EP0088676A1 - Borne de raccordement pour carte à circuit imprimé et appareil utilisant de telles bornes - Google Patents

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EP0088676A1
EP0088676A1 EP83400408A EP83400408A EP0088676A1 EP 0088676 A1 EP0088676 A1 EP 0088676A1 EP 83400408 A EP83400408 A EP 83400408A EP 83400408 A EP83400408 A EP 83400408A EP 0088676 A1 EP0088676 A1 EP 0088676A1
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Jean-Marid Jos Guy Riquier
Gabriel René Joseph Martin
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La Telemecanique Electrique SA
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    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/57—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals surface mounting terminals

Definitions

  • connection terminal comprising a flat metallic piece of small thickness which has a contact surface equipped with a screw and which is provided with protruding parallel tabs capable of being present in the openings of a circuit board. printed so as to be soldered with a conductive layer of this circuit.
  • Such terminals which are frequently used to transmit small currents, are generally placed side by side using an insulating support to form a connector able to cooperate, for example with a multiplicity of conductors, the screws being generally arranged. so that their axes are substantially perpendicular or slightly inclined relative to the plane of the card; in order to give the ends of the conductors a satisfactory tightening, the screws are generally associated with a solid metal part which has a common opening where the ends of the conductors and the respective contact surfaces will be applied against each other.
  • multiple terminal connector devices for printed circuits in which the currents to be transmitted are greater, use a multiplicity of flat parts each having two parallel tabs suitable for being soldered with a conductive layer placed on the side opposite to the connector, and comprising each a contact surface carried by a tongue capable of cooperating with an elastic clip or socket fixed by crimping on one end of the conductor, an insulating holding device being associated with these flat parts.
  • connection terminals have the drawback of being either only intended for the transmission of low currents, or of being fragile in the absence of additional holding means or when the number of flat parts is low, and to use expensive removable connecting members.
  • connection terminal whose general constitution corresponds to that which is mentioned above and which is capable of transmitting high currents, while having a significant inherent solidity and a reduced cost of implementation, without using additional holding means.
  • the metal part has two wings, folded around a common edge perpendicular to the card, so as to make between them a determined angle, and has three legs, the one is close to the edge, while the other two are remote from the latter, a threaded hole capable of cooperating with a terminal screw being disposed in one of the wings so that its axis is substantially parallel to the plane of the card, the parallel tabs being engaged in metallized openings of the card and welded therewith.
  • This terminal mainly comprises a metal part 5 which is visible, in particular, in FIG. 1 a and which is obtained by folding, around an edge 7, a flat cut part 5 "', so as to form two wings 5 'and 5 "forming between them a determined angle ⁇ , see also Figures 1b and 2.
  • This part 5 has on the wing 5 'a contact or connection surface 5 which is provided with a threaded opening 8 of axis XX' perpendicular thereto.
  • a clamping member 10 comprising a screw 11, having a head 12 and a pierced stirrup 13 which is placed under this head.
  • the part 5 In the vicinity of the two opposite ends 14, 15 of the two wings and respectively of the edge 7, the part 5 has three parallel legs 16, 17, respectively 18, which are placed in the planes where the two respective wings circulate.
  • Two aligned edges 19 and 20 of the piece 5 are located between the tabs 17, 18, respectively 18, 16, -before the cut piece 5 '' 'is folded and are placed in the same plane RR', visible on the Figure 3, when the part 5 has been folded, the edge 7 being substantially perpendicular to this plane.
  • the conductive layer 3 and the insulating plate 2 are pierced with three internally metallized openings 22, 23, 24 whose spacings correspond to those of the tabs 17, 18 and 16 so that the part 5 can be associated with the printed circuit board 1 by making these tabs penetrate into these openings, see FIG. 3, until the edges 19, 20 come in close proximity to the layer 3.
  • a weld bead 21 is deposited on the conductive layer so as to wet simultaneously, on the one hand the edges 19 and 20 and, on the other hand, the tabs 19, 17, 16 and the corresponding metallized holes.
  • the axis XX ′ of the screw 10 is substantially parallel to the plane PP ′ of the card 1, and is separated from the neighboring face 27 thereof by a distance "d" such that an edge 25 of the rectangular stirrup 13 is guided without turning when tightening the screw;
  • the orientation of a cambered stirrup, shown in Figure 2 can be done so that ends of conductors are introduced between it and the contact surface 6, either parallel or perpendicular to the plane of the card 1.
  • the angle a and the lengths of the wings will be chosen so that the forces exerted axially and angularly on the terminal by a screwdriver are much less than the resistant fixing torques opposed by the latter and so that the end of the screw does not come lean on the 5 "wing. Angles between 45 ° and 135 ° were satisfactory.
  • an apparatus 31 comprises a thin insulating box 32 which has a bottom 37 and a central volume 33 surrounded by peripheral walls such as 34, 35, 36.
  • the walls such as 35 have a series of terminal housings, such as 38, 39, 40, etc., which are capable of receiving, with a relatively large clearance, terminals such as 41, fixed to the periphery 48 of a printed circuit board 44 and with parallel axes XX ', X ", X"'.
  • Each housing, such as 39 has a terminal cavity 45, an access opening 46 for a screwdriver and a perpendicular inlet 47 for one end of the conductor to be connected. This opening, this cavity and this entry lead to a face 42 of the housing opposite the bottom 37 which concerns a particular region 49 of the housing (see FIG. 5).
  • a flat insulating cover 43 closes the volume 33 and holds the card to which it is parallel; the cooperation of the housing walls and the terminal screws is advantageously provided to make them captive.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

La borne (4) comprend une vis à étrier (10) engagée dans une pièce fixe plate (5) qui est repliée et qui présente trois pattes parallèles (16, 17, 18) engagées dans des trous métallisés (22, 23, 24) et séparées par des bords tels que (19) qui permettent de rendre solidaire cette pièce par soudure des bords avec une couche conductrice (3) de cette carte, et des pattes par soudure avec ces trous métallisés. Ces bornes sont aptes à supporter les efforts de serrage importants qu'il est nécessaire d'exercer sur les bornes destinées à raccorder des circuits de puissance.

Description

  • L'invention se rapporte à une borne de raccordement comportant une pièce métallique plate de faible épaisseur qui présente une surface de contact équipée d'une vis et qui est pourvue de pattes parallèles saillantes aptes à se présenter dans des ouvertures d'une carte à circuit imprimé de façon à être soudées avec une couche conductrice de ce circuit.
  • De telles bornes, qui sont fréquemment utilisées pour transmettre des courants peu importants, sont généralement placées côte à côte à l'aide d'un support isolant pour constituer un connecteur apte à coopérer par exemple avec une multiplicité de conducteurs, les vis étant généralement disposées de façon que leurs axes soient sensiblement perpendiculaires ou légèrement inclinés par rapport au plan de la carte ; afin de donner aux extrémités des conducteurs un serrage satisfaisant, les vis sont généralement associées à une pièce métallique massive qui présente une ouverture commune où seront appliquées les unes contre les autres les extrémités des conducteurs et les surfaces de contact respectives.
  • D'autres dispositifs connecteurs à bornes multiples pour circuits imprimés, dans lesquels les courants à transmettre sont plus importants, utilisent une multiplicité de pièces plates présentant chacune deux pattes parallèles aptes à être soudées avec une couche conductrice placée du côté opposé au connecteur, et comportant chacune une surface de contact portée par une languette apte à coopérer avec un clip ou une douille élastiques fixés par sertissage sur une extrémité de conducteur, un dispositif de maintien isolant étant associé à ces pièces plates.
  • Ces modes de réalisation de bornes de raccordement connues, présentent l'inconvénient d'être, soit uniquement destinées à la transmission de courants faibles, soit d'être fragiles en l'absence de moyens de maintien complémentaires ou lorsque le nombre de pièces plates est faible, et de faire appel à des organes de raccordement amovibles coûteux.
  • L'invention se propose de fournir une borne de raccordement dont la constitution générale réponde à celle qui est mentionnée ci-dessus et qui soit apte à transmettre des courants élevés, tout en présentant une solidité propre importante et un coût de mise en oeuvre réduit, sans faire appel à des moyens de maintien supplémentaires.
  • Selon l'invention, le résultat visé est atteint grâce au fait que la pièce métallique présente deux ailes, pliées autour d'une arête commune perpendiculaire à la carte, de façon à faire entre elles un angle déterminé, et comporte trois pattes dont l'une est voisine de l'arête, tandis que les deux autres sont éloignées de celle-ci, un trou fileté apte à coopérer avec une vis de borne étant disposé dans l'une des ailes de façon telle que son axe soit sensiblement parallèle au plan de la carte, les pattes parallèles étant engagées dans des ouvertures métallisées de la carte et soudées avec celles-ci.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après.
  • Au dessin annexé :
    • La figure la représente en perspective une pièce principale de la borne, dépourvue de sa vis de serrage ;
    • La figure lb représente à plat une pièce découpée servant à la réalisation de la pièce principale ;
    • La figure 2 est une vue en élévation de la borne, dans laquelle le plan PP' du circuit imprimé qui la porte est parallèle au plan de la figure ;
    • La figure 3 illustre, en coupe par le plan QQ' de la figure 2, une vue de dessus de la borne du circuit imprimé ;
    • La figure 4 représente, en élévation, un exemple de mise en oeuvre d'une carte équipée de bornes conformes à l'invention ; et
    • La figure 5 est une vue de côté dans le sens de la flèche M de la figure 4.
  • Une carte à circuit imprimé 1, visible à la figure 2 et comportant une plaque isolante 2 et une couche conductrice 3, reçoit une borne 4 qui est placée du côté où se trouve cette couche conductrice.
  • Cette borne comporte principalement une pièce métallique 5 qui est visible, en particulier, à la figure la et qui est obtenue par pliage, autour d'une arête 7, d'une pièce plate découpée 5"' , de façon à former deux ailes 5' et 5" faisant entre elles un angle α déterminé, voir aussi les figures lb et 2.
  • Cette pièce 5 présente sur l'aile 5' une surface de contact ou de raccordement 5 qui est pourvue d'une ouverture filetée 8 d'axe XX' perpendiculaire à celle-ci.
    D'un côté 9 de l'aile 5', qui est opposé à l'aile 5", est engagé dans le trou 8 un organe de serrage 10 comprenant une vis 11, ayant une tête 12 et un étrier percé 13 qui est placé sous cette tête.
  • Au voisinage des deux extrémités opposées 14, 15 des deux ailes et respectivement de l'arête 7, la pièce 5 possède trois pattes parallèles 16, 17, respectivement 18, qui sont placées dans les plans où circulent les deux ailes respectives.
  • Deux bords alignés 19 et 20 de la pièce 5 sont situés entre les pattes 17, 18, respectivement 18, 16,-avant que la pièce découpée 5' ' ' ne soit pliée et sont placés dans un même plan RR', visible à la figure 3, lorsque la pièce 5 a été pliée, l'arête 7 étant sensiblement perpendiculaire à ce plan.
  • La couche conductrice 3 et la plaque isolante 2 sont percées de trois ouvertures 22, 23, 24 métallisées intérieurement dont les écartements correspondent à ceux des pattes 17, 18 et 16 de sorte que la pièce 5 peut être associée à la carte à circuit imprimé 1 en faisant pénétrer ces pattes dans ces ouvertures, voir figure 3, jusqu'au moment où les bords 19, 20 viennent à proximité immédiate de la couche 3.
  • Afin de réaliser la fixation de la pièce 5, un cordon de soudure 21 est déposé sur la couche conductrice de manière à mouiller simultanément, d'une part les bords 19 et 20 et, d'autre part, les pattes 19, 17, 16 et les trous métallisés correspondants.
  • Lorsque la pièce 5 est fixée, l'axe XX' de la vis 10 est sensiblement parallèle au plan PP' de la carte 1, et se trouve séparé de la face voisine 27 de celle-ci par une distance "d" telle qu'un bord 25 de l'étrier de forme rectangulaire 13 soit guidé sans tourner lors du serrage de la vis ; l'orientation d'un étrier de forme cambrée, représenté à la figure 2, peut être faite de manière que des extrémités de conducteurs soient introduites entre lui et la surface de contact 6, soit parallèlement, soit perpendiculairement au plan de la carte 1.
  • Une portion annulaire 26, repoussée concentriquement au trou 8 lors du découpage de la pièce 5''', permet d'offrir à la vis un nombre de filets suffisant malgré l'épaisseur réduite de cette pièce.
  • L'angle a et les longueurs des ailes seront choisies pour que les efforts exercés axialement et angulairement sur la borne par un tournevis soient largement inférieurs aux couples de fixation résistants opposés par celle-ci et pour que l'extrémité de la vis ne vienne pas s'appuyer sur l'aile 5". Des angles compris entre 45° et 135° ont donné toute satisfaction.
  • Grâce à la stabilité et à la rigidité d'association données à cette borne par la soudure des trois pattes dans leurs ouvertures et la soudure des bords contre la couche conductrice, le couple de serrage important, qu'il est nécessaire de communiquer à la vis pour assurer un raccordement électrique apte à transmettre des courants importants, ne provoque ni déformation dangereuse de la carte, ni décollage de la couche conductrice. Une fixation encore meilleure est obtenue lorsque des cordons de soudure, tels que 28', 28", relient les extrémités 16', 17', 18' des pattes 16, 17, 18 à une seconde couche conductrice 30 déposée sur la face 29 opposée à la face 27.
  • Lorsqu'une carte à circuit imprimé comporte une ou plusieurs bornes conformes à la description qui vient d'en être faite et que cette carte est disposée dans un boîtier, il n'est pas nécessaire de réaliser (comme cela était nécessaire avec l'art antérieur afin d'éviter des contraintes mécaniques sur la carte), une correspondance très rigoureuse entre les logements de bornes prévus dans le boîtier et les bornes elles-mêmes la localisation des différentes bornes sur la carte requiert donc moins de précision, ce qui diminue le coût technique des appareils qui les utilisent.
  • Dans une disposition avantageuse, qui est visible à la figure 4, un appareil 31 comporte un boîtier isolant de faible épaisseur 32 qui présente un fond 37 et un volume central 33 entouré par des parois périphériques telles que 34, 35, 36.
  • Les parois telles que 35 possèdent une série de logements de bornes, tels que 38, 39, 40 ..., qui sont aptes à recevoir, avec un jeu relativement important, des bornes telles que 41, fixées à la périphérie 48 d'une carte à circuit imprimé 44 et d'axes parallèles XX', X", X"'. Chaque logement, tel que 39, présente une cavité de borne 45, une ouverture d'accès 46 pour un tournevis et une entrée 47 perpendiculaire pour une extrémité de conducteur à raccorder. Cette ouverture, cette cavité et cette entrée débouchent sur une face 42 du boîtier opposée au fond 37 qui intéresse une région particulière 49 du boîtier (voir figure 5).
  • Un couvercle isolant plat 43 ferme le volume 33 et maintient la carte à laquelle il est parallèle ; la coopération des parois des logements et des vis de bornes est avantageusement prévue pour rendre celles-ci imperdables.

Claims (7)

1. Borne de raccordement comportant une pièce métallique plate de faible épaissseur qui présente une surface de contact équipée d'une vis et qui est pourvue de pattes parallèles saillantes aptes à pénétrer dans des ouvertures d'une carte à circuit imprimé, de façon à être soudées avec une couche conductrice de ce circuit,
caractérisée en ce que la pièce métallique (5) présente deux ailes (5' 5") pliées autour d'une arête commune (7) perpendiculaire à la carte (1) pour faire entre elles un angle a déterminé et comporte trois pattes (16, 17, 18), dont l'une (18) est voisine de l'arête tandis que les deux autres (16, 17) sont éloignées de celle-ci, un trou fileté (8) apte à coopérer avec une vis de borne (10) étant disposé dans l'une des ailes (5'), de façon telle que son axe (XX') soit sensiblement parallèle au plan (PP') de la carte (1) et les pattes parallèles étant engagées dans des ouvertures métallisées (22, 23, 24) de la carte et soudées avec celles-ci.
2. Borne selon la revendication 1,
caractérisée en ce que la tête (12) de la vis (11) est placée d'un côté (9) de la première aile (5') qui est opposé à la seconde aile (5").
3. Borne selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce qu'entre les pattes (17, 18, 19) la pièce (5) présente des bords (19, respectivement 20) qui sont soudés avec une couche conductrice (3) placée du même côté que celui recevant la borne (4).
4. Borne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des extrémités (17', 18', 19') des pattes qui traversent les ouvertures (22,- 23, 24) de la carte sont soudées avec une seconde couche conductrice (30) placée de côté (29) opposé à celui qui reçoit la borne (4).
5. Borne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un étrier rectangulaire (13) est traversé par une vis {11) dont l'axe (XX') est séparé de la face voisine (27) de la carte (1) par une distance ("d") telle qu'un bord (25) de cet étrier soit guidé, sans tourner, par cette face.
6. Borne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit angle (a) est compris entre 45° et 135°.
7. Appareil comportant une carte à circuit imprimé utilisant des bornes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites bornes (41) sont disposées avec jeu dans des logements (38) appartenant à un boîtier isolant (32), ces logements présentant chacun une cavité (45) pour la vis de borne, une ouverture d'accès (46) pour un tournevis et une entrée (47) pour un conducteur électrique qui s'ouvrent toutes trois en direction de la carte.
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