Brevet FR2590412A1 — publié le 19870522

CONNECTEUR FOND DE PANIER-CARTE FILLE DE CIRCUITS IMPRIMES L'invention se rapporte à un connecteur destiné à coupler une carte fille de circuits imprimés compor- tant une couche de base interne sur un fond de panier ou circuiterie principale. Les fonds de panier ou circuiteries principales sont des cartes ou plaquettes de circuits imprimés ou plaques métalliques sur les côtés supérieurs desquelles sont montées des cartes filles de façon amovible et per- pendiculaire auxdits fonds de panier en vue d'en facili- ter l'extraction. Un mode de connexion électrique d'une carte fille avec une autre carte fille, avec le fond de panier, et avec d'autres éléments de circuits est cons- titué par un connecteur multicontact formant deux élé- ments, consistant en un élément connecteur de fond de panier fixé sur le fond de panier et en un élément con- necteur de carte fille d'appariement fixé sur la carte fille et s'emboîtant entre les parois latérales s'éten- dant vers le haut de l'élément connecteur de fond de pa- nier. Lorsque les deux éléments sont appariés, la plura- lité des rangées de tiges de contact dirigées vers le haut entre les parois latérales de l'élément connecteur fond de panier est connectée avec une pluralité de con- tacts correspondants fourchus dirigés vers le bas de l'élément connecteur de carte fille. Dans les connecteurs High Density Plus (à densi- té élevée plus) de fond de panier-carte fille fabriqués par Teradyne Connection Systems, Inc., des contacts de base plats supplémentaires sont portés par la paroi de l'élément connecteur de carte fille et sont mis en con- tact par des portions de contact discrètes dirigées vers le haut des contacts de base supportés par la paroi fai- sant face à l'élément connecteur de fond de panier. Les saillies des contacts de base plats et les extrémités des contacts fourchus sont assujetties dans des rangées de trous qui traversent la carte fille. Certaines cartes filles comportent des couches de base internes espacées avec précision depuis les li- gnes de signaux sur leurs surfaces afin d'obtenir une impédance contrôlée (pour réduire la réflexion des si- gnaux, provoquée par des variations d'impédance) et une inductance réduite dans la voie des couches de base lors de commutations à vitesse rapide. Les couches de base internes ont été connectées électriquement avec des fonds de panier par l'intermédiaire de paires d'apparie- ment multiple de contacts fourchus et de tiges de con- tact, et également par l'intermédiaire de contacts de base plats des connecteurs High Density Plus (haute den- sité plus). On a trouvé qu'une couche de base interne d'une carte fille peut être connectée électriquement avec un fond de panier en utilisant un contact de base qui s'é- tend le long du fond de la carte fille, recouvre une pluralité de contacts de signaux et entre directement en contact avec une barre omnibus alignée, verticale et allongée, montée sur le fond de panier, afin de fournir des variations d'impédance réduites (et par conséquent une réflexion réduite) et une inductance réduite dans la voie des couches de base dans le connecteur ainsi que dans la carte fille. Dans des modes de réalisation préférés, le con- tact de base est connecté électriquement avec la couche de base interne au moyen d'un conducteur imprimé sur la surface de la carte fille le long du fond ou bas de cel- le-ci; des contacts de signaux sont connectés à la car- te fille et s'étendent vers le bas depuis chaque côté de celle-ci, et le contact de base passe entre les contacts de signaux de chaque côté, supprimant la diaphonie entre les contacts sur les côtés opposés de la carte; deux couches de base internes et deux contacts de base sont prévus sur l'élément connecteur; le contact de base présente une portion de mise en contact courbée sur son extrémité inférieure en vue de l'engagement de la barre omnibus sur le fond de panier. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention découlent de la description suivante du mode de réalisation préféré de l'invention et des revendica- tions. On va d'abord décrire brièvement le dessin dans lequel: La figure 1 est une vue schématique en perspec- tive montrant un connecteur destiné à coupler une carte fille de circuit imprimé sur un fond de panier selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique en coupe verticale, prise selon 2-2 de la figure 1, du connecteur de la figure 1. Les figures 1 et 2 montrent un connecteur 10 en deux parties, carte fille - fond de panier comportant un élément connecteur 12 de carte fille et un élément con- necteur 14 de fond de panier. L'élément connecteur 12 de carte fille est connecté avec une carte fille 15 multi- couches à impédance contrôlée, comprenant deux couches de base internes 16 et des lignes de signaux 18 ainsi 259041-2 que des plaquettes de signaux 20 sur chacune de ses deux faces ou surfaces. Deux rangées de contacts de signaux 22 de chaque côté de la carte fille 15 sont brasées au niveau de leurs extrémités supérieures sur les plaquet- tes à signaux 20 et présentent des extrémités inférieu- res fourchues à l'intérieur de passages 24 de section transversale rectangulaire d'éléments en plastique 26. Les contacts alternés 22 sont pliés de façon à être di- visés en deux rangées de contacts de longueur égale. Les contacts de base 30 (bronze au phosphore, matériau élastique) sont montés entre des éléments plas- tiques 26, espacés par une entretoise plastique 32 et comportent un placage d'or sur leurs surfaces de contact 34 courbées qui viennent en contact sur la barre omnibus allongée 36 (bronze au phosphore, épaisseur 6,35 mm (0,025 pouce) plaqué or) du connecteur 14 de fond de pa- nier. Les contacts de base 30 recouvrent une pluralité de contacts de signaux contigus. Les portions supérieu- res 38 des contacts de base 30 sont connectées électri- quement avec des conducteurs 39 imprimés sur les deux surfaces de la carte fille 15 le long du fond de celle- ci. Les conducteurs imprimés 39 sont à leur tour connec- tés électriquement avec les couches 16 de base internes par des-trous métallisés 41 d'interconnexion entre cou- ches (d'environ 5,08 mm (0,020 pouce) de diamètre). Etant donné que les couches 16 de base internes sont si- tuées à une très courte distance des surfaces, l'effet de conduction & travers les trous d'interconnexion entre couches se révèle très faible sur la performance élec- trique. Les éléments en plastique 26 sont maintenus con- jointement par des raidisseurs en aluminium 40, lesquels sont raccordés entre eux par des boulons 42. Les tiges de contact 28 (0,635 cm X 0,635 cm-0,025 pouce2) s'appa- rient avec les contacts fourchus correspondants 22 et présentent des portions sous les éléments isolants 43 qui provoquent directement le contact électrique en des- sous du fond de panier (non représenté). Les barres om- nibus 36 présentent de façon similaire des portions s'étendant sur leur dessous, lesquelles provoquent di- rectement le contact électrique avec le fond de panier. En service, l'élément connecteur 12 de carte fille et l'élément connecteur 14 de fond de panier sont appariés, les contacts de base 30 provoquant le contact électrique avec les barres omnibus 36, et les contacts fourchus de signaux 22 provoquant le contact électrique avec les tiges de contact 28 associées. Les contacts de base 30 et les barres omnibus 36 prolongent les couches de base internes 16, créant une inductance réduite dans la voie des couches de base en raison de la grande sur- face et de la faible distance de la voie des couches de base, à travers le connecteur ainsi que des variations réduites d'impédance, diminuant par conséquent la réfle- xion des signaux provoquée par des variations d'impédan- ce. Le contact de base 30 et la barre omnibus 36 servent également d'écran entre les contacts de sigaux des deux côtés de la carte fille 15, supprimant la diaphonie d'un côté à l'autre du connecteur. L'invention est particu- lièrement avantageuse dans les applications d'éléments de circuits à vitesse élevée o les temps de montée se situent dans la plage des nanosecondes ou sous-nanose- condes. D'autres modes de réalisation de l'invention en- trent dans la portée des revendications suivantes. Par exemple, il n'est pas nécessaire d'utiliser les raidis- seurs en aluminium 40, et les éléments en plastique 26 et l'entretoise 32 peuvent être prévus sous forme d'un composant monobloc. De même, à la place d'une barre om- nibus 36 unique, on peut prévoir deux barres omnibus es- pacées sur deux couches métalliques séparées par une couche isolante, permettant aux barres omnibus ou aux couches d'acheminer des tensions différentes; le terme nbarre omnibus" utilisé ici englobe à la fois les barres 36 et les couches métalliques que l'on vient de mention- ner. REVENDICATIONS 1. Ensemble connecteur destiné à coupler une carte fille de circuits imprimés comportant une couche de base conductrice interne sur un fond de panier, ledit ensemble comprenant, - une carte fille de circuits imprimés compor- tant une couche de base conductrice interne, - un élément connecteur de carte fille compre- nant une pluralité de premiers contacts de signaux con- nectés avec des lignes de signaux sur une surface de la- dite carte fille à proximité du fond de celle-ci, les premiers contacts de signaux s'étendant vers l'extérieur depuis la surface et vers le bas, et un contact de base connecté électriquement avec la couche de base interne, le contact de base s'étendant le long du fond ou du bas de ladite carte fille de façon à recouvrir une pluralité des contacts de signaux et comportant une portion infé- rieure de mise en contact allongée, à nue, et - un élément connecteur de fond de panier com- prenant une pluralité de deuxièmes contacts de signaux agencés de façon à s'apparier avec les premiers contacts de signaux respectifs et une première barre omnibus al- longée, alignée sur le contact de base de façon à être en contact avec la portion de mise en contact. 2. Ensemble connecteur selon la revendication 1, dans lequel ledit élément connecteur de carte fille com- porte également une pluralité de troisièmes contacts de signaux sur le côté opposé de ladite carte fille par rapport aux premiers contacts de signaux, et des qua- trièmes contacts de signaux portés par ledit élément connecteur de fond de panier et agencés en vue de l'ap- pariement avec les troisièmes contacts de signaux. 3. Ensemble connecteur selon la revendication 2, dans lequel ladite carte fille de circuits imprimés pré- sente deux couches de base internes, et ledit élément de connecteur de carte fille comporte un deuxième contact de base et une entretoise située entre les premiers et deuxièmes contacts de base. 4. Ensemble connecteur selon la revendication 1, dans lequel le contact de base présente une portion de contact courbée et est réalisé en matière élastique. 5. Ensemble connecteur selon la revendication 1, dans lequel le contact de base est connecté électrique- ment avec la couche de base interne via un contact situé entre une surface allongée du contact de base et un con- ducteur de surface imprimé allongé le long du fond de ladite carte fille. 6. Ensemble connecteur selon la revendication 2, dans lequel sont prévues plusieurs rangées de contacts de signaux de chaque côté du contact de base. 7. Ensemble connecteur selon la revendication 2, dans lequel les deuxièmes et quatrièmes contacts de si- gnaux sont des tiges verticales, et les premiers et troisièmes contacts présentent des extrémités fourchues en vue de l'appariement avec les tiges verticales. 8. Ensemble connecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite carte fille de circuits imprimés com- porte une deuxième couche interne conductrice, et l'élé- ment connecteur de carte fille comporte un contact sup- plémentaire s'étendant le long du fond de ladite carte fille de façon à recouvrir une pluralité des contacts de signaux, le contact de base et le contact supplémentaire étant séparés par une entretoise située entre eux, et dans lequel ledit élément connecteur de fond de panier comporte une deuxième barre omnibus espacée de, et pa- rallèle à la première barre omnibus, la deuxième barre omnibus étant alignée sur le contact supplémentaire. 9. Ensemble connecteur selon la revendication 8, dans lequel les première et deuxième barres omnibus sont constituées par des couches métalliques supportées par les surfaces opposées d'une couche isolante.