EP1779396B1 - Microcontacteur electrique pour carte a circuits et interrupteur electrique equipe d'un tel microcontacteur - Google Patents

Microcontacteur electrique pour carte a circuits et interrupteur electrique equipe d'un tel microcontacteur Download PDF

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EP1779396B1
EP1779396B1 EP05749982A EP05749982A EP1779396B1 EP 1779396 B1 EP1779396 B1 EP 1779396B1 EP 05749982 A EP05749982 A EP 05749982A EP 05749982 A EP05749982 A EP 05749982A EP 1779396 B1 EP1779396 B1 EP 1779396B1
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EP
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circuit board
microcontact
tongue
reflow
printed circuit
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René Ducruet
Laurent Mounier
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2207/00—Connections
    • H01H2207/032—Surface mounted component

Definitions

  • the present invention relates to an electrical microcontactor for a circuit card, intended to establish an electrical contact between two associated connection pads of a circuit card and an electric switch equipped with such a microcontactor.
  • Such switches of the patent application are known FR2825510 in the name of the Claimant.
  • the switches described in this application have microcontactors which all have plugs through the printed circuit board during assembly to ensure strong mechanical support of the microcontactor on the card. Indeed, this strong attachment is necessary for avoid detachment of welds after a significant cycle of mechanical stress.
  • the present invention aims to provide a microcontactor that can be mounted by a reflow process without requiring mechanical fasteners by plugging.
  • the subject of the invention is an electrical microcontactor for a circuit board intended to establish an electrical contact between two associated connection pads of a circuit card, characterized in that it comprises a metal plate presenting a first part of generally U-shaped whose branches each have at their ends reflowable areas capable of being connected by reflow to associated connection pads of the printed circuit board and a second portion made in the form of a central tongue connected in one piece to the base of the U and evolving between the two branches of the U, this tongue being inclined relative to a plane defined by the U so that a bearing on a bearing zone located towards the free end of the tongue makes it possible to establish the electrical contact between a contact zone of the tab and the associated connection range of the circuit board.
  • the invention also relates to an electrical switch, in particular for a motor vehicle, characterized in that it comprises a circuit board and at least one micro-switch as defined above mounted by reflow on associated connection pads of the circuit board.
  • the electrical microcontactor 1 for a circuit board is intended to establish an electrical contact between two associated connection areas 3 and 5 of a circuit board 7 (see FIG. figure 3 ).
  • circuit board is for example a printed circuit board or a circuit board cut and overmolded. It is therefore understood by circuit board any support comprising circuits on which one can weld components.
  • This microcontactor 1 comprises a metal plate 9 having a first portion 11 of generally U-shaped whose branches 13 and 15 each have at their ends 17 and 19 reflow zones 21 and 23 (shown in dashed lines) capable of being connected by reflow to associated connection pads 5 of the printed circuit board 7.
  • the plate 9 has a second portion 25 made in the form of a central tongue connected in one piece to the base B of the U and evolving between the two branches of the U.
  • this tongue 25 is inclined relative to a plane P defined by the U so that a bearing on a bearing zone 27 (shown in dotted line) located towards the free end of the tongue 25 makes it possible to establish contact between a contact zone of the tongue 27 and the associated connection zone 3 of the printed circuit board 7.
  • the end of the tongue is formed in the form of an end pad 31 with an enlarged portion at the level of the support zone 27.
  • the zones of connection by refusion of the branches 21 and 23 of the wafer define a geometrical line passing through the end pad 31 of the tongue 27.
  • this line is represented by the section line III-III.
  • pressing on the zone 27 has the effect that the branches and in particular the reflow zones are pressed against the printed circuit board 7, while the base B of the U of the wafer 9 can lift slightly.
  • the metal plate 9 is produced by cutting and stamping, preferably in a metal strip, which makes it possible to automate the assembly of these microcontactors entirely and supply the mounting station with a roll of a strip comprising the microcontactors according to the invention. 'invention.
  • the reflow contact may be reinforced by providing for each additional branch a reflex connection side tab 33 and connected in one piece to the associated branch.
  • the two connecting lateral tabs 33 and 35 are situated substantially on said geometric line III-III and have a generally square or circular shape.
  • each leg of the U and the base B of the U each comprise a pressed portion 37, 39 and 41 for positioning the microcontactor on a printed circuit board when of the assembly.
  • the fasteners are cut off from the strip and the microcontactor is positioned at the electrical contact areas of the printed circuit board 7, previously induced by a paste to braze adapted.
  • microcontactors are easily mechanically and electrically connected to a printed circuit board. This is all the more remarkable as the microcontactor is for the electrical circuit an active element both mechanically and electrically, whereas normally the components mounted by reflow are not mechanically stressed during their operation (mechanically passive).

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Description

  • La présente invention est relative à un microcontacteur électrique pour carte à circuits, destiné à établir un contact électrique entre deux plages de connexion associées d'une carte à circuits et un interrupteur électrique équipé d'un tel microcontacteur.
  • Elle s'applique particulièrement dans le cadre de l'automobile, et notamment pour la réalisation de contacts pour platines de porte, destinés par exemple aux lève-vitres et à la commande d'orientation des rétroviseurs, notamment pour des commandes par niveaux de tension.
  • Il existe de nombreux composants électriques tels que des interrupteurs électriques dans l'automobile, qui présentent une ou plusieurs fiches de contact destinées à être fixées sur la carte à circuit imprimé.
  • Traditionnellement, le procédé de soudage de ces interrupteurs nécessite une fixation mécanique indépendante de l'interrupteur sur la carte à circuit imprimé de façon que les fiches traversent des trous ménagés dans la carte et maintiennent par des moyens élastiques par exemple de clipsage l'interrupteur sur la carte. Puis, on réalise des connexions électriques par soudage à des endroits distant des trous.
  • On connaît de tels interrupteurs de la demande de brevet FR2825510 au nom de la Demanderesse.
  • Les interrupteurs décrits dans cette demande présentent des microcontacteurs qui possèdent tous des queues d'enfichage traversant la carte à circuits imprimés lors du montage pour assurer un maintien mécanique fort du microcontacteur sur la carte. En effet, cette attache forte est nécessaire pour éviter un décollement des soudures après un cycle important de sollicitations mécaniques.
  • Par ailleurs, on a constaté que les trous ménages dans la carte pose des problèmes d'étanchéité.
  • Pour éviter de devoir ménager des trous de fixation dans la carte à circuits, on souhaiterais appliquer à ces composants la technique de soudage par refusion.
  • En effet, dans la fabrication des modules électriques et/ou électroniques du type comportant des composants électriques et/ou électroniques montés sur une carte à circuit imprimé, on utilise de plus en plus des composants à montage en surface, couramment appelés composants CMS. A cet effet, les composants CMS, munis de pattes de connexion appropriées, sont posés sur des plages conductrices sur la surface d'une carte à circuit imprimé, qui ont été préalablement revêtues d'une pâte à braser par une technique de sérigraphie, puis on fait passer la carte à circuit imprimé portant les composants CMS dans un four de refusion afin de souder les pattes de connexion des composants CMS à leur plages conductrices respectives sur la carte à circuit imprimé.
  • Or, les contraintes mécaniques subies par de tels microcontacteurs lors de la manoeuvre de l'interrupteur ne permettent pas un remplacement simple des fiches de fixation par enfichage par des plages de connexion par refusion.
  • La présente invention vise à proposer un microcontacteur qui puisse être monté par un procédé de refusion sans nécessiter des fixations mécaniques par enfichage.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un microcontacteur électrique pour carte à circuits, destiné à établir un contact électrique entre deux plages de connexion associées d'une carte à circuits, caractérisé en ce qu'il comprend une plaquette métallique présentant une première partie de forme générale en U dont les branches présentent chacune au niveau de leurs extrémités des zones de refusion aptes à être connectées par refusion à des plages de connexion associées de la carte à circuits imprimés et une seconde partie réalisée sous forme d'une languette centrale se raccordant d'une seule pièce à la base du U et évoluant entre les deux branches du U, cette languette étant inclinée par rapport à un plan défini par le U de manière qu'un appui sur une zone d'appui située vers l'extrémité libre de la languette permet d'établir le contact électrique entre une zone de contact de la languette et la plage associée de connexion de la carte à circuits.
  • L'invention a également pour objet un interrupteur électrique en particulier pour un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une carte à circuits et au moins un microcontacteur tel que défini ci-dessus monté par refusion sur des plages de connexion associées de la carte à circuits.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue de dessus d'un microcontacteur selon l'invention,
    • la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II du microcontacteur de la figure 1, et
    • la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1 du microcontacteur de la figure 1, monté sur une carte à circuits imprimés.
  • Un exemple de réalisation non limitatif de l'invention sera décrit par la suite en relation aux trois figures annexées.
  • Le microcontacteur électrique 1 pour carte à circuits est destiné à établir un contact électrique entre deux plages 3 et 5 de connexion associées d'une carte à circuits 7 (voir figure 3).
  • Cette carte à circuits est par exemple une carte à circuits imprimés ou une carte à circuits découpés et surmoulés. On comprend donc par carte à circuits tout support comprenant des circuits sur lesquels on peut souder des composants.
  • Ce microcontacteur 1 comprend une plaquette métallique 9 présentant une première partie 11 de forme générale en U dont les branches 13 et 15 présentent chacune au niveau de leurs extrémités 17 et 19 des zones de refusion 21 et 23 (représentées en pointillées) aptes à être connectées par refusion à des plages de connexion 5 associées de la carte à circuits imprimés 7.
  • La plaquette 9 présente une seconde partie 25 réalisée sous forme d'une languette centrale se raccordant d'une seule pièce à la base B du U et évoluant entre les deux branches du U.
  • Comme on le voit sur la figure 2, cette languette 25 est inclinée par rapport à un plan P défini par le U de manière qu'un appui sur une zone d'appui 27 (représentée en pointillée) située vers l'extrémité libre de la languette 25 permet d'établir le contact électrique entre une zone de contact de la languette 27 et la plage associée 3 de connexion de la carte à circuits imprimés 7.
  • Afin d'optimiser la manipulation tactile du microcontacteur via un piston non représenté, l'extrémité de la languette est réalisée sous forme d'une pastille d'extrémité 31 avec une portion élargie au niveau de la zone , d'appui 27.
  • Avantageusement, les zones de connexion par réfusion des branches 21 et 23 de la plaquette définissent une ligne géométrique passant par la pastille d'extrémité 31 de la languette 27. Sur la figure, cette ligne est matérialisée par la ligne de coupe III-III.
  • Ainsi, un appui sur la zone 27 a pour effet que les branches et en particulier les zones de refusion soient pressées contre la carte à circuits imprimés 7, alors que la base B du U de la plaquette 9 peut se soulever légèrement.
  • On obtient donc une réduction importante des sollicitations mécaniques du microcontacteur au niveau des soudures par refusion, ce qui permet d'assurer un nombre de cycles de fonctionnement élevé tout en permettant l'utilisation d'un procédé économique par refusion.
  • Avantageusement la plaquette métallique 9 est réalisée par découpage et emboutissage, de préférence dans une bande de métal, ce qui permet d'automatiser le montage de ces microcontacteurs entièrement et approvisionner la station de montage avec un rouleau d'une bande comportant les microcontacteurs selon l'invention.
  • Optionnellement, le contact par refusion peut être renforcé en prévoyant pour chaque branche de plus une patte latérale de connexion par réfusion 33 et 35 raccordée d'une seule pièce à la branche associée.
  • De préférence les deux pattes latérales de connexion 33 et 35 se situent sensiblement sur ladite ligne géométrique III-III et possède une forme générale carrée ou circulaire.
  • Pour mieux positionner la plaquette métallique sur la carte à circuits imprimés, la zone d'extrémité de chaque branche du U et la base B du U comportent chacune une portion emboutie 37, 39 et 41 de positionnement du microcontacteur sur une carte à circuit imprimé lors du montage.
  • Pour monter le microcontacteur 1 selon l'invention sur une carte 7 à circuits imprimés, on sectionne les attaches à la bande et on positionne le microcontacteur au niveau des plages électriques de contact de la carte 7 à circuits imprimés, précédemment induit d'une pâte à braser adaptée.
  • Puis, l'ensemble passe dans un four de refusion.
  • Ainsi, sans prévoir des une fixation mécanique indépendante par des trous, on connecte facilement mécaniquement et électriquement un ou plusieurs microcontacteurs sur une carte à circuits imprimés. Ceci est d'autant plus remarquable que le microcontacteur est pour le circuit électrique un élément actif à la fois mécaniquement que électriquement, alors que normalement, les composants montés par refusion ne sont pas sollicités mécaniquement lors de leur fonctionnement (mécaniquement passif).

Claims (10)

  1. Microcontacteur (1) électrique pour carte à circuits (7), destiné à établir un contact électrique entre deux plages (3 ;5) de connexion associées d'une carte à circuits, caractérisé en ce qu'il comprend une plaquette métallique (9) présentant une première partie (11) de forme générale en U dont les branches (13 ; 15) présentent chacune au niveau de leurs extrémités (17 ; 19) des zones de refusion (21 ; 23) aptes à être connectées par refusion à des plages de connexion associées de la carte à circuits (7) et une seconde partie (25) réalisée sous forme d'une languette centrale se raccordant d'une seule pièce à la base du U et évoluant entre les deux branches (13 ; 15) du U, cette languette (25) étant inclinée par rapport à un plan défini par le U de manière qu'un appui sur une zone d'appui située vers l'extrémité libre de la languette permet d'établir le contact électrique entre une zone de contact de la languette et la plage associée de connexion de la carte à circuits imprimés.
  2. Microcontacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la languette présente une pastille d'extrémité (31) avec une portion élargie au niveau de la zone d'appui.
  3. Microcontacteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les zones de connexion par réfusion des branches de la plaquette définissent une ligne géométrique (III-III) passant par la pastille d'extrémité (31) de la languette.
  4. Microcontacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite plaquette (9) est réalisée par découpage et emboutissage.
  5. Microcontacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque branche (13 ; 15) possède de plus une patte latérale de connexion (33 ; 35) par réfusion raccordée d'une seule pièce à la branche associée.
  6. Microcontacteur selon les revendications 2 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce que les deux pattes latérales de connexion (33 ; 35) se situent sensiblement sur ladite ligne géométrique (III-III).
  7. Microcontacteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque patte de connexion possède une forme générale carrée.
  8. Microcontacteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque patte de connexion possède une forme générale circulaire.
  9. Microcontacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la zone d'extrémité de chaque branche du U et la base du U comportent chacune une portion emboutie (37 ; 39 ; 41) de positionnement du microcontacteur (1) sur une carte à circuit imprimé lors du montage.
  10. Interrupteur électrique en particulier pour un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une carte à circuits (7) et au moins un microcontacteur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 monté par refusion sur des plages de connexion associées de la carte à circuits (7).
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