Brevet FR2627639A1 — publié le 19890825

DISPOSITIF DE FIXATION DE CONNEXIONS NOTAMMENT APPLICABLE A LA CONNECTIQUE HAUTE DENSITE La présente invention concerne un . système de. fixation de connexions notamment applicable à la connectique haute densité permettant d'établir un contact fiable entre deux substrats indépendants, comportant des circuits électriques et un nombre d 'entrées- sorties important. Certaines applications telles que l'utilisation d'écrans plats matriciels et de cartes logiques nécessitent un nombre plus ou moins important. de liaisons ; de plus, lorsqu'elles sont situées dans un environnement sévère, il-. est nécessaire d'utiliser des connexions permettant une liaison fiable et rigide. Généralement, ces liaisons sont obtenues par pression et maintenues en position par des pièces mécaniques mais elles n'offrent pas toutes les garanties lorsqu'elles sont proches les unes des autres ; d'autre part certaines liaisons ne sont adaptées que pour des raccordements de substrats superposés. Les principaux buts de l'invention sont de permettre une fiabilité de liaison en présence d'une grande densité de connexions et de pouvoir établir des contacts en présence de deux substrats juxtaposés. L'objet de l'invention est un dispositif de fixation de connexions notamment applicable à la connectique haute densité comprenant une barrette, n connexions (n > 1) et -un substrat caractérisé en ce que la barrette comporte n rainures à un pas déterminé, les n connexions étant disposées respectivement dans les rainures et que la barrette est fixée sur le substrat du côté des rainures immobilisant ainsi les connexions. L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre et des figures qui représentent Fig. un mode de réalisation du dispositif de fixation des connexions selon l'invention; - Fig. 2 une coupe transversale YOX de la figure 1 ; - Fig.3 : un schéma de la grille de connexions - Fig.4 : un premier mode d'utilisation du dispositif de fixation de connexions - Fig. 5 un deuxième mode d'utilisation du dispositif de fixation de connexions. En référence à la figure ] , on peut voir le schéma du dispositif de fixation de connexions mais il sera plus facile de comprendre l'invention en commentant la figure 2. En effet, la figure 2 représente une coupe transversale selon le plan YOX de la figure 1 du dispositif -de fixation de connexions qui comprend une barrette 1 relativement rigide par exemple en alumine, comportant des rainures 11 obtenues par exemple à l'aide d'une scie diamantée utilisée pour les semiconducteurs. Ces rainures 11 ont un pas déterminé et leurs dimensions sont légèrement différentes de celles des connexions pour permettre l'encastrement. On vient insérer dans cette barrette rainurée 1, une grille de connexions qui a été préalablement fabriquée. Celle-ci, représentée à la figure 3, a été réalisée de la manière suivante: on choisit une plaque d'un matériau que l'on a auparavant sélectionnée en fonction de ses caractéristiques; ces dernières sont : masse volumique, le coefficient de dilatation, module d'élasticité E, variation AE/E, , coefficient de poisson et la limite élastique. Ce matériau doit être suffisamment souple pour pouvoir être cambré et rester élastique. On prendra par exemple le bronze de béryllium qui possède une caractéristique très intéressante : son coefficient d'élasticité E = 1300.000 MPa. Cette plaque ayant été choisie, on découpe des connexions 3 de dimensions déterminées obtenues par exemple à l'aide de gravure chimique ou par poinçonnage mécanique suivant les quantités désirées.On donne à l'une ou moins des extrémités de la connexion une forme cambrée comme le montre la figure 1 permettant un effet ressort. Cette forme a été réalisée par exemple par un outillage de cambrage tout en ayant calculé auparavant la flèche et la contrainte normale à l'encastrement permettant de donner le cambrage désiré. On procède au calcul suivant Flèche x = 4 l E. a. e. X : flèche en m à l'extrémité de la connexion obtenue par effet ressort F : force en N appliquée sur l'extrémité de la connexion 1 : longueur de la connexion E : module d'Young du matériau a : largeur de la connexion e : épaisseur de la connexion. Contrainte normale à l'encastrement çr = 6.F.l a.e3 Si on prend par exemple comme matériau le bronze de béryllium, sachant que E = 130.000 MPa et que X = 0,8 mm, 1 = 5mm, a = 180 m, e = ym, on arrive à F = 3,8g qui est une force relativement importante et qui vient nous donner par là même CZ = 625MPa. Ce résultat est très intéressant puisqu'il est inférieur à 80 % de la limite élastique du matériau utilisé, nous donnant ainsi une bonne marge de sécurité pour la flexibilité. Afin de respecter la régularité du pas obtenue pour la barrette rainurée 1 et pour faciliter l'insertion des connexions 3 dans cette dernière, on reliera par exemple les connexions 3 à l'aide de bandes de maintien seccables 4 comme le montre la figure 3. A ce sujet, pour faciliter le détachement, les bandes de maintien ainsi que les connexions ont des extrémités 12 et 14 ayant une dimension plus faible que leur partie principale ; ce rétrécissement aux extrémités doit permettre, grâce à une surface de contact moins importante, de pouvoir couder facilement la bande de maintien entraînant la cassure de la liaison 15 et assurant la séparation. On pourra éventuellement recouvrir le matériau électrolytiquement d'or pur sur une sous-couche de nickel pour améliorer la qualité du contact. La grille de connexions déposée dans la barrette rainurée est fixée à cette dernière de préférence par un collage, par exemple à l'aide d'une résine isolante sérigraphiée 5 comme le montre la figure 2 ; sur cette résine isolante on vient déposer un substrat 6 qui permet de maintenir ltensemble et de lui donner une certaine rigidité. Cette liaison établie permet une très grande densité de connexions et peut être utilisée de manières différentes. Tout d'abord comme le montre la figure 4, le contact électrique est réalisé par effet ressort d'un côté et une soudure de l'autre. En effet, lorsqu'il s'agit de mettre en relation deux substrats juxtaposés 8 et 14 et que l'on souhaite conserver une certaine qualité de contact, on peut réaliser la chose suivante : on utilise le dispositif de fixation de connexions défini précédemment avec une modification : au lieu d'utiliser un substrat quelconque que l'on vient coller sur la barrette rainurée et la grille de connexions, on choisit le substrat 8 de l'un des circuits que l'on veut mettre en relation avec le substrat 14 de l'autre circuit. Le substrat 8 du premier circuit possède des pistes métalliques 13 positionnées les unes à côté des autres à un pas identique à celui de la barrette rainurée. Sur le substrat 8, on vient mettre en appui la barrette rainurée 1 et les connexions 3 que l'on fixe par collage 5. L'extrémité plate 15 de la connexion 3 vient se placer sur une piste métallique 13. Une soudure 7 est alors effectuée permettant d'obtenir une liaison fixe. A l'autre extrémité, la connexion 3 vient s'appuyer sur une piste métallique 16 du substrat 14 d'un circuit ; le contact électrique est réalisé ici par effet ressort du fait de la forme cambrée de la connexion à cette extrémité. Ce contact ainsi établi assure une liaison fiable entre les deux substrats 8 et 14 et permet une densité de connexions importantes. D'autre part, en référence à la figure 5, on peut utiliser le dispositif par effet ressort de part et d'autre de la fixation. La grille de connexions porte des éléments de forme différente mais le principe de montage reste le même que celui précédemment décrit. Afin d'obtenir une meilleure stabilité de la liaison, on viendra, par exemple, fixer le substrat (6), la barrette rainurée (1), les n connexions (3) par un système de fixation, par exemple, on peut percer des trous 10 dans cet ensemble réalisé (6,1,3) et grâce à des vis, on fixera le dispositif sur un socle ; on évitera ainsi toutes vibrations nuisant au bon maintien des connexions entre les deux circuits juxtaposés (8) et (14). Ce dispositif, permettant d'obtenir une liaison fiable grâce à sa structure, pourra s'adapter dans tous les systèmes où l'on rencontre une très haute densité de liaisons électriques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation de connexions notamment applicable à la connectique haute densité comprenant une barrette, n connexions (n > 1) et un substrat, caractérisé en ce que la barrette (1) comporte n rainures, les n connexions étant disposées respectivement dans les rainures (11) et que la barrette (1) est fixée sur le substrat (6) du . côté des rainures immobilisant ainsi les connexions (3). 2. Dispositif de fixation de connexions selon la revendication 1, caractérisé en ce que les n connexions constituant une grille de connexions sont maintenues respectivement dans les n rainures de la barrette (1) par collage. 3. Dispositif de fixation de connexions selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les n rainures sont situées à un pas déterminé. 4. Dispositif de fixation de connexions selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barrette rainurée (1) et la grille de connexions sont collées au substrat (6). 5. Dispositif de fixation de connexions selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collage est réalisé au moyen d'une résine isolante (5). 6. Dispositif de fixation de connexions selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque connexion (3) comporte deux extrémités dont l'une d'elles au moins permet un effet ressort. 7. Application du dispositif de fixation de connexions à la liaison de deux circuits distincts selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier des circuits est porté par ledit substrat, en ce qu'une extrémité des connexions est fixée sur le premier circuit (8), en ce que le deuxième circuit est porté par un deuxième substrat (14) et en ce que les contacts sont assurés par effet ressort de la deuxième extrémité des connexions sur le deuxième substrat. 8. Application du dispositif de fixation de connexions à la liaison de deux circuits distincts selon l'une des revendications précédentes ,. caractérisée en ce que les deux circuits sont portés par des substrats indépendants et que le dispositif assure la liaison des deux extrémités de chaque connexion sur les substrats des circuits par effet ressort. 9. Application du dispositif de fixation de connexions à la liaison de deux circuits distincts selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit substrat comporte des trous permettant de fixer le dispositif et assurant le contact entre les deux circuits distincts.