Brevet FR3086109A1 — publié le 20200320

. LA' 1.-resem.hr4 invention. concerne J.. e. domaine du raccordement éléetrirjUe. et plus part*oUliereMent les connecteurs de raccordement. é:tact-tiques. LERIERE-PEAN TECHNOLOGIQUE Il est connu cc raccorder un composant. ou ais. positif électronique à une plaque de circuit impriitA .(communément appelée PUE) en utilisant un connecteur pourvu do broches destinées- . .être engagées dans des trous qui ont été ménagés dans la plaque de. circuit imprimé : et qui IO possèdent une surface interne recouverte d'un revêtement électriquement conducteur rené A dee. pstes conductrices du Circuit imprimé, On parle dé trous ou vias métallisés. Une broche est: généralement réalisée, en- métal conducteur et comprend un tronçon d'extrémité 15 elastiquement defetràede dans un sens transversal à Une. direction longitudinale de la broche de telle manière que le tronçon d'extrémité ait deux portions de surface exteriÇçirce dlOok.traIçeend-. opposées :Vautre. (11-11 sent sadceptiblea d'être: éO.astiquement rapprochées rune 20 dé. l'autre. Le tronçon d-extrémfte peut ainsi etre engagé é force. dans te trou métalliee et l'élasticité permet. d'assurer. un contédt. reManent entre le reVêtOMent Oçnducteur du trou Métallisé et las portions- do surfaces extérieures du tronçon d'extrémité de la broche. 25 Plusieurs formes de broches sont connues. Les toMis courantes pour les applications usuelles sont par exemple les broches tendues de section ronde ou les broches dites - banane ». ces brecheà, sont pes. Utilisables pour des 30 applications dans lesquelles les broches. sont pl us soi ltd nées (contraintes mecenioues., vibratoires, thermiques et notaeeat dans 1: AetOnààtd;o.e où la rés istance. é nes contraintes fait 1'. obi et. de no rmes. téllés due la normé. Air:51W 60.0. Pour ces. .-ripiiCatiOnS:, il est connu des connecteurs db. type « 2RESS-FIT » Comportant dos broches dont le tronçon d'extrémité a. uno forme dite es « chat. d'aiguille. c'est -A eddrc que le tronçon d'extrémité. comprend:, entre: une partie :massive proxiMale et une. partie massive dis-tale, une partie intermédiaire comportant deux lames arquées vers l'extériemr peur avoir des port ions de sur :Lape extérieure: etextée.s l'une de l'autre ci' Luxe distance supérieure j.c.3 plus grande 10: dimension transversale du reste:. du tr.C.T.01-1 d'extrémité. Les lames ont des premières :extrémités convergentes reliées à. la eartie massive proximale et des deuxièmes extrémités convergentes reliées à la partie massive distale, les portions de surface extérieure assurant le 15 contact avec le- trou métallisé se trouvant sur une partie intermédiaire des lames qui est incurvée. Un inconvénient est que ce type de broche peut se révéler relativement coûtcç2x à fabriquer pour assurer une connexion fiable dans certaines conditions d'utilisation. 20 Un autre inconvénient ce ce type de broche est que le trou métallisé doit avoir une longueur suffisante pour accueillir la partie distale et. la partie intermédiaire du tronçon d'extrémité de la broché en assurant que tes portions de surface extérieure en contact avec le 25 revêtement électriquement conducteur du trou Métallisé sont suffisamment engagées dans le trou métallisé pour se pas risquer d'en être extraites sous l'effet des contraintes appliques au .connecteur et/ou à la plaque de circuit imprimé. Ainsi, en considère. .que le peint de 30 contact des. portions de surface extérieure de le. broche avec le. revêtement: électriquement conducteur du trou métallisé doit se txoUer à unie profondeur minimale de Om pax rapport S1 l'entrée du trou méteflisé- Ceci. conditionne donc 1/4rdaSsseur. minimale de. la 35 plaque de. circuit 3 02a= DE L'INVENTION Un bat de l'invention est de. fournir une broche de connecteur électrique assurent une connexion fiable. BREF EXPOSE DE L' INVENTION S effet, on prévoit, solen 1' invention nne broche de connecteur élestrione± comprenant un tronçon de.. liaison au connecteur et un. tronçon ci' extrémité. libre, le. tronçon d'extrémité avant une section transversale plate et étant pourvu d'une farte traversant le tronçon. d'extrémité dans son épaisseur et s' étendant sut Ufle. longueur du tronçon dJektréMité libre pour. former denx.. lames parallèles l'une à l'autre ayant chacune.. un premier bord. rectiligne bordant la fente et un deuxième. bord qur. s'étend' à l'oppose de la fente. cucul est pOUrv.u. dfune portion de contact s' étendant on saillie latérale par rapport . à une surface externe du tronçon de liaison, les.. lames étant einstiamément defarmàbies transversalement en faisant varier la largeur de LA fente. .1nst, la. structure de la broche est relativement. 20: simple et la pression qu'exercent les. portions de contact sur là surface dn logement destiné a recevoir la bradna. peut C:Lre aju:.,.?"*e en jouant sur la largeur de la fiente. et/ou le choix du matériau- cette structure permet en outre d'avoir un tronçon d'extrémité relativement court 25 ct. .donc susceptible d'étre utilisé :avec des trous de relativement faible longueur (en particulier par rapport aux solutions actuelles de type « PRESS-FIE L' invention e également pe,gr. objets Un disboaitif. électronique et un connecteur mettant en oeuvre de tel l-es 30 broches. D'amtres caractéristiques et avantages da. -L'invention reSSortirent a la lecture: delà description. qui Suit. d'un, mode de. réalisation particulier et non limitatif de 35 4 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Tl sera fait référonce aux dessins annexés, parmi lesquels figure 1 est une vue en élévation d'une 5 broche eelnn l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'ut. connecteur selon l'invention ; -la figure 3 est une Yue partielle, en coupe transversale, d'une plaque de circuit imprimé ayant 10 des LLOUS méLalllisés recevant des broches d'un connecteur selon l'invention -la figure 4 est une vue en coupe transversale, selon la ligne IV-IV de la figure 1, de la broche de 1' inventic-n 15 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, l'invention est ici décrite en application à un dispositif électronique comprenant 4fle: plu gt de .circuit.. imprimé (ou PCB), .général ement dc--niignée en 1, cemprenanr.. un substrat électriquement isolant 2 qui porte dos pistes électriquement conductrices 3 et gui est pourvu de trous 4.1, "1.2 recouverts chacun par un revêtement intgine a électriquement conducteur et relié a I' une des misteS électriquement conductrices 3. Parmi les trous, deux séries de trous 4.1 sont hargnes et s'étendent coaxialement l'un A l'autre oepuis des faces 2.1, 2.2 du substrat 2 opposées l'une à l'autre. Parmi les troua, les autres trous 4.2 sont 33 traversants cour déboucher sur les deux faces 2_1, 2..2. 7..e substrat a ici inie épaisseur de 3,2 mm et les trous 4.1 une profondeur de 1,4 mm environ. Le dispositif comprend des connecteurs 10 comportant une echase 11 à laquelle sont fixées des :Dl:toc:hes 35 généralement desinnelies en 12. 5 Cnague broche 12 possède: -un tronçon de iiiésou 12é1 fixe A- l'embase 11 bt connecté à un câble électrique 13 ; -un tronçon P:"extremité 12,2 s'étendent dans le. 5 proLongement du tronçon db. liaison 12.1 et ayant une partie terminale libre Te. fixation des tronçons de liaison 12.1 à l'embase 11 est réalisée de manière connue en. elle-même par. exemple par surelliaqe. Lé raccordement électrique de. 10 chaque tronçon de. liaison 12.1 aux câbles électriques 12. est réalisé -de manière' connue en -elle-même, par exemple par brasage. Le tronçon de liaison 12.1 et le - trbnçon. d'extrémité 12:2 sont ici réalisés d'une- seule pièce en gté1,:al, Le 25 métal utilisé est ici l'un des alliages . suivants CuBn'S, CuNiSH, euerAgFeTi51. Chaque broche 12 est. fabriquée par découpage d'une tel du métal indiqué. .Ti est prévu un treiteyent de. surface par dep4St. d'une: couche de, Ni.ckel d'une 4PaLseesr- .decoViron 1,5 um avec: unb. 20 finit1ou dite par - « Flash Nickel » sur une épaisseur de 0,3 à, 1,0 pm environ: Chaque broche 12 est .fabriquée par- déc,°41P4".ge. d'Line tele du médi indiqué. D'autres matériaux électriquement conducteurs, én partidUlier des métaux et alliages, sont bien évidemment envisageables. 25 La. broche 12 e une forme allongée plate. Par « plate. >;-, on entend que La broche .12 a une épaisseur plias faible que sa largeur mesurée perpendiculaire à sa direction longitsdinale. La broche 12 0. icd une section recténonlers. Selon L' invention, le tronçon. d'extrémité 12,, est pourvu d'une fente 14 traversant le tronçon. d'extrémité dans. son épaisseur et- s' étendant sur une - lonpueur Ou tronçon h' etrémit:é 1212 pidur former deux lames 15.. Les lames 15 sort parallèles. L'une à l'astre et ont chacune. 6 un premier bord rectiligne 15.1 bordant la fonte 14 et.. un deuxième bord. 4.5-2 ga1. s'étend à 1' opposé de lA fente 14. Les lames 15 Sent élastluenent défotnables transversalement par variation de la. Largeur de la fente, s c'est-à-dire que les lames 15 peuvent être rapprochées l'une de l'autre et revenir élaSti4uement dans une position de repos dans laquelle elles sent pupailéles Pline a l'autre. De préférence, le tronçon U' extrémité 12.2 est dans un natéliad tel que, lottagile les lamés ont 10 été rapprochées l'une de Iialutre jusqu'à se toucher, la limite élastione du matériau n'est pas atteinte, c'est-à-dire que., lotsçue. Yeffort de rapprochement aura ceSsé, les lames 15 pourront revenir Alastiquement dans leur position de repos. 15 te deuxième bord 15.2 est pourvu d'une portion de contact 16 s'étendant en saillie latérale par rapport à une surface externe du tronçon de liaison 12,1, Les portions de contact 16 ont sensiblement une farine de triangle. Le triangle e ici un sommet acéré pour mordre 20 dans las.d.r.f.àde du revêtement interne 5 coutre laquelle elles sdnt appliquées. Lorsque les. lames 1.5 set_ en position de: :capes, les sommets des partions de contact 1.6 sont écartés d'une distance supérieure au diamètre des trous 4.1, 4.2. 25 Les.. portions de contact 16 sont agencées S11.11" une partie terminale 12.3 du tronçon d'extrémité 12.2, La partie terMinale 12.4 est ici biseautée pour faciliter l'introduction du tronçon d'extrémité 12,2 dans 11e trou 4.2 qu'il est. destiné à ocduper. En, variante, 30 cette même fin, la partie terminale 12.3. peut être arrondie, Les connecteurs sont montés sur ja. carte électronique en engageant les tronçons .d'atrealirté 12.2 dans les. trous 4.1, 4.2. Ce feisaut, on.. provoque la déformation 35 tranewitrtie des lames élastiques.. 15., cette déformation étant réalisées progress:ivemont du fait de la forme de la partie terminale 15.3 (los biseaux facilitent également le centrage de la broche dans le trou). On notera que -m' effort nécessaire à la déformation des 'cimes 15 dépend 5 notamment do la longueur de in fente 14. Ainsi, on déterminera la longueur de la fente 14 en fonction de l'effort d'insertion souhaité e.-_ de la pression recherchée d'application des portions de contact lb contre le revêtement interne 'H. 10 Une fois les connecteurs montés sur la carte électronique 1, les tronçons d'extrémité 12.2 des broches 12 sont reçus chacun dans un trou 4.1, 4.2 et les lames 15 restent déformées élastiquement de telle manière que les portions de contact 15 sont élastiquement appliquées 15 contre le revêtement électriquement conducteur 5. De préférence Le tronçon d'extrémité (12.2) est dans un matériau tel que, lorsque les lames (15) sont en appui l'une contre l'autre, 1a limite élastique du matériau n'es: pas atteinte. 20 On notera également que la mise en oeuvre de trolls borgnes 4.1 et de broches 12 relativement courtes permet de maximiser les bandes passantes hautes fréquences par minimisation de l'effct' de « stub » des trous métallisés sur les lignes adaptées aux hautes fréquences. 25 Sien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, le dispositif électronique peut avoir 30 une structure quelconque et notamment : avec un nombre je trous différents de celui représenté, avec des trous uniquement borgnes ou traversants, sans trous en regard uniquement, avec un PUEJ. multicêeche nu simple couche. Le .5-,:ibstrt peut. avoir une. Apaisseur -différente et jes. trous; 35 peuvent avoir une profondeur différente. La technologie de montage des composants sur la. plaque de circuit. :np.r.imé est quelconque, Le connecteur peut avoir une structure différente dc. celle décrite Le connecteur peut él--'.re conforme à. la 5 norme AAïle 600 ou pas, être un connecteur .sërici ou un. écnnetteur ptmllgief ou d'une maèière générale tont. connecteur - à. broches... Las broches .peuent avoir une structuré différente de celle: décrite., notamment 10 -le t'rôr.7:oh de ifa,on peut avoir une: section quelccm:lue. fpar exemple non plate.) à. partir du moment oh celle-ci lui. confère Une. rigidité Suffisante (résistance ad flaMbage) pour permettre l'engagement du tronçon d'extrémité. dans le trou 15 métallisé et par exemple tubulaire, Circulaire, carrée -le tronçon d'extrémité peut avoir des tords arrondls (autour d'un axe parallèle â I.e direct-)on longitudinale du tronçon d'extrémité) ou plans ; 20 -le tronçon d'estrémité peut avoir une. .extr.6mité pointue pour faciliter son introduction dan::: le trou. De préférence tontetels, on préférera une extrémité biseautée (forme en pfrintc Lronquée) corne sur les figures car la fonction de centrage 25 n'entra:ne alors pas d'augmentation significative de la longueur du tronçon d'extrémité --n! est possible de louer sur l'inclinaison de la surface arrière des portions de contact 17 pour autoriser un retrait de la broche par un opérateur ; 30 - les portions de contact peuvent avoir une Forme arrondie (circulaire ou en ellipse) ou. autre ; -les portions de contact peuvent s'étendre sur toute ou partie de la longueur du tronçon d'extrémité 9 - les portions de contact peuvent être disposées. en. retrait de la part ie terni ode, ..du tronçon d' c.xtrémité portions de conta cil: peuvent être aqencdos 5 ou pas poux pénétrer dans 1 é: revêtement-: électriquement conducteur du trou dans lequel .44 broche esL reçue ; - 14 fente peut e e étendre j usdue au trçrccpU liaison volte se oro iôlige Er dans le tronçon de 10 son tronçon d' extrémité peut: être rapporté sur le tronçon de liaison, REVENDICATIONS1. Broche (12) de. connecteur électrique (10), comprenant un tronçon de :liaison (12..1) au connecteur et un tronçon. 04ebréelté libre 412..2), le tronebn dréltremite, (12.2) ayant une section transversale plate et étant pourvu d'une fente (14) traversant I.e troneon d'extrémité (12.2) dans son épaisseur et s' étendant sut une longueur du tronçon t' extrémité libre (12-.2) pour 10 former deux lames .(15) parallèles L'une à l'autre ayant chacune un premier bord re:otdligine (15»1) bordent sa 1- fente (14) et ur, deuxième Bord .(15.2) gni S'étend à l'opeosé de la fente (14) et qui est pourvu d'une portion de contact (16) s'étendant en saillie latérale par 15 rapport à une surface externe du tronçon de liaison (12.1), lés lames (15) étant élastiquement déformai-des transversalement par variation de da largeur de la fente. 2. Broche selon la reyeild1(..1.1iou. 1, dans lacuel14les portions de contact. (lé) ont uno forme sensiblement 20 triangulaire. 3. Broche selon la revendication I ou 2, dans laquelle les port Ions dé çeutaCté sont agencées pour- mordre dans' uns surface contre laquelle elle se-nt appliquées. 25 4. Broche selon l'une quelconque.des revendications précédentes, dans iaquelre les portions dei contact (1e) sont agencées sur une partie terminale (12.3) du tronçon d'extrémité ;12.2Y. 5. Broche selon l'une quelcoDque des roYendjetiOs 30 précédentes', dans laquelle la fente (14) s'étend également dans une partie da tronçon de llal.sqn 6_ Broche selon dee. 1'.e:17encileatiots, ptecédente, dans laque] le Te tronçon d'extrémité (12,2) est dans Un matériau tel nue, lorague les leme. 05) sont 11 en appui, l'une : contra l'autre, la limite élastique du matériau n' est pas attciSté. 7. Broche selon l'une quelconque revendications: précédentes, dans laquelle le tronçon déextrémité a une partie terminale biseautée ou arrondie, 8. (Dispositif électronique comprenant - une claque de circuit .imprime (11)) aYan.l. des pistes conductrices (3) et des LIUUs (4) pourvu chacun d'un: revêtement électriquement conducteur (5) raccordé à l'une des pistes) conductrices - au Moins Un: connecteur (10). pourvu de broches (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, les tronçons d'extrémité des broches .(12l étant reçus chacun dans un trou (A) et les lamés (15) étant déformées élastiqueuedt de telle manière que les portions de contact. (1.6) sont .élastirï4enerit. .appliquées contre] é revêtement électriquement conducteur (5). )8. Dispositif selon la revendiéuSion B, dans lequel les portions de cianeast (18) ont pénétré dans le revêtement électriquement conducteur (5.). )19. 'Dispositif selon. la. revendication 8: ou. la 25 revendication 9., dans: lequel deux ) dee troué (4.1) sont botonee et S'étendent coa-ztialement l'un à l'autre depuis des faces (2.1, 2...2) d'un substrat (2). de la plaque (1). opposées à. l'autre. lb cenbectens. (1.0) comportant Une: embase : portant . dee 30. broches. (U))). conformée à l'une quelconque des revendications