FR2633459A1

FR2633459A1 - Permanent connector for printed-circuit boards

Info

Publication number: FR2633459A1
Application number: FR8808529A
Authority: FR
Inventors: Jean-Louis Pastre; Michel Leviandier
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1989-12-29
Anticipated expiration: 2008-06-24
Also published as: FR2633459B1

Abstract

This connector is a high-density connection system receiving and transfering information. On account of its construction, the connector makes it possible, on the one hand, to ensure the problems of electrical connections between all the connection points, and on the other hand, to take off or to generate signals so as to carry out tests. According to the invention, the connector is formed from conducting pads 16 which are separated from conducting tracks 14 by an insulating substrate 15 but electrically connected with these via plated-through holes 17. The conducting tracks 14 are covered by an insulating substrate 11; each end of the conducting tracks 14 is covered by a conducting portion 12 and 13 making it possible to establish the electrical connection to the electronic boards to be tested. This type of connector can be used for making all connections between various circuits. Its shape and size are adapted according to its use.

Description

CONNECTEUR PERMANENT POUR CARTES
DE CIRCUITS IMPRIMES
L'invention concerne un système de connexions notamment applicable à des cartes électroniques, par exemple des circuits électriques fixés sur des substrats céramiques, permettant d'une part, d'assurer la continuité des connexions de part et d'autre d'un drain thermique et d'autre part, de prélever, si besoin est, des signaux pour les tests.PERMANENT CONNECTOR FOR CARDS
CIRCUITS PRINTED
The invention relates to a connection system in particular applicable to electronic boards, for example electrical circuits fixed on ceramic substrates, on the one hand, to ensure continuity of connections on either side of a heat sink. and on the other hand, to take, if necessary, signals for the tests.

L'utilisation de deux cartes électroniques munies de substrats céramiques et séparées par un drain thermique nous oblige à employer des systèmes de connexions particuliers pour obtenir des liaisons rigides et fiables, facilitant aussi des prélèvements de signaux lorsque les cartes sont en fonctionnement. En effet, jusqu'à présent, des connecteurs, plus ou moins flexibles, étaient utilisés Ils n'offraient pas toujours les garanties de liaisons de part leur forme et leur fixation ; de plus, les prélèvements de signaux pour des tests ou connexions de circuits n'étaient possibles qu'une fois la carte retirée de son environnement. The use of two electronic cards provided with ceramic substrates and separated by a heat sink requires us to use particular connection systems to obtain rigid and reliable connections, also facilitating sampling of signals when the cards are in operation. In fact, until now, more or less flexible connectors were used. They did not always offer guarantees of connections because of their shape and their fixing; moreover, the sampling of signals for tests or connections of circuits was possible only once the card removed from its environment.

Les buts de cette invention sont d'assurer la continuité des plans de masse et de liaisons entre les cartes électriques en réduisant les risques de diaphonie de part et d'autre d'un drain thermique, de prélever des signaux sur des cartes en fonctionnement et d'occuper un minimum de surface utile. The aims of this invention are to ensure the continuity of the ground planes and links between the electrical boards by reducing the risk of crosstalk on both sides of a heat sink, to take signals on operating boards and to occupy a minimum of useful area.

L'objet de l'invention est un connecteur pour des cartes électroniques, comprenant n pistes, n > 1, portées par un substrat isolant, caractérisé en ce que chaque extrémité du connecteur, supportant les n pistes, est destiné à être relié à un circuit imprimé et en ce que ces n pistes comportent une zone de tests sur laquelle on peut venir faire des tests. The object of the invention is a connector for electronic cards, comprising n tracks, n> 1, carried by an insulating substrate, characterized in that each end of the connector, supporting the n tracks, is intended to be connected to a circuit board and in that these n tracks have a test area on which we can come to test.

L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre et des figures qui représentent - Fiv. 1, une vue de dessus du connecteur selon l'invention, - Fig.2, une vue en coupe de la structure du connecteur selon
l'invention - Fla.3, une vue de profil du connecteur selon l'invention, - Fiv.4, une application du connecteur sur un ensemble
constitué de deux cartes électroniques séparées par un drain
thermique - Fiv 5, un connecteur de masse.The invention and its features will be better understood on reading the description which follows and the figures which represent - Fiv. 1, a top view of the connector according to the invention, - Fig.2, a sectional view of the structure of the connector according to the
the invention - Fla.3, a profile view of the connector according to the invention, - Fiv.4, an application of the connector on a set
consisting of two electronic boards separated by a drain
thermal - Fiv 5, a ground connector.

En référence à la figure 1. une vue de dessus du connecteur selon l'in rention a été élaborée Ce connecteur comporte deux zones de laisons 1 et 2 permettant la connexion avec des cartes électroniques. Ces zones de liaisons 1 et 2 sont réalisées avec des parties conductrices reposant sur des pistes conductrices 4 ; ces parties conductrices sont espacées par une faible largeur de l'ordre de 250 m + 50 iJm pour résoudre les problèmes de densité de liaison, et leur structure est en métal, par exemple, en étain (Sn) ou en plomb (Pb). La fixation des parties conductrices 1 et 2 sur des cartes de circuits imprimés comportant des composants électroniques, est réalisée, par exemple, par gravure.Les pistes conductrices 4 permettent d'établir la liaison électrique entre les zones de liaison 1 et 2 et, de ce fait, entre les cartes de circuits imprimés en présence. Ces pistes conductrices 4 ont une largeur semblable à celles des parties conductrices pour les mêmes raisons que celles évoquées précédemment.Sur ces pistes conductrices et sur une largeur déterminée, une zone de tests 3 a été implantée ; cette zone de tests, positionnée sur un substrat isolant, est en relation directe avec les pistes conductrices grâce à un perçage du substrat isolant ; ce perçage étant réalisé, les trous sont ensuite métallisés pour établir la liaison électrique ; ces trous sont en liaison avec des pastilles conductrices 5 sur lesquelles des appareils de tests seront positionnés ; le diamètre de ces pastilles conductrices est suffisamment important par exemple de l'ordre de 0,9um de manière à ce que des appareils de mesures, munis des prises de tests d'un diamètre inférieur, viennent se positionner sur ce connecteur pour savoir où donner une information.Pour que ce connecteur puisse servir de prise de tests, on établira au moins un point de tests par piste. Dans l'exemple de la figure 1, deux points de tests, par piste, ont été effectués, la géométrie représentée . est obtenue pour que les points de test ne se chevauchent pas, ceci entraînant certaines perturbations dans les liaisons électriques. Les deux pastilles conductrices situées dans l'alignement de la piste n et distantes de d, sont situées dans líalignement de la piste n+l a la distance d', on retrouve sur la piste n+2 la distance d initiale et l'on procède ainsi de suite. Ce connecteur comporte par exemple 91 pistes c'est-à-dire que 182 pastilles conductrices ont été réalisées pour pouvoir tester ou émuler des cartes électroniques.On peut également, suivant une autre configuration de pistes, utiliser ce type de connecteur à d'autres fins. En effet, il n'est pas toujours souhaitable d'établir des liaisons entre deux cartes électroniques, par contre, on peut être éventuellement intéressé par des prélèvements de signaux ou l'envoi de signaux en certains points d'une carte électronique et non sur les deux. Referring to Figure 1. a top view of the connector according to the invention has been developed This connector has two zones of letters 1 and 2 for connection with electronic cards. These connection zones 1 and 2 are made with conductive portions resting on conductive tracks 4; these conductive parts are spaced by a small width of the order of 250 m + 50 μm to solve the problems of bond density, and their structure is metal, for example, tin (Sn) or lead (Pb). The fixing of the conductive parts 1 and 2 on printed circuit boards comprising electronic components is carried out, for example, by etching. The conductive tracks 4 make it possible to establish the electrical connection between the connection zones 1 and 2 and to this fact, between the printed circuit boards in the presence. These conductive tracks 4 have a width similar to those of the conductive parts for the same reasons as those mentioned above. On these conductive tracks and over a determined width, a test zone 3 has been implanted; this test zone, positioned on an insulating substrate, is in direct relationship with the conductive tracks by drilling the insulating substrate; this drilling being performed, the holes are then metallized to establish the electrical connection; these holes are in connection with conductive pads 5 on which test devices will be positioned; the diameter of these conductive pads is sufficiently large, for example of the order of 0.9um, so that measuring devices, provided with smaller test plugs, are positioned on this connector to know where to give information.To this connector can serve as test taking, we will establish at least one test point per track. In the example of Figure 1, two test points, per track, were performed, the geometry shown. is obtained so that the test points do not overlap, this causing certain disturbances in the electrical connections. The two conductive pads located in the alignment of the track n and distant from d, are located in the alignment of the track n + the distance of, we find on the track n + 2 the distance d initial and one proceeds and so on. This connector comprises, for example, 91 tracks, that is to say that 182 conductive pads have been made to be able to test or emulate electronic boards. It is also possible, according to another configuration of tracks, to use this type of connector to other devices. purposes. Indeed, it is not always desirable to establish links between two electronic cards, on the other hand, it may be possibly interested in taking samples of signals or sending signals at certain points of an electronic card and not on both.

Pour cela, on prévoit, comme le montre les pistes 6 et 7 de la figure 1, un tracé de pistes différent. On double ainsi la capacité de prise de test en Interrompant la liaison électrique, par l'intermédiaire d'un substrat isolant, sur une même piste.For this, it is expected, as shown in tracks 6 and 7 of Figure 1, a different track layout. This doubles the test-taking capacity by interrupting the electrical connection, via an insulating substrate, on the same track.

Dans notre exemple, le connecteur comportant 182 pastilles conductrices, il y a donc 182 prises de test possibles pouvant être utilisées.In our example, the connector having 182 conductive pads, so there are 182 possible test plugs that can be used.

Deux trous 8 et 9 sont également représentés à la figure 1. Ils servent à l'insertion du connecteur dans un ensemble défini par les deux cartes électroniques et munis de plots de fixation assurant ainsi le maintien de ce connecteur ces plots peuvent être employés éguelement comme pions de centrage facilitant, par exemple, l'insertion d'un dispositif de tests. Two holes 8 and 9 are also shown in Figure 1. They serve for the insertion of the connector in a set defined by the two electronic cards and provided with fixing studs thus ensuring the maintenance of this connector these pads can be used equally as centering pins facilitating, for example, the insertion of a test device.

Pour compléter le schéma de la figure 1, la structure du connecteur 10 est définie par la figure 2. Sur cette figure, une coupe du connecteur a été effectuée, suivant le plan (AA') de la figure 1, pour permettre de mieux identifier les éléments composant le connecteur et définir ainsi leur structure. To complete the diagram of Figure 1, the structure of the connector 10 is defined in Figure 2. In this figure, a section of the connector has been made, along the plane (AA ') of Figure 1, to identify better the components of the connector and thus define their structure.

Tout d'abord comme nous le montre la figure 2, le connecteur se compose de différents types de matériaux : des éléments conducteurs et des éléments isolants. On prend, par exemple, comme élément conducteur le plomb (Pb), le cuivre (Cu) et l'étain (Zn) et le kapton (Kp) et le coverlay (Co) comme élément isolant ~ la partie infériellre (il) du connecteur est constituée, par exemple, d'une couche de coverlay ; de part et d'autre de cette couche, deux parties conductrices 12 et 13, par exemple en plomb ou en étain, permettant d'effectuer la liaison électrique avec une carte électronique ; sur cette partie inférieure, une couche conductrice 14, par exemple en cuivre, est posée ;; cette dernière 14 est recouverte d'une couche isolante 15, par exemple en kapton ; cette couche conductrice correspond à une piste 4 de la figure 1. Pour établir une liaison électrique entre une zone de tests comportant des pastilles conductrices 16 et la couche conductrice 14, un perçage de la partie isolante 15 est réalisé ; les trous 17, dus au perçage, sont ensuite métallisés assurant ainsi la liaison
Le contact direct entre la couche conductrice 14 et les pastilles conductrices 16 permet à des dispositifs de test de venir se positionner pour communiquer avec les cartes électroniques. L'épaisseur des différents éléments conducteurs ou isolants utilisées est déterminée de manière à obtenir un connecteur peu épais, mais suffisamment solide pour une manipulation facile.First, as shown in Figure 2, the connector consists of different types of materials: conductive elements and insulators. For example, lead (Pb), copper (Cu) and tin (Zn) and kapton (Kp) and coverlay (Co) are used as the conductive element at the inferior part (II) of the connector is constituted, for example, a coverlay layer; on either side of this layer, two conductive portions 12 and 13, for example lead or tin, for performing the electrical connection with an electronic card; on this lower part, a conductive layer 14, for example copper, is placed; the latter 14 is covered with an insulating layer 15, for example Kapton; this conductive layer corresponds to a track 4 of FIG. 1. In order to establish an electrical connection between a test zone comprising conductive pads 16 and the conductive layer 14, a perforation of the insulating part 15 is carried out; the holes 17, due to the drilling, are then metallized thus ensuring the connection
Direct contact between the conductive layer 14 and the conductive pads 16 allows test devices to be positioned to communicate with the electronic cards. The thickness of the various conductive or insulating elements used is determined so as to obtain a thin connector, but strong enough for easy handling.

La forme du connecteur de la figure 3 est obtenue à partir du connecteur de la figure 1. La figure 3 représentée est une vue de profil du connecteur 10 après transformation pour son utilisation. Les éléments sont les suivants - la partie 18 correspond à la zone de tests, - la partie 19 concerne l'ensemble des pistes 4 - la partie 20 représente les zones de liaisons 1 et 2 permettant une liaison électrique avec des cartes électroniques. The shape of the connector of Figure 3 is obtained from the connector of Figure 1. Figure 3 shown is a side view of the connector 10 after processing for use. The elements are as follows - the part 18 corresponds to the test zone, - the part 19 relates to all the tracks 4 - the part 20 represents the connection zones 1 and 2 allowing an electrical connection with electronic cards.

L'utilisation du connecteur pour des cartes électroniques, notamment munies de substrats céramiques, et séparées par un drain thermique. oblige l'emploi particulier d'une forme de connecteur pour faciliter l'insertion et la fixation. Cette forme peut être, par exemple, un U inversé et est usinée notamment au moyen d'un outil de cambrage qui, d'une part, grâce À des rayons de courbures r de part et d'autre de la zone de tests 18 et, d'autre part, grâce à d'autres rayons de courbure r' au niveau de la zone de liaison 20, permet d'obtenir la forme souhaitée. The use of the connector for electronic cards, in particular provided with ceramic substrates, and separated by a heat sink. requires the particular use of a form of connector to facilitate insertion and fixation. This form can be, for example, an inverted U and is machined in particular by means of a bending tool which, on the one hand, thanks to radii of curvature r on both sides of the test zone 18 and on the other hand, thanks to other radii of curvature r 'at the connecting zone 20, makes it possible to obtain the desired shape.

Sur la figure 4, une utilisation du connecteur décrit précédemment est réalisée. Deux cartes 21 et 22, sur lesquelles sont posés des composants électroniques 23, sont munies de deux substrats céramiques 24 et 25 et sont séparées par un drain thermique 26. Afin d'assurer, dans un premier temps, la continuité du plan de masse entre les deux cartes 21 et 22, et dans un deuxième temps pour établir les connexions nécessaires entre les deux circuits, les connecteurs sont positionnés de la manière suivante : le connecteur de masse 27 est posé sur l'extrémité 28 du drain thermique ; ce dernier 27 est représenté à la figure 5 et est réalisé de la manière suivante : on utilise le même principe de réalisation que celui décrit précédemment, les différences avec le connecteur de la figure 3 sont une absence de zone de tests et une dimension inférieure de manière à ce que le deuxième connecteur 29 vienne se positionner sur le connecteur de masse 27 ; celui-ci est fixé sur chacune des cartes électroniques 21 et 22 et la liaison électrique est établie, par exemple, par brasage. La continuité du plan de masse se trouve donc ainsi assurer.Après avoir réalisé cette
Liaison, le deuxième connecteur est Installé, il a des fonctions supplémentaires puisqu'il est muni d'une zone de test 30 ; celle-ci est utilisée pour réaliser des tests de notre choix par exemple, des prélèvements de signaux peuvent être effectués. La fixation de ce connecteur bénéficie du même principe que celui du connecteur de masse.In Figure 4, a use of the connector described above is performed. Two cards 21 and 22, on which electronic components 23 are placed, are provided with two ceramic substrates 24 and 25 and are separated by a heat sink 26. In order to ensure, at first, the continuity of the ground plane between the two cards 21 and 22, and in a second step to establish the necessary connections between the two circuits, the connectors are positioned in the following manner: the ground connector 27 is placed on the end 28 of the heat sink; the latter 27 is shown in FIG. 5 and is made in the following manner: using the same embodiment as previously described, the differences with the connector of FIG. 3 are an absence of a test zone and a smaller dimension of so that the second connector 29 is positioned on the ground connector 27; this is fixed on each of the electronic boards 21 and 22 and the electrical connection is established, for example, by brazing. The continuity of the mass plan is thus thus ensured. After having realized this
Link, the second connector is Installed, it has additional functions since it is provided with a test zone 30; this one is used to carry out tests of our choice for example, samples of signals can be made. The attachment of this connector has the same principle as that of the ground connector.

Grâce à cette disposition, la connexion ainsi établie permet de résoudre de nombreux problèmes : continuité du plan de masse, connexion entre deux circuits avec possibilité d'effectuer des tests, facilité de raccordement, diminution de surface utile lors d'un raccordement de circuits, continuité d'impédance, c est-à-dire que l'on a une ligne homogène avec une impédance caractéristique et enfin diminution des risques de diaphonie grâce au système de fixation. Thanks to this arrangement, the connection thus established makes it possible to solve many problems: continuity of the ground plane, connection between two circuits with the possibility of carrying out tests, ease of connection, reduction of useful area during a circuit connection, continuity of impedance, that is to say that one has a homogeneous line with a characteristic impedance and finally reduces the risk of crosstalk thanks to the fixing system.

L'utilisation de ce type de connecteur est pratique lors d'une connexion entre deux cartes électroniques mais il serait envisageable d'utiliser ce principe pour établir plusieurs liaisons entre de nombreux circuits. The use of this type of connector is practical when connected between two electronic cards but it would be possible to use this principle to establish several links between many circuits.

Claims

1. Connector for electronic cards, comprising n tracks, n> 1, carried by an insulating substrate, characterized in that each end of the connector, supporting the n tracks, is intended to be connected to a printed circuit and in that these n tracks have a test zone (3) on which tests can be made.

2. Connector according to claim 1, characterized in that the connector comprises conductive pads (16) fixed on an insulating substrate (15), in connection with conductive tracks (14) via metallized holes (17) drilled in the insulating substrate (15).

3. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive tracks (14) rest on an insulating substrate (11).

4. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive portions (12 and 13) are fixed on the ends of each of the conductive tracks (14).

5. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive tracks (14) are substantially parallel and located at a determined pitch.

6. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive tracks (14) are interrupted so as to obtain two different electrical connections.

Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the shape of the connector is obtained by means of a bending tool.