FR2797354A1 - Connecteur faible profil monte en surface - Google Patents
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Abstract
Connecteur (1) destiné à être monté en surface sur un circuit imprimé (2) de telle sorte qu'un contact (5) de ce connecteur est soudé sur une première face (3) du circuit imprimé et présente une surface de contact (16) du côté d'une deuxième face (4) de ce circuit imprimé. Connecteur tel que l'épaisseur (23) du connecteur est de l'ordre de celle (9) du circuit imprimé, et propose une connexion d'épaisseur minimale.
Description
Connecteur faible profil monté en surface La présente invention a pour
objet un connecteur à faible profil destiné à être monté en surface. Elle concerne notamment les connecteurs montés dans l'épaisseur d'un circuit imprimé. Elle trouve plus particulièrement son utilisation dans le domaine des dispositifs électroniques miniatures. Elle peut en particulier être utilisée dans le domaine des téléphones mobiles, par exemple pour réaliser la connexion entre une batterie et un circuit imprimé logé dans un boîtier d'un tel téléphone mobile. Un tel connecteur peut également être inséré dans une ouverture d'une carte à circuit imprimé dans son épaisseur. L'invention permet de réaliser des connexions à très faible épaisseur, à très faible profil, tout en conservant une grande qualité de
contact électrique.
Dans l'état de la technique, on connaît d'une part des connecteurs
montés et connectés en surface sur une première face d'un circuit imprimé.
Ces connecteurs présentent un contact, pour être connectés avec un connecteur complémentaire. Le contact est présenté du côté de cette première face du circuit imprimé. Dans ce cas, un tel connecteur de l'état de la technique monté en surface présente une excroissance à la surface du circuit imprimé sur lequel il est monté. Par ailleurs, on connaît dans le document US-A-5 685 726, un connecteur comportant un corps plastique et des contacts logés dans des alvéoles de ce corps plastique. Chaque contact est logé dans une alvéole indépendante. Le corps plastique est lui-même placé dans une ouverture d'un circuit imprimé de telle façon que des pattes de ce corps plastique sont montées sur une première face du circuit imprimé et telle qu'une deuxième face de ce corps plastique dépasse d'un deuxième côté du circuit imprimé. De plus les contacts logés dans les alvéoles du corps plastique sont tels qu'une portion de ces contacts est soudée sur la première face du circuit imprimé, et tels qu'ils présentent une deuxième portion perpendiculaire au plan du circuit imprimé à l'intérieur de l'alvéole du corps plastique. Un tel corps plastique comporte des orifices débouchant sur la deuxième face du circuit imprimé de telle sorte que la deuxième portion verticale des contacts est accessible pour une connexion avec un connecteur complémentaire. La zone d'accouplement d'un tel connecteur est donc
présentée dans l'alvéole du corps plastique.
Les connecteurs de l'état de la technique, tout en conduisant à une grande densité, posent un premier problème. Ces connecteurs sont complexes, car ils ont une forme complexe de manière à pouvoir proposer une zone d'accouplement complètement protégée à l'intérieur d'un corps plastique. En conséquence, la forme des contacts contenus dans ce corps plastique est complexe. En effet, un contact comporte une section métallique coudée en de nombreux points pour pouvoir d'une part être soudée sur une face du circuit imprimé, d'autre part être maintenue à l'intérieur du corps plastique et enfin présenter une portion de contact perpendiculaire pour être connectée avec un connecteur complémentaire. Cette structure est prévue
pour permettre de réaliser de nombreux cycles de connexion-déconnexion.
Mais elle présente un inconvénient car elle est rigide, et de plus elle est encombrante. En effet, du fait de la structure des contacts, le corps plastique ne peut se loger totalement dans l'épaisseur du circuit imprimé. Par ailleurs les pattes de ce corps plastique dépassent sur un premier côté du circuit imprimé. Les connecteurs de l'état de la technique présentent un deuxième problème. Ils imposent une force d'insertion non négligeable du connecteur complémentaire, qui peut conduire à terme à la fragilisation du circuit imprimé, ou à celle du corps plastique, ou à celle de la liaison de ce corps
plastique au circuit imprimé.
Un connecteur selon la solution de l'invention comporte aussi un corps plastique et un élément de contact. Un tel connecteur est prévu pour être monté à l'intérieur d'une ouverture d'un circuit imprimé, que ce circuit imprimé soit souple ou rigide. Le contact est tel qu'il comporte des queues à souder sur une première face du circuit imprimé. Ces queues à souder sont de préférence soudées de part et d'autre de l'ouverture sur la première face du circuit imprimé. Par ailleurs le contact comporte une portion plane entre ces queues à souder, cette portion plane s'étendant dans la largeur de l'ouverture, de telle sorte qu'elle présente une surface de contact du côté de la deuxième face du circuit imprimé. Cette surface plane est surélevée par rapport aux queues à souder, et est reliée à ces queues à souder par des piédroits verticaux. Ces piédroits verticaux ont une hauteur de l'ordre de l'épaisseur du circuit imprimé. Le corps plastique d'un tel connnecteur a une forme complémentaire de l'ouverture du circuit imprimé qui peut être déjà munie des contacts. De même que les hauteurs des piédroits, le corps
plastique a une épaisseur de l'ordre de l'épaisseur du circuit imprimé.
Ce corps plastique comporte au moins un orifice laissant apparaître la surface plane du côté de la deuxième face du circuit imprimé. Les piédroits verticaux sont préférentiellement placés le long d'une paroi du corps plastique tels que cette paroi est perpendiculaire à un plan formé par la face supérieure du circuit imprimé. Un tel connecteur présente donc une surface de contact plane affleurant ou située légèrement au- dessus ou en-dessous de la surface du deuxième côté du circuit imprimé. Cette surface plane peut par ailleurs comporter un élément de contact lui- même rigide ou flexible pour assurer la connexion avec un connecteur complémentaire. Dans un premier cas de figure, la surface plane du contact a une longueur inférieure à la largeur de l'ouverture du circuit imprimé, alors le corps plastique comporte un orifice central de manière à y introduire la surface plane et les piédroits verticaux latéraux du contact. Dans un deuxième cas de figure, la surface plane du contact a une longueur égale à la largeur de l'ouverture du circuit imprimé, alors le corps plastique comporte des échancrures latérales de manière à laisser passer les piédroits verticaux latéraux du contact lors de
son montage dans cette ouverture du circuit imprimé.
L'invention concerne donc un connecteur à monter en surface sur un circuit imprimé comportant au moins un contact et un corps plastique isolant de ce contact, le corps plastique étant maintenu dans une ouverture du circuit imprimé, le contact étant monté sur une première face du circuit imprimé et présentant une surface de contact du côté d'une deuxième face de ce circuit imprimé opposée à la première face, caractérisé en ce que le contact forme un pont comportant une zone de contact centrale et deux pattes, tel que les deux pattes sont montées contre la première face du circuit imprimé, la zone de contact centrale s'étendant dans l'ouverture entre
ces deux pattes.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit
et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure la: une vue d'un connecteur selon l'invention à monter dans un orifice d'un circuit imprimé; - Figure lb: une vue d'une variante d'un connecteur selon l'invention à monter dans un circuit imprimé; Figure 2a une coupe d'un connecteur selon l'invention monté dans un circuit imprimé - Figure 2b une coupe d'une variante d'un connecteur selon l'invention; - Figure 2b une coupe d'une deuxième variante d'un connecteur selon l'invention; - Figure 3a une coupe d'une troisième variante d'un connecteur selon l'invention; - Figure 3b une vue en coupe d'une quatrième variante d'un connecteur selon l'invention; - Figures 4a et 4b: des vues en coupe d'un ensemble connecteur selon l'invention; - Figure 5: une vue en coupe d'un connecteur selon l'invention
connecté avec un connecteur complémentaire.
La figure la montre un connecteur 1 selon l'invention. Le connecteur 1 est à monter en surface en étant disposé à l'intérieur d'une cavité d'un substrat rigide ou flexible. Sur la figure la, le connecteur 1 est monté en surface sur un circuit imprimé 2 rigide. Le connecteur 1 peut également être monté sur un circuit flexible. Le circuit imprimé 2 comporte une face inférieure 3 et une face supérieure 4 opposée à la face inférieure 3. Le connecteur 1 est destiné à être monté en surface sur la face inférieure 3. Le connecteur 1 comporte un contact 5 et un corps plastique 6. Le corps plastique 6 est isolant. Le contact 5 est réalisé dans un matériau électriquement conducteur. Le corps plastique 6 a une forme géométrique complémentaire d'une ouverture 7 du circuit imprimé 2. Par ailleurs une épaisseur 8 de ce corps plastique 6 est de l'ordre d'une épaisseur 9 du circuit imprimé 2. Dans un exemple préféré de l'invention, I'ouverture 7 présente un premier orifice 10 du côté de la face inférieure 3 et un deuxième orifice 11 du côté de la face supérieure 4, telle que les orifices 10 et 11 ont une forme identique et préférentiellement rectangulaire. Dans cet exemple, le corps plastique 6 a alors une forme de parallélogramme. Le corps plastique 6 est
peut être inséré dans l'ouverture 7 depuis la face inférieure 3.
Le corps plastique 6 comporte un trou 12 pour recevoir une portion du contact 5. Le contact 5 comporte deux pattes 13 et 14 situées dans un même plan. Les pattes 13 et 14 sont reliées par une zone de contact centrale 15. La zone de contact centrale 15 comporte une face plane 16 et deux piédroits latéraux verticaux 17 et 18 respectivement reliés aux pattes 13 et respectivement 14. Le contact 5 est préférentiellement réalisé à partir d'un matériau électriquement conducteur, par exemple un métal en feuille. Le contact 5 est facilement réalisé en découpant une forme préférentiellement rectangulaire dans cette feuille de métal et en réalisant des coudes en quatre points de cette feuille de métal, de manière à former un contact 5 en forme de pont. En effet, la feuille de métal présente un premier coude 19, préférentiellement sensiblement à angle droit, entre la patte 13 et le piédroit vertical 17. Le contact 5 présente un deuxième coude 20, préférentiellement sensiblement à 90 , entre le pédroit vertical 17 et la surface plane 16. De même, le contact comporte un troisième coude 21 entre la surface plane 16 et le deuxième piédroit vertical 18 et un quatrième coude 22 entre ce deuxième piédroit 18 et la patte 14. Les coudes 19, 20, 21 et 22 sont tous préférentiellement à 90 . De plus ils sont réalisés de telle sorte que le piédroit 17 ait une même hauteur 23 que le piédroit 18. Dans un exemple préféré, l'invention présente un plan de symétrie 24. Le plan de symétrie 24 est tel qu'il est perpendiculaire à un axe d'allongement principal 25 du
contact 5 et coupe la surface plane 16 en son milieu.
Selon l'axe d'allongement principal 25, la surface plane 16 a une longueur 26. Selon la figure la, mais de manière non limitative, la longueur 26 est légèrement inférieure à une longueur d'ouverture 27 du trou 12. Ainsi, le trou 12 permet de recevoir la zone de contact centrale 15. Les piédroits latéraux 17 et 18 viennent au contact des parois 28 du trou 12. On introduit le contact 5 dans le trou 12 depuis un premier côté 29 du corps plastique 6 de manière à présenter la surface de contact 16 à un deuxième côté 30 du corps plastique 6, le deuxième côté 30 étant opposé à 29. On insère le contact 5 de manière à ce que les pattes 13 et 14 viennent appuyer contre une face du corps plastique 6 du côté 29. Par ailleurs on insère le corps plastique 6 dans l'ouverture 7 de telle sorte que le côté 29 soit du même côté que la face inférieure 3. Les pattes 13 et 14 sont ensuite soudées à la face
inférieure 3 du circuit imprimé.
Figure 3a, dans une variante de l'invention telle que présentée figure lb, le connecteur 1 comporte à la place du corps plastique 6 un corps plastique 100, pour recevoir un contact 101 au lieu du contact 5. Le corps
plastique 100 présente une face inférieure 102 et une face supérieure 103.
Par ailleurs le corps plastique 100 comporte des échancrures latérales 104.
Les échancrures latérales 104 sont présentées sur un premier côté 105 et un deuxième côté 106, le côté 106 étant opposé au côté 105. Dans cette variante, on monte le contact 101 sur le corps plastique 100 depuis la face supérieure 103. Par ailleurs on dispose le contact 101 sur le corps plastique de telle sorte que des piédroits latéraux 107 et 108, tels que les piédroits 17 et 18 soient placés contre respectivement les parois 105 et 106 au niveau des échancrures 104. Les échancrures 104 sont suffisamment profondes pour accepter les piédroits latéraux 107 et 108 lors d'une insertion dans l'ouverture 7 du circuit imprimé 2. Selon cette variante, on insère le
connecteur ainsi formé depuis la face inférieure 3 du circuit imprimé 2.
Figure la, la surface plane 16 reliant les piédroits latéraux 17 et 18 est une surface de contact plane et parallèle après son insertion, à un plan formé par la face supérieure 4 du circuit imprimé 2. Les figures 2a, 2b, 2c présentent des vues en coupe de plusieurs connecteurs selon l'invention tels qu'ils sont présentés sur la figure la. Sur la figure 2a, une première solution de l'invention est telle que l'épaisseur 8 du corps plastique 6 est inférieure à la hauteur 23 du contact 5, cette même hauteur 23 étant inférieure à l'épaisseur 9 du circuit imprimé 2. Dans ce cas, la surface de contact 16 se situe dans l'épaisseur du circuit imprimé 2. Sur la figure 2b, la surface de contact 16 affleure à la surface supérieure 4 du cicuit imprimé. Dans cette solution, la hauteur 23 du contact 5 est égale à l'épaisseur 9 du circuit imprimé. L'épaisseur 8 du corps plastique est légèrement inférieure à l'épaisseur du circuit imprimé. Enfin dans une autre solution présentée figure 2c, la hauteur 23 du contact 5 est supérieure aux hauteurs 8 et 9 du corps plastique 6 et respectivement du circuit imprimé 2, qui sont égales entre elles. Dans cette dernière configuration, la surface de contact 16 est présentée légèrement au-dessus de la face supérieure 4. Ces représentations selon l'invention sont également valables avec un contact 101 et un corps plastique 100 tel que présenté à la figure lb. En effet un contact 101 présenté par un corps plastique 100, en fonction de l'épaisseur du support, peut proposer une surface de contact légèrement en-dessous ou audessus, voire affleurant au même niveau que la surface de contact du
circuit imprimé.
Sur la figure lb, le contact 101 comporte une lamelle 109. La figure 3a représente une coupe d'un corps plastique 6 selon la figure la muni d'un contact 101 tel que présenté sur la figure lb. En effet, la lamelle 109 se dresse sur la surface 110. La lamelle 109 est découpée dans l'épaisseur de la surface plane 110. La lamelle 109 est flexible. Elle forme un angle 111 par rapport au plan formé par la surface plane 110. La lamelle 109 permet d'établir un contact avec un contact d'un connecteur complémentaire. La lamelle élastique 109 exerce une force normale de contact et permet de garantir une connexion correcte et de qualité avec un connecteur complémentaire proposant une surface de contact plane. La figure 3b est une coupe d'un connecteur selon l'invention monté dans un circuit imprimé 2 tel que présenté à la figure lb. Dans cette solution, la lamelle 109 est dressée perpendiculairement à la surface de contact 110 ainsi que
perpendiculairement à la face supérieure 4.
Sur la figure 4a, on présente un ensemble connecteur à interconnecter selon l'invention, permettant de réaliser une connexion entre d'une part le circuit imprimé 2 muni par exemple d'un connecteur 101 selon l'invention comportant une lamelle 109 dressée perpendiculairement à la surface de contact 110, et d'autre part un deuxième connecteur 111 selon I'invention monté dans un circuit imprimé 112. Le contact 111 est monté dans un corps plastique 113. Le corps plastique 113 est tel que présenté sur la figure lb. Le contact 111 comporte également une surface de contact 114 munie d'une lamelle 115. Cette lamelle 115 comporte notamment un tronc 116 et une portion flexible 117. Le tronc 116 se dresse perpendiculairement à une face supérieure 118 du circuit imprimé 112. La portion flexible 117 est telle qu'elle est rabattue parallèlement au tronc 116. Le contact entre le circuit imprimé 2 et 112 est garanti par un contact entre la lamelle 109 et la
portion flexible 117.
Sur la figure 4b, on présente une variante d'un ensemble de connecteur selon l'invention. La figure 4b présente notamment un premier circuit imprimé 119 monté avec un connecteur 120, le connecteur 120 étant tel que le connecteur 101 présenté à la figure 3a, et un circuit imprimé 121 comportant un contact 122. Le contact 122 est tel que celui présenté à la figure 2c. Les circuits 119 et 121 sont interconnectés par l'intermédiaire des connecteurs 120 et 122. Une lamelle 123 du contact 120 dépasse légèrement au-dessus d'une face supérieure 124 du circuit imprimé 119. Par
ailleurs la surface de contact 125 du contact 122 dépasse légèrement au-
dessus d'une face supérieure 126 du circuit imprimé 121. Pour connecter le circuit 119 avec le circuit 121, la lamelle 123 est défléchie sur la surface de contact 125. Ainsi la distance entre les deux circuits imprimés 119 et 121
peut être nulle dans certains cas.
Dans un autre exemple de connecteur selon l'invention, un connecteur pourrait être constitué uniquement par un contact. Dans cette solution, le circuit imprimé comporterait des trous de manière à laisser passer les pattes des contacts à insérer, de manière à pouvoir souder une extrémité de ces pattes sur une première face et à présenter une surface de contact sur une
deuxième face du circuit imprimé.
Sur la figure 5, on présente un exemple de connexion d'un connecteur selon l'invention avec un autre connecteur. En effet sur la figure 5 on présente un circuit imprimé 127 muni d'un contact 128 tel que la surface de contact 129 du contact 128 est parallèle à une face supérieure 130 du circuit imprimé 127 et telle que cette surface de contact 129 est logée dans l'épaisseur du circuit imprimé 127. Le circuit 127 est connecté avec un autre circuit imprimé 131 par l'intermédiaire d'un autre contact 132. Le contact 132 est préférentiellement monté en surface. Le contact 132 peut par exemple présenter une forme de pont avec sur une extrémité une lamelle flexible pouvant venir s'appuyer contre la surface de contact 129. Dans cet exemple, le contact 132 pénètre à l'intérieur de l'ouverture 134 du circuit imprimé 127 contenant le contact 128. Ainsi, même en utilisant un seul connecteur selon I'invention on peut réaliser une connexion de faible épaisseur entre deux
circuits imprimés, ou deux autres éléments à connecter.
La figure 5 propose une variante selon l'invention, dans laquelle des piédroits verticaux 135 et 136 du contact 128 comporte des harpons 137. Un harpon 137 permet de verrouiller le contact 128 dans un corps plastique
isolant 138 du connecteur.
Claims (9)
1 - Connecteur (1) destiné à être monté en surface sur un circuit imprimé (2) comportant au moins un contact (5) et un corps plastique (6) isolant de ce contact, le corps plastique étant maintenu dans une ouverture (7) du circuit imprimé, le contact étant monté sur une première face (3) du circuit imprimé et présentant une surface de contact (16) du côté d'une deuxième face (4) de ce circuit imprimé opposée à la première face, caractérisé en ce que le contact forme un pont comportant une zone de contact centrale (15) et deux pattes (13, 14), tel que les deux pattes sont montées contre la première face du circuit imprimé, la zone de contact
centrale s'étendant dans l'ouverture entre ces deux pattes.
2 - Connecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la zone de contact centrale (15) présente une surface de contact plane et parallèle à
un plan formé par la deuxième face du circuit imprimé.
3 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce
que la zone de contact centrale (15) s'étend selon un plan distinct du plan
formé par la deuxième face du circuit imprimé.
4 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce
que la zone de contact centrale comporte une lamelle (109) formant un angle
par rapport à la deuxième face du circuit.
- Connecteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la
lamelle est élastique et l'angle est inférieur à 90 .
6 - Connecteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la lamelle est rigide (115) et comporte un tronc (116) dressé sensiblement
perpendiculairement à la deuxième face (118) du circuit.
7 - Connecteur selon la revendication 6 caractérisé en ce que la lamelle comporte une extrémité flexible (117), recourbée parallèlement au
tronc, et pointant vers la deuxième face du circuit.
8 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce
que le corps plastique a une forme complémentaire de l'ouverture et comporte au moins un trou (12) pour introduire la zone de contact centrale
du contact.
9 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce
que le corps plastique (100) a une forme complémentaire de l'ouverture et comporte des échancrures (104) latérales telles que des piédroits latéraux du contact reliant les pattes du contact à la surface de contact sont placés dans
ces échancrures.
- Ensemble connecteur comportant deux connecteurs à
interconnecter selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les
deux connecteurs sont équipés de contacts (5, 101, 111) complémentaires.
11 - Connecteur selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en
ce que les piédroits du contact entre la zone de contact centrale du contact et les pattes de ce contact comporte des harpons pour un verrouillage dans
le corps plastique du connecteur.
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