Brevet FR2625375A1 — publié le 19890630

La présente invention concerne un système d'interconnexion pour cartes à circuits imprimés par l'intermédiaire de moyens comportant des moyens de connexion, ces derniers étant par exemple enfichables, pour relier les différents conducteurs d'une carte avec ceux d'une autre carte ou avec des conducteurs extérieurs. La présente invention s'applique à tous les domaines de la technique utilisant des cartes à circuits imprimés tels que les télécommunications, la téléinformatique, la télématique, par exemple. Les systèmes d'interconnexion connus sont habituellement utilisés pour équiper les cartes à circuits imprimés dans des châssis ou des coffrets. Ces coffrets ou châssis se présentent généralement comme des tiroirs à structure parallélépipédique. Les cartes sont logées parallèlement par passage dans des fentes et par glissement dans des rainures de la structure parallélépipédique, ces rainures étant habituellement parallèles à l'un des petits côtés de cette structure parallélépipédique. Ces cartes supportent des circuits intégrés, des composants qui sont interconnectés à travers les circuits imprimés sur l'une ou les deux faces des cartes. Les connexions entre les cartes ou entre une carte et les liaisons extérieures sont habituellement réalisées au moyen d'une carte de fond de châssis qui comporte des fils conducteurs et/ou des circuits imprimés. Cette carte de fond de châssis réalïse dans les systèmes connus l'interface électrique entre les cartes et les liaisons extérieures ou entre les cartes elles-mêmes selon l'application envisagée. Cette carte présente de très nombreux inconvénients. Elle nécessite l'utilisation de circuits imprimés équipés de connecteurs sur les deux faces nécessitant un soudage manuel pour l'une des faces. La présente invention vise à s'affranchir de ces cartes de fond de châssis ainsi que des câblages difficiles et coûteux. Elle vise également à faciliter le montage et le démontage des cartes à circuits imprimés. La présente invention vise à supprimer la fonction électrique assurée habituellement par une carte commune de fond de châssis en la rempla çant par un simple support mécanique. L'invention vise également à faciliter une modularité dans la disposition des cartes ou la configuration du châssis. L'invention procure un gain de place dans les châssis. L'invention est basée sur un principe connecteur mâle-femelle de type "traversée de cloison". Le système d'interconnexion pour circuits imprimés de l'invention est tel que les circuits sont portés par des cartes, ces cartes comprenant des premiers connecteurs (11, 12, 13) fixés sur les cartes, lesdits premiers connecteurs (11, 12, 13) étant reliés aux conducteurs de la carte.Le système de l'invention comporte en particulier un support 2 ayant une structure en U, le fond dudit U étant pourvu de moyens de réception (21, 22, 23) respectivement pour les connecteurs (31, 32, 33) extérieurs, les branches (20G, 20D) dudit U étant sensiblement parallèles et distantes d'une largeur égale à la largeur d'une carte, ladite carte 1 venant s'insérer par glissement dans les rainures (200G, 200D) pratiquées suivant les faces internes desdites branches (20G, 20D), Les moyens de réception (21, 22, 23) comportent des fentes (21, 23) pour les connecteurs extérieurs femelles, lesdites fentes (21, 23) étant pourvues de moyens (211, 231) de fixation et de moyens (210, 230, 232) de maintien ainsi que de moyens (221, 222) de fixation et de guidage pour le connecteur extérieur mâle. Le système d'interconnexion de l'invention comporte en particulier des moyens 22 de réception pour connecteur extérieur mâle-femelle consistant, côté carte, en une empreinte (224, 223) du connecteur 12 femelle porté par la carte 1, ledit connecteur 32 extérieur mâle étant fixé audit support 2 au moyen de vis 324 s'insérant dans les inserts taraudés 221, les broches 320 dudit connecteur 32 extérieur présentant une longueur supérieure à la longueur des trous 220 dudit support 2 de telle sorte que le contact électrique s'effectue au travers dudit support 2. Le système de l'invention est tel que les surfaces extérieures des branches (20G, 20D) dudit support 2 comportent des gouttières (201G, 201D) permettant l'insertion dudit support 2 entre les poutres 5 d'un châssis. Chaque support 2 pour carte 1 présente selon l'invention une largeur, dans le sens desdites poutres 5, égale au pas normalisé entre deux cartes à circuits imprimés. Le support 2 de l'invention s'applique en particulier à la réalisation de baies et de châssis. Chaque carte 1 pour circuits imprimés équipant le châssis ou la baie, est enfichée dans les rainures (200G, 200du pratiquées sur les faces internes des deux branches (20G, 20D) de son support 2 indépendamment de l'enfichage ou du désenfichage des connecteurs (31, 32, 33) extérieurs, le contact électrique étant réalisé lorsque, lesdits connecteurs (31, 32, 33) extérieurs se trouvant en position dans le support 2, la carte 1 à circuits imprimés est en butée contre ledit support 2. L'invention facilite une standardisation de montage et de fabrication des systèmes. D'autres avantages et caractéristiques apparaitront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. La figure 1 représente une vue détaillée du support central selon l'invention spécifique à chaque carte, dans la représentation avant montage, dans une application à la téléinformatique. La figure 2 représente trois vues de côtés et en coupe du support de la figure 1. La figure 3 représente une vue générale d'un châssis équipé d'un support selon les figures 1, 2. La figure 1 représente une vue avant montage d'une carte à circuits imprimés. Les cartes à circuits imprimés se présentent habituellement comme un profilé plat à deux faces principales rectangulaires. Elles sont formées dans un matériau stratifié isolant, tel que du verre epoxy, et supportent sur une ou les deux faces, selon les applications, des circuits imprimés. Les cartes supportent en outre des composants électroniques tels que des circuits intégrés par exemple qui sont interconnectés par l'intermédiaire des circuits imprimés. Le câblage est habituellement effectué par soudure à la vague pour l'un des côtés-au moins. La description suivante est donnée dans une application téléinformatique de fonction modem (modulateur démodulateur) pour laquelle la carte 1 doit être reliée, d'une part, à une alimentation électrique, d'autre part, à une liaison jonction, et enfin à une ligne téléphonique. Mais l'invention s'appliquerait de la même façon à d'autres systèmes utilisés dans le domaine de l'électronique, de l'informatique ou des télécommunications, ou autres. Au voisinage du petit chant 10 par exemple de la carte 1, sont fixés trois connecteurs (11, 12, 13). Le connecteur 11 est par exemple un connecteur mâle ou connecteur de ligne. C'est un connecteur du commerce comportant une série de broches entourées dans une structure en U. Le connecteur 12 est le connecteur jonction. Dans le commerce, on le trouve par exemple sous la référence HE 502 N25FEM 25. C'est un connecteur femelle comportant une série de trous 121 destinés à recevoir des broches d'un connecteur 32 mâle femelle, ces trous 121 étant portés par une empreinte 120 sensiblement trapezoidale proéminente vers l'extérieur de la carte 1 qui le supporte. De part et d'autre de cette empreinte 120 sont placés deux inserts taraudés 123 de même épaisseur. Au contraire, le connecteur 13 est un connecteur mâle d'alimentation électrique de type assez classique à broches 130. L'invention vise à faciliter l'utilisation de simples borniers ou connecteurs complémentaires (31, 32, 33) correspondants pour réaliser un contact direct avec les connecteurs (11, 12, 13) respectivement solidaires de la carte 1. Les connecteurs ou borniers (31, 32, 33) sont des connecteurs du commerce ; ainsi, par exemple, le bornier 31 est choisi du type 202 408 02 de LMI par exemple. Le connecteur 32 ou connecteur jonction est désigné dans le commerce sous la référence MBY 25 S 770 B chez le fournisseur IEEE. Le connecteur 33 enfin peut être par exemple un connecteur d'alimentation du type autodénudant désigné dans le commerce par les références série C 100 chez le fabricant Augat, par exemple. On interpose, selon l'invention, entre les borniers ou connecteurs (11, 12, 13) de carte 1 et les borniers ou connecteurs (31, 32, 33) externes, un support 2 particulier à chaque carte 1, de telle sorte que les connecteurs mâles (ou femelles) ne soient pas enfichés directement dans les fiches (resp. broches) des connecteurs extérieurs , mais soient interconnectés au moyen d'un support 2 particulier à l'invention. Ce support 2 se présente sensiblement comme un U à section sensiblement carrée ou rectangulaire dont le fond est suffisamment large pour recevoir côte à côte des emplacements appropriés aux trois groupes de connecteurs deux à deux, (11, 31) pour le premier groupe, (12, 32) pour le second groupe, et enfin (13, 33) pour le troisième groupe, de telle sorte que l'enfichage des connecteurs complémentaires s'effectue dans le support 2.Les deux branches 20G et 20D du U du support 2, sont écartées d'une longueur égale å la longueur du petit chant 10 d'une carte et sont rainurées intérieurement selon des rainures (200G,.200D) gauche et droite. Ces branches (20G, 20D) du U sont prévues pour venir enserrer, par glissement, la carte 1 suivant les chants de ses deux longueurs 14 et 15 par exemple. Les branches (20G, 20D) parallèles sont prévues de longueur suffisante pour guider et maintenir en position une carte 1. Cette carte 1 en position dans un tel support 2 est telle que son petit chant 10 est en butée contre le fond de ce support et surtout que les connecteurs (11, 12, 13) portés par la carte 1 soient alors en position d'enfichage dans les connecteurs correspondants (31, 32, 33) dans les logements d'interconnexion (21, 22, 23) du support 2. La figure 2 représente une vue en détail du support 2 de l'invention. La figure 2a représente une vue de côté du support 2 du côté opposé à la carte 1, c'est à dire du côté où les connecteurs (31, 32, 33) sont insérés dans ce support 2. Ce support 2 comporte une fente 23 se présentant comme un évidement traversant de part en part le support 2 de section approxi :,mativement rectangulaire. Sur une des longueurs de cette fente 23, se trouve une protubérance 230 dont la fonction est de guider et maintenir en position dans la fente 23 le connecteur 33 auquel elle est destinée. Sur les petits côtés de la fente 23, sont prévues dieux languettes 231 à crampons à leurs extrêmités dont le rôle est de maintenir le connecteur 33 en position dans le support 2. La protubérance 230 contribue alors à maintenir le connecteur 33 en appuyant par exemple sur son méplat 331.Le connecteur 33 se présente par exemple comme un connecteur autodénudant pour les fils élec triques qu'il supporte. En son centre, le support 2 comporte deux rangées de trous 220 aptes à recevoir les broches 320 du connecteur jonction 32. Ce connecteur jonction 32 du commerce possède des broches 320 en quantité normalisée (25 par exemple) et des inserts de guidage 321 placées de part et d'autre des broches 320. Ainsi, de part et d'autre des trous 220, sont placés deux inserts taraudés 221 destinés à recevoir des vis 324 de fixation du connecteur 32. De part et d'autre de chaque insert 221, sont placés en outre sur le support 2 des butées 222 destinées à maintenir et à positionner le connecteur 32 de jonction lors du serrage des vis 324. Les vis 324 comportent elles-mêmes un taraudage qui permet le verrouillage des capots de connecteurs standards de type SUB-D. La fente 21 enfin, vue du côté entrée du connecteur 31, se présente comme un évidement sensiblement rectangulaire.Le connecteur 31 de ligne est, par exemple, un connecteur femelle vis et fils parallèles du commerce, par exemple présentant sur sa face avant (celle destinée à coopérer avec le connecteur mâle 11), une rangée de doigts 310 qui viennent aggriper une rangée de protubérances placées sur une grande longueur de l'évidement 21. Sur l'autre grande longueur de cet évidement 21, en arrière du support 2 (donc côté opposé à la carte 1), sont prévus des harpons 211 dont le rôle est de'main- tenir le connecteur ou bornier 31 dans le support 2 par simple encliquetage. Les trois connecteurs (31, 32, 33) peuvent ainsi être insérés et maintenus dans le support 2 indépendamment de toutes liaison ou raccordement à une carte indépendamment de tout câblage. En effet, les châssis sont habituellement installés dans des baies et le support 2 de l'invention autorise un positionnement des connecteurs 31 et 32 compatible avec un câblage arrière du châssis dans la baie, sans avoir à défaire celui-ci lors du désenfichage de la carte 1. En effet, le montage des cartes et des connecteurs est extrêmement simple grâce au support 2 de l'invention ainsi qu'il sera décrit ultérieurement. On retrouve les mêmes caractéristiques des empreintes ou fentes (21, 22, 23) pour les trois connecteurs (31, 32, 33). Les fentes 21 et 23 apparaissent antisymétriquement mais glo lement avec les mêmes caractéristiques. L'empreinte 22 par contre apparait avec les mêmes trous 220 sur la face avant ainsi que les mêmes inserts taraudés latéraux 221. Toutefois, autour de ces inserts 221, apparait un évidement 223 de plus grand diamètre, correspondant à l'empreinte de l'insert 123 du connecteur 12. La représentation en coupe suivant AA' de la figure 2b est illustrée sur la figure 2c. On y reconnait les inserts taraudés 221 alignés avec les évidements 223.En effet, lorsque le connecteur 32 est vissé en position dans le support 2, les vis 324 sont introduites dans les inserts 221 et, de l'autre côté, les inserts 123 viennent se loger dans les évidements 223. I1 en est de même pour l'empreinte centrale 120 supportant les. trous 121 ; elle vient en butée contre un évidement 224 sensiblement trapézoidal également, de telle sorte que les broches 320 du connecteur 32 traversent le support 2 au travers des trous 220 et viennent s'enficher dans les trous 121 du connecteur 12 de carte. L'épaisseur du support 2 au niveau des trous 220, est conçue de façon judicieuse pour que le contact électrique des connecteurs 12 et 32 soit bon. On remarquera que les trous 220 n'apparaissent pas sur la vue en coupe suivant AA' car la coupe est faite suivant l'axe de la pièce, donc entre les deux rangées de trous 220. En outre, le support 2 est chanfreiné.sur toute la périphérie de son évidement 224 afin de mieux guider l'empreinte 120 du connecteur 12 et de faciliter ainsi, lors de l'insertion de la carte 1 dans les rainures (200go 200du support 2, une bonne adaptation des pièces mécaniques. On remarquera en outre sur la vue en coupe de la figure 2C que des branches 20G et 20D du support 2 comportent-des gouttières 201G et 201D, orientées vers l'extérieur, du côté opposé aux rainures. Ces gouttières 201G et 201D, également représentées sur les figures 1 et 3, permettent un montage du support 2 de carte sur deux poutres 5 parallèles d'un châssis 6. I1 est alors aisé de disposer un nombre approprié de supports 2 correspondant au nombre souhaité de cartes à circuits imprimés et d'enficher ou de désenficher chaque carte à la demande sans avoir à déconnecter le câblage arrière du châssis. Dans la pratique, l'équipement d'un châssis peut varier de une à 16 cartes maximum. Chaque support 2 conforme à l'invention peut de ce fait recevoir les connecteurs extérieurs comme décrit ci-dessus. Le connecteur 31 par exemple est encliqueté, le connecteur 32 est vissé, le connecteur 33 est clipsé. Une simple insertion de la carte 1 suffit à réaliser le contact électrique lorsque cette carte 1 arrive en butée au fond du support 2. L'épaisseur des supports 2 est choisie égale au pas normalisé entre deux cartes. Ceci permet au montage d'aligner 16 supports 2 au maximum, conformes à ceux de la présente invention, pour réaliser un fond de châssis sans câblage et sans circuit imprimé. Pour les connecteurs 11 et 13 mâles, la simple position de la carte 1 en fond de rainure suffit à permettre l'enfichage des broches 110 (resp. 130) pour le connecteur 11 (resp. 13) dans les fiches femelles des connecteurs 31 (resp. 33). Le procédé de montage de l'invention confère une grande souplesse dans l'exploitation du système. En effet, dans le cas de connecteurs ou de borniers défectueux, il est extrêmement aisé d'échanger l'un quelconque des connecteurs défectueux même après montage et câblage du châssis sans di- montage du support 2 et sans décâblage des autres connecteurs. Le support 2 a été décrit dans une application à la téléinformatique pour laquelle trois connecteurs sont utiles, mais le support 2 de l'invention s'appliquerait de la même manière à d'autres types de connecteurs utilisés, par exemple en transmission,et à la réalisation de divers types de châssis. Ainsi, en transmission, les connecteurs utilisés sont de type DIN ; leur nombre et leur dimension pourraient être très différents. Le support 2 peut être réalisé par moulage, par extrusion ou par usinage dans un matériau plastique, mais il pourrait de la même façon être réalisé dans tout autre matériau, par exemple métallique. REVENDICATIONS 1 - Système d'interconnexion pour circuits imprimés, lesdits circuits étant portés par une carte au moins, ladite carte comprenant des premiers connecteurs (11, 12, 13) fixés sur la carte, lesdits premiers connecteurs (11, 12, 13) étant reliés aux conducteurs de la carte, système caractérisé par le fait qu'il comporte un support (2) ayant une structure en U, le fond dudit U étant pourvu de moyens de réception (21, 22, 23) respectivement pour les connecteurs (31, 32, 33) extérieurs, les branches (20G, 20D) dudit U étant sensiblement parallèles et distantes d'une largeur égale à la largeur d'une carte, ladite carte (1) venant s'insérer par glissement dans des rainures (200or 200D) pratiquées suivant les faces internes desdites branches (20G, 20D). 2 - Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdits moyens de réception (21, 22, 23) comportent des fentes (21, 23) pour les connecteurs extérieurs femelles pourvues de moyens (211, 231) de fixation et de moyens (210, 230, 232) de maintien ainsi que de moyens (221, 222) de fixation et de guidage pour le connecteur extérieur mâle. 3 - Système d'interconnexion selon l'une des revendications 1, 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens (22) de réception pour connecteur extérieur mâle-femelle (32) consistent, côté carte, en une empreinte (224, 223) du connecteur (12) femelle porté par la carte (1),. ledit connecteur (32) extérieur mâle étant fixé audit support (2) au moyen de vis (324) s'insérant dans les inserts taraudés (221), les broches (320) dudit connecteur (32) extérieur présentant une longueur supérieure à la longueur des trous (220) dudit support (2) de telle sorte que le contact électrique s'effectue au travers dudit support (2). 4 - Système selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les surfaces extérieures des branches (20or 20D) dudit support (2) comportent des gouttières (201G, 201D) permettant son insertion entre les poutres (5) d'un châssis. 5 - Système selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que chaque support (2) présente une lar geur, dans le sens desdites poutres (5), égale au pas normalisé entre deux cartes à circuits imprimés. 6 - Application du système d'interconnexion selon l'une des revendications 1 à 4 à la réalisation de châssis (resp. de baies) caractérisé par le fait que chaque carte (1) pour circuit imprimé équipant le châssis (resp. la baie) est enfichée dans les rainures (200G, 200D) pratiquées sur les faces internes des deux branches (20go 20D) de son support (2) indépendamment de l'enfichage ou du désenfichage des connecteurs (31, 32, 33) extérieurs, le contact électrique étant réalisé lorsque, lesdits connecteurs (31, 32, 33) extérieurs de trouvant en position dans le support (2), la carte (1) à circuit imprimé est en butée contre ledit support (2).