prise à deux rangées de douilles, ou dans les trous de cosses à souder portées par une plaque à circuits imprimés. Le brevet des E U A 4 030 793 au nom de la demanderesse décrit une fiche programmable à deux rangées de broches, sur laquelle des cava- liers préformés peuvent être montés dans des fentes prévues à cet effet dans le corps de la fiche pour l'interconnexion sélective des broches, ainsi que pour l'interconnexion électrique correspondante des contacts femelles des deux rangées de contacts dans lesquelles la fiche est introduite Les fentes recevant les cavaliers sont disposées suivant une grille rectangulaire entre les broches On connatt aussi une fiche programmable dont les deux rangées de broches sont initialement toutes reliées entre elles; le motif ou schéma d'interconnexion désiré est établi par enlèvement sélectif de portions conductrices entre des broches voisines (d'une même rangée) ou entre des broches opposées (de rangées différentes). Ces types connus de fiches programmables permettent seulement d'établir des interconnexions de broches voisines et/ou opposées suivant deux directions orthogonales Ils ne permettent pas des interconnexions croisées Ces dernières sont jusqu'à présent réalisées généralement en fil par câblage manuel, ce qui est coûteux et prend beaucoup de temps: le câblage manuel d'une fiche peut demander plusieurs minutes. L'invention apporte une fiche sur laquelle des connexions en fil sont réalisables facilement entre deux ou davantage de broches quelconques, selon les désirs, de préférence à l'aide d'un appareil 11198 automatique à câbler en fil flexible La fiche programmable selon l'invention possède un corps en matériau isolateur électrique, dans lequel sont fixées, suivant un certain ordre, un certain nombre de bornes électriques qui présentent chacune une partie formant broche, faisant saillie à l'extérieur du corps et destinée à être enfichée dans une douille ou une cosse à souder d'une plaque à circuits impri- més, ainsi qu'une partie formant un plot de contact disposé sur le dessus du corps de la fiche Le dessus du corps porte en plus des protubérances mutuellement espacées, qui seront appelées "piquets" dans ce qui va suivre Les plots sont disposés suivant une grille rectangulaire comportant deux ou davantage de rangées de plots, ou suivant une disposition linéaire formée d'une seule rangée de plots. Les piquets sont placés entre les rangées de plots et sont longitu- dinalement décalés par rapport à ceux-ci Les plots opposés de rangées différentes définissent entre eux des tracés possibles pour des fils formant des connexions électriques directes entre les plots consi- dérés Les plots voisins de chaque rangée et les piquets intermé- diaires définissent entre eux des tracés possibles pour des fils formant des connexions reliant un plot à un plot voisin et passant autour du piquet intermédiaire Les piquets définissent en plus des tracés sélectifs pour des fils formant des connexions entre des plots quelconques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une fiche programmable selon l'invention avec son couvercle; la figure 2 est une vue de dessus partielle de la fiche de figure 1 montrant une connexion directe entre deux bornes opposées; la figure 3 est une vue de dessus partielle de la fiche de figure 1 montrant une connexion, réalisée en fil comme celle de la figure 2, entre des bornes voisines; 11198 la figure 4 est une vue de dessus de la fiche de figure 1 illustrant un exemple d'interconnexion électrique d'un certain nombre de bornes voisines et opposées, - la figure 5 est uhe vue de dessus d'une fiche program- mable selon un autre exemple de réalisation; et la figure 6 est une vue en perspective d'une partie d'une fiche programmable selon encore un autre exemple de réalisa- tion de l'invention, utilisant des contacts du typé à déplacement d'isolant. La fiche selon l'invention représentée à titre d'exemple sur la figure 1 est du type à deux rangées de broches Elle possède un corps 10 en matériau isolateur électrique de forme à peu près rectangulaire plate Dans ce corps sont fixées deux rangées de bornes électriques 12 Chaque borne 12 présente une partie 14 formant une broche qui fait saillie du dessous du corps Les broches 14 sont également disposées en deux rangées et elles sont destinées à être enfichées dans deux rangées correspondantes de contacts femelles, pouvant être constitués, par exemple, par des douilles ou par des cosses à souder disposées sur une plaque à circuits imprimés avec laquelle la fiche programmable doit être utilisée Chacune des bornes 12 présente en plus un plot de contact 16 Les différents plots 16 forment deux rangées sur le dessus du corps de la fiche. Les plots 16 sont reliés à la partie des bornes traversant le corps de la fiche par une portion étroite 18 afin de réduire la dissipa- tion de chaleur depuis les plots lors du soudage d'un fil sur le plot, ou de la connexion d'un fil au plot par un autre procédé uti- lisant de la chaleur Chaque borne 12 possède en plus des crocs 17 en contact avec les faces opposées des fentes 19 formées dans le corps 10 en vue de l'immobilisation de la borne dans le corps de la fiche Les plots 16 sont situés chacun dans un creux formé dans le dessus du corps 10 afin qu'ils soient bien maintenus en aligne- ment Les angles du corps 10 présentent des pieds 21 par lesquels le corps de la fiche est pressé contre la plaque à circuits imprimés sur laquelle la fiche est installée, maintenant ainsi, de façon bien connue, un certain intervalle entre la plaque et le dessous de la fiche. 11198 Le corps 10 porte en outre un certain nombrre de piquets qui sont d'un seul tenant avec lui et font saillie vers le haut du dessus de la fiche Les piquets 20 sont mutuellement espacés le long de l'axe longitudinal du corps 10 Ils sont placés entre les rangées opposées de bornes 12 et sont longitudinalement décalée par rapport aux bornes Après réalisation des interconnexions prévues, le dessus du corps 10 et les interconnexions peuvent être recouverts par un couvercle -22 Celui-ci possède en bas un bord périphérique 25 qui vient s'appliquer contre le bord périphérique correspondant du dessus du corps 10 et peut être fixé à lui, par exemple par soudage aux ultrasons ou par collage Les extrémités du couvercle 22 portent des saillies de positionnement 27 qui correspondent à des encoches 29 du corps 10 L'une des saillies 27 est plus longue que l'autre et est complémentaire à une encoche 29 plus profonde sur une extré- mité du corps afin d'assurer la mise en place correcte du couvercle en une seule position prédéterminée Le dessus du couvercle 22 présente en plus une encoche de repérage 31 comme repère visuel du brochage Après mise en place du couvercle, les piquets 20 sont situés dans une fente 23 ménagée dans le dessus du couvercle 22, les dessus des piquets 20 affleurant la face supérieure du couvercle. Un matériau d'encapsulage peut être introduit à travers la fente 23. Le dessous du corps 10 de la fiche peut présenter une rainure longi- tudinale Il pour le positionnement du corps de la fiche dans un appareil automatique de câblage ou d'insertion. Les plots opposés 16 des deux rangées peuvent être inter- connectés électriquement par un fil 24 formant une connexion directe, comme représenté sur la figure 2 Les plots 16 voisins de chaque rangée et le piquet intermédiaire 20 considéré définissent entre eux un tracé possible pour une connexion électrique 26 constitué par un fil allant d'un plot à l'autre en passant autour du piquet intermé- diairecomme représenté sur la figure 3 Les piquets 20 définissent en plus des tracés possibles pour des connexions électriques consti- tuées par un ou plusieurs fils reliant un plot quelconque à un ou plusieurs plots de la même rangée et/ou de l'autre rangée, à l Vexcep- tion du plot situé directement en regard dudit premier plot La 11198 figure 4 est un exemple d'interconnexions ainsi réalisées Une série d'interconnexions est établie par un fil 28, une deuxième série est établie par un fil 30 et une troisième par un fil 32. Les connexions peuvent être réalisées facilement en attachant une extrémité du fil à l'un des plots à connecter et en faisant passer le fil ensuite successivement aux autres plots à relier entre eux, en fixant lé fil sur chaque plot. Il va de soi que l'invention est applicable aussi à des fiches ou des connecteurs o les broches ou d'autres contacts sont disposés autrement que suivant deux rangées parallèles La figure 5 montre un exemple à quatre rangées de contacts Une première rangée de contacts 16 a est disposée le long d'un des bords du corps l O a de la fiche Une seconde rangée de contacts 16 b est disposée à côté d'elle, mais avec décalage ou disposition en quinconce des contacts 16 b par rapport aux contacts 16 a Deux rangées semblables de contacts disposés en quinconce sont prévus sur le bord opposé du corps de la fiche Entre les quatre rangées de contacts, le dessus du corps 10 a de la fiche porte des piquets 20 a Dans cet exemple, un piquet est prévu à peu près au milieu entre deux paires opposées de contacts des rangées intérieures Des interconnexions typiques sont réalisées par des fils 40. La figure 6 représente un exemple de réalisation o les contacts sont du type "dénudeurs" o à déplacement d'isolant Chaque contact fait partie d'une borne disposée de la manière décrite dans un corps de fiche l Ob Le contact proprement dit est formé par une partie de borne relevée 42 qui est fendue en vue de la réception d'un fil massif de grosseur adéquate et enrobé d'un isolant en plastique ou caoutchouc A l'insertion d'un tel fil dans la fente 44 formée par le contact, l'isolant est repoussé ou déchiré par les bords de la fente et un contact électrique est établi entre ces bords et le fil conducteur Ces connexions électriques du type à déplacement d'isolant sont en soi bien connues. Les interconnexions des broches sur les fiches des figures 1 et 5 peuvent être réalisées par un appareil automatique à cabler point par point en fil flexible comme décrit dans les brevets des E U A 3 608 190 et 3, 673 681 Pour le câblage selon ces brevets, la fiche est placée sous une tête de soudage qui peut être déplacée suivant des coordonnées rectangulaires entre les plots 16 La tête de soudage possède une pointe débitant un fil émaillé. La tête est amenée en contact avec le plot auquel un fil doit être attaché et l'application de chaleur au fil et au plot provoque la vaporisation de la couche isolante d'émaille sur le fil et le soudage du fil dénudé au plot Après chaque connexion ainsi réalisée, la tête est déplacée au point de câblage suivant en vue d'une nouvelle fixation du fil sur un plot, conformément à un tracé de câblage pré- établi Le tracé terminé, le fil est coupé de la tête de soudage. Les liaisons ainsi réalisées sur une fiche selon l'invention peuvent se croiser et peuvent avoir toute forme désirée Il est également possible de faire passer plusieurs connexions par un même plot Les tracés de câblage ne sont pas limités à des connexions suivant deux directions orthogonales, entre des bornes voisines d'une part et des bornes opposées d'autre part, comme sur les fiches de l'art antérieur. La fiche de la figure 6, utilisant des contacts du type à déplacement d'isolant, peut également être câblée automatiquement par des systèmes automatiques de câblage point par point, à condition qu'ils conviennent pour des contacts du type à déplacement d'isolant. Il est bien entendu possible aussi de câbler une fiche selon l'inven- tion manuellement, quoique l'on puisse tirer les plus gros avantages de l'invention en réalisant le câblage par un appareil automatique. Lorsque les interconnexions voulues ont été établies, la fiche peut rester ouverte, si désiré, de manière qu'on puisse accéder ensuite au câblage, par exemple pour modifier les interconnexions. Il est cependant préférable de mettre le couvercle 22 en place sur le corps de la fiche lorsque les interconnexions des broches ont été établies et de remplir ensuite l'intérieur à travers la fente 23 avec un matériau d'encapsulage adéquat Un tel encapsulage augmente la sûreté du dispositif en ce sens que les connexions établies ne peuvent pas être déterminées facilement L'encapsulage assure en plus une structure robuste qui isole les connexions complètement de l'environ- nement. 11198 Le corps et le couvercle de la fiche selon l'invention sont de préférence moulés d'une matière plastique appropriée, d'un polyester thermoplastique par exemple Les bornes sont typiquement en bronze phosphoreux, les plots portant une couche de soudure à - l'étain ou de pâte à souder Dans une forme de réalisation typique, l'entraxe des contacts est de 2,54 mm Les dimensions hors tout du corps de la fiche à double rangées de broches de la figure 1 sont typiquement de 1 x 2 cm On comprendra facilement que l'inven- tion est applicable à de nombreuses formes différentes de fiches sur lesquelles les plots sont disposés suivant une grille rectan- gulaire présentant deux ou davantages de rangées de plots mutuelle- ment espacés ou sur lesquelles les plots sont disposés suivant une rangée unique, avec des piquets intermédiaires L'invention n'est donc nullement limitée par ce qui a été décrit et représenté. 11198 R E V E ND I C A T I O N S 1 Fiche multibroche dont les broches peuvent être inter- connectées électriquement de façon sélective, possédant un corps en matériau isolateur électrique et des bornes électriques fixées dans le corps isolant et disposées suivant une ou plusieurs rangées, caractérisée en ce que chaque borne ( 12) présente une partie formant broche ( 14)-qui fait saillie du dessous du corps ( 10) et une partie formant plot de contact ( 16) disposée sur le dessus du corps, les broches ( 14) étant disposées en une ou plusieurs rangées, et en ce que le dessus du corps ( 10) porte des protubérances-( 20) mutuellement espacées sur pratiquement toute la longueur du corps, les protubé- rances étant disposées entre les rangées de plots ( 16) et décalées longitudinalement par rapport aux plots ( 16) voisins de chaque rangée, les plots opposés de rangées différentes définissant entre eux des tracés possible pour des fil ( 24) formant des connexions électriques directes et les plots considérés, les plots voisins de chaque rangée et-les protubérances intermédiaires définissant entre eux des tracés possiblespour des fils ( 26) formant des connexions électriques reliant un plot à un plot voisin en passant autour de la protubérance interraé- diaire et les protubérances définissant des tracés sélectifs pour des fils formant des connexions électriques entre des plots quelconques. 2 Fiche selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des bornes comporte une portion étroite ( 18) entre le plot et la broche pour réduire la dissipation de chaleur à partir du plot pendant le soudage d'un fil sur lui. 3 Fiche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les plots ( 16) des bornes ( 12) sont disposés chacun dans un creux ménagé dans le dessus du corps ( 10). 4 Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en qu'elle comprend un couvercle ( 22) susceptible d'ttre fixé au corps ( 10) de manière à recouvrir les plots ( 16) des bornes et les protubérances ( 20). Fiche selon la revendication 4, caractérisée en ce que le couvercle présente un moyen ( 23) pour introduire un matériau d'encapsulage dans le couvercle afin d'encapsuler les connexions électriques. 11198 6 Fiche selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit moyen est une fente ( 23) ménagée dans le couvercle ( 22). 7 Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les bornes électriques ( 12) sont disposées suivant deux rangées parallèles. 8 Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les bornes électriques ( 12) sont disposées suivant quatre rangées parllèles. 9 Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le corps isolant ( 10) possède une forme géné- rale rectangulaire plate et les protubérances ( 20) sont disposées sur une grande face du corps ( 10), en une rangée s'étendant suivant une dimension principale du corps ( 10). Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les plots ( 16) sont disposés suivant une grille rectangulaire comportant deux ou davantage de rangées ( 16 a, 16 b) de plots mutuellement espacés, de manière à permettre la réali- sation des interconnexions par un appareil automatique à câbler en fil flexible. 11 Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les plots ( 16) constituent chacun un plot à souder, sur lequel peut être soudé un fil conducteur pour réaliser une ou plusieurs connexions électriques. 12 Fiche selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les plots comportent des contacts ( 44) du type à déplacement d'isolant.