Brevet FR3147481A1 — publié le 20241004

La présente invention concerne un système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé comprenant un support à insertion à force nulle (ZIF) et des composants électroniques (10) caractérisé en ce que lesdits composants électroniques présentent sur deux faces opposées une rainure (11, 12) et en ce que ledit support comporte : - un corps (100) présentant une cavité (130) de section complémentaire à la section transversale dudit composant électronique (10), - un mécanisme présentant deux languettes (111, 121) diamétralement opposées, de forme complémentaire à ladite rainure dudit composant électronique (10) et un moyen élastique agissant pour maintenir lesdites languettes (111, 121) en position rapprochée au repos, ledit moyen présentant un organe extérieur (112, 122) pour écarter lesdites languettes (111, 121) avec une distance supérieure à la largeur dudit composant de sorte à libérer le déplacement dudit composant électronique (10) et permettre un déplacement à l’intérieur de ladite cavité (130) selon une direction perpendiculaire au plan transversal. L’invention concerne aussi un composant et un support pour former un tel système. Figure 1 Système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé. Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine des composants électroniques et plus particulièrement des supports de circuit intégré ou de processeur. Les circuits intégrés sont généralement protégés dans un boîtier en plastique (parfois céramique) rectangulaire, noirs équipés sur les côtés de broches de connexion permettant d'établir les connexions électriques avec l'extérieur du boîtier. Ces composants sont brasés avec de l'étain, sur un circuit imprimé, ou enfichés, à des fins de démontage, dans des supports eux-mêmes brasés sur un circuit imprimé. Avec les besoins de miniaturisation, les broches ont été réduites à de simples surfaces de connexion directement à même le boîtier, et le circuit intégré poussé dans des contacts à ressorts qui s’accrochent latéralement par frottement. Pour un circuit intégré avec des centaines de broches, la force d’insertion totale peut être très grande (des dizaines de newtons), entraînant le danger d’abîmer le dispositif, si toutes les broches ne sont pas correctement alignées. Pour remédier à ce problème, on a proposé des connecteurs à faible force d’insertion (en anglais « socket low insertion force (LIF) » ou « zero insertion force » (ZIF). Ces connecteurs présentent sur le côté un levier (ou glisseur) mettant tous les contacts à ressorts à part de sorte que le circuit intégré puisse être inséré avec une toute petite force (proche de zéro). Le levier est ensuite rabaissé, permettant aux contacts de se fermer et d’accrocher les broches du circuit intégré. Etat de la technique Le brevet US6350142B1 décrit un connecteur comportant un boîtier présentant une pluralité de contacts dans une pluralité de cavités de réception de contacts, et un curseur ayant une pluralité d'ouvertures correspondant à la pluralité de cavités de réception de contact. Le coulisseau et le boîtier de base présente des trous d'insertion d'outil pour recevoir un outil à lame. Les trous d'insertion d'outil ayant des saillies en forme d'arc circulaire qui fonctionnent comme des points d'action lorsque l'outil à lame est inséré dans les trous d'insertion et tourné, et où, lors de la rotation de l'outil à lame, le coulisseau est déplacé latéralement. Le brevet US7794261 décrit un ensemble connecteur électrique comprenant un substrat ayant une surface supérieure et inférieure. Le connecteur électrique est monté sur la surface supérieure du substrat et comprend un boîtier isolant avec une pluralité de contacts et une plaque de charge montée de manière pivotante sur le substrat adjacent au boîtier isolant, et recouvrant sensiblement le boîtier isolant. Une came de verrouillage est montée en rotation sur une extrémité libre de la plaque de charge, et s'étend à travers le substrat pour se verrouiller avec l'élément de renfort à une première position dans laquelle la plaque de charge est pressée vers le boîtier isolant, et tournée vers une seconde position dans laquelle la plaque de charge est libre de s'éloigner du boîtier isolant. Le brevet US6599146 décrit à Force d'Insertion Zéro (ZIF), comprenant une pluralité de contacts, une base comprenant un corps et une partie de montage à une extrémité arrière de celle-ci, le corps comprenant une pluralité de trous traversants pour recevoir les contacts, la partie de montage comprenant un premier canal de réception transversal et une concavité. Un couvercle coulissant est assemblé sur la base et comprend un cadre de couvercle et un rebord à une extrémité arrière de celui-ci, le rebord comprenant un deuxième canal de réception transversal. Un levier d'actionnement comprenant une poignée et un bras d'entraînement s'étend perpendiculairement à la poignée. Le brevet US5730615 décrit un connecteur de circuit intégré PGA à zéro force d’insertion comprend une base et un couvercle coulissant fixé sur celle-ci, une pluralité de premiers passages s'étendant à travers la base, et un nombre correspondant de deuxièmes passages s'étendant à travers le couvercle en alignement avec les premiers passages, respectivement. Inconvénients de l’art antérieur Les solutions de l’art antérieur ne sont pas satisfaisantes car ils nécessitent l’assemblage d’un grand nombre de pièces de petites dimensions, nécessitant une grande précision pour le positionnement, avec une faible tolérance concernant les jeux. Cela entraine aussi un manque de fiabilité. La présence d’un levier présentant une longueur correspondant à celle du circuit intégré, nécessitant un débattement angulaire important crée également des contraintes d’implantation sur le circuit imprimé et limite la densité de composants. Solution apportée par l’invention Afin de remédier aux inconvénients de l’art antérieur, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé comprenant un support à insertion à force nulle (ZIF) et des composants électroniques caractérisé en ce que lesdits composants électroniques présentent sur deux faces opposées une rainure et en ce que ledit support comporte : un corps présentant une cavité de section complémentaire à la section transversale dudit composant électronique, un mécanisme présentant deux languettes diamétralement opposées, de forme complémentaire à ladite rainure dudit composant électronique et un moyen élastique agissant pour maintenir lesdites languettes en position rapprochée au repos, ledit moyen présentant un organe extérieur pour écarter lesdites languettes avec une distance supérieure à la largeur dudit composant de sorte à libérer le déplacement dudit composant électronique et permettre un déplacement à l’intérieur de ladite cavité selon une direction perpendiculaire au plan transversal. Selon une première variante, ledit mécanisme est constitué de deux tiroirs mobiles en sens opposés présentant chacun une languette coopérant avec des boutons mobiles selon une direction perpendiculaire au plan transversal par des zones inclinées entre ledit bouton respectivement et ladite languette respectivement. Selon une deuxième variante, ledit mécanisme est constitué de deux tiroirs mobiles en sens opposés présentant chacun une languette et du côté opposé un bouton ainsi qu’un moyen de liaison entre ledit bouton respectivement et ladite languette respectivement. Avantageusement, lesdits tiroirs sont formés par un cadre définissant une ouverture rectangulaire d’une largeur complémentaire à la largeur dudit composant, ledit cadre un bras transversal prolongé par ledit bouton, et dans l’autre direction par deux bras latéraux de part et d’autre de ladite ouverture rectangulaire, lesdits bras latéraux étant reliés par un deuxième bras transversal portant la languette. Avantageusement, lesdits tiroirs sont identiques et assemblés tête-bêche. L’invention concerne aussi un composant électronique formé par un boîtier enrobant un module électronique et présentant à sa surface inférieur une pluralité de contacts métalliques, pour une implantation selon un système susvisé caractérisé en ce qu’il présente sur deux faces opposées une rainure, de préférence orienté transversalement. L’invention concerne aussi un support de composant électronique à insertion à force nulle (ZIF) constitué par un corps présentant une cavité de section complémentaire à la section transversale dudit composant électronique, pour une implantation selon un système susvisé caractérisé en ce qu’il comporte en outre un mécanisme présentant deux languettes diamétralement opposées, de forme complémentaire à ladite rainure dudit composant électronique et un moyen élastique agissant pour maintenir lesdites languettes en position rapprochée au repos, ledit moyen présentant un organe extérieur pour écarter lesdites languettes avec une distance supérieure à la largeur dudit composant de sorte à libérer le déplacement dudit composant électronique et permettre un déplacement à l’intérieur de ladite cavité selon une direction perpendiculaire au plan transversal. Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où : la représente une vue en perspective d’une première variante de réalisation de l’invention, avec une libération du circuit intégré par une action transversale la représente une vue en perspective d’une alternative de la première variante de réalisation de l’invention, avec une libération du circuit intégré par une action perpendiculaire au plan transversal la représente une vue en coupe de l’alternative illustrée par la , selon un plan vertical passant par l’axe AA’ d’une première variante de réalisation de l’invention la représente une vue en coupe de l’alternative illustrée par la , selon un plan vertical passant par l’axe AA’ la représente une vue en coupe partielle de l’alternative illustrée par la , la représente une vue de dessous, en semi-transparence d’une première variante de réalisation de l’invention la représente une vue en perspective des deux tiroirs selon ladite première variante de réalisation de l’invention la représente une vue de dessus des deux tiroirs selon ladite première variante de réalisation de l’invention la représente une vue de dessus en perspective d’une deuxième variante de réalisation de l’invention la représente une vue de dessus en perspective en transparence partielle d’une deuxième variante de réalisation de l’invention la représente une vue en coupe transversale d’une deuxième variante de réalisation de l’invention en position de verrouillage la représente une vue en coupe transversale d’une deuxième variante de réalisation de l’invention en position d’insertion la représente une vue en coupe vertical d’une deuxième variante de réalisation de l’invention la représente une vue des pattes de liaison d’une deuxième variante de réalisation de l’invention en position d’insertion. la représente une en coupe d’une troisième variante de réalisation de l’invention en position d’insertion la représente une en coupe d’une troisième variante de réalisation de l’invention en position intermédiaire la représente une en coupe d’une troisième variante de réalisation de l’invention en position de verrouillage. Principe général de l’invention Le support pour composant électronique (10) est constitué d’un corps (100) qui se clip et visse sur un circuit imprimé (20). Le circuit imprimé porte des contacts métalliques (21) et des ressorts (22) venant s’appuyer contre le fond du corps (10). La liaison se fait sans pinoches de liaison ce qui évite les problèmes d’intégrité du signal au fréquence élevées, supérieures à 1GHZ. Les contacts métalliques (21) peuvent également être constitués de lames soudées sur le circuit imprimé (20) et présenter un effet ressort de type contacts ressort désigné en anglais par « leaf contact » ou « spring contact ». L’insertion du composant (10) vient s’appuyer avec une légère compression sur les zones de contacts (21). Le corps (100) peut être constitué de différents matériaux aussi bien plastique que métalliques. Le corps (100) une cavité présente une cavité (130) d’une section complémentaire à celle du composant (100), prolongée optionnellement par deux zones concaves (131, 132) permettant de saisir le composant (10) avec deux doigts et l’extraire de la cavité (130) ou le positionner dans la cavité (130). A l’intérieur, le corps (100) comporte deux bras (110, 120) présentant des languettes d’accrochage (111, 121) mobiles entre une position rapprochée de repos où ces languettes (111, 121) s’engagent dans des rainures (11, 12) prévue sur deux faces latérales opposées du composant (10), et une position ouverte, où ces languettes (111, 121) sont écartées pour libérer le composant (10). Des organes extérieurs (112, 122), pouvant présenter différentes configurations en fonction de la variante de réalisation, commande le déplacement des languettes (111, 121) et de leurs supports. L’actionnement est assuré sans outil, par la pression de deux doigts pour rapprocher ces organes (112, 122) et provoquer ainsi l’écartement des languettes (111, 121). A titre d’exemples de ces alternatives : - la et la représentent une première alternative où l’actionnement se fait par une action transversale, en rapprochant les deux boutons (111, 121) en les pinçant entre le pouce et l’index par exemple - la et les figures 2BIS et 2TER représentent une deuxième alternative où l’actionnement se fait par une action selon une direction perpendiculaire au plan transversal, en appuyant sur les deux boutons (111, 121) avec le pouce et l’index par exemple, avec un renvoi d’angle de déplacement obtenu par exemple des zones de contact (118, 119) en glissement respectif présentant un chanfrein. Variante de réalisation avec deux tiroirs coulissant Les figures 2 à 5 illustrent un mode de réalisation où les languettes (111, 121) il y comporte deux tiroirs (110 et 120) mobiles transversalement dans deux plans parallèles, dans des directions opposées. Ils forment un cadre rectangulaire avec une lumière centrale dont la largeur est légèrement supérieure à celle du composant (10) pour permettre aux deux bras latéraux (113, 114 ; 123, 124) de chaque tiroir (110, 120) de coulisser de part et d’autre du composant (10). Les deux bras latéraux (113, 114) et (123, 124) dont reliés par deux bras transversaux respectivement (115, 116) et (125, 126) pour former un cadre rigide. Les bras transversaux (115, 125) sont prolongés par les languettes (111, 121). Ces tiroirs (110 et 120) sont contraints en position resserrés par un ressort de rappel. Le ressort de rappel peut également être un élastique, corde à piano ou ressort classique). Les bras transversaux (116, 126) sont prolongés par des boutons (112, 122) d’actionnement des tiroirs. Les deux tiroirs (110, 120) sont identiques, ce qui permet de ne mouler qu’un seul type de pièces. Elles sont assemblées tête-bêche pour réduire le coût de fabrication. Ils présentent chacun un bras transversal (116, 126) prolongé par le bouton (112, 122), et dans l’autre direction par les bras latéraux (113, 114 ; 123 ; 124), qui sont ensuite reliés par un deuxième bras transversal (115, 125) portant la languette (111, 121). Le corps (10) présente des fentes pour permettre le passage des boutons (112, 122). La partie extérieure est avec une surface d’appui. Un effet ressort est présent afin de maintenir une attraction des 2 clips. Le fait d’appliquer une force sur les surfaces d’appuie externe permet d’ouvrir/d’éloigner les 2 parties intérieurs et de libérer le composant. Le composant en positionné en partie centrale en contact sur un support. Ce support (F) peut être constitué d’une ou de plusieurs pièces de formes et design libre mais suivant l’emplacement des contacts (pins) du composant. Il a sur sa face inferieur une série de contacts (côté soudé sur le PCB) soit SMT soit à pin traversantes ou les 2. Le positionnement du composant ce fait soit par un appui sur celui-ci et le support est constitué de 4 butées qui permettent l’arrêt de l’enfoncement. A ce moment-là les biseaux rentrent dans les 2 encoches du composant afin de le maintenir. Pour enlever le composant, on vient déverrouiller le composant en appuyant sur le ou les boutons (112, 122) pour exercer un effort dans le sens des flèches F1, F2 et assurer un déplacement des languettes selon les directions D1, D2. Deuxième variante de réalisation Une deuxième variante de réalisation est illustrée par les figures 6 à 11. Le support à insertion à force nulle (ZIF) présente comme dans l’exemple précédent un corps (10) présentant une cavité (130) de section complémentaire à la section transversale du composant électronique présentant sur deux faces opposées une rainure. Le mécanisme de verrouillage du composant électronique présente comme la variante précédente deux languettes (111, 121) diamétralement opposées, de forme complémentaire à ladite rainure dudit composant électronique (10) et un moyen élastique agissant pour maintenir lesdites languettes (111, 121) en position rapprochée au repos. Le corps présente à sa base une série de fentes pour l’engagement de contacts métalliques (30) flexibles présentant un profil illustré par la . Un contact présente un premier segment horizontal (31) apte à être soudé ou brasé sur le circuit imprimé, prolongé par deux segments (32, 33) en forme de « U » inversés, le deuxième segment (33) en forme de « U » étant prolongé par un segment horizontal (34) parallèle au premier segment (31). Ce contact est déformable élastiquement lors d’un effort exercé par le composant électronique (10) sur le segment horizontal (34). A titre d’exemple, le corps présente 68 fentes réparties sur les quatre côtés, chaque fente présentant une largeur de 0,7 millimètres. Deux organes (112, 122) formés par des pattes agissent pour écarter lesdites languettes (111, 121) avec une distance supérieure à la largeur dudit composant de sorte à libérer le déplacement dudit composant électronique (10) et permettre un déplacement à l’intérieur de ladite cavité (130) selon une direction perpendiculaire au plan transversal. Ces pattes (112, 122) sont maintenues écartées par un ressort (135) ; un pincement entre deux doigts permet de les rapprocher. Ces pattes (112, 122) sont reliées par des pivots (143, 144) à une bielle (141, 142) basculante autour d’un pivot (145, 146). Le pincement des deux pattes (112, 122) provoque ainsi le basculement des bielles (141, 142) et l’écartement des languettes (111, 121) ce qui permet d’introduire le composant électronique sans effort jusqu’à ce que son fond vienne en contact avec les segments (134) des pattes. Une légère pression permet de repousser le composant (10) jusqu’à ce qu’il vienne en contact contre des butées (151 Lorsque la pression sur les deux pattes (111, 112) et relâchée, le ressort (135) repousse les deux pattes (112, 122), ce qui entraîne le rapprochement des languettes (111, 121). Troisième variante de réalisation Une deuxième variante de réalisation est illustrée par les figures 12 à 14. Cette variante de réalisation diffère des deux précédentes par le mécanisme d’actionnement des deux languettes (111, 121). Les languettes (111, 112) sont prolongées par des leviers (165, 166) assurant le déplacement selon une trajectoire courbe imposée par le déplacement d’un galet denté (161, 162), dans une lumière (163, 164) dont le profil est déterminé pour assurer le rapprochement et l’insertion des languettes (111, 112) dans les fentes du composants (10) lorsque le composant repousse la tête des leviers (165, 166) vers le bas. Un bouton (180) commande le basculement de deux bielles (181, 182) articulées par rapport à des pivots (183, 184) pour écarter les deux languettes (111, 121). Des ressorts spiral (185, 186) assurent deux positions stables, écartée et rapprochés et présente un couple maximum en position intermédiaire. L’insertion du composant (10) se fait en appuyant légèrement le composant venant en contact avec les têtes des leviers (165, 166), ce qui provoque l’engagement des languettes (111, 121) dans les fentes du composant. Lorsque le composant atteint la position intermédiaire, le couple des ressorts (185, 186) s’ajoute à la pression sur le composant (10) qui vient en position de verrouillage et repousse le bouton (180) vers le haut. Pour retirer le composant, une pression exercée sur le bouton (180) repousse le composant (10) par l’intermédiaire des (165, 166). Système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé comprenant un support à insertion à force nulle (ZIF) et des composants électroniques (10) caractérisé en ce que lesdits composants électroniques présentent sur deux faces opposées une rainure (11, 12) et en ce que ledit support comporte : - un corps (100) présentant une cavité (130) de section complémentaire à la section transversale dudit composant électronique (10), - un mécanisme présentant deux languettes (111, 121) diamétralement opposées, de forme complémentaire à ladite rainure dudit composant électronique (10) et un moyen élastique agissant pour maintenir lesdites languettes (111, 121) en position rapprochée au repos, ledit moyen présentant un organe extérieur (112, 122) pour écarter lesdites languettes (111, 121) avec une distance supérieure à la largeur dudit composant de sorte à libérer le déplacement dudit composant électronique (10) et permettre un déplacement à l’intérieur de ladite cavité (130) selon une direction perpendiculaire au plan transversal. Système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit mécanisme est constitué de deux tiroirs (110, 120) mobiles en sens opposés présentant chacun une languette (111, 121) coopérant avec des boutons (112, 122) mobiles selon une direction perpendiculaire au plan transversal par des zones inclinées (118, 119) entre ledit bouton respectivement (112, 122) et ladite languette respectivement (111, 121). Système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit mécanisme est constitué de deux tiroirs (110, 120) mobiles en sens opposés présentant chacun une languette (111, 121) et du côté opposé un bouton (112, 122) ainsi qu’un moyen de liaison entre ledit bouton respectivement (112, 122) et ladite languette respectivement (111, 121). Système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits tiroirs (110, 120) sont formés par un cadre définissant une ouverture rectangulaire d’une largeur complémentaire à la largeur dudit composant (10), ledit cadre un bras transversal (116, 126) étant prolongé par le bouton (112, 122), et dans l’autre direction par deux bras latéraux (113, 114 ; 123 ; 124) de part et d’autre de ladite ouverture rectangulaire, lesdits bras latéraux (113, 114 ; 123 ; 124) étant reliés par un deuxième bras transversal (115, 125) portant la languette (111, 121). Système d’implantation de composants électroniques sur un circuit imprimé selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que lesdits tiroirs (110, 120) sont identiques et assemblés tête-bêche. Composant électronique (10) formé par un boîtier enrobant un module électronique et présentant à sa surface inférieur une pluralité de contacts métalliques, pour une implantation selon un système conforme à la revendication 1 caractérisé en ce qu’il présente sur deux faces opposées une rainure (11, 12). Support de composant électronique à insertion à force nulle (ZIF) constitué par un corps (10) présentant une cavité (130) de section complémentaire à la section transversale dudit composant électronique (10), pour une implantation selon un système conforme à la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comporte en outre un mécanisme présentant deux languettes (111, 121) diamétralement opposées, de forme complémentaire à ladite rainure dudit composant électronique (10) et un moyen élastique agissant pour maintenir lesdites languettes (111, 121) en position rapprochée au repos, ledit moyen présentant un organe extérieur (112, 122) pour écarter lesdites languettes (111, 121) avec une distance supérieure à la largeur dudit composant de sorte à libérer le déplacement dudit composant électronique (10) et permettre un déplacement à l’intérieur de ladite cavité (130) selon une direction perpendiculaire au plan transversal.