Brevet FR2534075A1 — publié le 19840406

La vrésente invention concerne des ensembles de connexion de plaquettes de circuits. Habituellement, lorsqu'une plaquette de cir- cuit doit "échanger des informations" avec une plaquette de circuit adjacente placée au-dessus ou au-dessous, des lignes transmettant des signaux sont formées à partir des microcircuits de la première plaquette jusqu'au bord, des conducteurs sont alors placés entre le bord de la pre- mière plaquette et celui de la seconde plaquette, et des lignes de transmission de signaux relient alors le bord de la seconde plaquette aux microcircuits qui y sont pla- cés. Bien que la littérature montre un certain progrès dans l'acheminement des signaux dans des lignes placées entre plusieurs plaquettes, aucun des arrangements connus ne résout le problème de l'interconnexion des plaquettes de circuits, surtout lorsqu'elles comportent de nombreux microcircuits En outre, jusqu'à présent, l'espace libre placé juste au-dessous de chaque microcircuit et délimité en général par son arrangement de broches, a été ignoré comme région d'interconnexion, si bien qu'un espace pré- cieux de la plaquette a été perdu. L'invention concerne essentiellement un ensemble de connexion d'une première plaquette de circuit avec une seconde, la première et la seconde plaquette de circuit étant adjacentes l'une à l'autre, l'ensemble comprenant un premier élément de bottier fixé à la première plaquette et ayant plusieurs contacts électriques connectés au cir- cuit de la première plaquette, et un second élément de boîtier fixé à la seconde plaquette et ayant plusieurs contacts électriques connectés au circuit de la seconde plaquette, le premier élément de bottier pouvant être mon- té temporairement sur le second élément de boîtier, de manière que les contacts électriques du premier élément de boîtier soient en conteact:frottant contre les contacts électriques du second élément de bottier, si bien que le circuit de la premièrë plaquette est connecté électrique- ment au circuit de la seconde plaquette par les contacts du premier et du second élément de boîtier. La première plaquette peut avoir un arrangement d'ouvertures conductrices de l'électricité, reliées élec- triquement au circuit, et le premier élément de boîtier a un arrangement correspondant d'ouvertures, les ouver- tures de ce premier élément de bottier supportant l'un des contacts électriques, chaque contact étant placé dans l'une des ouvertures conductrices de la première plaquette, la seconde plaquette ayant un arrangement d'ouvertures conductrices de l'électricité, reliées électriquement au circuit, le second élément de bottier ayant un arrangement correspondant d'ouvertures, chaque ouverture du second élément de boîtier supportant l'un des contacts électriques, ce contact électrique étant placé dans l'une des ouvertures conductrices de la seconde plaquette. Dans un mode de réalisation préféré, un ou plu- sieurs contacts électriques du premier élément de bottier comprennent des contacts creux ayant une extrémité mâle coopérant par frottement avec l'une des ouvertures conduc- trices de la première plaquette et une extrémité femelle placée dans l'une des ouvertures du premier élément de bottier, un ou plusieurs contacts électriques du premier élément de boîtier étant des contacts flexibles, chacun des contacts flexibles étant fixé par frottement à une première extrémité dans l'une des ouvertures conductrices de la première plaquette et passant par l'une des ouvertu- res du premier élément de boîtier, chaque contact flexible ayant une seconde extrémité opposée à la première, un ou plusieurs des contacts du second élément de boîtier compre- nant des contacts creux ayant une extrémité mâle coopérant par friction avec l'une des ouvertures conductrices de la seconde plaquette, et une extrémité femelle placée dans l'une des ouvertures du second élément de boîtier, un ou plusieurs des contacts électriques du second élément de boîtier étant des contacts flexibles, chaque contact flexi- ble étant fixé par friction à une première extrémité dans l'une des ouvertures conductrices de la seconde plaquette et passant par l'une des ouvertures du second élément de bottier, chacun des contacts flexibles ayant une seconde extrémité opposée à la première, chacune des secondes ex- trémités des contacts flexibles du premier élément de boi- tier coopérant par friction avec une extrémité femelle de l'un des contacts creux du second élément de boitier, chacune des secondes extrémités des contacts flexibles du second élément de bottier coopérant par friction avec l'une des extrémités femelles des contacts creux du pre- mier élément de bottier. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation et en se ré- férant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe en élévation d'un mode de réalisation d'ensemble selon l'invention destiné à l'in- terconnexion de deux plaquettes de circuits; la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2- 2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 et représente une partie de l'une des pla- quettes de circuits; la figure 4 représente une partie de la figure 1 à plus grande échelle; la figure 5 est une vue en plan d'un premier élément de bottier de l'ensemble de la figure 1; la figure 6 est une élévation suivant les flè- ches 6 de la figure 5; la figure 7 est une élévation suivant les flè- ches 7 de la figure 5; la figure 8 est une élévation d'une première broche de l'ensemble de la figure-1; et - la figure 9 est une élévation d'une seconde bro- che de l'ensemble de la figure 1. La figure 1 représente un premier mode de réali- sation d'ensemble 1 selon l'invention destiné à connecter une première plaquette de circuit 5 à une seconde 65. La plaquette 5 est une plaquette multicouche ayant des couches de circuit 7, 8, 9 La plaquette 5 porte plusieurs microcircuits intégrés 16 dont l'un est repré- senté sur la figure 1 supporté par la plaquette 5 dans une région interne 11 Comme l'indique la figure 2, le microcircuit 16 a plusieurs broches 17 formant un arran- gement 18 autour d'un espace 19 formant une cavité libre. Les broches 17 sont retenues par flexion, à leurs extré- mités inférieures 18 ', dans des logements revêtus 12 qui débouchent et qui forment un arrangement 13 de logements correspondant à l'arrangement des broches 8, 9 du circuit de la plaquette 5 de manière classique. Comme l'indique la figure 3, la plaquette 5 a un espace 21 formant une cavité qui correspond directement à l'es- pace 19 du microcircuit 16 Plusieurs ouvertures conduc- trices 23 traversent la plaquette 5 dans l'espace 21 Les ouvertures 23 sont connectées sélectivement aux couches 7, 8, 9 et forment un arrangement 25 Les ouvertures 23 sont utilisées électriquement pour la connexion des cou- ches 7, 8, 9 de circuit et des microcircuits 16 de la pla- quette 5 à l'ensemble 1 comme décrit dans la suite du pré- sent mémoire. on se réfère maintenant à la figure 4 qui in- dique que l'ensemble 1 comprend un premier et un second élément de boîtier 30, 90 Ces deux éléments 30, 90 sont identiques et on ne décrit donc en détail que l'élément Ce dernierest clairement représenté sur les figures S à 7 L'élément 30 est un bloc plein de matière plastique ayant un arrangement 31 d'ouvertures 32, 34 qui débouchent. Chaque ouverture 32 forme une ouverture de logement et chaque ouverture 34 forme une ouverture de broche Cha- cune des ouvertures 32 a une cavité profonde 33 et chaque ouverture 34 a une cavité peu profonde mais plus large L'arrangement 31 de l'élément 30 correspond directe- ment à l'arrangement 25 des ouvertures de la-plaquette 5 représentée sur la figure 3 Chacune des ouvertures 32, 34 de l'arrangement 31 a une ouverture de l'arrangement qui est en position correspondante L'arrangement 31 comporte vingt-six ouvertures, treize ouvertures 32 et treize ouvertures 34 L'élément 30 de boîtier a aussi une saillie rectangulaire 36 d'alignement et une cavité rec- tangulaire 37 d'alignement La cavité 37 et la saillie 36 facilitent initialement l'alignement de l'élément 30 sur l'élément 90 pendant le montage comme décrit plus en dé- tai dans la suite du-présent mémoire. L'élément de boîtier est fixé à la face infé- rieure de la plaquette 5 par des contacts femelles 38 a (figure 4) Comme l'indique la figure 8, chacun des con- tacts femelles 38 a a une extrémité femelle 40 a et une ex- trémité mâle 42 a à l'opposé L'un des contacts creux 38 a est monté dans chaque ouverture 32, l'extrémité femelle a de chaque contact 38 a pouvant coulisser dans la cavité 33 de l'ouverture 32, et l'extrémité mâle 42 a étant re- tenue par frottement dans une ouverture correspondante 23 de l'arrangement 25 de la plaquette 5 Chacune des treize ouvertures restantes de l'arrangement 31 a un con- tact flexible 46 a (figure 9) placé à l'intérieur Chaque contact flexible 46 a a une section en C 48 a à une pre- mière extrémité et deux branches élastiques 50 a, 52 a à l'au- tre extrémité Un contact flexible 46 a est maintenu-par frottement dans chaque ouverture 23 de l'arrangement 25 correspondant x l'une des ouvertures 34 de l'arrangement 31, grâce à sa section 48 a en C qui fléchit quelque peu vers l'intérieur après introduction dans l'ouverture 23 (figure 4) Deux branches élastiques opposées 50 a, 52 a de chaque contact flexible 46 a passent par l'ouverture correspondante 34 de l'élément 30 de boîtier. Après la description de la fixation matérielle du premier élément 30 de boîtier à la plaquette 5 et de la connexion électrique aux couches 7, 8, 9 à l'aide des contacts 38 a, 46 a, on comprend facilement comment le se- cond élément de bottier 90 est mis en place sur la pla- quette 65 de circuit La plaquette 65 est d'un type multi- couche comme la plaquette 5 et elle a des couches 67, 68, 69 de circuit Un microcircuit 76 est fixé par des broches 77 à la plaquette 65 comme représenté sur la figure 1. Les broches 77 sont reliées sélectivement aux couches 76, 68, 69 de la plaquette 65, de manière classique Le mi- crocircuit 76 est identique au microcircuit 16 de la figure 2 et il a un espace 79 délimitant une cavité identique à l'espace 19 du microcircuit 16 La plaquette 65 a un espace 81 délimitant une cavité qui correspond directement à l'espace 79 et elle comprend un arrangement 83 d'ouver- tures identique à l'arrangement 25 de la plaquette 5 L'élé- ment 90 de boîtier est identique à l'élément 30 L'élément a un arrangement d'ouvertures correspondant directement à l'arrangement 83 de la plaquette 65 et identique à l'ar- rangement 31 de l'élément 30 L'arrangement est formé d'ou- vertures 92 de logement et d'ouvertures 94 de broche (fi- gure 4) Chaque ouverture 92 a une cavité profonde 91 et chaque ouverture 94 une cavité moins profonde mais plus large 95 L'élément 90 a aussi une saillie 94 et une cavi- té 96 d'alignement. Un contact creux 38 b identique au contact creux 38 a, et ayant une extrémité femelle 40 b et une extrémité mâle 42 b, est placé dans chacune des treize ouvertures 92 afin que l'élément 90 de bottier soit fixé à la pla- quette 65 Des contacts flexibles 46 b, identiques aux con- tacts-flexibles 46 a, sont introduits par-frottement dans les ouvertures de l'arrangement 83 de la plaquette grâce à leurs sections 48 b en C et à la présence de leurs bran- ches élastiques opposées 50 b, 52 b dépassant par treize ouvertures 94 de l'élément 90. On considère maintenant, en référence à la figure 4, le montage de l'élément 30 sur l'élément 90 Lorsque les deux éléments 30, 90 sont rapprochés l'un de l'autre, la saillie 36 de l'élément 30 doit être alignée sur la cavité 96 de l'élément 90 et la saillie 94 de l'élément doit être alignée sur la cavité 37 de l'élément 30. Une fois cet alignement initial réalisé, les treize naires de branches élastiques 50 a, 52 a de tous les contacts 46 a de l'organe 30 sont alignées sur les extrémités femelles correspondantes 40 b des treize contacts 38 b de l'élément 90 Simultanément, les treize paires de branches élastiques b, 52 b des contacts 46 b de l'élément 90 sont alignées sur les extrémités femelles correspondantes 40 a des con- tacts 38 a de l'élément 30 Les éléments 30, 90 de bottier sont alors associés, les saillies 36, 94 coulissant dans les cavités correspondantes 96, 37, et chaque branche élas- tique 50 a, 52 a, 50 b, 52 b fléchissant vers l'intérieur et coopérant par frottement avec l'extrémité femelle 40 b, a Il faut noter que, dans la position de montage, les cavités 35, 95 des ouvertures 34, 94 logent les parties terminales des extrémités femelles 40 b, 40 a des broches 38 b, 38 a. Après la description de la structure fondamentale de l'ensemble 1, on considère son fonctionnement Chacune des plaquettes 5, 65 de circuit porte plusieurs microcir- cuits 16, 76 qui sont reliés par des broches 17, 77 aux couches de circuit 7, 8, 9 et 67, 68, 69 des plaquettes , 65 L'ensemble 1 est fixé entre les espaces 23, 81 de chaque paire de microcircuits 16 et 76 montés en regard. Chaque ensemble 1 forme vingt-six-connexions électriques directes de plaquette à plaquette, entre les plaquettes et 65 En conséquence, les ensemble 1 relient directe- ment les microcircuits 16 de la plaquette 5 aux microcir- cuits 76 de la plaquette 65 par l'intermédiaire des cou- ches 7, 8, 9 et 76, 68, 69 et des contacts coopérants 38 a, 46 b et 38 b, 46 a. L'utilisation de l'ensemble 1 réduit considéra- blement les trajets parcourus par les signaux entre les microcircuits 16 et 76 si bien que la vitesse de fonction- nement est accrue En outre, le nombre de bornes d'entrée- circuit entre les deux plaquettes, devant être formées le long du bord de la plaquette, est réduit En fait, l'en- semble 1 a pour effet d'associer chaque paire de plaquettes adjacentes sous forme d'un empilement vertical de pla- quettes de circuits afin que chaque paire de circuits joue le rôle d'une plaquette unique de circuit vis-à-vis du reste de l'ensemble La densité des circuits est donc ac- crue alors que la réalisation du circuit d'interconnexion est simplifiée. Selon un avantage particulier de l'invention, les éléments de bottier 30, 90, lorsqu'ils sont montés l'un sur l'autre, constituent des entretoises pour les plaquettes 30, 90 et délimitent un espace contenant de l'air entre elles Le maintien de cet espace à une dimen- sion déterminée permet un réglage précis du refroidissement des plaquettes par circulation forcée d'air. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble de connexion d'une première plaquette ayant un circuit à une seconde plaquette ayant un circuit, les deux plaquettes étant adjacentes l'une à l'autre, le- dit ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément de bottier ( 30) fixé à la première pla- quette ( 5) et ayant plusieurs contacts électriques ( 46 a, 38 a) reliés électriquement au circuit ( 16) de la première plaquette ( 5), et un second élément de boîtier ( 90) fixé à la seconde plaquette ( 65) et ayant plusieurs contacts électriques ( 38 b, 46 b) reliés électriquement au circuit ( 76) de la seconde plaquette ( 65), le premier élément de boîtier ( 30) étant monté temporairement sur le seconde élément de boîtier ( 90), si bien que les contacts électri- ques ( 46 a, 38 a) du premier élément de bottier ( 30) coopèrent par frottement avec les contacts électriques( 38 b, 48 b), du second élément de bottier ( 90), et que le circuit ( 16) de la première plaquette ( 5) est relié électriquement au circuit ( 76) de la seconde plaquette ( 65) par les contacts électriques ( 46 a, 38 a, 38 b, 46 b) du premier et du second élément de boîtier ( 30, 90). 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de boîtier ( 30) est fixé à une région interne de la première plaquette ( 5), et un second élément de boîtier ( 90) est fixé à une région inter- ne de la seconde plaquette ( 65). 3 Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première plaquette ( 5) a un arrangement ( 25) d'ouvertures ( 23) conductricesde l'élec- tricité, reliées électriquement aux circuits ( 16), et le premier élément de boîtier( 30)a un arrangement correspon- dant ( 31) d'ouvertures ( 32, 34), chaque ouverture ( 32, 34) du premier élément de boîtier ( 30) supportant l'un des contacts électriques ( 38 a, 36 a), chacun des contacts électriques étant placé dans l'une des ouver- tures conductrices 23) de la première plaquette ( 30), la seconde plaquette ( 65) ayant un arrangement ( 83) d'ou- vertures conductrices reliées électriquement au circuit ( 76),le second élément de bottier ( 90) ayant un arrange- ment correspondant d'ouvertures ( 92, 94), chacune des ou- vertures ( 92, 94) du second élément de bottier ( 90) sup- portant l'un des contacts électriques ( 38 b, 46 b), cha- cun de ces contacts électriques ( 38 b, 46 b) étant placé dansl'une des ouvertures conductrices de la seconde pla- quette ( 65). 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérise en ce que la première plaquette ( 5) a plusieurs couches de circuit ( 7, 8, 9), et la seconde plaquette ( 65) a plu- sieurs couches de circuit ( 67, 68, 69), chaque ouverture conductrice ( 23) de la première plaquette ( 5) étant re- liée sélectivement à l'une des couches ( 7, 8, 9) de cir- cuit de la première plaquette ( 5), et chaque ouverture conductrice de la seconde plaquette ( 65) étant reliée sé- lectivement à une ou plusieurs couches ( 67, 68, 69) de circuit de la seconde plaquette ( 65). Ensemble selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'un contact électrique ( 38 a, 46 a) au moins du premier élément de bottier ( 30) comporte des contacts creux ayant une extrémité mâle ( 42 a) logée par frottement dans l'une des ouvertures conductrices ( 23) de la première plaquette ( 5) et une extrémité femelle ( 40 a) placée dans l'une des ouvertures ( 32) du premier élément de bottier ( 30), un ou plusieurs des contacts électriques ( 46 a) du premier élément de bottier ( 30) étant des con- tacts flexibles, chaque contact flexible étant maintenu par frottement à une première extrémité ( 48 a) dans l'une des ouvertures conductrices ( 23) de la première plaquette ( 5) et traversant l'une des ouvertures ( 34) du premier élément de bottier ( 30), chaque contact flexible ayant une seconde extrémité ( 50 a, 52 a) opposée à la première, un ou plusieurs contacts électriques ( 46 b) du second élé- ment de boîtier comprenant des contacts creux ayant une extrémité mâle ( 42 b) retenue par frottement dans l'une des ouvertures conductrices de la seconde plaquette ( 65), 1 * et une extrémité femelle ( 40 b) installée dans l'une des ouvertures ( 92) du second élément de boîtier ( 90), un ou plusieurs contacts électriques ( 38 b) du second élément de bottier ( 90) cmprenant un ouplusieurs contacts flexibles, chaque contact flexible étant retenu par frottement à une première extrémité ( 48 b) dans l'une des ouvertures conduc- trices de la seconde plaquette ( 65) et passant dans l'une des ouvertures ( 94) du second élément de bottier ( 90), chaque contact flexible ayant une second extrémité ( 50 b, 52 b) opposée à la première ( 48 b), chacune des secondes extrémités ( 50 a, 52 a) des contacts flexibles du premier élément de bottier ( 30) étant retenue par frottement dans l'une des extrémités femelles ( 40 b) de l'un des contacts creux du second élément de bottier ( 90) et chacune des secondes extrémités ( 50 b, 52 b) des contacts flexibles du second élément de bottier ( 90) étant retenue par frottement dans l'une des extrémités femelles ( 40 a) des contacts creux du premier élément de bottier ( 30)o 6 Ensemble selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le premier élément de bottier { 30) a une saillie ( 36) et une cavité ( 37) d'alignement, et le second élément de bottier ( 90) a une saillie ( 94) et une cavité ( 96) d'alignement, la saillie ( 36) du pre- mier élément de bottier ( 30) se logeant dans la cavité ( 96) du second élément de bottier ( 90), et la saillie ( 94) du second élément de bottier ( 90) se logeant dans la ca- vité ( 37) du premier élément de bottier ( 30) lorsque les deux éléments de bottier ( 30 e 90) sont montés l'un sur l'autre. 7 Ensemble selon la revendication 4, caractérisé 7 en ce que les contacts creux du premier élément de bol- tier ( 30) maintiennent ce dernier sur la première pla- quette ( 5), les contacts creux du second élément de bot- tier ( 90) maintenant celui-ci sur la seconde plaquette de circuit ( 65). 8 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première extrémité ( 48 a, 48 b) de chacun des contacts flexibles a une section en C qui fléchit vers l'intérieur après introduction dans l'une des ouvertures conductrices de la première ou de la seconde plaquette ( 5, 65) , et la seconde extrémité ( 50 a, 52 a, 50 b, 52 b) de chaque cohtact flexible comporte deux branches élastiques montées en regard et qui fléchissent vers l'intérieur lors de l'introduction dans l'extrémité femelle de l'un des contacts creux. 9 Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le circuit com- porte un microcircuit intégré ( 16) supporté par la pre- mière plaquette ( 5) et ayant un espace ( 19) formant une cavité, le microcircuit étant fixé au-dessus d'une région correspondante ( 21) formant un espace de la première pla- quette ( 5), au moins un microcircuit intégré ( 76) étant supporté par la seconde plaquette ( 65) et ayant un espace ( 79) délimitant une cavité, le microcircuit étant fixé au-dessus d'une régibn correspondante ( 81) formant un es- pace de la seconde plaquette ( 65), le premier élément de bottier ( 30) étant fixé au côté de la première plaquette ( 5) opposé à l'espace ( 21) de la première plaquette ( 5), et le second élément de bottier ( 90) étant fixé au côté de la seconde plaquette ( 65) opposé à ladite région ( 81) de la seconde plaquette ( 65), si bien que l'ensemble est disposé entre les espaces formant des cavités ( 21, 81) de la première et de la seconde plaquette ( 5, 65).