Brevet FR2556551A1 — publié le 19850614

Dispositif d'interconnexion électrique de cartes de circuit imprimé La présente invention concerne un dispositif d'interconnexion électrique de cartes de circuit imprimé. Pour réaliser la connexion de cartes de circuit imprimé entre elles, un procédé connu consiste à fixer sur les cartes des connecteurs et à réaliser une interconnexion des broches des connecteurs au moyen d'un plancher d'interconnexion. Le procédé précité présente l'inconvénient d'être mal adapté aux réalisations modulaires consistant à assembler des ensembles électroni- ques à partir de cartes de circuit imprimé choisies dans un standard o iO chaque type de carte est défini par sa fonction spécifique, car toute permutation dans l'ordre des cartes, ou tout changement dans la nature des cartes mises en oeuvre, entraîne des modifications du câblage du plancher d'interconnexion ou du raccordement des circuits imprimés à leur connecteur, ce qui par voie de conséquence augmente les temps d'étude et de mise au point des réalisations obtenues par ce procédé. Le procédé précité a aussi pour inconvénient de conduire à des réalisations de poids non négligeables et volumineuses préjudiciables à certains domaines d'applications o la réduction du poids et du volume sont recherchés, en particulier lorsque ces réalisations sont destinées à faire partie d'équipements pour satellites de télécommunication. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet l'invention a pour objet, un dispositif d'interconnexion de cartes de circuit imprimé, maintenues dans des positions fixes les unes par rapport aux autres, le dispositif comprenant des connecteurs fixes ?5 chacun à une carte de circuit imprimé, chaque connecteur étant constitué par un bloc support en matériau diélectrique et une ou plusieurs broches métalliques de connexion partagées chacune en au moins deux parties, une première partie étant fixée au bloc support et la deuxième partie étant en saillie sur le bloc support, caractérisé en ce que chaque deuxième partie d'une broche d'un connecteur traverse le circuit imprimé de la carte à laquelle son bloc support est fixé au travers d'un trou métallisé pmw réaliser une connexion entre la broche et au moins une cteu du circuit imprimé, et a une longueur ajustable pour permettre dans une première situation sa mise en contact directe avec la premire partie d'une broche en regard d'un connecteur d'un circuit imprimé adjvoent ou dans une deuxième situation sa séparation de la broche en regard du connecteur du circuit imprimé adjacent. Selon une autre caractéristique de l'inventiof, ctque cieo t imprimé supporte une première série de plots de connexion reis éi-eri- quement respectivement à une broche de connexion et une deia-e see de plots de connexion reliés électriquement chacun à au menis conducteur du circuit imprimé, pour permettre la connexion à ole des broches de connexion aux conducteurs du circuit imprimé reiés aux plots de la deuxième série au moyen de fils conducteurs reliant les pts de la première série aux plots de la deuxième série. Le dispositif de connexion selon l'invention a pour unipa avantage qu'il permet des réalisations d'unités électroniques esntièremeMt modulaires, chaque module comprenant une carte de cirait - N ià une ou plusieurs couches munie du connecteur de l1inventiîm 1 penmet également d'obtenir des ensembles électroniques compacts de faie volume par empilage des modules les uns contre les autres eut en aed possible des inversions dans l'ordre de ceux-ci, ou l'adjonctio de nmdi s supplémentaires sans que ceci implique des modifications dams les s des conducteurs des circuits imprimés, lorsqu'en cours dtude o mide au point des unités électroniques une permutation dans Axdre ds modules, une adjonction ou une suppression de module s'as A cssai D'autres caractéristiques et avantages de Plinvetion apparatru également à l'aide de la description qui va suivre faite au regard des dessins annexés qui représentent: - la figure 1 une vue en coupe d'un mode de réaal dm connecteur selon Pinvention; la figure 2 une vue en coupe d'une variante de riaUsation d'm connecteur selon l'invention comportant des broches de cannexion amovi- bles; la figure 3 une vue en coupe d'un ensemble modulaire obtenu par empilement de plusieurs connecteurs et de leurs circuits imprimés, selon l'invention la figure 4 un exemple de réalisation d'une interconnexion d'un circuit imprimé aux broches de son connecteur; la figure 5 une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un connecteur à broches amovibles courtes permettant l'interconnexion d'une broche à un conducteur de la carte sans interconnexion avec le connecteur de la carte précédente; la figure 6 un schéma d'interconnexion de plusieurs cartes reliées par le dispositif d'interconnexion de l'invention. Le connecteur selon l'invention représenté à la figure I comprend un bloc support I en matériau diélectrique et un ensemble de broches de connexion 2 de dimensions approximativement identiques supportées par le bloc support 1, dont une seule apparaît sur la vue en coupe de la figure 1. Chaque broche de connexion 2 se compose de deux parties 3 et 4 aboutissant respectivement à une des deux extrémités d'une broche 2, la première partie 3 est fixée en étant noyée à l'intérieur du bloc support 1 et la deuxième partie 4, représentée sous la forme d'un épaulement cylindrique à une extrémité de la première partie 3, ressort en saillie du bloc support 1. La première partie 3 comprend à son extrémité non adjacente à l'épaulement 4 une partie évidée 5 sous la forme d'un trou cylindrique dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe de révolution de l'épaulement 4 et dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre de l'épaulement 4 de manière à permettre l'engagement dans le trou 5 d'une autre partie 4 d'une autre broche 2 de mêmes dimensions appartenant à un autre connecteur. Le connecteur représenté à la figure 1 est placé sur une plaque de circuit imprimé multicouche 6, la connexion de chacune des broches 2 du connecteur au circuit imprimé étant obtenue par l'engagement de chaque deuxième partie 4, à l'intérieur d'un trou métallisé 7, le contact électrique de la deuxième partie 4 avec le trou métallisé 7 étant obtenu à l'aide d'un cordon de soudure 8. Le trou métallisé 7 réalise la liaison électrique entre la partie 4 de la broche 2 et un conducteur 9 du circuit imprimé multicouches 6. La fixation du bloc support I au circuit imprimé 6 est assurée par des trous 10 et 11 alignés pour permettre l'engagement d'un boulon de fixation, non représenté. Une variante de réalisation du connecteur selon l'invention est représentée à la figure 2, o les éléments similaires au connecteur représenté à la figure I sont reproduits avec les mêmes références. Le connecteur représenté à la figure 2 diffère de celui de la figure 1 par le mode particulier de réalisation des broches de connexion dont les parties 3 et 4 sont amovibles l'une par rapport à l'autre. La première partie 3 de la broche 2 a la forme d'une douille percée d'un trou fileté 12 à l'extrémité opposée à celle pourvue du trou 5, l'axe longitudinal du trou fileté 12 étant confondu à l'axe longitudinal du trou 5. La partie 4 est filetée à une extrémité par un filetage 13 pour permettre son vissage dans le trou fileté 12 et réaliser la réunion des parties 3 et 4 ensemble. Naturellement le mode de fixation des parties 3 et 4 ensemble n'est pas limité à celui représenté à la figure 2 d'autres modes de fixation notamment par sertissage, clavetage, enclenchement au moyen par exemple de "clips" ou tous autres moyens équivalents sont en effet possibles. On comprendra également que la forme cylindrique donnée aux broches de connexion dans les exemples de réalisation des figures 1 et 2 n'est pas unique et que toutes les formes coniques parallélépipédiques, sphériques ou autres permettant le contact électrique des broches l'une dans l'autre sont également réalisables. Un exemple d'utilisation de connecteurs du type de celui représen- té à la figure 2 pour réaliser un ensemble modulaire formé par un empilement de plusieurs circuits imprimés est représenté à la figure 3. Sur la figure 3 chaque circuit imprimé 61, 62 représenté est fixé à un cadre métallique 14, 142, les connecteurs associés constitués par les blocs supports 11 et 12 et les broches de connexion 21 et 22 étant représentés enfiches l'un dans l'autre, la deuxième partie 41 de la broche 21 du connecteur de la carte de circuit imprimé 61 étant engagée à 'l'intérieur du trou de connexion 52 de la broche de connexion 22 du connecteur du circuit imprimé 62, réalisant dans l'exemple représenté l'interconnexion entre le conducteur 91 du circuit imprimé 61 et le conducteur 92 du circuit imprimé 62. Des interconnexions semblables peuvent ainsi être obtenues de proche en proche entre chaque connecteur adjacent d'un ensemble modulaire de cartes de circuit imprimé, l'intercon- nexion se faisant toujours par insertion de la partie 4 d'une broche 2 dans le trou 5 d'une broche 2 d'un connecteur d'une carte adjacente. Les cadres métalliques 14 sont maintenus fixés les uns contre les autres par des boulons non représentés s'engageant dans les trous de fixation 15. L'interconnexion d'une carte de circuit imprimé aux broches de son connecteur est maintenant décrite à l'aide de la figure 4. Sur la figure 4 un circuit multicouche 6 est représenté comme à la figure 5 sur un cadre support 14. Le circuit multicouche 6 supporte un réseau de plots de connexion tels que 15, 16 et 17 qui permet de réaliser des interconnexions entre les broches 2 du connecteur et les conducteurs intérieurs du circuit imprimé, distribuant ainsi de façon spécifique les signaux passant d'une carte à l'autre en laissant la possibilité d'effectuer des modifications importantes des interconnexions. Dans l'exemple montré à la figure 4 le conducteur 18 intérieur au circuit imprimé est relié à une broche 2b par l'intermédiaire des plots de connexion 15 et 16 reliés électriquement ensemble par un fil conducteur 19 et par la liaison conductrice 20 intérieure au circuit imprimé 6 reliant le plot 16 à la broche 2b. Malgré l'intérêt évident du réseau de plots de connexion, rusage de ce réseau pour le transport de tous les signaux n'est pas obligatoire, il va de soi que certains signaux ou certaines tensions telles que les tensions d'alimentation des cartes de circuit imprimé pourront &tre distribuées sur un bus commun formé par une ou plusieurs lignes de broches alignées en contact les unes avec les autres dans l'ensemble des connecteurs sans transiter par le réseau de plots de connexion. Selon une autre caractéristique de l'invention la longueur des parties amovibles 4 d'une broche est ajustable. En effet, pour prévenir les modes de réalisation ou certains conducteurs d'une carte doivent être interconnectés seulement à des conducteurs de la rmême carte par le réseau de plots de connexion sans être interconnectés par le connecteur de l'invention aux circuits d'une carte adjacente, la deuxième partie amovible 41 d'une broche reliée au conducteur par l'intermédiaire d'un plot de connexion peut dans ce cas avoir une longueur plus courte pour rendre impossible l'engagement et le contact de la deuxième partie amovible 41 à l'intérieur d'un trou 52 d'une broche directement en regard d'une carte adjacente comme ceci est représenté à la figure 5 pour les broches marquées 21 et 22. Un schéma d'interconnexion de cartes de circuit rmulticouches obtenu avec le dispositif d'interconnexion selon l'invention est montré à la figure 6 qui représente des modes de connexion en coupe dans le mêmne plan perpendiculaire aux faces planes des circuits imprimés référencés de a à f. Dans l'exemple représenté le signal IA est un signal commun distribué sur toutes les cartes par tous les connecteurs, le signal 2A est un signal distribué seulement sur les cartes a, b, c, la liaison avec les connecteurs des autres cartes étant coupée par la broche amovible du connecteur de la carte d qui a une dimension courte Pempêchant de rentrer en contact avec la broche directement en regard du connecteur de la carte c, le signal 1 C est un signal transitant de la carte c à la carte d la liaison de la broche recevant ce signal étant coupée avec la broche correspondante de la carte b et étant également coupée avec la broche correspondante de la carte e, le signal 3A est un signal transitant de la carte a à la carte b sans aller sur les autres cartes car la liaison entre la broche correspondante recevant ce signal de la carte b avec l'ensemble des autres cartes cdef est coupée. On peut remarquer également que l'ensemble des broches interconnectées sur la ligne a de la figure 6 distribue sur toutes les cartes un signal commun alors que les broches situées sur les lignes e et a permettent les interconnexions particulières suivant la longueur grande ou petite des parties amovibles des broches 2 de chaque connecteur. Le dispositif qui vient d'être décrit permet de réaliser des permutations entre cartes sans que ces permutations entraî- nent des modifications dans les dessins et les circuits imprimés, dans le cas par exemple d'une permutation entre la carte e et la carte b le cheminement du signal lA n'est pas affecté et les autres signaux peuvent être redistribués en intervenant seulement sur les liaisons entre les plots d'interconnexion des cartes concernées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'interconnexion de cartes de circuit imprimé (61, 62), maintenues dans des positions fixes les unes par rapport aux autres,le dispositif comprenant des connecteurs fixés chacun à une carte de circuit imprimé, chaque connecteur étant constitué par un bloc support (1) en matériau diélectrique et une ou plusieurs broches métalliques de connexion partagées chacune en au moins deux parties (3, 4) une première partie (3) étant fixée au bloc support et la deuxième partie (4) étant en saillie sur le bloc support (1), caractérisé en ce que chaque deuxième partie (4) d'une broche d'un connecteur traverse le circuit imprimé de la carte à laquelle son bloc support est fixé au travers d'un trou métallisé (7) pour réaliser une connexion entre la broche et au moins un conducteur (9) du circuit imprimé, et a une longueur ajustable pour permettre dans une première situation sa mise en contact directe avec la première partie (3) d'une broche en regard d'un connecteur d'un circuit imprimé adjacent ou dans une deuxième situation sa séparation de la broche en regard du connecteur du circuit imprimé adjacent. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (3) de fixation d'une broche comprend une partie évidée (5) pour permettre l'insertion et le contact de la première partie (3) avec la deuxième partie (4) d'une autre broche. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie évidée (5) est formée par un trou cylindrique et en ce que la deuxième partie (4) d'une broche est cylindrique et a un diamètre déterminé pour permettre le contact et son insertion à l'intérieur du trou formant la partie évidée (5) d'une autre broche. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la deuxième partie (4) d'une broche est fixée de façon amovible sur la première partie (3). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la deuxième partie d'une broche est vissée à la première partie (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque circuit imprimé comprend une première série de plots (15) de connexion reliés électriquement respectivement aux broches de connexions (2) et une deuxième série de plots (16) reliés électriquement chacun à au moins un conducteur du circuit imprimé pour permettre la connexion à volonté à l'aide de fils conducteurs des plots de la deuxième série aux plots de la première série. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les connecteurs comprennent des deuxièmes extré- mités de broches (4) plus courtes que celles qui sont en contact avec les broches du connecteur du circuit imprimé adjacent pour permettre de réaliser l'interconnexion entre le conducteur de la carte sans réaliser l'interconnexion avec d'autres broches d'une carte adjacente.