Brevet FR2556140A1 — publié le 19850607

Connecteur pour cartes à circuits imprimés La présente invention a trait à un connecteur, pour cartes à circuits imprimés, destiné à relier électriquement les pistes de deux ou plusieurs cartes à circuits imprimés disposées parallèlement. Lorsque l'on désire relier entre elles deux cartes à circuits imprimés disposées parallèlement, on utilise usuellement, pour chaque carte, un connecteur de carte dont les contacts individuels s'appliquent directement sur les pistes, ou bien sont reliées aux pistes, ou autres conducteurs de carte, notamment par soudure, les contacts des deux connecteurs de carte devant être reliés électriquement entre eux, ce qui nécessite des soudures supplémentaires. On comprend qu'une telle disposition, en augmentant considérablement le nombre de liaisons électriques, diminue d'autant la fiabilité de la connexion. En outre, une telle disposition est encombrante et coûteuse et se complique lorsque le nombre de cartes à circuits imprimés à interconnecter augmente.De plus, l'encombrement des connecteurs de carte interdit de réduire le pas des cartes qui est usuellement de 12,70 mm alors que des pas de 6,35 mm seraient hautement souhaitables. On a également déjà prévu de relier entre elles, deux à deux, des cartes à circuits imprimés disposées parallèlement, cette fois-ci en interconnectant les plages qui se font face, de deux cartes consécutives, par chaque fois un circuit souple constitué d'un câble ruban à conducteurs parallèles. Cette solution nécessite cependant la réalisation de liaisons inamovibles entre cartes et rubans conducteurs, ce quoi interdit le remplacement des cartes. On connaît également des liaisons entre cartes à circuits imprimés disposées parallèlement, par l'intermédiaire d'un connecteur comprenant un jonc élastomère allongé, cerclé de lignes parallèles conductrices venant s'appliquer contre les plages des cartes à circuits imprimés avec une pression due à la déformation de l'élastomère. Une telle dispostion permet en principe de réduire le pas mais se prête mal au remplacement d'une carte à circuits imprimés à l'intérieur d'un empilage de plusieurs cartes disposées parallèlement car, la compression ne peut s'appliquer que dans une direction perpendiculaire au plan des cartes, de sorte que le remplacement d'une carte nécessite alors la séparation de l'ensemble des cartes. Enfin, on connaît également des connecteurs munis d'une pluralité de contacts individuels, chaque contact ayant deux surfaces de contact formant un angle entre elles de façon à permettre le raccordement électrique d'une carte et d'un conducteur faisant un angle entre eux. Une telle disposition n'est évidemment pas utile pour le raccordement de cartes entre elles et ne se prête pas au raccordement de cartes placées parallèlement. En outre, les différentes réalisations décrites ci-dessus présentent toutes l'inconvénient de ne pas assurer, à chaque mise en place, un nettoyage des surfaces de contact correspondantes. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un connecteur permettant de relier entre elles, deux à deux, des cartes à circuits imprimés placées parallèlement, qui assure une fiabilité accrue, qui permette une diminution sensible du pas des cartes, par exemple pour atteindre la valeur de 6,35 mm, qui permette une interchangeabilité rapide des cartes et qui assure un contact de très bonne qualité avec nettoyage des zones de contact. L'invention a pour objet un connecteur destiné à relier, deux à deux, des cartes à circuits imprimés disposées parallèlement et présentant, sur leurs faces respectives, une pluralité de plages de contact destinées à coopérer avec le connecteur, caractérisé en ce que le connecteur présente un boîtier susceptible de recevoir les extrémités de deux cartes à circuits imprimés disposées parallèlement et introduites dans le boîtier parallèlement à leur plan, et de les y maintenir, une pluralité de contacts individuels déformables montés dans le boîtier entre les deux cartes au pas des plages conductrices des cartes en au moins une rangée venant s'insérer entre deux cartes consécutives et munis chacun d'au moins deux surfaces de contact destinées à venir au contact de deux plages correspondantes se faisant face des deux cartes, et des moyens actifs pour déformer lesdits contacts entre une position dans laquelle ils sont à l'écart des plages correspondantes des cartes et une position où ils viennent en contact avec lesdites plages. De préférence, le mouvement de déformation des contacts individuels entre leurs deux positions est tel que les surfaces de contact viennent au contact des plages avant d'avoir adopté leur positon définitive et se déplacent sur lesdites plages en un frottement auto-nettoyant. Le contact individuel, réalisé d'un seul tenant, peut prendre diverses formes présentant chaque fois deux zones de contact pour venir en contact avec les deux plages correspondantes des deux cartes disposées de part et d'autre du contact. Dans une forme de réalisation préfé-rée, le contact présente une forme symétrique ou sensiblement symétrique avec à partir d'une base commune, deux branches incurvées s'étendant vers le haut, des moyens actifs étant prévus pour écarter les deux branches l'une de l'autre. De préférence, ces moyens d'écartement peuvent comporter des moyens de rampes susceptibles de coopérer avec les extrémités libres desdites branches pour assurer progressivement, puis maintenir l'écartement desdites branches. Ces moyens de rampes peuvent, par exemple, présenter une forme initialement biseautée avec deux flancs divergents, suivis par deux flancs parallèles pour maintenir l'écartement lorsque les extrémités des branches parviennent sur lesdits flancs parallèles.Les contacts individuels peuvent avantageusement être montés par leur base sur une barrette longitudinale porte-contacts mobile pour le mouvement vers les moyens de rampes, Dans une autre forme de réalisation, l'écartement des deux surfaces d'un contact individuel peut être provoqué par compression du contact dans la direction parallèle aux plans des cartes et le contact individuel peut avantageusement présenter deux branches en forme de S se croisant pour avoir une disposition symétrique, de sorte qu'une déformation tendant à rapprocher dans ladite direction les deux extrémités opposées du contact se traduise par un élargissement du contact jusqu'à ce qu'il assure un contact avec les plages correspondantes des cartes à circuits imprimés, ce contact pouvant être effectué non pas en une seule zone par plage mais éventuellement en deux zones par plage. Dans d'autres formes de réalisation qui paraissent cependant moins avantageuses, le contact peut comporter une seule branche sensiblement recourbée en S ou Z de façon que les courbures latérales correspondant à cette forme constituent deux zones susceptibles de venir respectivement en contact avec les plages correspondantes. Les moyens actifs permettant de déformer le contact peuvent être des moyens quelconques, éventuellement des moyens déjà connus dans les connecteurs de cartes à circuits imprimés à force d'introduction nulle déjà existants. Ces moyens peuvent comporter par exemple une barrette longitudinale porte-contacts reliée à une base ou extrémité de tous les contacts, l'autre extrémité de contact étant fixe de sorte que le rapprochement de la barrette avec l'autre extrémité provoque une déformation et un élargissement du contact individuel alors que l'éloignement provoque une déformation inverse vers la position dans laquelle le contact n'est pas assuré. Les connecteurs selon l'invention peuvent être regroupés en assemblages complexes afin de recevoir un grand nombre de circuits imprimés, ces connecteurs complexes pouvant, le cas échéant, avoir des connecteurs individuels selon deux rangées, l'une pour le bord inférieur des cartes et l'autre pour le bord supérieur des cartes, cette disposition en quinconce permettant d'assurer une liaison électrique sur l'ensemble des plages des différentes cartes à circuits imprimés. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une vue en section transversale d'un connecteur selon l'invention en position d'introduction de carte. La figure 2 représente une vue similaire de ce connecteur en position d'écartement des branches de contact. La figure 3 représente une vue en perspective de la barrette des moyens d'actionnement de ce connecteur. La figure 4 représente une vue en perspective des logement de contact correspondants. La figure 5 représente une vue en section transversale d'une variante des moyens d'actionnement. La figure 6 représente une vue en section transversale d'un ensemble complexe de connecteur individuel. La figure 7 représente une vue d'un connecteur sous une autre forme de réalisation. La figure 8 représente une vue d'un connecteur selon une troisième forme de réalisation. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 4. Le connecteur selon l'invention comporte un boîtier comprenant une partie de boîtier périphérique- 1 en forme de U avec une base la et deux ailes parallèles lb portant à une certaine hauteur deux bords internes lc se faisant face. Ces rebords lc servent de butée de positionnement pour deux cartes à circuits imprimés 2, 3 destinées à être introduites le long de leur plan géométrique, c'est-à-dire verticalement sur le dessin, à l'intérieur du connecteur, lesdites cartes présentant leurs plages conductrices 2a, 3a, tournées respectivement les unes vers les autres vers l'intérieur du boîtier.Le boîtier est complété par une partie de boîtier 4 s'étendant à l'intérieur de la partie I avec sa face supérieure au niveau de l'extrémité supérieure des deux branches lb, cette partie 4 formant avec lesdites branches deux fente-s permettant l'introduction et le guidage des extrémités correspondantes des cartes à cartes imprimés, 2, 3, introduites dans le boîtier. La pièce 4, qui à sa partie supérieure présente une forme parallélépipédique, comporte, du côté inférieur, deux branches parallèles écartées 7 laissant entre elles un passage 6. Les branches 7 forment des rebords 7a qui viennent s'appliquer contre les faces inférieures des rebords lc du boîtier lorsque l'ensemble est monté. La pièce 4 possède une pluralité d'alvéoles 5 écartés au pas des plages 2a, 3a, ces alvéoles ayant une épaisseur relativement faible pour former des sortes de fentes débouchant sur les deux côtes de la pièce 4 ainsi que vers le bas en s'ouvrant sur le passage 6. Du côté opposé au passage 6, les alvéoles 5 sont refermés et en cet endroit se trouvent disposés des moyens de rampes 8, lesquels présentent, dans l'alvéole, à partir d'un sommet commun, deux flancs ou rampes 8a divergeant vers le haut et se poursuivant par deux flancs 8b parallèles verticaux. A la partie inférieure du boîtier est située une barrette porte-contacts 9 de forme allongée susceptible de se déplacer verticalement et ceci à l'intérieur du passage 6. Cette barrette présente plusieurs trous transversaux traversants 9a ainsi qu'une pluralité de petits alvéoles 9b au même pas que les alvéoles 5, ces alvéoles 9b étant destinés à recevoir et à immobiliser les extrémités des contacts individuels comme cela sera décrit par la suite. Sur le fond de la partie de boîtier 1, c'est-à-dire sur la base la, peut coulisser longitudinalement en direction horizontale une pièce de manoeuvre 10 présentant deux éléments longitudinaux 10a réunis en leur deux extrémités et laissant entre eux -un passage à l'intérieur duquel peut coulisser verticalement la barrette porte-contacts 9. On comprend donc que, dans son mouvement vertical, la barrette porte-contacts 9 se trouve guidée à sa partie inférieure entre les éléments longitudinaux 10a et à sa partie supérieure entre les branches 7. Les éléments longitudinaux 10a présentent des fentes, inclinées à la façon d'une rampe, destinées à coopérer avec des axes 11 traversant les orifices 9a de la barrette porte-contacts 9 et pénétrant dans des fentes verticales le de la partie de boîtier 1, de sorte que, si la pièce 10 se déplace longitudinalement par rapport à la barrette porte-contacts 9 et au boîtier, les extrémités dépassantes de ces axes 11, coopérant avec les fentes en forme de rampe, provoquent le soulèvement ou l'abaissement de la barrette porte-contacts 9 par rapport au boîtier, selon un mécanisme analogue à celui décrit dans le brevet français déposé le 20 mars 1975 sous le nO 75 08660. Les contacts individuels 12 sont constitués chaque fois d'une lamelle métallique conductrice, éventuellement recouverte d'un revêtement usuel. Ces lamelles 12 présentent une forme sensiblement symétrique de part et d'autre d'un plan vertical. Elle présentent une base 12a à partir de laquelle s'étendent deux branches 12b qui possèdent une courbure extérieure convexe 12c formant la zone de surface de contact à proprement parler. Au-delà de la courbure 12c, chaque branche revient vers l'intérieur en une portion 12d qui s'évase dans sa partie terminale 12e. Le pliage est tel, dans la zone de base 12a, que les branches 12b ont normalement tendance à se rapprocher l'une de l'autre. Bien entendu, à la place de lamelles, les contacts individuels pourraient être constitués de fils métalliques de sections diverses. Les contacts individuels 12 sont logés dans les alvéoles 5 en étant également reçus par leurs bases communes 12a convenablement déjetées vers l'un des côtés dans des creusures 9c des logements 9b de la barrette porte-contacts 9. il en résulte que, grâce à ce montage, chaque contact individuel 12 est rendu solidaire de ladite barrette de sorte que celle-ci va se soulever ou s'abaisser avec les contacts. Dans la position abaissée, dans laquelle les deux branches 12b des contacts 12 disparaissent à l'intérieur de l'alvéole 5, comme on le voit sur la figure 1, les zones terminales 12e des branches s'appuient sur les surfaces de rampes 8a au voisinage de leur sommet commun. Le fonctionnement est le suivant A partir de la position représentée sur la figure 1 dans laquelle la barrette de contact 9 est en position basse, on fait coulisser horizontalement et longitudinalement la pièce 10, provoquant la remontée de la barrette 9. Celle-ci repousse les contacts 12 vers le haut et, en raison du contacts entre les extrémités incurvées 12e et les rampes 8a, les extrémités 12e vont s'écarter sous l'effet de rampe et par conséquent écarter latéralement les branches 12b. Au fur et à mesure de leur remontée, celles-ci viennent par leur zone courbée 12c, au contact des plages 2a et 3a. En fin de course, comme on le voit sur la figure 2, les extrémités 12e des branches parviennent sur les parties de rampes verticales 8b qui maintiennent la position pour la situation haute de la barrette 9.En variante les parties de rampe 8b pourraient être légérement divergentes pour augmenter encore la pression pendant la course d'autonettoyage. On comprend donc que non seulement on obtient ainsi un contact excellent avec la pression voulue contre les plages conductrices des cartes à circuits imprimés mais encore qu'en dehors de leur mouvement d'expansion, les branches 12b sont également soumises à un mouvement vers le haut qui se poursuit alors que le contact électrique est déjà établi avec les plages, ce qui assure un autonettoyage des surfaces de contact en présence. A l'inverse, lorsque l'on veut retirer les cartes à circuits imprimés, on fait descendre la barrette, ce qui rétracte les branches de contact à l'intérieur des alvéoles 5 et libére les cartes à circuits imprimés 2 et 3. En se référant maintenant à la figure 5, on voit une variante dans laquelle les moyens d'entraînement ainsi que la barrette porte-contacts sont différents. Le porte-contacts 9 est remplacé par la partie 13a d'une pièce 13 susceptible de coulisser verticalement à l'intérieur de la partie de boîtier 1, entre une position basse et une position haute. Cette pièce présente la forme d'un tube extérieurement carré avec un passage interne 13b à lsintés rieur duquel s'étend un axe longitudinal 14 pivoté aux deu extrémités sur le boîtier. Cet axe 14 porte un excentrlque circulaire 15.On comprend donc que la rotation de liane 14, faisant tourner l'excentrique 15, provoque le mouvement vers le haut ou vers le bas de la pièce 13 et, par conséquent, l'écartement des branches de contact ou leur rétraction à l'intérieur des alvéoles 5. Bien entendu, d'autres moyens d'entraînement pourraient être également utilisés. On se réfère maintenant à la figure 6 sur laquelle on voit un connecteur complexe. Ce connecteur complexe est formé de cinq connecteurs individuels tels que décrits ci-dessus et représentés de façon tout à fait schématique, à savoir trois connecteurs inférieurs et deux connecteurs supérieurs, respectivement disposés en quinconce pour coopérer avec les bords inférieur, respectivement supérieur de cartes à circuits imprimés, dont les pistes sont prévues, à chaque extrémité de carte, sur l'une ou l'autre face de la carte. On voit que l'on réalise ainsi la connexion entre des cartes à circuits imprimés 2, 3 par l'intermédiaire du connecteur inférieur central 16, entre les cartes 3 et 2' par le connecteur supérieur de droite 16 et entre la carte 2' et une petite carte 3' par le connecteur inférieur de droite 16, la carte 3' pouvant être reliée à une autre carte 17 par une connexion soudée quelconque. De l'autre côté, la carte 2 est reliée à une carte 3" par l'intermédiaire du connecteur supérieur 16 de gauche et celle-ci peut être reliée à un circuit souple tel qu'un ruban à pistes conductrices 18 par l'intermédiaire d'un connecteur 16 situé à gauche en bas, ceci avec interposition d'une cale d'épaisseur isolante 19 permettant de serrer le circuit souple entre la cale et la branche correspondante des différents contacts 12. En se reférant à la figure 7, on voit une autre forme de réalisation d'un connecteur selon l'invention avec un boltier 20 ayant une forme proche de celle de la partie de boîtier 1, le boîtier 20 formant deux branches 20b à partir d'une base épaisse 20a. Dans la base 20a se trouve disposé un passage 20c ouvert vers le haut à l'intérieur duquel peut coulisser une pièce longitudinale 21 guidée dans le passage sous l'effet dfune barrette allongée ovoide 22, susceptible de tourner autour d'un axe excentrique 23. Les alvéoles de contact sont définis par une partie de boîtier 24 de forme parallèlépidédique venant affleurer à la partie supérieure du boîtier et présentant des alvéoles 25 au même pas que les alvéoles 5. Dans chaque alvéole 25, peut se débattre un contact individuel 26 qui peut être obtenu à partir d'une lamelle métallique allongée fendue en deux sur sa plus grande longueur, la fente étant interrompue aux deux extrémités de la lamelle. On replie alors chacune des deux parties de lamelle délimitée par la fente, en forme de S comme on le voit sur la figure, les deux S ainsi formés étant inversés. On obtient alors un contact ayant une forme de 8 dont une extrémité inférieure est insérée dans une fente d'une pièce 21a alors que l'ex- trémité supérieure est insérée dans une fente d'une pièce 24a portée par la partie de boîtier 24.On comprend, en conséquence, que si l'on amène le contact vers la position haute dans laquelle les deux zones de contacts 26a, 26b des lamelles sont appliquées à l'extérieur avec une force élastique de contact contre les pistes des cartes à circuits imprimés, on obtient un contact électrique de très bonne qualité au moins sur l'une des zones 26a, 26b et ceci pour chacune des deux parties en forme de S. Bien entendu, le contact 26 pourrait aussi être réalisé en fil. Pour ramener le contact en position rétractée à l'intérieur de l'alvéole, il suffit de tourner la pièce 22 de façon à permettre, par exemple sous la propre élasticité des contacts individuels 26, le coulissement de la pièce 5 vers le bas et l'effacement du contact individuel à l'intérieur de l'alvéole 25 en raison de l'allongement du contact. En se référant à la figure 8, on voit une connecteur selon une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle chaque contact individuel qui est constitué d'une lamelle ou fil métallique est bloqué à sa partie su périeure contre une pièce analogue à la pièce 24 et à sa partie inférieure à l'intérieur d'une barrette porte-contacts , telle que par exemple la barrette porte-contacts 9. Le contact individuel 27 est composé d'une lamelle ou fil métallique possédant deux coudes 27a et 27b, qui lorsque l'on déplace la barrette porte-contacts vers le haut, tendent à sortir de l'alvéole 25 et à venir en contact avec les pistes correspondantes 2a, 3a, des cartes à circuits imprimés avec un léger mouvement vers le haut permettant d'obtenir également un certain auto-nettoyage des surfaces en contact. En variante, ce contact pourrait également avoir une forme de S comme une des branches du contact individuel 30. Cependant, d'une façon générale, cette forme de réalisation n'est pas préférée car il est de loin plus avantageux d'avoir un contact à deux branches distinctes, tel que le contact 12 ou le contact 26, afin d'éviter des différences dans les pressions de contact au niveau des plages respectives 2a, 3a. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de formes ou de matériaux sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Connecteur destiné à relier, deux à deux, des cartes à circuits imprimés (2, 3) disposées parallèlement et présentant, sur leurs faces respectives, une pluralité de plages de contact (2a, 3a) destinées à coopérer avec le connecteur, caractérisé en ce que le connecteur présente un boîtier (1 + 4, 20 + 24) susceptible de recevoir les extrémités de deux cartes à circuits imprimés (2, 3) disposées parallèlement et introduites dans le boîtier parallèlement à leur plan, et de les y maintenir, une pluralité de contacts individuels déformables (12, 26, 27) montés dans le boîtier entre les deux cartes au pas des plages conductrices (2a, 3a) des cartes en au moins une rangée venant s'insérer entre deux cartes consécutives (2, 3) et munis chacun d'au moins deux surfaces de contact (12c, 26a, 26b) destinées à venir au contact des deux plages correspondantes (2a, 3a) se faisant face des deux cartes, et des moyens actifs (8 + 9, 8 + 15, 22 + 24a, 9 + 24) pour déformer lesdits contacts (12, 26, 27) entre une position dans laquelle ils sont à l'écart des plages correspondantes (2a, 3a) des cartes et une position où ils viennent en contact avec lesdites plages. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de leur déformation, lesdits contacts individuels (12, 26, 27) sont animés d'un mouvement tel qu'ils viennent au contact des plages (2a, 3a) avant d'avoir adopté leur position définitive et se déplacent sur lesdites plages en un frottement auto-nettoyant. 3. Connecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le contact (12, 26) présente une forme symétrique. 4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en-ce que le contact (12) présente, à partir d'une base (12a), deux branches incurvées (12b) s'étendant vers le haut et dont les extrémités libres (12e) coopèrent avec des moyens de rampes (8) pour assurer et maintenir l'écartement des branches pour un contact avec les plages (2a, 3a). 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de rampes (8) présentent une forme initialement biseautée avec deux flancs divergents (8a) suivis par deux flancs parallèles ou peu divergeants (8b) maintenant l'écartement des branches. 6. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contact individuel (26, 27) est monté de façon à pouvoir être comprimé dans une direction parallèle au plan des cartes pour provoquer l'écartement de ses surfaces de contact vers les deux plages (2a, 3a). 7. Connecteur selon l'ensemble des revendications 3 et 6, caractérisé en ce que le contact individuel (26) présente deux branches en forme de S se croisant, donnant à l'ensemble du contact une forme de 8. 8. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les contacts (12, 26, 27) sont montés sur une barrette porte-contacts (9, 13a, 21) longitudinale, mobile dans un plan parallèle au plan desdites cartes. 9. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boîtier comporte une partie périphérique (1) avec, à partir d'une base (la), deux branches parallèles (lb) munies de deux rebords internes se faisant face (lc) faisant office de butée pour le bord de carte (2, 3) et retenant une deuxième partie de boîtier (4, 24) présentant une pluralité d'alvéoles (5) au pas des contacts individuels pour loger les contacts individuels, lesdits contacts individuels étant effacés à l'intérieur desdits alvéoles (5) lorsqu'il ne sont pas en contact avec lesdites plages et émergeants desdits alvéoles (5) lorsqu'ils viennnent en contact avec lesdites plages (2a, 3a).