FR2508720A1 - Ribbon cable connector for printed circuit board - comprises elastomeric rod and spring-clip which clamps bared conductor onto circuit track - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE CONNEXION POUR CARTE
DE CIRCUIT IMPRIME
La présente invention se rapporte aux dispositifs de connexion pour cartes de circuit imprimé, qui permettent de raccorder électriquement ces cartes de circuit imprimé, entre elles ou plus particulièrement à des appareils extérieurs par l'intermédiaire de câbles du type méplat.CONNECTION DEVICE FOR CARD
OF PRINTED CIRCUIT
The present invention relates to connection devices for printed circuit boards, which make it possible to electrically connect these printed circuit boards, to one another or more particularly to external devices by means of cables of the flat type.
Il est connu de munir une telle carte d'un connecteur, de type mâle par exemple, et de disposer dans le châssis où elle doit être placée un autre connecteur, de type femelle par exemple, destiné à recevoir celui porté par la carte. It is known to provide such a card with a connector, of the male type for example, and to have in the chassis where it is to be placed another connector, of the female type for example, intended to receive the one carried by the card.
Dans certains cas il n'y a pas de connecteur distinct proprement dit placé sur la carte, et ce sont les pistes du circuit imprimé qui arrivent perpendiculairement au bord de l'un des côtés de la carte, selon une disposition préétablie correspondant généralement à un peigne régulier. In some cases there is no separate connector proper placed on the card, and it is the tracks of the printed circuit which arrive perpendicular to the edge of one of the sides of the card, according to a predetermined arrangement generally corresponding to a regular comb.
C'est alors le bord de la carte elle même qui forme le connecteur mâle qui est inséré dans un connecteur femelle porté par le châssis.It is then the edge of the card itself which forms the male connector which is inserted into a female connector carried by the chassis.
Pour assurer un bon contact électrique entre ces pistes et les points de contact du connecteur du châssis, il faut une certaine pression entre eux. Si cette pression est obtenue dès l'insertion, il se produit alors un frottement entre les points de contact et les pistes, qui provoque une usure relativement rapide des pistes. Pour diminuer cette usure on procéde le plus souvent à une dorure des pistes, mais ceci est particulièrement coûteux. To ensure good electrical contact between these tracks and the contact points of the chassis connector, some pressure is required between them. If this pressure is obtained upon insertion, then friction occurs between the contact points and the tracks, which causes relatively rapid wear of the tracks. To reduce this wear, most of the time, the tracks are gilded, but this is particularly expensive.
Dans certains connecteurs, dits à force d'insertion nulle, il n'y a pas de frottement lors de l'entrée de la carte dans le connecteur, et la pression nécessaire est ensuite établie à l'aide d'un dispositif qui applique les points de contact sur les pistes lorsque la carte est immobilisée. On peut ainsi supprimer la dorure des pistes et la remplacer par une couche de métal moins coûteux, tel qu'un alliage d'étain et de plomb. Il est toutefois nécessaire d'effectuer deux manipulations successives, car en effet on doit d'abord introduire la carte à fond et ensuite manipuler un organe qui vient appliquer. les contacts sur les pistes. In some connectors, called zero insertion force, there is no friction when the card enters the connector, and the necessary pressure is then established using a device which applies the contact points on the slopes when the card is immobilized. It is thus possible to remove the gilding from the tracks and replace it with a layer of less expensive metal, such as an alloy of tin and lead. It is however necessary to carry out two successive manipulations, because indeed one must first introduce the card fully and then manipulate an organ which comes to apply. contacts on the slopes.
Un dispositif décrit dans une demande de brevet N" 76 17 076 du 4 juin 1976 permet de réaliser l'insertion et l'application de la pression sans frottement et d'un seul mouvement. Pour cela le contact est réalisé entre les pistes de la carte de circuit imprimé, qui est rigide, et d'autres pistes portées par un circuit imprimé souple solidaire du châssis dans lequel on insère la carte. Lorsque l'on insère celle-ci, elle vient prendre place entre deux circuits souples et entraîne dans son mouvement un appareillage qui vient appliquer ces circuits sur la carte en établissant les contacts désirés.Une amélioration permettant de simplifier et de rendre moins fragile ce dispositif a été décrit dans la demande de brevet N" 81 00 097, déposée le 6 janvier 1981 sous le titre "Dispositif de connexion pour carte de circuit imprimé, et châssis pour carte comprenant un tel dispositif". Ces dispositifs restent toutefois complexes et sont plus particulièrement adaptés aux grands appareillages comprenant des paniers munis de nombreuses cartes interconnectées entre elles. On souhaite disposer de moyens plus simples pour le cas ou un appareil comprend un petit nombre de cartes, voire une seule, qu'il faut essentiellement relier à des dispositifs extérieurs par l'intermédiaire de câbles, par exemple du type méplat. A device described in a patent application No. 76 17 076 of June 4, 1976 makes it possible to insert and apply pressure without friction and with a single movement. For this, contact is made between the tracks of the printed circuit board, which is rigid, and other tracks carried by a flexible printed circuit secured to the chassis in which the card is inserted. When it is inserted, it comes to take place between two flexible circuits and its movement an apparatus which comes to apply these circuits on the card by establishing the desired contacts. An improvement making it possible to simplify and make less fragile this device was described in patent application No. 81 00 097, filed on January 6, 1981 under the title "Connection device for printed circuit board, and chassis for card comprising such a device". However, these devices remain complex and are more particularly suitable for large devices comprising baskets provided with numerous cards interconnected with one another. It is desired to have simpler means for the case where an apparatus comprises a small number of cards, or even only one, which must essentially be connected to external devices by means of cables, for example of the flat type.
Pour cela l'invention propose un dispositif de connexion pour carte de circuit imprimé, destiné à connecter un câble plat comportant un ensemble de conducteurs à un premier ensemble de pistes de connexion situées à l'extrémité de connexion d'une première face de la carte de circuit imprimé à connecter, principalement caractérisé en ce qu'il comprend une pince élastique comportant deux becs pour enserrer entre ces becs l'extrémité du câble plat et l'extrémité de connexion de la carte de circuit imprimé et appliquer sur les pistes de connexion les conducteurs du câble situés dans une partie dénudée de la face du câble mise en regard des pistes de connexion. For this, the invention provides a connection device for a printed circuit board, intended to connect a flat cable comprising a set of conductors to a first set of connection tracks located at the connection end of a first face of the board. printed circuit board to be connected, mainly characterized in that it comprises an elastic clamp comprising two spouts for clamping between these spouts the end of the flat cable and the connection end of the printed circuit board and applying to the connection tracks the cable conductors located in a stripped part of the face of the cable facing the connection tracks.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées ci-après. Other characteristics and advantages of the invention will appear clearly in the following description presented by way of nonlimiting example and made with reference to the appended figures below.
- la figure 1, qui représente les organes élémentaires d'un connecteur selon l'invention; - les figures 2 et 3, qui représentent deux variantes d'une clé permettant de manipuler la pince 102 de la figure 1 ; - les figures 4 à 7, qui représentent les étapes du montage du connecteur de la figure 1 - la figure 8, qui représente une vue en coupe longitudinale de l'extrémité du câble 404 des figures 5 à 7.- Figure 1, which shows the elementary members of a connector according to the invention; - Figures 2 and 3, which show two variants of a key for manipulating the clamp 102 of Figure 1; FIGS. 4 to 7, which represent the stages of mounting the connector of FIG. 1 - FIG. 8, which represents a view in longitudinal section of the end of the cable 404 of FIGS. 5 to 7.
Les deux organes de base du connecteur selon l'invention, qui sont représentés sur la figure 1, consistent en un jonc 101 et une pince 102. Ce jonc 101 est de section circulaire et formé d'une matière élastique telle qu'un élastomère de type silicone. The two basic members of the connector according to the invention, which are represented in FIG. 1, consist of a rod 101 and a clamp 102. This rod 101 is of circular section and formed of an elastic material such as an elastomer of silicone type.
La pince 102 est semblable, voire identique, à un modèle tout à fait courant utilisé en papeterie pour maintenir assemblées des liasses de documents. Elle est formée d'une feuille d'acier flexible pliée en forme de
U étranglé pour délimiter un espace 103 limité par deux becs 104 et 105.The clamp 102 is similar, if not identical, to a very common model used in stationery to maintain assembled bundles of documents. It is made of a flexible steel sheet folded in the shape of
U throttled to delimit a space 103 limited by two spouts 104 and 105.
Ces deux becs se recourbent vers l'extériéur pour former deux gorges qui servent à insérer un outil permettant d'écarter les becs pour élargir la fente 103, et d'introduire dans cette: dernière les organes qui seront serrés par les becs lorsque l'on relâchera l'effort sur la pince.These two beaks curl outward to form two grooves which serve to insert a tool making it possible to spread the beaks to widen the slot 103, and to introduce into this: the latter the organs which will be clamped by the beaks when the we will release the force on the clamp.
Une première variante d'une clé permettant d'ouvrir la pince 102 est représentée sur la figure 2, et comporte deux lames 201 et 202 qui sont adaptées pour venir s'engager dans les replis des becs 104 et 105. En exerçant une pression sur les autres extrémités de ces lames, on ouvre ainsi l'espace 103 délimité par ces becs. L'élasticité de la pince est suffisante en elle même pour exercer une réaction à l'effort de l'opérateur, mais il peut être utile d'ajouter une lame de ressort 203 pour augmenter la résistance offerte à l'effort de cet opérateur, et pour solidariser les deux lames afin d'obtenir un outillage de manoeuvre qui soit moins aisé à égarer. A first variant of a key enabling the clamp 102 to be opened is shown in FIG. 2, and comprises two blades 201 and 202 which are adapted to engage in the folds of the spouts 104 and 105. By exerting pressure on the other ends of these blades, thus opening the space 103 delimited by these nozzles. The elasticity of the clamp is sufficient in itself to exert a reaction to the effort of the operator, but it may be useful to add a leaf spring 203 to increase the resistance offered to the effort of this operator, and to secure the two blades in order to obtain an operating tool which is less easy to lose.
Dans une variante représentée en figure 3 les lames 201 et 202 sont courbées de manière à ce que la main de l'opérateur se situe latéralement par rapport à l'ouverture 103 de la pince 102, et non pas dans le prolongement de la direction de la carte qui va être introduite dans cet espace. Cette variante permet, dans des cas où l'espace disponible à l'arrière de la carte est relativement réduit, de faciliter la manipulation de la pince. In a variant shown in Figure 3 the blades 201 and 202 are curved so that the operator's hand is located laterally relative to the opening 103 of the clamp 102, and not in the extension of the direction of the card that will be inserted in this space. This variant makes it possible, in cases where the space available at the rear of the card is relatively small, to facilitate handling of the clamp.
On a représenté sur la figure 4 la partie arrière d'une carte de circuit imprimé qui est destinée à venir se raccorder à un câble du type méplat. There is shown in Figure 4 the rear part of a printed circuit board which is intended to be connected to a cable of the flat type.
Cette carte 401 comprend un ensemble de conducteurs imprimés sur sa surface, qui se terminent sous la forme d'un peigne 402 formé de dents perpendiculaires à l'extrémité arrière de la carte, et régulièrement réparties avec un pas normalisé, par exemple de 2,54 millimètres. This card 401 comprises a set of conductors printed on its surface, which terminate in the form of a comb 402 formed of teeth perpendicular to the rear end of the card, and regularly distributed with a standardized pitch, for example of 2, 54 millimeters.
Pour délimiter le positionnement tant du câble méplat que des autres organes de connexion, on a fixé sur la plaque 401 quatre. plots 403, qui sont perpendiculaires à cette carte et encadrent deux par deux le peigne de connexion 402. La distance entre ces plots, de part et d'autre du peigne de connexion, est égale à la largeur du câble méplat, et la distance entre ces deux plots d'un même côté du peigne, est égale au diamètre du jonc 101. To limit the positioning of both the flat cable and the other connection members, four 401 were fixed on the plate. studs 403, which are perpendicular to this card and frame the connection comb 402 in pairs. The distance between these studs, on either side of the connection comb, is equal to the width of the flat cable, and the distance between these two studs on the same side of the comb, is equal to the diameter of the rod 101.
Ces plots peuvent être par exemple du type couramment utilisé pour implanter sur des cartes de circuit imprimé des points de test. These pads may for example be of the type commonly used for implanting test points on printed circuit boards.
Dans la première étape du montage du connecteur, qui est représentée sur la figure 5, on place entre les plots 403 le câble méplat dont la partie inférieure a été dénudée de façon à venir entrer au contact des dents du peigne de connexion 403. On a bien entendu choisi un câble méplat dont l'écartement des conducteurs correspond à l'écartement des dents du peigne, ou inversement on a confectionné la carte de circuit imprimé de telle façon que l'écartement des dents du peigne corresponde à l'écartement des fils de connexion du conducteur méplat. De toute façon dans la technologie actuelle on trouve un grand nombre de câbles méplats dont l'écartement des conducteurs est justement normalisé à celui de l'écartement des connecteurs, c'est-à-dire le plus souvent 2,54 millimètres. In the first step of mounting the connector, which is shown in FIG. 5, the flat cable is placed between the studs 403, the lower part of which has been stripped so as to come into contact with the teeth of the connection comb 403. of course chose a flat cable whose spacing of the conductors corresponds to the spacing of the teeth of the comb, or vice versa, the printed circuit board has been made in such a way that the spacing of the teeth of the comb corresponds to the spacing of the wires connection of the flat conductor. Anyway in current technology there is a large number of flat cables whose spacing of the conductors is precisely normalized to that of the spacing of the connectors, that is to say most often 2.54 millimeters.
En effet ces câbles sont généralement utilisés pour être raccordés directement à des connecteurs autodénudants dont le pas est justement ce pas normalisé.Indeed, these cables are generally used to be connected directly to insulation displacement connectors, the pitch of which is precisely this standardized pitch.
On a fixé les plots 403 sur la carte 401 de telle manière que le câble coulisse à frottement doux entre ceuxci, sans présenter un jeu latéral tel qu'il occasionne un mauvais alignement entre les conducteurs et les dents du peigne. The studs 403 have been fixed on the card 401 in such a way that the cable slides with gentle friction between them, without presenting a lateral clearance such that it causes poor alignment between the conductors and the teeth of the comb.
Dans la version la plus simple du connecteur selon l'invention, on prendra soin lors du montage de ne pas pousser à fond le câble jusqu'au niveau de la face arrière de la plaque 401, pour ne pas risquer un courtcircuit avec la pince lorsqu'elle sera mise dans l'étape décrite ultérieurement. Pour les mêmes raisons, on aura pris soin lors de la gravure du circuit imprimé d'arrêter les dents du peigne à une faible distance de cette face arrière. In the simplest version of the connector according to the invention, care will be taken during assembly not to push the cable all the way down to the level of the rear face of the plate 401, so as not to risk a short circuit with the clamp when 'it will be put in the step described later. For the same reasons, care will be taken during the etching of the printed circuit to stop the teeth of the comb at a short distance from this rear face.
Dans une deuxième étape représentëe sur la figure 6, on place le jonc 101 entre les plots 403 de telle manière qu'il vienne appuyer sur la face supérieure du câble méplat 404, ce qui applique la zone inférieure dénudée sur les dents du peigne de connexion. La longueur du jonc sera choisie pour qu'elle dépasse légèrement de part et d'autre des côtés du câble au-delà des plots 403 de centrage. L'écartement entre ces plots sera lui choisi en fonction du diamètre du jonc de telle manière qu'il entre légèrement à force afin de faciliter la tenue des organes lors du montage du connecteur. In a second step shown in FIG. 6, the rod 101 is placed between the studs 403 so that it comes to press on the upper face of the flat cable 404, which applies the stripped lower zone to the teeth of the connection comb . The length of the rod will be chosen so that it slightly exceeds on either side of the sides of the cable beyond the centering studs 403. The spacing between these studs will be chosen according to the diameter of the rod so that it enters slightly by force in order to facilitate the holding of the members during assembly of the connector.
Enfin, dans une troisième et dernière étape représentée sur la figure 7, on ouvre la pince 102 à l'aide de l'outil d'ouverture jusqu'à ce que la largeur de la fente 103 soit supérieure à l'épaisseur totale présentée par la plaque de circuit imprimé 401 surmontée du conducteur méplat 404 et du jonc 101. On fait alors pénétrer ce sandwich dans la fente 103 en poussant la pince jusqu'à ce que la face arrière de la plaque de circuit imprimé vienne buter au fond de cette pince. La largeur delta pince est choisie de telle manière qu'elle entre relativement librement entre les plots 403 tout en assurant un pressage sur toute la largeur du câble méplat. Lorsque la pince est engagée à fond, on relâche l'effort sur l'outil de manoeuvre et on dégage les lames 201 et 202 de cet outil.En se refermant la pince 102 vient appuyer par l'intermédiaire du jonc 101 sur le câble méplat 404, et presser fermement les conducteurs de celui-ci sur les dents correspondantes du peigne 402 auxquelles ils doivent être connectés. Les plots 403 sont placés en retrait de la face arrière de la plaque 401 de telle manière que lorsque la pince est engagée à fond, le jonc 101 est légèrement en retrait des becs 104 et 105 de façon à ce que la pression soit bien transmise sans tendre à éjecter le jonc ni vers l'avant ni vers l'arriere. Finally, in a third and final step shown in FIG. 7, the clamp 102 is opened using the opening tool until the width of the slot 103 is greater than the total thickness presented by the printed circuit board 401 surmounted by the flat conductor 404 and the rod 101. This sandwich is then made to penetrate into the slot 103 by pushing the clamp until the rear face of the printed circuit board abuts at the bottom of this pliers. The width of the clamp is chosen so that it enters relatively freely between the studs 403 while ensuring pressing over the entire width of the flat cable. When the clamp is fully engaged, the force is released on the operating tool and the blades 201 and 202 are released from this tool. By closing the clamp 102 comes to press via the rod 101 on the flat cable 404, and firmly press the conductors thereof on the corresponding teeth of the comb 402 to which they must be connected. The studs 403 are placed back from the rear face of the plate 401 in such a way that when the clamp is fully engaged, the rod 101 is slightly back from the nozzles 104 and 105 so that the pressure is well transmitted without tend to eject the rod neither towards the front nor towards the rear.
l'arrière. the back.
Le montage du connecteur est ainsi terminé. The assembly of the connector is thus completed.
On remarque que ce connecteur peut s'utiliser avec non plus un câble méplat, mais un circuit imprimé souple dont la face portant les conducteurs est gravée au niveau qui vient s'appliquer sur le peigne de connexion selon un autre peigne homologue de ce dernier. L'usage d'un tel circuit imprimé souple s'étend à tous les cas où il est possible de ne pas risquer de contact malencontreux entre les pistes de connexion de la surface de ce circuit et un autre organe de l'appareil. It is noted that this connector can be used with no longer a flat cable, but a flexible printed circuit whose face carrying the conductors is etched at the level which is applied to the connection comb according to another comb homologous of the latter. The use of such a flexible printed circuit extends to all cases where it is possible not to risk unfortunate contact between the connection tracks of the surface of this circuit and another member of the apparatus.
Dans le cas du câble méplat il faut bien entendu dénuder la partie de celui-ci qui doit former les contacts, et pour cela on peut utiliser par exemple une brosse rotative en fibre de verre d'un type courant dans le commerce, qui permet de dénuder une face de ce câble selon une gorge 801, représentée sur la figure 8, à une distance convenable de l'extrémité du câble avec une précision qui peut être très approximative. In the case of the flat cable, it is of course necessary to strip the part of it which is to form the contacts, and for this one can use for example a rotary fiberglass brush of a type common in the trade, which allows strip one face of this cable along a groove 801, shown in FIG. 8, at a suitable distance from the end of the cable with an accuracy which can be very approximate.
Parmi les variantes permettant d'assurer sans habileté particulière au montage l'absence de court-circuit entre le fond de la pince 102, les dents du peigne de connexion 402, et les extrémités des conducteurs du câble 404, on peut citer celles qui consistent à revêtir l'intérieur de la pince d'une peinture isolante. On peut également pratiquer la gorge 801 à une distance plus grande de l'extrémité du câble et replier celui-ci autour de l'extrémité de la plaque 401, ce qui peut nécessiter, en fonction des épaisseurs et des tolérances utilisées, soit une pince 102 plus profonde, soit au contraire de rapprocher légèrement les plots 403 de l'extrémité de la plaque 401. Among the variants making it possible to ensure, without particular skill in mounting, the absence of a short circuit between the bottom of the clamp 102, the teeth of the connection comb 402, and the ends of the conductors of the cable 404, there may be mentioned those which consist to coat the inside of the clamp with an insulating paint. You can also make the groove 801 at a greater distance from the end of the cable and fold it around the end of the plate 401, which may require, depending on the thicknesses and tolerances used, either pliers 102 deeper, or on the contrary slightly bringing the studs 403 closer to the end of the plate 401.
On remarque enfin que ce type de connecteur n'est nullement limité à une connexion sur une seule face de la plaquette 401. On peut tout au contraire, en disposant quatre autres plots 403, ou même en les prévoyant suffisamment longs pour dépasser des deux côtés de la plaque 401, et en utilisant une pince pouvant s'ouvrir suffisamment largement, placer un deuxième câble 404 et un deuxième jonc 101 sur l'autre face de la plaque 401, ce qui réalise un connecteur à double face. Dans le cas de la variante où l'on replie l'extrémité du câble 404 on peut même assurer des connexions des deux côtés dans la mesure où certaines d'entre elles soit ne sont pas utilisées sur une face, soit peuvent alimenter des circuits placés sur les deux faces. Finally, we note that this type of connector is in no way limited to a connection on one side of the plate 401. It can, on the contrary, by having four other studs 403, or even by providing them long enough to protrude on both sides of the plate 401, and using a clamp which can open sufficiently widely, place a second cable 404 and a second rod 101 on the other face of the plate 401, which produces a double-sided connector. In the case of the variant where the end of the cable 404 is folded back, it is even possible to provide connections on both sides insofar as some of them are either not used on one side or can supply circuits placed on both sides.
Dans la mesure où l'on prend certains risques tels que des possibilités de contacts défectueux ou de détérioration éventuelle des pièces, on peut même se passer du - jonc 101 et faire appuyer directement la lèvre 104 de la pince 102 sur la surface extérieure du câble plat 404. Insofar as we take certain risks such as possibilities of faulty contacts or possible deterioration of the parts, we can even do without the - rod 101 and have the lip 104 of the clamp 102 directly press on the external surface of the cable dish 404.
Les inconvénients en question pourraient être surmontés par une attention plus grande de l'opérateur procédant au montage en réservant l'utilisation de ce dispositif simplifié pour des expérimentations de court; durée ou des situations d'urgence. Dans une telle situation d'urgence, on pourrait d'ailleurs également supprimer les plots de centrage 403 en redoublant d'attention lors du montage. The drawbacks in question could be overcome by paying greater attention to the operator carrying out the assembly, reserving the use of this simplified device for short experiments; duration or emergency situations. In such an emergency situation, it could also also remove the centering pads 403 by redoubling attention during assembly.
Claims (6)
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