Brevet FR2568419A1 — publié le 19860131

MICROCONNECTEUR A HAUTE DENSITE DE CONTACTS La présente invention concerne un microcon- necteur à haute densité de contacts. Elle s'applique notamment aux connexions électriques à basse tempéra- ture ainsi que dans le domaine de l'électronique ou de la microélectronique, aux connexions de circuits mi- niaturisés à haute densité. Les connecteurs connus dans l'état de la technique, permettant d'établir des contacts entre des conducteurs électriques et d'autres conducteurs élec- triques, présentent les inconvénients suivants: ils ne permettent d'obtenir qu'une faible densité de con- tacts entre les conducteurs, au mieux quelques dizai- nes de contacts séparés les uns des autres d'une dis- tance de l'ordre de 1 mm, occupent un volume impor- tant, ont une structure généralement compliquée avec des pièces mobiles et une masse assez importante, et sont ainsi inadaptés à une utilisation dans un envi- ronnement cryogénique et dans un espace réduit. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents. Elle a pour objet un microconnecteur prévu pour connecter des électrodes disposées sur un support et électriquement isolées les unes des autres, à des conducteurs électriques en nombre égal à celui des électrodes, caractérisé en ce qu'il comprend: - un moyen de pincement élastique du support, et - des fils électriquement conducteurs, souples et élastiques, en nombre égal à celui des électrodes, destinés à être respectivement reliés à ces derniè- res, électriquement isolés les uns des autres et du moyen de pincement, et fixés sur ce dernier de telle façon que chacun d'eux puisse entrer en contact avec une électrode et une seule lorsque le support est pincé par le moyen de pincement. La conception du microconnecteur objet de l'invention permet d'obtenir une grande densité de contacts. Ce microconnecteur comporte peu de pièces et ne nécessite aucune pièce mobile. Il est ainsi très fiable, facile à utiliser et peu coOteux. En outre, il peut être réalisé de façon à être très léger et peu encombrant et se trouve ainsi adapté à une utilisation dans un environnement cryogénique et dans un domaine exigu. Enfin, compte tenu de son nombre réduit de piè- ces, ce microconnecteur est facilement utilisable dans le vide car il n'est sujet qu'à un faible dégazage. De préférence, les fils sont faits en un alliage de cuivre et de béryllium. De tels fils sont commercialement disponi- bles et peuvent être utilisés tels quels, à une éven- tuelle courbure près pratiquée en l'une de leurs ex- trémités. On s'affranchit donc de toute pièce intermé- diaire de contact, préformée et préfabriquée, les fils servant eux-même à réaliser les contacts et améliorant ceux-ci, du fait de leur souplesse et de leur élasti- cité. Le moyen de pincement peut être fait en bronze au béryllium. Dans un mode de réalisation particulier du microconnecteur objet de l'invention, les fils sont rendus rigidement solidaires les uns des autres par une pièce électriquement isolante fixée sur le moyen de pincement et thermiquement isolée de celui-ci. Enfin, dans un autre mode de réalisation particulier, le moyen de pincement est pourvu d'au moins un perçage destiné au passage d'une vis de fixa- tion du support au moyen de pincement. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, d'un exemple de réalisation donné à titre purement indicatif et nulle- ment Limitatif, en référence au dessin annexé sur le- quel cet exemple de réalisation est schématiquement représenté en coupe longitudinale. Le microconnecteur schématiquement repré- senté sur le dessin est destiné à connecter des élec- trodes 2 présentes sur une face d'un support électri- quement isolant 4, à des conducteurs électriques 6 dont le nombre est égal au nombre des électrodes. Les électrodes 2 peuvent être parallèles entre elles et régulièrement espacées les unes des autres sur le support 4 qui est par exemple constitué par une plaque de verre. Les conducteurs 6 peuvent faire partie d'un circuit souple de type connu 8 com- prenant lesdits conducteurs disposés parallèlement les uns aux autres entre deux feuilles de matière plastique. Le microconnecteur schématiquement repré- senté sur le dessin comprend un moyen 10 de pincement élastique du support 4, et des fils 12 faits d'un al- liage de cuivre et de béryllium et rendus rigidement solidaires les uns des autres par une pièce 14 élec- triquement isolante, fixée sur le moyen de pincement et thermiquement isolée de celui-ci. Cette pièce 14 peut être réalisée par moulage d'une matière plastique directement autour des fils 12. La pièce 14 peut être également constituée par une barrette en matière plas- tique pourvue de rainures transversales non représen- tées, dans lesquelles sont respectivement immobilisés les fils 12, par collage par exemple. Les fils 12 sont immobilisés grace à la pièce 14 de façon que chacun d'eux puisse entrer en contact avec une électrode 2 et une seule. Lorsque les électrodes sont parallèles, on peut disposer les fils paralllemrent les uns aux autres. Le moyen de pincement 10 est réalisé dans un matériau ayant un bon coefficient d'éLasticité à basse température, par exemple le bronze au bérylium. IL est usiné dans la masse, à l'aide d'une machine numé- rique de découpe par fil. L'épaisseur du moyen de pin- cernent 10 peut être de l'ordre de 0,3 mm. La structure du moyen de pincement 10, telle qu'elle apparaît sur la figure unique, est consti- tuée: - d'une première face 16 sur laquelle peut se placer une des faces du support 4; - d'une seconde face 18, formant avec la première face 16 un angle d'environ 90 ; - d'une troisième face 20, faisant un angle aigu avec la seconde face 18 et dirigée vers la première face 16; - d'une quatrième face 22, faisant un angle obtus avec la troisième face 20 et orientée vers la première face 16; - d'une cinquième face 24, parallèle à la première fa- ce 16 et dirigée vers la seconde face 18; et - d'une sixième face 26, sensiblement perpendiculaire à la première face 16 et se dirigeant vers elle. L'intervalle qui existe entre la première face 16 et la cinquième face 24 est destiné à recevoir le support 4. La pièce 14 est fixée sur la face 20 au moyen d'une couche de colle 28 thermiquement isolante, la colle étant par exemple du genre de celles qui sont commercialisées sous la marque CAF ou ECOBON. La fixa- tion de la pièce 14 sur la face 20 est telle que les fils 12 s'étendent en direction de la face 16 de ma- nière à pouvoir être appliqués, par leurs extrémités, contre les électrodes 2 lorsque la face du support 4 qui ne porte pas les électrodes 2 est en position con- tre la face 16. Bien entendu, les dimensions du moyen de pincement 10 et de la pièce 14 sont fonction du nombre de fils 12, du pas de ceux-ci et de l'épaisseur du support 4. Le dièdre formé par les faces 18 et 20 dé- termine la force d'appui des fils 12 sur les électro- des 2 et donc la force de pincement du moyen de pince- ment 10. La face 26 sert de butée de positionnement à l'ensemble formé par le moyen de pincement 10, la pièce 14 et les faces 12. IL est ainsi possible de réaliser un micro- connecteur dont le poids ne dépasse pas 0,5 g et dont le volume est de l'ordre de 0,5 à 0,6 cm, ce micro- connecteur étant muni de 37 fils de connexion 12 dont le diamètre est de l'ordre de 100 pm et dont le pas est de l'ordre de 400 pm. La mise en place du support 4 dans le micro- connecteur est effectuée de la façon suivante: le support 4 est d'abord glissé entre les fils 12 et la face 16, les fils 12 étant parallèles au support 4 dans cette première étape; des translations transver- sales appropriées du moyen de pincement 10 sont effec- tuées de manière à positionner convenablement les fils 12 en regard des électrodes 2, ce qui est d'ailleurs possible sans loupe binoculaire; on effectue une ro- tation du moyen de pincement 10 autour d'un axe per- pendiculaire à la direction des fils 12, le support 4, durant cette étape, venant en contact avec la première face 16, les fils élastiques 12 exerçant alors leur pression sur les électrodes 2; enfin, le support 4 est déplacé en translation de manière à venir buter contre la face 26. Le support 4 se trouve ainsi pincé entre les fils 12 élastiques et la face 16. Les extrémités des fils 12 qui sont en con- tact avec ces électrodes peuvent être recourbées dans une direction qui les éloignent de celles-ci de maniè- re à ne pas endommager lesdites électrodes. Les autres extrémités des fils 12 dépassent de la pièce 14 et sont respectivement reliées aux conducteurs 6. Dans le cas o ceux-ci font partie du circuit 8 décrit plus haut, la liaison électrique entre les fils et les conducteurs peut être réalisée de la façon suivante: l'une des feuilles en plastique est ôtée sur une certaine longueur à partir de l'extrémité du circuit 8, ce qui laisse apparaître les extrémités des conducteurs 6, et les fils 12 sont alors respectivement soudés sur les conducteurs 6 par une soudure Sn/Pb par exemple. Notamment dans le cas o le support 4 est épais, par exemple lorsqu'il s'agit d'une carte d'ordinateur munie d'un certain nombre de cicuits électroniques et d'électrodes de connexion à ces cir- cuits, le support 4 peut être verrouillé dans le microconnecteur. Ceci peut être réalisé en prévoyant des ouvertures 29 et 30 en correspondance, respective- ment dans les faces 18 et 26 du moyen de pincement 10, de manière à pouvoir immobiliser le support 4 par rapport au microconnecteur, à l'aide d'une vis 32 qui est vissée dans le support 4 en traversant les ouver- tures 29 et 30 et dont la tête s'appuie contre la face 18 du moyen de pincement. Si le serrage doit être important, pour ne pas écraser la face 18 du moyen de pincement 10 lors du serrage de la vis 32, une entre- toise tubulaire 34 est prévue entre les ouvertures 29 et 30 et traversée par la vis. Dans une variante de réalisation, la pièce 14 est supprimée et les fils 12 sont directement noyés dans une couche de colle électriquement et thermique- ment isolante, disposée sur la face 20 du moyen de pincement 10. REVENDICATIONS 1. Microconnecteur prévu pour connecter des électrodes (2) disposées sur un support (4) et élec- triquement isolées Les unes des autres, à des conduc- teurs électriques (6) en nombre égaL à celui des éLec- trodes, caractérisé en ce qu'il comprend: - - un moyen de pincement élastique (10) du support, et - des fiLs (12) électriquement conducteurs, souples et élastiques, en nombre égal à celui des électrodes, destinés à être respectivement reliés à ces derniè- res, électriquement isolés les uns des autres et du moyen de pincement (10), et fixés sur ce dernier de telle façon que chacun d'eux puisse entrer en con- tact avec une électrode (2) et une seule lorsque le support (4) est pincé par le moyen de pincement (10). 2. Microconnecteur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les fils (12) sont faits en un alliage de cuivre et de béryllium. 3. Microconnecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de pincement (10) est fait en bronze au béryllium. 4. Microconnecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fils (12) sont rendus rigidement solidaires les uns des autres par une pièce électriquement isolante (14), fixée sur le moyen de pincement (10) et thermiquement isolée de celui-ci. 5. Microconnecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de pincement (10) est pourvu d'au moins un per- çage (29, 30) destiné au passage d'une vis (32) de fixation du support (4) au moyen de pincement (10).