EP1596477B1 - Connecteur coaxial pour carte de circuit imprimé - Google Patents

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EP1596477B1
EP1596477B1 EP05300359A EP05300359A EP1596477B1 EP 1596477 B1 EP1596477 B1 EP 1596477B1 EP 05300359 A EP05300359 A EP 05300359A EP 05300359 A EP05300359 A EP 05300359A EP 1596477 B1 EP1596477 B1 EP 1596477B1
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printed circuit
connector
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circuit card
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Fabien Bourgeas
Claude Brocheton
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Radiall SA
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6598—Shield material
    • H01R13/6599—Dielectric material made conductive, e.g. plastic material coated with metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/50—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency mounted on a PCB [Printed Circuit Board]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0515—Connection to a rigid planar substrate, e.g. printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0527—Connection to outer conductor by action of a resilient member, e.g. spring

Definitions

  • the present invention relates to a coaxial connector for printed circuit board, comprising a connector body adapted to be fixed, in particular by brazing, to a printed circuit board.
  • the coaxial connector according to the invention is particularly useful for providing a front-end connection of radio frequency (RF) modules fixed in a base station equipment bay.
  • RF radio frequency
  • the RF modules that may for example be transmission modules or reception modules comprise a printed circuit board on which passive and active RF components connected by RF transmission lines made on the printed circuit are mounted. .
  • each module is interconnected by coaxial cords and, for this purpose, each module comprises one or more coaxial connectors fixed in the vicinity of an edge of the printed circuit board.
  • an electromagnetic shielding of each module is generally provided, on the one hand, to avoid parasitic electromagnetic emissions related to the radiation generated by the RF components internal to the module, and on the other hand, allow a good operation of the module without disturbance by parasitic electromagnetic emissions from outside.
  • the electromagnetic shielding of the module imposes on the front panel connection to ensure an electrical continuity function between the connector ground and the module frame.
  • the shielding function is then provided by covers covering the different sources of radiation except coaxial connectors because they are difficult to integrate.
  • the RF transmission lines connecting the circuit components to the connector must be optimized to minimize radiation.
  • the present invention relates to a coaxial connector for a printed circuit board making it possible to avoid the drawbacks mentioned above when it is used in an RF module with a shielding cap, thus making it possible to improve the quality and ease shielding the module.
  • the connector according to the present invention as claimed is essentially characterized in that the connector body has a shell-like shape surrounding the outer contact of the coaxial connector on substantially one half of its circumference, said body having a flat bottom surface capable of coming into pressing against a surface of the printed circuit and a convex upper surface of curvilinear or polygonal section profile, in particular trapezoidal or triangular.
  • the angle formed between the planar surface of the connector body and a plane tangential to its upper surface when it is of curvilinear section profile, or between the flat surface of the connector body and the face that connects to it. of the upper surface when it is of polygonal section profile, is less than or equal to 70 °.
  • the coaxial connector is preferably placed in a cut made from an end face of the printed circuit, the height of the shell-shaped connector body being determined in such a way that when its surface planar bottom is applied to the printed circuit board, the central contact of the coaxial connector which extends parallel to the surface of the printed circuit is substantially tangential to this surface.
  • the coaxial connector according to the invention as claimed further comprises a shielding cover vis-à-vis the electromagnetic radiation, having a front face whose lower end is adapted to come into contact with the surface of the printed circuit, said front face being provided with a cutout whose profile corresponds to the profile of the upper surface of the shell-shaped connector body, said cap covering when it is placed on the printed circuit the connector body, preferably with , interposition of a seal with respect to electromagnetic radiation.
  • the coaxial connector shown in Figures 1 to 3 has a shell-shaped body 1 surrounding the outer contact 2 of the coaxial connector on substantially half of its circumference.
  • the shell-shaped body 1 has a flat bottom surface 3 and a convex upper surface with a curvilinear section profile 4.
  • an angle ⁇ is formed between the flat surface 3 of the connector body and a plane T tangential to its upper surface 4, this angle being 70 ° in the illustrated example.
  • the coaxial connector is mounted on a printed circuit board C and is soldered to the connector body 1 on the board.
  • the connector is placed in a cut made in the printed circuit C from an end face thereof so that, as illustrated in FIGS. Figures 1 and 2 the outer contact bushing 2 protrudes towards the front of the card C.
  • the connector body 1 is applied by its flat surface 3 against the upper surface of the printed circuit board C.
  • the central contact 5 of the coaxial connector which extends parallel to the surface of the printed circuit C is substantially tangent to this surface, the center of the circle inscribed in the curvilinear profile of the upper surface 4 of the connector body being above the upper surface of the printed circuit C.
  • a cover 6 is placed on the connector, the cover having a front face 7 provided with a cutout 8 whose concave profile corresponds to the convex profile of the upper surface 4 of the body of the body. shell-shaped connector.
  • the hood as we see on the figure 1 covers, when it is placed on the printed circuit board, the connector body with, in the illustrated example, the interposition of a seal with respect to the electromagnetic radiation 9.
  • the seal 9 is example in silicone loaded and can be easily set up using an applicator gun.
  • the connector is sandwiched between the cover and the integrated circuit, which improves the resistance of the assembly of the connector on the card to mechanical stresses.
  • the shield cover being located above the connector, it is possible to use a surface of the printed circuit which was not used before, which improves the density and reduces the cost. Therefore, the transmission lines of the printed circuit can radiate and therefore it is no longer necessary to use multilayer circuits, which simplifies the design and further reduces the cost.
  • the profile of the connector body according to the invention makes it possible to use straight central contacts without the need for bent contacts, which facilitates assembly, since the connector body has holes 10 visible on the connector. figure 2 for the passage of connecting conductors to the circuit of the card.
  • the connector body 1 comprises a gripping zone 11 illustrated on the figure 2 .
  • the connector body 1 has an upper surface 4' of trapezoidal section profile and in the mode of realization of the figure 5 the connector body 1 "has an upper surface 4" of triangular section profile.
  • the angle ⁇ formed between the planar surface of the connector body and the face of the upper surface 4 'and respectively 4 "which is connected to it is the same as the angle ⁇ illustrated in FIG. figure 3 .

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Description

  • La présente invention est relative à un connecteur coaxial pour carte de circuit imprimé, comportant un corps de connecteur apte à être fixé, notamment par brasage, à une carte de circuit imprimé.
  • US-A-5 897 384 décrit un tel connecteur.
  • Le connecteur coaxial selon l'invention est en particulier utilisable pour assurer une connexion de face avant de modules radiofréquences (RF) fixés dans une baie d'équipement de station de base.
  • Dans cette application, les modules RF qui peuvent par exemple être des modules d'émission ou des modules de réception comportent une carte de circuit imprimé sur laquelle sont montés des composants RF passifs et actifs reliés par des lignes de transmission RF réalisées sur le circuit imprimé.
  • Les modules RF sont reliés entre eux par des cordons coaxiaux et, à cet effet, chaque module comporte un ou plusieurs connecteurs coaxiaux fixés au voisinage d'un bord de la carte de circuit imprimé.
  • Afm de ne pas perturber l'environnement extérieur par des émissions électromagnétiques parasites, il est généralement prévu un blindage électromagnétique de chaque module pour, d'une part, éviter des émissions électromagnétiques parasites liées au rayonnement généré par les composants RF internes au module, et d'autre part, permettre un bon fonctionnement du module sans perturbation par des émissions électromagnétiques parasites provenant de l'extérieur.
  • Le blindage électromagnétique du module impose à la connectique de face avant d'assurer une fonction de continuité électrique entre la masse du connecteur et le châssis de module.
  • Traditionnellement, cette fonction est réalisée par un système vis-écrou au niveau du connecteur.
  • Cependant, assurer la continuité électrique entre le châssis et les différents éléments le traversant est une opération délicate à réaliser et l'on a tendance actuellement à limiter le blindage électromagnétique aux sources de rayonnement qui sont situées sur le circuit imprimé, c'est-à-dire les lignes de transmission et les composants RF passifs et actifs.
  • La fonction de blindage est alors assurée par des capots recouvrant les différentes sources de rayonnement hormis les connecteurs coaxiaux car ces derniers sont difficiles à intégrer.
  • De ce fait, les lignes de transmission RF reliant les composants des circuits au connecteur doivent être optimisées pour minimiser le rayonnement.
  • Cela nécessite l'utilisation de circuits imprimés multicouche et l'utilisation de trous métallisés pour enterrer les lignes RF (lignes micro-rubans ou lignes triplaques). Cela a pour inconvénient de générer des pertes RF supplémentaires.
  • La présente invention a pour objet un connecteur coaxial pour carte de circuit imprimé permettant d'éviter notamment les inconvénients mentionnés ci-dessus lorsqu'il est utilisé dans un module RF avec un capot de blindage, permettant ainsi d'améliorer la qualité et la facilité du blindage du module.
  • Le connecteur selon la présente invention comme revendiquée est essentiellement caractérisé par le fait que le corps de connecteur présente une forme de coquille entourant le contact extérieur du connecteur coaxial sur sensiblement la moitié de sas circonférence, ledit corps présentant une surface inférieure plane apte à venir en appui contre une surface du circuit imprimé et une surface supérieure convexe de profil de section curviligne ou polygonal, en particulier trapézoïdal ou triangulaire.
  • Avantageusement, l'angle formé entre la surface plane du corps de connecteur et un plan tangent à sa surface supérieure lorsque celle-ci est de profil de section curviligne, ou entre la surface plane du corps de connecteur et la face qui s'y raccorde de la surface supérieure lorsque celle-ci est de profil de section polygonal, est inférieur ou égal à 70°.
  • Selon l'invention, le connecteur coaxial est de préférence mis en place dans une découpe réalisée à partir d'une face d'extrémité du circuit imprimé, la hauteur du corps de connecteur en forme de coquille étant déterminée de telle manière que lorsque sa surface inférieure plane est appliquée sur la carte de circuit imprimé, le contact central du connecteur coaxial qui s'étend parallèlement à la surface du circuit imprimé est sensiblement tangent à cette surface.
  • Le connecteur coaxial selon l'invention comme revendiquée comporte en outre un capot de blindage vis-à-vis du rayonnement électromagnétique, comportant une face frontale dont l'extrémité inférieure est apte à venir au contact de la surface du circuit imprimé, ladite face frontale étant munie d'une découpe dont le profil correspond au profil de la surface supérieure du corps de connecteur en forme de coquille, ledit capot recouvrant lorsqu'il est mis en place sur le circuit imprimé le corps de connecteur, avec, de préférence, interposition d'un joint d'étanchéité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique.
  • Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire des exemples de réalisation nullement limitatifs en se référant au dessin annexé dans lequel :
    • la figure 1 est une vue en perspective schématique arrachée d'un connecteur coaxial selon l'invention monté sur une carte de circuit imprimé et muni d'un capot de blindage,
    • la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 avant mise en place du capot de blindage,
    • la figure 3 est une vue schématique en bout du connecteur coaxial des figures 1 et 2, et
    • les figures 4 et 5 sont des vues analogues à la figure 2 de variantes de réalisation.
  • Le connecteur coaxial illustré aux figures 1 à 3 présente un corps 1 en forme de coquille entourant le contact extérieur 2 du connecteur coaxial sur sensiblement la moitié de sa circonférence. Le corps en forme de coquille 1 présente une surface inférieure plane 3 et une surface supérieure convexe de profil de section curviligne 4.
  • Comme on le voit sur la figure 3, un angle α est formé entre la surface plane 3 du corps de connecteur et un plan T tangent à sa surface supérieure 4, cet angle étant de 70° dans l'exemple illustré.
  • Le connecteur coaxial est monté sur une carte de circuit imprimé C et est fixé par brasage du corps de connecteur 1 sur la carte.
  • Le connecteur est mis en place dans une découpe réalisée dans le circuit imprimé C à partir d'une face d'extrémité de celui-ci de manière que, comme illustré aux figures 1 et 2, la douille de contact extérieur 2 fasse saillie vers l'avant de la carte C.
  • Le corps de connecteur 1 s'applique par sa surface plane 3 contre la surface supérieure de la carte de circuit imprimé C.
  • Comme on le voit sur la figure 3, dans la position de montage, le contact central 5 du connecteur coaxial qui s'étend parallèlement à la surface du circuit imprimé C est sensiblement tangent à cette surface, le centre du cercle inscrit au profil curviligne de la surface supérieure 4 du corps de connecteur se trouvant au-dessus de la surface supérieure du circuit imprimé C.
  • Afm d'assurer une fonction de blindage électromagnétique, un capot 6 est mis en place sur le connecteur, le capot comportant une face frontale 7 munie d'une découpe 8 dont le profil concave correspond au profil convexe de la surface supérieure 4 du corps de connecteur en forme de coquille. Le capot, comme on le voit sur la figure 1, recouvre, lorsqu'il est mis en place sur le circuit imprimé, le corps de connecteur avec, dans l'exemple illustré, interposition d'un joint d'étanchéité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique 9. Le joint 9 est par exemple en silicone chargé et peut être mis en place facilement à l'aide d'un pistolet applicateur.
  • Ainsi, le connecteur est enserré entre le capot et le circuit intégré, ce qui améliore la résistance de l'assemblage du connecteur sur la carte aux sollicitations mécaniques.
  • Les formes correspondantes du profil du corps de connecteur et de la face frontale découpée du capot permettent d'assurer une pression quasi constante sur le joint d'étanchéité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique et ainsi de garantir une bonne qualité de blindage.
  • En outre, le capot de blindage étant situé au-dessus du connecteur, il est possible d'utiliser une surface du circuit imprimé qui n'était pas utilisée auparavant, ce qui améliore la densité et réduit le coût. De ce fait, les lignes de transmission du circuit imprimé peuvent rayonner et donc il n'est plus nécessaire d'utiliser des circuits multicouche, ce qui simplifie la conception et réduit encore le coût.
  • Il est en outre à signaler que le profil du corps de connecteur selon l'invention permet d'utiliser des contacts centraux droits sans nécessiter de contacts coudés, ce qui facilite l'assemblage, le corps de connecteur comportant des orifices 10 visibles sur la figure 2 pour le passage de conducteurs de liaison au circuit de la carte.
  • Le corps de connecteur 1 comporte une zone de préhension 11 illustrée sur la figure 2.
  • Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, le corps de connecteur 1' présente une surface supérieure 4' de profil de section trapézoïdal et dans le mode de réalisation de la figure 5 le corps de connecteur 1" présente une surface supérieure 4" de profil de section triangulaire.
  • L'angle α formé entre la surface plane du corps de connecteur et la face de la surface supérieure 4' et respectivement 4" qui s'y raccorde est le même que l'angle α illustré à la figure 3.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter différentes variantes et modifications sans pour autant sortir de son cadre comme défini dans les revendications présentes.

Claims (3)

  1. Connecteur coaxial pour carte de circuit imprimé comportant un corps de connecteur apte à être fixé à une carte de circuit imprimé, caractérisé par le fait que le corps de connecteur (1) présente une forme de coquille entourant le contact extérieur (2) du connecteur coaxial sur sensiblement la moitié de sa circonférence, ledit corps présentant une surface inférieure plane (3) apte à venir en appui contre une surface de la carte de circuit imprimé (C) et une surface supérieure convexe de profil de section curviligne (4) ou polygonal (4', 4"), ledit connecteur comportant en outre un capot de blindage vis-à-vis du rayonnement électromagnétique (6) comportant une face frontale (7) dont l'extrémité inférieure est apte à venir au contact de la surface de la carte de circuit imprimé, ladite face frontale (7) étant munie d'une découpe (8) dont le profil correspond au profil de la surface supérieure (4 ; 4' ; 4") du corps du connecteur, ledit capot recouvrant, lorsqu'il est mis en place sur la carte de circuit imprimé, le corps de connecteur avec, de préférence, interposition d'un joint d'étanchéité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique (9).
  2. Connecteur coaxial selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle a formé entre la surface plane (3) du corps de connecteur et un plan tangent à sa surface supérieure (4) lorsque celle-ci est de profil de section curviligne, ou entre la surface plane (3) du corps de connecteur et la face qui s'y raccorde de la surface supérieure lorsque celle-ci est de profil de section polygonal (4' ; 4"), est inférieur ou égal à 70°.
  3. Connecteur coaxial selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la hauteur du corps de connecteur est déterminée de manière que, lorsque sa surface inférieure plane (3) est appliquée sur la carte de circuit imprimé (C), le contact central (5) du connecteur coaxial qui s'étend parallèlement à la surface de la carte de circuit imprimé est sensiblement tangent à cette surface.
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