Brevet FR2524249A1 — publié le 19830930

ff 2524249 CONNECTEUR DE CARTE IMPRIMEE ET SYSTEME DE CONNEXION ELECTRIQUE ET/OU THERMIQUE UTILISANT UN TEL CONNECTEUR La présente invention concerne un connecteur de carte impri- mée portant des composants électriques à relier à un circuit électrique et/ou une source froide. Les problèmes de dissipation thermique se posent notamment dans les appareils ou équipements comportant un grand nombre de cartes munies de composants électroniques sous un faible volume. Parmi ces composants, certains d'entre eux dissipent une quantité de chaleur importante qu'il convient d'évacuer dans les meilleures conditions possibles afin de maintenir lesdits composants dans des conditions de fonctionnement acceptables. Les cartes de circuits imprimés utilisées dans ces équipements électriques sont généralement munies d'un drain thermique ou radiateur en contact thermique direct avec lesdits circuits afin de véhiculer les calories dissipées par ceux-ci vers l'extérieur de i'ap- pareil. Le brevet français 2 471 059 décrit un connecteur dans lequel le verrouillage de la carte dans le connecteur est réalisé par l'action d'une came sur des contacts plats. On a toutefois constaté que se pose le problème de verrouil- lage en fin de rotation de la came du système d' intercorinexion: Il faut en effet garantir un serrage correct de la carte pour'éviter tout risque de desserrage notamment lorsque l'équipement est soumis à des vibrations ou à des chocs Un tel desserrage engendrerait en effet un mauvais contact entre la carte et le connecteur En particulier, si la carte est revêtue d'un drain thermique qui assure l'évacuation des calories dissipées par les composants vers le con- necteur lui-même relié à une source froide, le desserrage du connecteur engendre une élévation de température des composants supportés par la carte Suivant l'élévation de température atteinte, on constate soit l'abaissement de la durée de vie des composants (celle-ci peut être divisée par 2 pour une élévation de température de 10 'C environ), soit le non respect des performances des compo- sants si la température dépasse la valeur extrême de fonction- nement, soit le destruction de ces composants si cette température dépasse la valeur maximum admissible. De tels incidents créent donc nécessairement des pertur- bations de fonctionnement du système électronique concerné Or, ce type d'équipement nécessitant l'utilisation de connecteurs électri- ques et/ou thermiques est généralement très complexe et comporte une grande densité de cartes imprimées sous un faible volume, difficilement accessible Il est donc aisé de comprendre qu'il est souhaitable d'éviter les perturbations -de fonctionnement de ces circuits et donc d'assurer des connexions électriques et/ou thermi- ques présentant le moins de risques possibles. Le système de connexion selon l'invention permet de résoudre aisément le problème posé et d'améliorer ainsi la fiabilité des équipements utilisant ce système Dans ce but, il comporte au moins un contact électrique et/ou thermique qui vient s'appuyer contre les contacts électriques et/ou thermiques correspondant de la carte sous l'action d'une came, ladite came comportant -au moins, une partie plane dans sa-position de verrouillage de la carte, de manière- à créer une position d'équilibre stable de -la came Lorsqu'on provoque une légère rotation de la came autour de cette -position stable, elle tend neturelleinent à revenir vers, cette position Pour déverrouiller la came, il faut franchir un "point dur" dont l'effet provoque une sensation tactile lors des opérations de déconnexion. De même, lors de l'opération de connexion, il est nécessaire de passer par ce "point dur" avant d'arriver à la position d'équilibre stable Par ailleurs, le passage au-delà du "point dur" provoque généralement un "bruit" audible La position de verrouillage de la carte correspond donc au passage d'un point dur ayant la double fonction de créer une sensation tactile et une sensation audible pour l'utilisateur Les systèmes de connexion selon l'invention supportent très bien tous les essais en vibration et essais thermiques sans desserrage de ladite came. De préférence, on munira la came de deux plats disposés symétriquement par rapport à la position d'équilibre stable de celle- ci correspondant à la position de déconnexion du système L'avan- tage en est évidemment une possibilité de blocage par rotation dans l'un ou l'autre sens Ceci facilite également le montage des cames pour connecteurs situés à droite ou à gauche de la carte. Selon un autre aspect, le système de connexion comporte au moins un contact électrique et/ou thermique qui vient s'appuyer contre les contacts électriques et/ou thermiques correspondants de la carte sous l'action d'une came, ladite came comportant une première partie (DA) de rayon croissant jusqu'à une valeur O O correspondant à l'application d'une force progressive sur les con- tacts, une seconde partie (AC) de rayon décroissant jusqu'à une valeur minimale x min correspondant à un équilibre stable de la came en position de verrouillage et une troisième partie (CB) de rayon croissant jusqu'à une valeur maximum Rmax supérieure ou égale à 0. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent: la figure 1, un système d'interconnexion muni d'une came selon l'art antérieur, la figure 2, un système d'interconnexion muni d'une came selon l'invention, la figure 3, un mode préférentiel de réalisation de la came utilisée dans le système de la figure 2, la figure 4, une courbe montrant la variation du rayon de la came en fonction de l'angle de rotation de celle-ci, la figure 5, une vue schématique du système selon l'invention dans le cas de vibrations. Sur la figure 1, est représentée une carte constituée d'un circuit imprimé 4 revêtu d'un drain thermique 5 et sur laquelle est connecté un composant électronique 2 dissipant une grande quantité de chaleur Entre le composant 2 et le drain thermique 5 est intercalé un joint thermique 3 qui est une pâte conductrice facili- tant le transfert de calories entre les deux Le drain thermique 5 est enfiché dans le connecteur 6 comportant deux parois sensiblement verticales 10 et 13 reliées par une paroi horizontale 14 La paroi verticale 10 est au contact du drain thermique 5 le long de sa face 9 Ce drain thermique 5 est placé contre la face 9 par l'intermé- diaire d'un contact élastique 8 s'appuyant sur l'autre face du drain 5. Ce contact élastique 8 est maintenu en position par une came rotative 7 qui suivant son orientation permet l'introduction du drain thermique dans le connecteur ou son maintien dans celui-ci Dans la position représentée sur la figure 1, la came maintient le drain thermique au contact de la paroi 9 La paroi 14 du connecteur thermique 6 est au contact d'une paroi froide 12 elle-même reliée ou faisant partie du bâti extérieur de l'équipement électrique consi- déré Il est à noter que selon une variante représentée sur cette figure, le contact élastique 8 peut être également un contact électrique dans la mesure o le circuit imprimé 4 se prolonge jusqu'à l'extrémité du drain thermique Dans ce cas, le contact 8 compor- tera plusieurs contacts parallèles indépendants les uns des autres dans un axe perpendiculaire au plan de la figure Bien entendu, dans ce cas, la base du contact 8 traverse la paroi 14 et la source froide 12 de manière à être relié électriquement à d'autres éléments extérieurs. Sur la figure 2, est représenté un système d'interconnexion thermique selon l'invention, système dans lequel les éléments ayant les mêmes fonctions portent les mêmes références En premier lieu, il faut noter que le connecteur 6 est encastré dans la paroi froide 12 de manière à supprimer la paroi 10 du connecteur de la figure 1. Comme dans le cas la figure 1, la came 7 plaque le contact 8 contre le drain thermique 5 Toutefois, selon l'invention, cette came 7 comporte deux parties planes 15 et 16 destinées à maintenir plus efficacement le drain thermique 5 et éviter la désolidarisation de celui-ci d'avec la paroi froide lors des vibrations ou chocs subis par l'équipement électrique incorporant ce système. Cette came 7 munie de ses deux parties planes 15 et 16 va maintenant être décrite plus en détail à l'aide de la figure 3, sur laquelle les mêmes éléments que ceux des figures précédentes portent les mêmes références Sur cette figure, la came 7 a été divisée en quatre secteurs 41 i 42, 43 et 44 délimités par les axes XX' et YY' L'axe XX' est un axe de symétrie de la carne passant par le point 45 qui est le oentre des deux secteurs circulaires 41 et 42 de rayon identique R max Cette partie cylindrique de la came se termine sensiblement au niveau de l'axe YY' perpendiculaire à l'axe XX', I'intersection des deux axes étant le point 45 Les secteurs 43 et 44 comportent une partie de rayon minimum Rmin représentant la distance entre le point 45 et le point D Ces secteurs 43 et 44 se terminent respectivement au point B par un rayon égal à Rmax* Au point A de ces secteurs représentant un angle O de l'ordre de 70 (voir figure 4) , la came comporte une partie plane AB faisant un angle avec l'axe XX' de l'ordre de 150 Cet angle est inférieur à l'angle entre la tangente au point A à la partie arrondie AI) et l'axe XX' de sorte que le rayon variable O de la came passe par un minimum x min sensiblement au point C (voir figure 4) La longueur AB et l'angle entre AB et l'axe XX' sont tels que la distance entre le point 45 et le point B (R max) est supérieure à la distance O entre le point 45 et le point A. Il est aisé de comprendre à l'aide des figures 3 et 4 le fonctionnement de la came dans le système, de l'invention La position de déconnexion ou d'ouverture du système selon l'invention correspond à la position du point D sensiblement le long de l'axe YY' La connexion du système s'effectue par rotation de la came autour du point 45 dans un sens ou dans l'autre, ce qui par augmentation du 'rayon l'épaisseur considérée du drain thermique 5. La figure 5 représente une vue schématique d'un système - d'utilisation du connecteur selon l'invention -Ainsi qu'on peut le constater, le circuit imprimé i soumis à des vibrations (ihdiqué par des flèches sur -là figure) ne peut se déconnecter des glissières thermiques grâce-à la forme appropriée de la 'came malgré l'impor- tant mouvement d'oscillation de celui-ci qui provoquerait en l'ab- sence des parties planes sur cette came une désolidarisation pro- gressive du drain et du contact 8. REVENDICATIONS 1 Connecteur pour carte imprimée ( 4, 5) portant des compo- sants électriques ( 2) à relier à un circuit électrique et/ou une source froide, caractérisé en oe qu'il comporte au moins un contact électrique et/ou thermique ( 8) destiné à s'appuyer contre les con- tacts électriques et/ou thermiques correspondants de la carte sous l'action d'une came ( 7) pour rendre la carte solidaire du connecteur, ladite came ( 7) comportant au moins une partie plane ( 15, 16) de manière à créer une position d'équilibre stable de celle-ci dans sa position de verrouillage de la carte. 2 Connecteur selon la revendication 1 dans lequel la came se déplace par rotation autour d'un axe, caractérisé en ce que la distance entre l'axe de rotation ( 45) de la came ( 7) et au moins un point (C) de la partie plane est inférieure à la plus petite des distances ( min) entre oet axe ( 45) et les extrémités (A, B) de la partie plane. 3 Connecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que la came ( 7) est symétrique par rapport à un plan passant par son centre de rotation et dans sa zone de plus faible rayon. 4 Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie plane ( 15, 16) de la came ( 7) est située entre son axe de rotation et le plan tangent à l'une des extrémités (A) de la partie plane (AB). Connecteur de carte portant des composants électriques à relier à un circuit électrique et/ou une source froide, caractérisé en oe qu'il comporte au moins un contact électrique et/ou thermique ( 8) qui vient s'appuyer contre les contacts électriques et/ou thermiques correspondants de la carte sous l'action d'une came ( 7), ladite came ( 7) comportant une première partie (DA) de rayon croissant jusqu'à une valeur (CB) de rayon croissant jusqu'à une valeur maximum (Rmax) supé- rieure ou égale à O. 6 Système de connexion électrique et/ou thermique, carac- térisé en ce qu'il comporte au moins deux connecteurs selon l'une des revendications 1 à 5, disposés en vis-à-vis entre lesquels est disposée une carte imprimée revêtue de composants électriques.