Brevet FR2815127A1 — publié le 20020412

CONNECTEUR ELECTRIQUE A CONTACTS MULTIPLES La présente invention concerne les connecteurs électriques à contacts multiples qui trouvent une application particulièrement avantageuse dans le domaine des appareils utilisés pour tester les composants électroniques comme, par exemple, les puces des micro-ordinateurs, ces connecteurs électriques à contacts multiples permettant de réaliser des contacts mécaniques en des endroits déterminés de ces composants électroniques pour assurer une liaison électrique continue entre les entrées-sorties de ces composants et celles correspondantes des appareils de tests. On sait que les composants électroniques atteignent des dimensions de plus en plus petites et que leurs contacts électriques peuvent avoir des dimensions inférieures à cinquante microns avec des entraxes entre deux contacts contigus de l'ordre de soixante cinq microns. Actuellement, pour un composant électronique du type puce électronique , le nombre de ces contacts répartis sur une surface de plus en plus réduite peut dépasser plusieurs centaines. Pour pouvoir relier électriquement les entrées-sorties de ces composants électroniques avec celles des appareils utilisés pour les tester, il a donc été nécessaire de réaliser des connecteurs électriques à contacts multiples spécifiques. Un tel type de connecteur électrique à contacts multiples est par exemple décrit dans le FR-A-2 748 813 déposé par l'un des présents Demandeurs et plus particulièrement illustré sur la figure 1 jointe à ce document. Ce connecteur électrique à contacts multiples comporte un corps délimitant une cavité dans laquelle sont logées trois plaques respectivement supérieure, intermédiaire et inférieure sensiblement parallèles et réalisées dans un matériau électriquement isolant. Ces plaques comportent une multiplicité de trous traversants disposés pour être aptes à être traversés par des aiguilles de contact réalisées en un matériau électriquement conducteur, d'une longueur supérieure à la distance séparant les plaques supérieure et inférieure de sorte qu'elles émergent de part et d'autres de ces deux plaques. L'une des extrémités des aiguilles, par exemple celles émergeant de la plaque supérieure sont reliées de façon filaire aux entrées-sorties des appareils de test, tandis que le corps du connecteur est déplacé de façon que les extrémités des aiguilles émergeant de la plaque inférieure viennent au contact mécanique des entrées-sorties du composant électronique à tester. Il est cependant bien évident qu'il est impossible de déterminer avec une absolue précision la longueur de ces aiguilles pour que leurs extrémités émergeant de la plaque inférieure viennent simultanément au contact des entrées-sorties du composant électronique à tester. Pour cela, le connecteur comporte en outre des moyens pour déplacer la plaque intermédiaire dans au moins une direction, afin de réaliser un pré-flambage unidirectionnel des aiguilles. De cette façon, en exerçant une contrainte sur le corps, il est possible d'amener toutes les extrémités des aiguilles émergeant de la plaque inférieure au contact des entrées-sorties du composant électronique à tester, les différences de niveau de ces entrées-sorties et les différences de longueur des aiguilles étant compensées par une déformation plus ou moins importante des aiguilles, cette déformation étant favorisée par leur pré-flambage produit par le déplacement de la plaque intermédiaire comme plus amplement décrit dans ce document antérieur, notamment en regard de la figure 5 jointe à ce document. Le connecteur électrique décrit dans ce document donne satisfaction, mais sa structure ne permet pas toujours de répondre aisément à la miniaturisation de plus en plus poussée des composants électroniques et à l'augmentation de plus en plus importante du nombre de contacts électriques à réaliser dans des espaces de plus en plus réduits. La présente invention a donc pour but de réaliser un perfectionnement au connecteur électrique à contacts multiples du type de celui décrit ci-dessus. Plus précisément, la présente invention a pour objet un connecteur électrique à contacts multiples comportant une embase en un matériau électriquement isolant, au moins deux paires de bornes d'entrées-sorties, deux aiguilles en un matériau électriquement conducteur reliant respectivement les deux bornes d'entrées-sorties de chaque paire, une première et une deuxième plaques réalisées en un matériau électriquement isolant, ces première et deuxième plaques comportant des orifices traversants, lesdites aiguilles étant enfichées dans ces orifices de façon qu'elles émergent par leurs extrémités de part et d'autre de ces première et deuxième plaques, les extrémités émergentes desdites aiguilles constituant les bornes d'entrées-sorties desdites deux paires, et des moyens pour fixer les première et deuxième plaques par rapport à l'embase, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre : - au moins deux troisième et quatrième plaques, - des moyens pour positionner ces troisième et quatrième plaques entre lesdites première et deuxième plaques, lesdites deuxième, troisième et quatrième plaques comportant des orifices traversants dont au moins une section transversale présente une valeur minimale sensiblement égale à la section transversale des aiguilles, ces orifices étant réalisés dans les deuxième, troisième et quatrième plaques de façon que les aiguilles soient montées coulissantes dans ces orifices, et - des moyens pour commander le déplacement des troisième et quatrième plaques respectivement dans deux directions sensiblement opposées de façon à réaliser, sur chaque aiguille, deux pré-flambages en opposition de part et d'autre de sa position de repos. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la présente description donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel : La figure unique représente le schéma de principe d'un mode de réalisation du connecteur électrique à contacts multiples selon l'invention. Il est précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte"au moins un"élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. De même, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant"au moins un"de ces éléments. Il est également précisé que le connecteur électrique à contacts multiples selon l'invention constitue un perfectionnement à celui qui est décrit et illustré dans le FR-A-2 748 813 rappelé ci-avant. En conséquence, la description du mode de réalisation du connecteur électrique selon la présente invention sera limitée à celle des moyens constituant les caractéristiques essentielles de l'invention. L'ensemble des moyens entrant dans la structure du connecteur qui sont connus par le document antérieur ne sera pas décrit en détail. Ceci ayant été précisé, le connecteur électrique à contacts multiples comporte une embase schématiquement représentée en 1 réalisée en un matériau électriquement isolant, au moins deux paires 2,3 de bornes d'entrées-sorties 4-5,6- 7, deux aiguilles 11, 12 en un matériau électriquement conducteur reliant respectivement les deux bornes d'entrées-sorties 4-5,6-7 de chaque paire 2,3, et deux première et deuxième plaques 21,22 réalisées en un matériau électriquement isolant. Ces deux première et deuxième plaques 21,22 comportent des orifices traversants 31-34, les aiguilles 11,12 étant enfichées dans les orifices 31-33 et 32- 34 respectivement de ces deux plaques 21,22 de façon qu'elles émergent par leurs extrémités 35,36, 37,38 de part et d'autre des deux plaques. Les extrémités émergentes 35-38 constituent les bornes d'entrées-sorties 4-7 des deux paires de bornes 2,3. Ces deux aiguilles 11,12 sont avantageusement, mais pas obligatoirement, montées solidaires de la première plaque 21 respectivement dans les orifices traversants 31,33, alors qu'elles sont avantageusement et nécessairement montées coulissantes par rapport à la deuxième plaque 22, au moins une section transversale des orifices traversants 32,34 réalisés dans cette deuxième plaque présentant une valeur minimale sensiblement égale à la section transversale des aiguilles 11,12 Le connecteur comporte de plus des moyens pour fixer les deux première et deuxième plaques 21,22 par rapport à l'embase 1, et avantageusement de façon qu'elles soient perpendiculaires aux directions, représentées par les axes 71,72, des deux aiguilles 11,12 quand elles sont en position de repos rectiligne, c'est-àdire sans avoir subi une déformation de flambage comme décrit ci-après. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le connecteur comporte en outre au moins deux troisième et quatrième plaques 23,24 et des moyens pour les positionner entre les première et deuxième plaques 21,22, avantageusement de façon que ces quatre plaques soient parallèles entre elles. Ces troisième et quatrième plaques comportent elles aussi des orifices traversants 41-44 dont au moins une section transversale présente une valeur minimale sensiblement égale à la section transversale des aiguilles 11,12 de façon que ces aiguilles puissent coulisser dans les orifices avec le moins de jeu possible. A titre d'exemple, toutes ces plaques en un matériau électriquement isolant peuvent être réalisées dans l'un des matériaux suivants : céramique, matière plastique, silicium, silice. De façon à favoriser le coulissement des aiguilles 11,12 dans les orifices réalisés notamment dans les deuxième, troisième et quatrième plaques 22,23, 24, l'épaisseur de ces plaques, au moins dans leur partie qui est au contact des aiguilles, est avantageusement inférieure à la section transversale des aiguilles. Cependant, dans le but d'obtenir des plaques rigides, il est avantageux de leur donner une épaisseur relativement importante. Comme les parties de plaques au contact des aiguilles sont avantageusement de relativement très faible épaisseur, il est avantageux, par exemple, de donner aux orifices traversants une forme tronconique, comme représenté schématiquement en Tc sur la figure unique, la petite base de cette forme tronconique ayant sensiblement la même section que les aiguilles. Cette forme tronconique donnée aux orifices réalisés dans les plaques favorise en outre le guidage des aiguilles lorsqu'elles sont enfilées dans ces orifices. Lorsque les plaques sont réalisées en un matériau comme du silicium ou analogue, ces orifices sont obtenus par la méthode dite de la gravure profonde, connue en elle même. Les moyens pour positionner les troisième et quatrième plaques entre les première et deuxième plaques seront par exemple comme ceux qui ont été décrits dans le document antérieur cité ci-dessus pour monter la plaque intermédiaire par rapport au corps du connecteur. Très schématiquement, ces moyens sont en fait du type glissière ou analogue. Le connecteur électrique comporte en outre des moyens 50 schématiquement représentés par deux flèches 51,52 pour commander le déplacement des troisième et quatrième plaques 23,24 avantageusement dans deux directions opposées de façon à réaliser, sur chaque aiguille 11,12, deux préflambages 61-62,63-64 sensiblement en opposition de part et d'autre de sa position de repos rectiligne représentée par les traits d'axes 71,72 définis ci-dessus. Ces moyens 50 peuvent être de tout type, notamment comme ceux qui ont été décrits dans le document antérieur cité ci-avant pour le déplacement de la plaque dite intermédiaire. Le connecteur électrique à contacts multiples tel que décrit ci-dessus fonctionne et s'utilise de la façon suivante. On suppose tout d'abord que ce connecteur est destiné à relier électriquement les bornes Ai, A2 d'un élément A aux deux bornes Bl, B2 d'un autre élément B. L'un de ces deux éléments A, B est par exemple constitué par un appareil de tests, l'autre constitué par exemple par un composant électronique à tester. Le connecteur est disposé entre ces deux éléments A, B, en supposant par exemple que l'élément A est fixe dans un référentiel donné. Le connecteur, par l'intermédiaire de son embase 1, est maintenu en regard de l'élément A de façon que les bornes de sorties 4,6 viennent au contact des deux bornes Ai, Au zu soient reliées à celles-ci par tous moyens comme, par exemple, des fils conducteurs électriques. Cette dernière solution est celle qui est généralement utilisée pour tester des composants électroniques comme des puces, car l'appareil de tests est dans ce cas toujours le même. Les deux troisième et quatrième plaques 23,24 sont ensuite déplacées en opposition l'une par rapport à l'autre de façon à réaliser les deux pré-flambages définis ci-avant des deux aiguilles 11, 12. On amène ensuite l'élément B de façon que ses bornes Bi, B2 se positionnent en face des extrémités 36, 38 respectivement des aiguilles 11, 12. Comme il est matériellement impossible que les extrémités 36, 38 des aiguilles 11, 12 émergeant de la deuxième plaque 22 soient toutes dans un même plan, de même que toutes les bornes Bi, B2 de l'élément B, on exerce alors une pression sur l'élément B de façon à être certain que toutes les bornes Bs, B2 viennent bien au contact mécanique des extrémités 36, 38 des aiguilles. Dans le cas d'une différence de niveau entre les extrémités émergentes des aiguilles 11, 12 eVou entre les bornes Bi, B2 de l'élément B, il se produit un flambage supplémentaire d'au moins une aiguille, illustré par les traits interrompus 73,74 sur la figure unique. Le flambage supplémentaire de chaque aiguille se répartit sur les deux préflambages en opposition de cette aiguille. De cette façon, l'encombrement latéral hors-tout des aiguilles ayant subi des flambages augmente de façon moins importante que dans le cas du dispositif décrit dans le document antérieur, et il est ainsi possible de réaliser des connecteurs électriques comportant un plus grand nombre d'aiguilles plus proches les unes des autres et permettant de tester des éléments électroniques de dernière génération dont les bornes d'entrées-sorties sont de plus en plus nombreuses et de plus en plus proches les unes des autres dans des espaces de plus en plus réduits. Dans l'exemple décrit ci-dessus en regard de la figure unique, le connecteur ne comporte que deux aiguilles, dans le but de simplifier le dessin et la description donnée en regard de ce dessin. Mais il est bien entendu qu'il comportera en réalité une grande pluralité d'aiguilles. De même, dans certains cas, il pourra être prévu plus de deux plaques entre les deux première et deuxième plaques 21, 22. REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique à contacts multiples comportant une embase (1) en un matériau électriquement isolant, au moins deux paires (2,3) de bornes d'entréessorties (4-6), deux aiguilles (11,12) en un matériau électriquement conducteur reliant respectivement les deux bornes d'entrées-sorties de chaque paire, une première (21) et une deuxième (22) plaques réalisées en un matériau électriquement isolant, ces première et deuxième plaques comportant des orifices traversants (31-34), lesdites aiguilles étant enfichées dans ces orifices de façon qu'elles émergent par leurs extrémités (35-37) de part et d'autre de ces première et deuxième plaques, les extrémités émergentes desdites aiguilles constituant les bornes d'entrées-sorties (4-6) desdites deux paires, et des moyens pour fixer les première et deuxième plaques par rapport à l'embase, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre : - au moins deux troisième (23) et quatrième (24) plaques, - des moyens pour positionner ces troisième (23) et quatrième (24) plaques entre lesdites première (21) et deuxième (22) plaques, lesdites deuxième, troisième et quatrième plaques comportant des orifices traversants (32,34, 41-44) dont au moins une section transversale présente une valeur minimale sensiblement égale à la section transversale des aiguilles (11,12), ces orifices étant réalisés dans les deuxième, troisième et quatrième plaques de façon que les aiguilles soient montées coulissantes dans ces orifices, et - des moyens (50) pour commander le déplacement des troisième (23) et quatrième (24) plaques respectivement dans deux directions sensiblement opposées de façon à réaliser, sur chaque aiguille, deux pré-flambages (61-64) en opposition de part et d'autre de sa position de repos. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites aiguilles (11,12) enfichées dans les orifices (31,33) réalisés dans la première plaque (21) sont solidaires de ladite première plaque (21). 3. Connecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les première (21), deuxième (22), troisième (23) et quatrième (24) plaques sont parallèles entre elles. 4. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la partie des deuxième, troisième et quatrième plaques (22,23, 24) qui est au contact des aiguilles est inférieure à la section transversale desdites aiguilles (11, 12). 5. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les orifices traversants réalisés dans au moins les deuxième, troisième et quatrième plaques sont de forme tronconique. 6. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les plaques (21,22, 23,24) sont réalisées dans l'un des matériaux suivants : céramique, matière plastique, silicium, silice. 7. Connecteur selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que lesdits orifices traversants de forme tronconique sont réalisés par le procédé de la gravure profonde.