Brevet FR2860347A1 — publié le 20050401

CONNECTEUR ELECTRIQUE A AU MOINS DEUX CONTACTS La présente invention concerne les connecteurs électriques à contacts s 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 io 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. De tels types de connecteurs électriques à contacts multiples sont par exemple décrits dans les FR-A-2 748 813 et 2 815 127. Ces connecteurs électriques à contacts multiples comportent un corps délimitant une cavité dans laquelle sont logées trois ou quatre 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'autre 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 2860347 2 aiguilles émergeant de la plaque inférieure viennent au contact mécanique des entrées-sorties du composant électronique à tester. II est cependant bien évident qu'il est impossible de déterminer avec une absolue précision la longueur de ces aiguilles pour que leurs extrémités pointues 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 préflambage unidirectionnel des aiguilles. De cette façon, en exerçant une contrainte sur le corps, io il est possible d'amener les extrémités de toutes les 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. Les connecteurs électriques décrits dans les documents précités donnent satisfaction, mais leur structure ne permet pas toujours de répondre aisément à la miniaturisation de plus en plus poussée des composants électroniques avec des espaces de plus en plus réduits entre les contacts électriques. En outre, comme il est bien évident que les aiguilles fabriquées pour réaliser les contacts ne peuvent pas être toutes rigoureusement de la même longueur et/ou toutes fixées de la même façon sur, par exemple, la plaque supérieure, leurs extrémités de contact ne sont pas toutes dans un même plan. Aussi, quand elles viennent se positionner sur les contacts des composants à tester qui, eux, sont généralement dans un même plan, il se produit un flambage des aiguilles qui est fonction de la différence de longueur entre l'aiguille la plus "longue" et l'aiguille la plus "courte". Mais, comme ces aiguilles sont très proches les unes des autres, en flambant, elle peuvent venir accidentellement au contact l'une de l'autre et annihiler toute possibilité de réaliser des tests fiables. La présente invention a donc pour but de réaliser un perfectionnement aux connecteurs électriques à contacts multiples du type de ceux qui sont décrits ci-dessus notamment dans les deux documents précités. La présente invention a aussi pour but de réaliser un connecteur qui palie les inconvénients mentionnés ci-dessus, comportant au moins deux aiguilles situées 2860347 3 très proches l'une de l'autre et évitant que ces aiguilles viennent accidentellement se toucher lorsqu'elles sont soumises à un flambage comme décrit ci-dessus. Plus précisément, la présente invention a pour objet un connecteur électrique à contacts multiples comportant: s au moins deux aiguilles de contact sensiblement cylindriques de révolution de même section et réalisées en un matériau électriquement conducteur, deux première et deuxième plaques réalisées en un matériau électriquement isolant, chacune de ces deux plaques comportant deux orifices d'une section complémentaire de celle des aiguilles de contact, les deux orifices de chaque plaque io étant situés à une distance l'un de l'autre égale à un pas Pas, des moyens pour maintenir les deux dites première et deuxième plaques l'une au dessus de l'autre de façon que les deux couples d'orifices appartenant respectivement à la première et à la deuxième plaque soient respectivement situés sur deux premier et deuxième axes parallèles entre eux et perpendiculaires aux deux première et deuxième plaques, les deux dits premier et deuxième axes définissant un plan de contact, et une troisième plaque située entre les deux première et deuxième plaques, caractérisé par le fait que ladite troisième plaque comporte deux orifices oblongs non sécants, d'une largeur sensiblement égale à la section des aiguilles de contact et d'une longueur supérieure à cette section. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent, sous forme schématique, un mode de 25 réalisation du connecteur selon l'invention, la figure 1 étant une vue de dessus en écorché et la figure 2 une coupe référencée II-II sur la figure 1, La figure 3 représente une partie du connecteur selon l'invention selon un deuxième mode de réalisation, et La figure 4 représente un troisième mode de réalisation du connecteur selon 30 l'invention. ll est tout d'abord précisé que, sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, 2860347 4 leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure. Il est aussi précisé que les figures représentent trois modes de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention. Il est en outre 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. Réciproquement, si les modes de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustrés comportent plusieurs io 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 enfin précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, [par exemple E = E(a, i, y, ...)], ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, [par exemple a, et/ou i, et/ou y, .], soit en combinaison totale et/ou partielle, [par exemple E(a, i,y), et/ou E(a, T), et/ou E( z,y), etlou E(a,y)]...DTD: Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation du connecteur électrique à contacts multiples selon l'invention à au moins deux contacts, ces figures illustrant une partie d'un tel connecteur comportant quatre contacts. Ces contacts sont réalisés par des aiguilles de contact 1, 2 sensiblement cylindriques de révolution de même section et réalisées en un matériau électriquement conducteur, comme du cuivre, du tungstène, ou analogue. Le connecteur comporte aussi deux première et deuxième plaques 101, 102 réalisées en un matériau électriquement isolant, par exemple de la céramique, du nitrure de silicium, chacune de ces deux plaques comportant deux orifices 4, 5 - 6, 7 d'une section complémentaire de celle des aiguilles de contact 1, 2, les deux orifices de chaque plaque étant situés à une distance l'un de l'autre égale à un pas Pas, des moyens schématiquement illustrés en 8 pour maintenir les deux plaques 101, 102 l'une au dessus de l'autre de façon que les deux couples d'orifices 4, 6 et 5, 7 2860347 5 appartenant respectivement à la première et à la deuxième plaque 101, 102 soient respectivement situés sur deux premier et deuxième axes 9, 10 parallèles entre eux et perpendiculaires aux deux première et deuxième plaques 101, 102, les deux premier et deuxième axes définissant un plan de contact Pc, et une troisième plaque 103 située entre les deux première et deuxième plaques 101, 102. Selon une caractéristique importante de l'invention, la troisième plaque 103 comporte deux orifices oblongs 12, 13 non sécants, d'une largeur sensiblement égale à la section des aiguilles de contact 1, 2 mais d'une longueur supérieure à cette section. lo Dans une réalisation possible, et avantageuse dans certains cas, comme visible sur la figure 1, les longueurs des orifices oblongs sont sensiblement égales au pas Pas. Selon une réalisation avantageuse dans certains cas, la distance séparant les centres Cm des deux orifices oblongs 12, 13 est au moins égale à la longueur du pas Pas. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, les aiguilles 1, 2, ... ont des diamètres égaux, mais il est bien évident que l'invention peut aussi s'appliquer à des aiguilles ayant des diamètres différents. Dans le cas où le connecteur électrique à contacts multiples comporte au moins deux aiguilles de contact 1, 2 sensiblement cylindriques de révolution mais de diamètres différents respectivement égaux à Si et S2, la troisième plaque 103 comporte deux orifices oblongs 12, 13 non sécants, d'une largeur sensiblement respectivement égale à SI et S2 et de longueur respectivement supérieure à Si et S2. De façon préférentielle, le connecteur selon l'invention comporte en outre des moyens 14, très schématiquement illustrés car ils sont connus en eux-mêmes, pour positionner la troisième plaque 103 par rapport aux deux plaques 101, 102 de façon que les deux orifices oblongs 12, 13 soient situés de part et d'autre du plan de contact Pc, les deux plans 17, 18 perpendiculaires au plan de contact Pc et contenant respectivement les premier et deuxième axes 9, 10 passant respectivement par les deux orifices oblongs 12, 13. En outre, les axes longitudinaux 15, 16 respectivement des deux orifices oblongs 12, 13 sont avantageusement sensiblement parallèles au plan de contact Pc. 2860347 6 II est aussi possible, et même souhaitable dans le but qui sera explicité ci-après, que les moyens 14 pour positionner la troisième plaque 103 par rapport aux première et deuxième plaques 101, 102 soient commandables de façon que la troisième plaque 103 puisse être déplacée par rapport aux première et deuxième plaques 101, 102 suivant au moins une direction ayant une composante parallèle au plan de contact Pc, et de préférence suivant les axes longitudinaux des orifices oblongs. Ces moyens pour commander le déplacement de la troisième plaque 103 sont du domaine de l'homme du métier et sont bien connus en eux-mêmes. Ils ne io seront donc pas plus amplement décrits, dans l'unique souci de simplifier la présente description. il est rappelé que, lorsque le connecteur est déplacé pour que les extrémités pointues 50 des aiguilles 1, 2 viennent se positionner sur les contacts des éléments à tester comme explicité auparavant, ainsi que dans les documents antérieurs précités, si les pointes de ces aiguilles ne sont pas toutes dans un même plan, en appliquant une force suffisante sur le connecteur pour qu'elles viennent bien se positionner sur les contacts du composant à tester, les différences de longueur des aiguilles vont être compensées par un flambage plus ou moins important des aiguilles. Cependant, avec le connecteur selon l'invention, lors de ce flambage qui correspond en fait à un déplacement de la partie médiane 51 des aiguilles 1, 2 entre les deux plaques 101, 102 au cours duquel se produit un éloignement des axes 9, 10 définis auparavant par rapport aux orifices oblongs 12, 13, les parties médianes 51 des aiguilles vont être guidées dans leur déplacement suivant les axes 15, 16 des orifices oblongs. Comme ces orifices oblongs 12, 13, par définition ne sont pas sécants, les parties médianes appartenant à deux aiguilles 1, 2 proches d'un pas Pas ne vont jamais se toucher. Il est ainsi évité l'inconvénient mentionné au préambule de la présente description. II est souligné que les axes longitudinaux des orifices oblongs ont été définis et illustrés comme étant rectilignes car, étant donné l'application principale du connecteur selon l'invention et la très faible longueur de ces orifices oblongs, ils seront réalisés avec cette caractéristique structurelle. Cependant, si cela est techniquement et industriellement possible, ces orifices peuvent être d'une forme quelconque adaptée au résultat recherché, 2860347 7 notamment une forme courbe, une telle forme courbe entrant bien évidemment dans la définition de l'objet de l'invention, à la condition que les orifices oblongs ne soient pas sécants. Dans l'exemple donné ci-avant du fonctionnement du connecteur, les déplacements des parties médianes de deux aiguilles peuvent s'effectuer vers l'un ou l'autre des fonds 52, 53 des deux orifices oblongs. De ce fait, les parties médianes 51 de deux aiguilles proches l'une de l'autre peuvent venir à une distance très faible l'une de l'autre si les deux flambages se produisent en sens contraires dans les orifices oblongs. Pour éviter cet inconvénient, le connecteur peut être réalisé de façon que les deux plans 17, 18 perpendiculaires au plan de contact Pc et contenant respectivement les premier et deuxième axes 9, 10 passent respectivement par les deux orifices oblongs 12, 13 en un point de leur axe longitudinal non confondu avec leur centre Cm lorsque la troisième plaque 103 est dans une position origine par rapport aux première et deuxième plaques 101, 102. Ce point est situé de préférence à proximité de l'un des deux fonds 52, 53 des orifices oblongs 12, 13, en l'espèce à proximité du fond 52 comme illustré sur la figure 3 qui est une représentation d'un autre mode de réalisation d'une partie du connecteur selon l'invention, dans laquelle la plaque 101 a été sciemment éliminée pour bien faire ressortir les caractéristiques structurelles de l'invention selon ce mode de réalisation. Avec le connecteur selon le mode de réalisation décrit ci-dessus, avant que les extrémités 50 des aiguilles viennent se positionner sur les contacts des éléments à tester, la plaque 103 est commandée en translation suivant la flèche T, figure 3, d'une quantité suffisante Qs pour que les plans 17, 18 définis ci-dessus ne soient plus perpendiculaires aux axes 15, 16 des orifices oblongs 12, 13 et que les aiguilles soient donc soumises à un très léger pré-flambage orienté dans les orifices oblongs, en plus du flambage d'origine selon la figure 2, comme représenté en traits interrompus en 55 sur la figure 3. Il est alors certain que, le flambage de plus grande amplitude subi par les aiguilles quand leurs extrémités viennent buter contre les contacts du composant à tester, se fera toujours dans le même sens, c'est-à-dire vers le fond 53 par référence à la figure 3. Les parties médianes 51 de toutes les aiguilles sont donc déplacées dans le 2860347 8 même sens et ne risquent plus de venir très proches l'une de l'autre, ce qui est très important dans le domaine d'application mentionné ici, étant donné les très faibles dimensions des éléments mis en oeuvre, qui sont dorénavant de l'ordre de quelques microns, 25 pour le diamètre des aiguilles et 40 pour la valeur du pas Pas. Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, il n'est fait mention que d'une troisième plaque 103. Cette troisième plaque peut être unitaire, mais peut aussi être constituée d'une pluralité de plaques secondaires 103-1, 103-2, ... associées les unes aux autres sensiblement parallèles entre elles et aux première et deuxième plaques 101, 102. lo A titre d'exemple, la figure 2 représente un mode de réalisation dans lequel la plaque 103 est constituée de deux plaques secondaires 103-1 et 103-2, mais d'autres formes de réalisation de la plaque 103 peuvent être bien entendu mises en oeuvre. Il est également bien évident que l'invention concerne aussi un connecteur à plus de deux contacts, par exemple quatre comme illustré sur la figure 1, mais aussi à un nombre de contacts beaucoup plus grand, comme le mode de réalisation représenté sur la figure 4 qui est une vue de dessus d'un tel connecteur, dans laquelle a été sciemment retirée la première plaque 101 pour une meilleure compréhension de ce mode de réalisation du connecteur selon l'invention. 9 REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique à contacts multiples comportant: au moins deux aiguilles de contact (1, 2) sensiblement cylindriques de révolution de même section et réalisées en un matériau électriquement conducteur, deux première et deuxième plaques (101, 102) réalisées en un matériau électriquement isolant, chacune de ces deux plaques comportant deux orifices (4, 5 - 6, 7) d'une section complémentaire de celle des aiguilles de contact, les deux orifices de chaque plaque étant situés à une distance l'un de l'autre égale à un pas Pas, des moyens (8) pour maintenir les deux dites première et deuxième plaques (101, 102) l'une au dessus de l'autre, de façon que les deux couples d'orifices (4, 6 - 5, 7) appartenant respectivement à la première et à la deuxième plaque (101, 102) soient respectivement situés sur deux premier et deuxième axes (9, 10) parallèles entre eux et perpendiculaires aux deux première et deuxième plaques (101, 102), les deux dits premier et deuxième axes définissant un plan de contact (Pc), et une troisième plaque (103) située entre les deux première et deuxième plaques (101, 102), caractérisé par le fait que ladite troisième plaque (103) comporte deux orifices oblongs (12, 13) non sécants, d'une largeur sensiblement égale à la section des aiguilles de contact (1, 2) et d'une longueur supérieure à cette section. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la distance séparant les centres (Cm) des deux orifices oblongs (12, 13) est au moins égale à la longueur du pas Pas. 3. Connecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (14) pour positionner ladite troisième plaque (103) par rapport aux première et deuxième plaques (101, 102) de façon que les deux orifices oblongs (12, 13) soient situés de part et d'autre du plan de contact (Pc), les deux plans (17, 18) perpendiculaires au plan de contact (Pc) et contenant respectivement les premier et deuxième axes (9, 10) passant respectivement par les deux orifices oblongs (12, 13). 4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les axes longitudinaux (15, 16) respectivement des deux orifices oblongs (12, 13) sont sensiblement parallèles au plan de contact (Pc). 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens (14) pour positionner ladite troisième plaque (103) par rapport aux première et deuxième plaques (101, 102) sont commandables de façon que ladite troisième plaque puisse être déplacée par rapport aux première et deuxième plaques (101, io 102) suivant au moins une direction ayant une composante parallèle audit plan de contact (Pc). 6. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les deux plans (17, 18) perpendiculaires au plan de contact (Pc) et contenant respectivement les premier et deuxième axes (9, 10) passent respectivement par les deux orifices oblongs (12, 13) en un point de leur axe longitudinal non confondu avec leur centre (Cm) lorsque la troisième plaque (103) est dans une position origine par rapport aux première et deuxième plaques (101, 102). 7. Connecteur selon l'une des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé par le fait que ladite troisième plaque (103) est constituée d'une pluralité de plaques secondaires (103-1, 103-2, ...) sensiblement parallèles entre elles et aux première et deuxième plaques (101, 102). 8. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les longueurs des orifices oblongs sont sensiblement égales au pas Pas. 9. Connecteur électrique à contacts multiples comportant: au moins deux aiguilles de contact (1, 2) sensiblement cylindriques de 30 révolution ayant des diamètres respectivement égaux à Si et S2, lesdites aiguilles étant réalisées en un matériau électriquement conducteur, deux première et deuxième plaques (101, 102) réalisées en un matériau électriquement isolant, chacune de ces deux plaques comportant deux orifices (4, 5 - 6, 7) de diamètre respectivement égal à S1 et S2, les deux orifices de chaque plaque étant situés à une distance l'un de l'autre égale à un pas Pas, des moyens (8) pour maintenir les deux dites première et deuxième plaques (101, 102) l'une au dessus de l'autre à une distance donnée H, de façon que les deux couples d'orifices (4, 6 - 5, 7) appartenant respectivement à la première et à la deuxième plaque (101, 102) soient respectivement situés sur deux premier et deuxième axes (9, 10) parallèles entre eux et perpendiculaires aux deux première et deuxième plaques (101, 102), les deux dits premier et deuxième axes définissant un plan de contact (Pc), et au moins une troisième plaque (103) située entre les deux première et io deuxième plaques (101, 102), caractérisé par le fait que ladite troisième plaque (103) comporte deux orifices oblongs (12, 13) non sécants, les deux orifices oblongs ayant une largeur sensiblement respectivement égale à s, et S2 et une longueur respectivement supérieure à s, et S2.