FR2462034A1 - Clip de maintien de contact et methode d'insertion du clip dans un isolant de connecteur - Google Patents
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Abstract
CLIP DE MAINTIEN DE CONTACT AJUSTABLE A CHAUD DANS UNE CAVITE APPROPRIEE DU BLOC ISOLANT D'UN CONNECTEUR ELECTRIQUE, NOTAMMENT SELON UNE METHODE DANS LAQUELLE DES ASPERITES 16 FORMEES SUR SA SURFACE EXTERIEURE S'INCRUSTENT DANS LA PAROI DE LA CAVITE EN RAISON DU RAMOLLISEMENT DE CETTE PAROI DE PLASTIQUE ET DE LA DILATATION DU CLIP. UN CLIP 10, OBTENU DE FACON CLASSIQUE PAR FORMAGE D'UNE PIECE METALLIQUE DECOUPEE 12 DANS LAQUELLE SONT POINCONNEES LES LANGUETTES DE MAINITIEN DE CONTACT 14 ET, PAR EXEMPLE, LES ASPERITES 16, EST REVETU, SELON L'INVENTION, D'UNE COUCHE DE RESINE EPOXYDE 18 AMENEE THERMIQUEMENT A L'ETAT B, DE SORTE QUE LE CHAUFFAGE ULTERIEUR DU CLIP A UNE TEMPERATURE SUPERIEURE, DANS LA CAVITE DU CONNECTEUR, ENTRAINE LA FORMATION DE L'ETAT FINAL DE LA RESINE. PENDANT CETTE TRANSFORMATION, LA RESINE IMPREGNE LA PAROI DE LA CAVITE ET SCELLE TOUTES LES MICROFISSURES EVENTUELLES QUI, DANS LES CONNECTEURS CLASSIQUES A HAUTE DENSITE DE CONTACTS, SONT LA SOURCE DE COURTS-CIRCUITS ENTRE CONTACTS ADJACENTS.
Description
La présente invention concerne d'une manière eénérale la technique des
co'niucteurs électriques, et piLs preciser.ent un clip dc maintien de contact et une méthode d'installation du clip dans
l'isolant d'un connecteur électrique.
Le brevet américain N0 4.114'.976 décrit un clip de maintien de contact comportant des aspérités, ou dents, orientées vers l'extérieur. Après insertion du clip dans-une cavité de contact d'un isolant de connecteur, on fait pénétrer à l'intérieur du clip une broche chauffée pour ramollir la paroi de l'isolant autour du clip et dilater celui-ci de façon à ce que ses dents s'enfoncent dans la paroi ramollie, ce qui améliore le maintien du clip dans la cavité du connecteur. Comme l'indique le brevet américain mentionné ci-dessus, on peut utiliser comme matériau spécial pour l'isolant du connecteur un polymère du type polysulfone, de préf- rence un polyéthersulfone. Des problèmes peuvent quelquefois se poser lors de l'utilisation d'un tel matériau comme isolant d'un connecteur électrique dans la mesure o des microfissures peuvent apparaître dans l'isolant, dues à des contraintes qui s'exercent pendant le moulage ou la recuisson de l'isolant. Dans le cas o les cavités de contact sont proches les unes des autres, l'épaisseur de la paroi plastique entre les cavités peut n'être que d'environ 0,25 mm. Avec des parois aussi minces, il peut arriver que les microfissures dans le plastique s'étendent d'une cavité à l'autre, ce qui provoque des ruptures de diélectrique entre contacts adjacents
quand un courant suffisamment élevé passe à travers le connecteur.
De plus, si le connecteur est exposé à l'humidité, l'eau peut venir se loger dans les fissures entre les cavités de contact, ce qui augmente les risques de claquage entre les cavités. Ce problème peut également se poser quand on utilise d'autres matériaux plastiques comme isolants
de connecteurs.
On a essayé de surmonter le problème des fissures dues aux contraintes dans les parois des cavités de contact en imprégnant celles-ci d'une résine époxyde ou autre type de résine de façon à sceller les fissures, mais ces essais sont restés infructueux. Par conséquent, le but de la présente invention est de fournir des moyens de sceller les microfissures pouvant exister dans un isolant de connecteur de façon à minimiser sinon à éliminer les risques de claquage de
l'isolant entre cavités de contact adjacentes.
L'une des caractéristiques principales de la présente invention est de réaliser une méthode de fabrication d'un connecteur
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électrique consistant à fournir d'abord un corps plastique ayant un trou interne, puis un clip de maintien de contact revêtu d'une couche de résinp. On insère le clip dans le trou et on chauffe son revêtement
de façon à sceller les fissures pouvant exister dans la paroi.
Selon une autre caractéristiquede l'invention, il est fourni un clip de maintien de contact conçu pour atre monté dans le trou d'un corps plastique de connecteur. Le clip se compose d'un corps de métal creux comportant une languette élastique de maintien de contact orientée vers l'intérieur. On revêt le corps de métal d'une couche de résine à l'état B de telle sorte que, qurnd le clip est inséré dans le trou et chauffé, son revêtement de résine scelle les
fissures pouvant exister dans la paroi du trou.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non
limitatif en se reportant aux figures annexées de 1 à 8, qui représentent: - Figure 1, une vue partielle en coupe longitudinale du clip de maintien. de contact revêtu de résine époxyde de la
présente invention.
- Figure 2, une vue du c8té droit du clip de maintien de
contact de la figure 1.
- Figures 3 et 4 des schémas illustrant deux étapes du revêtement d'une rangée de clips de maintien de contact selon la
présente invention.
- Figures 5 à-8, des vues en coupe verticale d'un isolant de connecteur et d'un clip semblable à celui des figures 1 et 2illustrant les étapes qui peuvent être accomplies selon l'invention pour installer le
clip dans une positionfixe à l'intérieur d'une cavité de contact de l'isolant.
On va maintenant parler en détail des figures I et 2 qui représentent un clip de maintien de contact revêtu selon la présente invention, désigné globalement par la référence 10. Le clip se compose d'un corps de métal 12 en forme de cylindre ouvert comportant deux languettes de maintien de contact!4 élastiques et orientées vers l'intérieur. On poinçonne des dents 16 orientées vers l'extérieur dans le corps de métal 12. Ce corps est recouvert d'un revêtement 18. Le revêtement se compose d'un matériau capable de sceller les microfissures pouvant exister dans la paroi d'une cavité de contact d'un-isolant de connecteur plastique dans laquelle le clip doit être installé. Ainsi, le clip de maintien de contact 10 peutêtre du même type que celui décrit dans le brevet américain mentionné cidessus, excepté en ce qui
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concerne l'adjonction du revêtement 18.
Pour que le revêtement 18 soit à même de remplir les microfissures dans l'isolant plastique, il doit se composer d'un matériau compatible avec celui utilisé pour l'isolant, c'est-à-dire qu'il doit pouvoir pénétrer dans l'isolant. Il est préférable que le revêtement se compose d'un matériau résineux ayant un substituant
chimique en commun avec l'isolant plastique.
Dans une réalisation préférentielle de l'invention, l'isolant de connecteur est un polyéthersulfone. On trouve un revêtement adéquat compatible avec un tel plastique dans uẻ structure de résine époxyde modifiée au sulfone, telle que l'adhésif structural vendu sous la référence EC 2290 par la Société 3M. En se basant sur une analyse à l'infra-rouge, on pense que cet adhésif est une résine époxyde qui a été activée par un monomère sulfoné comme par exemple du
sulfonyldiphénol 4, 4'.
L'adhésif EC 2290 est décrit par son fabricant comme étant un adhésif structural liquide thermodurcissable destiné au collage de métal sur métal ou à la production de laminés de verre époxyde à revêtement de cuivre. Il a les propriétés physiques suivantes - Couleur:ambre clair Consistance:sirop fluide - Teneur en solide:21 1 % en poids - Base :résine époxyde - Solvant:alcool cétone - Poids net:900 - 25 g/litre Point d'éclair:- 50 C. Pour revêtir un clip de maintien de contact de résine EC 2290, il est préférable de réduire sa teneur en solide en la mélangeant à un solvant adéquat, tel que du méthyléthylcétone. Pour revêtir convenablement un clip en cuivre au beryllium, on ajoute de préférence assez de solvant à la résine époxyde de base pour abaisser
sa teneur en solide à 6 %.
On peut revêtir un clip de maintien de contact attaché à une pluralité de ceux-ci par une bande porteuse 20 comme le montre la figure 3. On abaisse la bande 20 de façon à immerger les clips 12 dans une cuve contenant la résine époxyde diluée 22 telle qu'elle est décrite plus haut. On enlève ensuite les clips de la solution et on les fait passer dans un courant d'air parallèle à la bande (non représenté) pour enlever l'excès de solution époxyde. La bande 20 qui porte les clips 12 passe alors dans un réchauffeur 24, comme le montre
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la figure 4, pour amener la résine époxyde à l'état B. On chauffe de préférence le revêtement de résine époxyde diluée EC 2290 jusqu'aux environs de 1200 C pour l'amener à l'état B, c'est-à-dire que sa réticulation est incomplète, mais qu'elle est séchée et durcie de façon à ce que la rangée de contacts revêtus puisse être facilement manipulée et mise en réserve. L'épaisseur du revêtement doit être d'environ
2,5 à 7,5 pm.
Les figures 5 à 8 représentent les étapes nécessaires à l'installation d'un de ces clips de maintien de contact dans une cavité de contact 26 du corps plastique 28 d'un connecteur. On insère d'abord un clip revêtu 10, qui a été'détaché de la bande porteuse 20, dans la cavité 26, en le resserrant puis en le faisant pénétrer dans la cavité. Après quoi, on insère par l'arrière du clip une broche conique
chauffée, comme le montre la figure 6, ce qui a pour effet de-
chauffer le clip et de le dilater. Il est préférable de chauffer la broche jusqu'aux environs de 2600 C. Le chauffage de la broche, et par conséquent du clip, entraîne le ramollissement du matériau plastique du corps 28 autour du clip, ce qui permet aux dents 16 du clip de s'enfoncer dans la paroi de la cavité de contact comme le montre la figure 7. Cette opération de chauffage provoque également la réticulation et la polymérisation du revêtement de résine époxyde à l'état B et la formation de la résine finale. -Comme le clip subit la pression exercée par la broche 13 pendant cette opération, le revêtement
de résine du clip pénètre dans les microfissures de la paroi de la -
cavité de contact et en provoque le scellement. Après quoi on retire la
broche 30 du clip comme le montre la figure 8.
On a sectionné un corps plastique contenant un clip de
maintien de contact revêtu de résine époxyde selon la méthode décrite-
plus haut et on l'a examiné à l'aide d'un microscope électronique à balayage pour observer l'interface entre le revêtement du clip et le corps de connecteur en polyéthersulfone. Il n'a pas été trouvé d'interface entre la partie en cuivre du clip et le plastique. Ainsi, apparemment, le revêtement de résine époxyde 18 du clip se trouve dissout ou saturé dans le corps plastique. Le revêtement de résine époxyde scelle les microfissures dans le corps plastique du connecteur comme en témoigne le fait que, soumis à des essais de résistance à la tension (claquage) de 1.500 volts, des connecteurs fabriqués selon la présente invention ont beaucoup mieux résisté que les connecteurs de l'art antérieur qui contenaient des clips non revêtus. Par exemple,, parmi deux groupes de 15 connecteurs semblables contenant
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respectivement des clips rev'tus et non revêtus, on n'a observé qu'un seul claquage pour 14 connecteurs fabriqués selon la présente invention,
et 7 claquages pour les connecteurs contenant des clips non revêtus.
Au cours d'un autre essai effectué sur un groupe de 39 connecteurs utilisant des clips revêtus et un autre groupe de 32 connecteurs semblables mais utilisant des clips non revêtus, il n'y a eu aucun claquage dans le premier groupe, et un claquage dans le second. Dans un nouvel essai sur 34 connecteurs contenant des clips revêtus, on n'a remarqué qu'un seul claquage, alors que sur 37 connecteurs contenant des
clips non revêtus, il y a eu 18 claquages.
On a effectué des études de revêtement électrolytique à l'argent sur des clips de maintien de contact à revêtement de résine (avant leur insertion sans un isolant) et on en a déduit que les revêtements contiennent une grande quantité de micropores comme en
témoignent les nodules rccouv.'rts d'argent sur les clips revtus.
De plus, apres insertion des clips dans L'isolant et retLiculation au revêtement de résine sous l'effet de la chaleur, un scellement efficace s'effectue. Ceci démontre que c'est le chauffage du clip qui provoque la liaison par scellement entre le corps métallique 12 du clip et l'isolant 28, et non le fait que le clip lui-même soit isolé par un
revêtement de résine.
On a constaté qu'on pouvait installer les clips de maintien de contact dans le corps plastique de connecteur selon l'invention à une température inférieure de 90 à 160 C à celle nécessaire à l'installation de clips sans revêtement. A cause de la température réduite, les languettes de maintien de contact 14 du clip subissent une contrainte moindre, ce qui réduit les risques de fissuration des languettes, et par conséquent les risques de rupture sous l'effet de forces de traction élevées. De plus, il y a moins de possibilité de
déformation de l'isolant.
L'invention ne se limite assurément pas au corps plastique et au matériau spécifique quel'onvientde décrire. Par exemple, on a employé avec un certain succès des clips de maintien de contact revêtus de résine époxyde EC 2290 dans des isolants moulés dans un alliage de polysulfone et de polyester vendu sous la référence PX 6561 par la Société Union Carbide, et des clips de maintien de contact revtus de résine vendue sous la référence 5961 B par la Société W.R. Grace dans des isolants PX 6561. On pense que cette résine "Grace 5961 B" est une résine polyacrylique qui a été sensibilisée
aux ultra-violets par un activant au mercaptan.
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Evideimment, le choix de la résine dépendra de la composition de l'isolant de connecteur plastique. Par exemple, on pense que l'on peut utiliser comme isolants pour le connecteur des poly-arylsulfones et des polyoxyarylsulfones. A titre d'exemple complémentaire, si l'isolant de connecteur était une résine du type polyphénylànesulfure, on pourrait utiliser une résine époxyde modifiée au thyodiphényle 4, 4' pour le
revêtement du clip de maintien de contact.
De plus, l'invention ne se limite pas au chauffage de clips de maintien de contact piquetés de dents ou autres discontinuités. On pense que l'invention pourrait être mise en pratique avec des résultats aussi satisfaisants en employant des clips de maintien de contact standard, dépourvus de dents, en revêtant ceux-ci d'un matériau résineux compatible avec l'isolant de connecteur, en insérant les clips dans les cavités de contact de l'isolant et enfin en exposant le dispositif à une chaleur suffisante pour qu'il y ait interdiffusion entre le revetement
résineux et l'isolant.
Ainsi, la présente invention fournit une solution au problème des microfissures et des claquages de diélectrique qui se produisent quelquefois dans des connecteurs dont les cavités de contact sont très proches les unes des autres. De plus, la méthode aboutit à un dispositif de maintien de contact qui présente moins de risques de
rupture des languettes de maintien de contact.
Il est bien évident que la description qui précède n'a été
donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes
peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention.
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Claims (12)
1. Méthode de fabrication d'un dispositif de maintien de contact pour connecteur électrique, caractérisée par le fait qu'elle comprend les étapes suivantes:
- Fourniture d'un corps plastique ayant un trou interne.
- Fourniture d'un clip de maintien de contact revêtu d'une
couche de résine.
- Insertion dudit clip-dans ledit trou.
- Chauffage du revêtement de résine dudit clip de façon à
ce qu'il scelle les fissures pouvant exister dans 1hdit corps plastique.
2. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par
le fait que ledit revêtement est chauffé par le chauffage dudit clip.
3. Méthode conforme à la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit clip comporte sur son pourtour une pluralité de discontinuités, que la partie dudit corps plastique autour dudit trou se trouve ramollie par le chauffage dudit clip et que celui-ci se dilate sous l'effet de la chaleur à l'intérieur dudit trou de telle sorte que lesdites discontinuités sont absorbées par ladite partie de corps ramollie.
4. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit corps plastique et le revêtement de résine ont un
substituant chimique commun.
5. Méthode conforme à la revendication 4, caractérisée par
le fait que ledit substituant chimique est un radical sulfuré.
6. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par
le fait que ledit revêtement de résine est une résine époxyde.
7. Méthode conforme à la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit corps plastique est n polyéthersulfone et que ladite
résine époxyde est une structure époxyde modifiée au sulfone.
8. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit revêtement dudit clip est une résine époxyde à l'état B.
9. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit corps plastique est un polyéthersulfone et que ledit revêtement de résine est une structure époxyde modifiée au sulfone à l'état B.
10. Clip de maintien de contact caractérisé par le fait qu'il comprend un corps de métal creux comportant une languette élastique de maintien de contact orientée vers l'intérieur et que ledit corps est 8 - revêtu d'une couche de résine à l'état B.
11. Clip de maintien de contact conçu pour &tre monté dans un trou dans un corps plastique, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps de métal creux comportant une languette élastique de maintien de contact orientée vers l'intérieur et que ledit corps
de métal est revtu d'une résine époxyde modifiée au sulfone.
12. Clip de maintien de contact conçu pour être monté dans un trou dans un corps plastique, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps de métal creux comportant une languette élastique de maintien de contact orientée vers l'intérieur et un revêtement de résine sur ledit corps de métal contenant un substituant chimique en
commun avec un constituant chimique du corps plastique.
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Patent Citations (3)
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Also Published As
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