Brevet FR2762149A1 — publié le 19981016

Connecteur d'entréelsortie pour dispositif portable de communication et procédé de montage dudit connecteur. La présente invention concerne un connecteur d'entrée/sortie destiné à être monté en surface sur une plaque à circuit imprimé PCB comportant, entre autres, un logement isolant sur les parties latérales duquel sont fixées deux ferrures de positionnement à souder sur le PCB, des contacts à souder sur le PCB. Elle concerne aussi le procédé de montage dudit connecteur. De manière générale et connue, le connecteur d'entrée/sortie d'un dispositif portable de communication, par exemple un téléphone mobile, qui est de très petites dimensions est monté en surface sur une plaque à circuit imprimé PCB. Dans un souci de concision et de simplification la plaque à circuit imprimé sera dans la suite appelée PCB ("Printed Circuit Board"), terme couramment utilisé par l'homme du métier. Ce connecteur permet ainsi de connecter et déconnecter un dispositif électronique extérieur, équipé d'un connecteur complémentaire, au dispositif portable de communication pour autoriser le dialogue entre les deux dispositifs, ou le test des fonctions ou composants implantés sur le PCB. Compte tenu de la très petite taille du connecteur utilisé pour ce type d'application et de l'impérieuse nécessité d'un positionnement d'une précision élevée lors de son montage pour que le plan d'appui du connecteur soit confondu ou au moins quasi-confondu avec le plan du PCB, des moyens spécifiques de positionnement et de fixation du connecteur mais aussi des contacts doivent être prévus. En effet, il convient que, lors de la mise en oeuvre du produit, montage en surface du composant, ainsi que tout au long de la vie du dispositif portable et ce parfois dans des conditions de manipulation sévères, I'ensemble des contacts des connecteurs complémentaires puissent s'engager les uns contre les autres et assurer une pression de contact suffisante à une bonne transmission électrique. C'est ainsi qu'il a été constaté que pour que cette fonction soit effective, il est nécessaire que le plan d'appui du connecteur soit confondu ou au moins quasi-confondu avec le plan du PCB. En fait, cette coplanarité permet de répondre efficacement à une exigence dite de coplanéité, nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé pour le montage en surface, exigence qui implique qu'un quelconque contact doit se trouver à l'intérieur d'un intervalle de tolérance maximum, qui est désiré faible (par exemple de l'ordre de 0,1 mm), relativement au plan d'appui du connecteur sur le PCB, plan d'appui qui définit le plan de référence pour ladite coplanéité. La demande internationale WO 96/07221 décrit un tel connecteur utilisant des fixations métalliques à souder destinées à le maintenir et le mettre en position sur le PCB. Cependant, I'utilisation de telles fixations présente un important inconvénient du fait qu'elle ne permet pas de répondre avec suffisament de rigueur à la nécessaire précision mentionnée ci-dessus et donc à l'exigence de coplanéité. En effet, les fixations décrites reposent sur l'ensemble de la surface de leur base sur le PCB alors qu'en outre le connecteur repose à l'arrière sur ledit PCB, soit sur une surface de montage, soit sur un ensemble de contacts. Ainsi, trois surfaces indépendantes et par conséquent dont la probabilité d'être coplanaires est très significativement faible, les deux surfaces des bases des fixations et la surface par l'intermédiaire de laquelle l'arrière du connecteur repose sur le PCB, interviennent dans ce cas dans la détermination du plan d'appui du connecteur sur le PCB. En outre, les contraintes dimensionnelles du produit ne permettent pas un guidage suffisamment précis des contacts. Tout ceci implique que ce plan d'appui ne peut être à l'évidence déterminé de manière précise et reproductible or comme cela a été précisé ci-avant, ce plan d'appui définit le plan de référence pour la coplanéité des contacts et ainsi une importante dispersion quant à la coplanéité est entraînée. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de remédier efficacement à cet important inconvénient présenté par l'art antérieur et propose un connecteur d'entrée/sortie dont la conception permet de garantir que les contacts, lors du montage sur le PCB, seront tous compris de manière précise et reproductible au moins dans un intervalle de tolérance prédéterminé, I'intervalle de tolérance maximum et qu'ainsi il peut être satisfait avec rigueur à l'exigence de coplanéité. Pour cela le connecteur d'entrée/sortie mentionné dans le préambule est remarquable en ce qu'il comporte un moyen élastique de maintien du type enclipsage sur le PCB destiné, lors de la pose dudit connecteur sur le PCB pour le montage en surface, à maintenir les contacts en pression sur ledit PCB, la soudure en surface étant ainsi réalisée alors que chacun des contacts est dans une position telle qu'il est contenu dans un plan de référence pour la coplanéité desdits contacts. De manière subsidiaire, le connecteur d'entrée/sortie comporte un moyen élastique de maintien du type enclipsage sur le PCB destiné, lors de la pose dudit connecteur sur le PCB pour le montage en surface, à maintenir les contacts en pression sur ledit PCB, la soudure en surface étant ainsi réalisée alors que chacun des contacts est dans une position telle qu'il est compris dans un intervalle de tolérance prédéterminé par rapport à un plan de référence pour la coplanéité desdits contacts. De manière remarquable également, selon la présente invention, il est fourni un procédé de montage du connecteur d'entrée/sortie au cours duquel, lorsque ledit connecteur est présenté pour être mis en butée dans un logement du PCB prévu à cet effet, l'effort d'appui exercé sur le connecteur, en phase de pose lors d'un montage en surface, est utilisé pour provoquer l'enclipsage automatique du connecteur sur le PCB, I'ensemble alors mis en pression étant monté en surface sur le PCB dans le plan exact désiré. Ainsi, I'invention consiste de manière avantageuse à concevoir un connecteur muni d'un moyen élastique de maintien qui lors de la pose du connecteur sur le PCB permettra de mettre en pression et, une fois l'enclipsage réalisé de manière automatique, maintenir contraints les contacts sur le PCB dans une position telle que chacun desdits contacts soit, une fois immobilisé, contenu dans un plan de référence pour la coplanéité des contacts, ou au pire, subsidiairement, compris dans l'intervalle de tolérance maximum prédéterminé par rapport au dit plan de référence. En effet, de manière générale, en phase de pose (appelée "pick and place" par l'homme du métier) par une machine de montage en surface d'un composant (ici un connecteur), un effort d'appui de l'ordre de 100 à 300 grammes est exercé sur les composants. La technique exploitée consiste donc à utiliser cet effort pour enclipser de manière automatique le connecteur sur le PCB. Les termes " du type enclipsage" doivent être ici pris dans leur expression la plus large autorisant le choix de moyens tels que: pions d'emmanchement, patte d'enclipsage, point de colle à prise rapide, etc.. Cette technique est précise, efficace et reproductible et ainsi il peut être garanti que l'exigence de coplanéité est parfaitement respectée. En outre, grâce au moyen d'enclipsage qui permet de maintenir les contacts contraints dans la position désirée, une opération de collage desdits contacts devient complètement inutile, ce qui constitue un autre important avantage. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente en perspective et dans une première forme de réalisation, le connecteur selon l'invention avant son montage sur le PCB. La figure 2 montre une vue de côté du connecteur de la figure 1 après son montage sur le PCB. La figure 3 représente en perspective et dans une seconde forme de réalisation, le connecteur selon l'invention avant son montage sur le PCB. La figure 4 montre une vue de côté du connecteur de la figure 3 après son montage sur le PCB. La figure 5 représente en perspective et dans une troisième forme de réalisation, le connecteur selon l'invention avant son montage sur le PCB. La figure 6 montre une vue de côté du connecteur de la figure après son montage sur le PCB. Les figures 1 et 2 seront simultanément exploitées pour une meilleure appréhension des caractéristiques du connecteur conforme à l'invention dans sa première forme de réalisation. Sur la figure 1 est représenté en perspective un connecteur 1 destiné à être monté en surface, c'est-à-dire à être soudé selon la technologie "composants montés en surface" (appelée CMS par l'homme du métier), sur une plaque à circuit imprimé PCB comportant un logement H dans lequel le connecteur 1 est présenté (la flèche référencée S sur la figure 1 précise le sens de la pose) puis monté en butée. Le connecteur 1 est principalement constitué d'un corps isolant 2, il comporte un ensemble de contacts 3, une paire de verrouilleurs 4 destinés à être soudés sur le PCB ainsi qu'une paire de ferrures de positionnement 5 également destinées à être soudées sur le PCB pour maintenir le connecteur en position sur ledit PCB. De préférence, les ferrures de positionnement 5 sont montées de manière amovible sur le corps 2 qui comporte pour les recevoir sur ses deux parois latérales deux pattes 6 en forme de L inversé sous lesquelles chaque ferrure de positionnement 5 est glissée et immobilisée. Chaque ferrure de positionnement 5 peut comporter, sur sa partie plane 51 destinée à venir en contact avec le PCB et placée vers son extrémité située le plus à l'extérieur du PCB, une saillie 52 ou bossage de faible hauteur prévue pour former un contact ponctuel avec la partie du PCB destinée à la recevoir. Les deux points de contact des deux saillies 52 déterminent donc mathématiquement une droite support d'un axe de rotation XX' du connecteur lui permettant, lors de son montage, de basculer de manière à ce que les contacts signaux 3 se rapprochent à leur tour des plages de contact correspondantes du PCB (non montrées sur le dessin). Cette saillie 52 et ses caractéristiques sont divulguées de manière détaillée dans une demande de brevet française déposée à la même date par le même demandeur, cette demande de brevet étant ici incorporée à titre de référence. Conformément à l'invention le connecteur d'entrée/sortie est remarquable en ce qu'il comporte un moyen élastique de maintien du type enclipsage sur le PCB destiné, lors de la pose dudit connecteur sur le PCB pour le montage en surface, à maintenir les contacts en pression sur ledit PCB, la soudure en surface étant ainsi réalisée alors que chacun desdits contacts est dans une position telle qu'il est contenu dans un plan de référence pour la coplanéité des contacts signaux, ou compris dans un intervalle de tolérance prédéterminé par rapport au dit plan de référence. Dans la première forme de réalisation du connecteur selon les figures 1 et 2, le moyen élastique de maintien du type enclipsage est constitué de pattes d'enclipsage 21 (représentées volontairement sur le dessin plus épaisses que nécessaire pour mieux appréhender la forme possible) situées sur les parties latérales du logement isolant 2 en vis-à-vis des ferrures de positionnement 5 de telle manière que le PCB soit, une fois l'enclipsage réalisé au moment o l'effort d'appui est exercé sur le connecteur 1 pour le montage en surface, maintenu serré entre lesdites pattes d'enclipsage 21 et lesdites ferrures de positionnement 5 alors que les contacts 3 sont alors en contact contraints sur les plages de contact correspondantes du PCB. Dans la seconde forme de réalisation présentée sur les figures 3 et 4, les mêmes références s'appliquent aux éléments identiques à ceux des figures 1 et 2. Dans cette seconde forme de réalisation, le moyen élastique de maintien du type enclipsage est constitué d'au moins une patte d'enclipsage 22 (représentée volontairement sur le dessin plus épaisse que nécessaire pour mieux appréhender la forme possible) située sur la partie arrière du logement isolant 2 en vis-à-vis des contacts 3 de telle manière que le PCB soit, une fois l'enclipsage réalisé au moment o l'effort d'appui est exercé sur le connecteur 1 pour le montage en surface, maintenu serré entre ladite patte d'enclipsage 22 et les contacts 3 alors mis en contrainte sur les plages de contact correspondantes du PCB. Dans la troisième forme de réalisation présentée sur les figures 5 et 6, les mêmes références s'appliquent aux éléments identiques à ceux des figures 1 et 2. Dans cette troisième forme de réalisation, le moyen élastique de maintien du type enclipsage est constitué de pattes d'enclipsage 53 situées en prolongement et à l'arrière des ferrures de positionnement 5 de telle manière que le PCB soit maintenu serré entre lesdites pattes d'enclipsage 53 et les contacts 3 alors mis en contrainte sur les plages de contact correspondantes du PCB. Le PCB est en outre emprisonné entre les pattes d'enclipsage 53 et les verrouilleurs 4. De plus de manière préférée, les parties extrêmes 530 des pattes d'enclipsage 53 destinées à venir en contact avec le PCB possèdent une découpe 531 et sont inclinées par rapport au plan orthogonal au plan du PCB de manière à amplifier l'effet élastique comme cela est visible sur les figures 5 et 6. En effet, la géométrie inclinée de la coupe de ces pattes d'enclipsage 53 permet d'assurer une pression sur les contacts 3 par rattrapage de jeu. Cette technique mise en oeuvre de manière non limitative selon les diverses formes de réalisation, tout en offrant une excellente reproductibilité, permet d'apporter une solution simple et efficace au problème posé par l'exigence de coplanéité. En outre, comme cela a été précédemment précisé, une telle technique utilisant des moyens d'enclipsage, du simple fait qu'elle permet de maintenir les contacts contraints dans la position désirée en jouant sur leur elasticité, rend complètement inutile toute opération de collage desdits contacts, opération habituellement mise en oeuvre pour les connecteurs de l'art antérieur. Revendications: 1. Connecteur d'entrée/sortie destiné à être monté en surface sur une plaque à circuit imprimé PCB comportant, entre autres, un logement isolant sur les parties latérales duquel sont fixées deux ferrures de positionnement à souder sur le PCB, des contacts à souder sur le PCB, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen élastique de maintien du type enclipsage sur le PCB destiné, lors de la pose dudit connecteur sur le PCB pour le montage en surface, à maintenir les contacts en pression sur ledit PCB, la soudure en surface étant ainsi réalisée alors que chacun des contacts est dans une position telle qu'il est contenu dans un plan de référence pour la coplanéité desdits contacts. 2. Connecteur d'entrée/sortie destiné à être monté en surface sur une plaque à circuit imprimé PCB comportant, entre autres, un logement isolant sur les parties latérales duquel sont fixées deux ferrures de positionnement à souder sur le PCB, des contacts à souder sur le PCB, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen élastique de maintien du type enclipsage sur le PCB destiné, lors de la pose dudit connecteur sur le PCB pour le montage en surface, à maintenir les contacts en pression sur ledit PCB, la soudure en surface étant ainsi réalisée alors que chacun des contacts est dans une position telle qu'il est compris dans un intervalle de tolérance prédéterminé par rapport à un plan de référence pour la coplanéité desdits contacts. 3. Connecteur d'entrée/sortie selon la revendication 1ou 2, caractérisé en ce que le moyen élastique de maintien du type enclipsage est constitué de pattes d'enclipsage situées sur les parties latérales du logement isolant en vis-à-vis des ferrures de positionnement de telle manière que le PCB soit maintenu serré entre lesdites pattes d'enclipsage et lesdites ferrures de positionnement alors que les contacts sont mis en contrainte sur les plages de contact correspondantes du PCB. 4. Connecteur d'entrée/sortie selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le moyen élastique de maintien du type enclipsage est constitué d'au moins une patte d'enclipsage située sur la partie arrière du logement isolant en vis-à-vis des contacts de telle manière que le PCB soit maintenu serré entre ladite patte d'enclipsage et les contacts alors mis en contrainte sur les plages de contact correspondantes du PCB. 5. Connecteur d'entrée/sortie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen élastique de maintien du type enclipsage est constitué de pattes d'enclipsage situées en prolongement et à l'arrière des ferrures de positionnement de telle manière que le PCB soit maintenu serré entre lesdites pattes d'enclipsage et les contacts alors mis en contrainte sur les plages de contact correspondantes du PCB. 6. Connecteur d'entrée/sortie selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parties extrêmes des pattes d'enclipsage destinées à venir en contact avec le PCB possèdent une découpe et sont inclinées par rapport au plan orthogonal au plan du PCB de manière à amplifier l'effet élastique. 7. Procédé de montage du connecteur d'entrée/sortie selon I'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lorsque ledit connecteur est présenté pour être mis en butée dans un logement du PCB prévu à cet effet, I'effort d'appui exercé sur le connecteur, en phase de pose lors d'un montage en surface, est utilisé pour provoquer l'enclipsage automatique du connecteur sur le PCB, I'ensemble alors mis en pression étant monté en surface sur le PCB dans le plan exact désiré.