FR2809871A1 - Connecteur electrique a lames de contact perfectionnees pour le raccordement d'une carte a circuit(s) integre(s) - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un connecteur électrique (10) comportant un bloc isolant formant porte-contacts (12) présentant une face (16) supérieure horizontale plane et des lames longitudinales de contact déformables élastiquement comprenant chacune une extrémité de contact (30) qui est en forme générale de cuiller renversée pour délimiter une zone (88) de contact qui est incurvée autour de deux axes, longitudinal et transversal, pour délimiter au moins une face latérale (80) de la cuiller (30) qui s'étend vers le bas en direction de la face supérieure (16) du bloc isolant (12), caractérisé en ce que ladite face latérale (80) de la cuiller de contact (30) est une face sensiblement plane qui est inclinée par rapport au plan horizontal de la face supérieure (16) du bloc isolant (12) pour constituer une rampe avec laquelle un bord de la carte est susceptible de coopérer lors de sa mise en place dans le dispositif de lecture-écriture (94).
Description
I "Connecteur électrique à lames de contact perfectionnées pour le
raccordement d'une carte à circuit(s) intégré(s)" La présente invention concerne un connecteur électrique pour le raccordement d'une carte à mémoire électronique comportant sur une de ses faces principales une pluralité de plages de contact électrique alignées parallèlement à la direction
d'introduction de la carte dans un dispositif de lecture-écriture.
L'invention concerne plus particulièrement un connecteur du type comportant: - un bloc en matériau isolant formant porte-contacts présentant une face supérieure horizontale plane s'étendant selon deux directions perpendiculaires longitudinale et transversale, et - une pluralité de conducteurs électriques en forme de lames déformables élastiquement disposées parallèlement à t5 ladite direction longitudinale, chaque lame de contact comprenant une première extrémité incurvée de contact avec une plage correspondante de la carte qui s'étend à travers un logement du bloc isolant pour faire saillie hors du plan de la face plane supérieure du bloc isolant; une portion médiane de liaison de la lame au bloc isolant; et une seconde extrémité de raccordement de la lame à un circuit de traitement du dispositif de lecture-écriture; et du type dans lequel l'extrémité incurvée de contact est en forme générale de cuiller renversée dont la face convexe externe est orientée vers le haut pour délimiter une zone ou sommet de contact de la lame et qui est incurvée autour de deux axes, longitudinal et transversal, pour délimiter au moins une face latérale de la cuiller de contact, d'orientation générale longitudinale, qui s'étend vers le bas en direction de la face supérieure du bloc isolant, Une telle conception est décrite dans le document US-A-5.527.192. Dans ce document, le connecteur électrique est du type prévu pour être associé à un appareil de lecture-écriture dans lequel la carte à circuits intégrés, aussi appelée carte à puce, est introduite longitudinalement parallèlement à la face
supérieure plane du bloc isolant.
Chaque lame de contact 12 présente globalement une symétrie de conception par rapport à un plan vertical passant par l'axe longitudinal général de la lame de contact, et chaque extrémité de contact 20 en forme de cuiller de contact est aussi symétrique par rapport à un plan longitudinal et vertical médian 0o de la cuiller. Chaque cuiller comporte ainsi deux joues ou ailes latérales opposées 64, d'orientation longitudinale, qui sont sensiblement planes et dont chacune prolonge vers le bas la partie bombée de la cuiller pour s'étendre progressivement verticalement dans un plan longitudinal perpendiculaire à la face
i5 supérieure horizontale 22 du bloc isolant.
Chaque face latérale plane d'orientation verticale s'étend de plus "à l'intérieur" du bloc isolant, c'est à dire que son bord inférieur est, en position de repos de la lame, situé verticalement
en dessous du plan de la face supérieure du bloc isolant.
Cette conception permet notamment d'éviter d'endommager les lames de contact, notamment lors de tentatives d'effraction par introduction d'un objet dans l'appareil. A cet effet, le bord inférieur longitudinal 26 de chaque face latérale verticale 64 est
situé en dessous de la face supérieure du bloc isolant.
Une telle conception n'est pas entièrement satisfaisante lorsque la mise en place ou l'introduction de la carte dans l'appareil de lectureécriture et/ou dans le connecteur s'effectue selon une direction et/ou une orientation autre que celles décrites précédemment. C'est notamment le cas lorsque la carte est introduite parallèlement au plan de la face supérieure du bloc isolant, mais selon la direction transversale, ou bien lorsque la carte est mise en place de manière globalement inclinée comme cela est par exemple décrit et représenté dans la demande de brevet français
n 00.02006 déposée le 18 février 2000.
Par ailleurs, comme cela sera expliqué en détail par la suite, une telle conception symétrique de la cuiller à deux joues latérales de grande hauteur, conduit à un développé transversal de la cuiller dont la dimension est incompatible avec le procédé industriel de découpe imbriquée au pas de 1,27 mm des cuillers
de contact des rangées en vis-à-vis.
Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose io un connecteur du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que ladite face latérale de la cuiller de contact est une face sensiblement plane qui est inclinée par rapport au plan horizontal de la face supérieure du bloc isolant pour constituer une rampe avec laquelle un bord de la carte est susceptible de coopérer lors
i5 de sa mise en place dans le dispositif de lecture-écriture.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la cuiller de contact présente une conception dissymétrique par rapport à son plan longitudinal vertical médian; - la face latérale inclinée de la cuiller de contact forme un angle d'environ 45 par rapport au plan de la face supérieure horizontale du bloc isolant; - lorsque la lame de contact est dans son état de repos, au moins un tronçon du bord longitudinal inférieur de la face latérale inclinée de la cuiller de contact est située verticalement en dessous du plan de la face supérieure du bloc isolant; - lorsque la lame de contact est dans son état de repos, le bord longitudinal inférieur de la face latérale inclinée de la cuiller de contact est entièrement situé verticalement en dessous du plan de la face supérieure du bloc isolant; - la face latérale inclinée de la cuiller de contact comporte un tronçon central sensiblement plan qui est parallèle à la direction longitudinale, et deux tronçons d'extrémité, avant et arrière, qui sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la cuiller de contact; - le tronçon central de la face latérale inclinée de la cuiller de contact est centré longitudinalement par rapport au sommet de contact de la cuiller de contact; - la face transversale inclinée de la cuiller de contact s'étend depuis une zone centrale et sommitale bombée de la cuiller de contact; I'axe longitudinal médian de la lame de contact est situé sensiblement dans le plan longitudinal vertical médian de la cuiller de contact, et en ce que le sommet de contact est décalé io transversalement par rapport au plan longitudinal vertical médian de la cuiller de contact; - I'axe longitudinal médian de la lame de contact est décalé transversalement par rapport au plan longitudinal vertical médian de la cuiller de contact, et en ce que le sommet de contact est situé dans le plan longitudinal vertical médian de la cuiller de contact; - I' extrémité de contact se prolonge longitudinalement vers l'avant par un bec qui est sollicité élastiquement, verticalement vers le haut, en appui contre une surface de butée du bloc isolant pour déterminer l'état de repos de la lame de contact par rapport au bloc isolant; - le bloc isolant est délimité longitudinalement par au moins une face transversale plane verticale arrière dans laquelle débouchent longitudinalement des logements dont chacun reçoit une lame de contact dans lequel elle est mise en place par introduction longitudinale d'arrière en avant, et dont chacun est ouvert dans la face supérieure plane du bloc isolant pour le passage de l'extrémité incurvée de contact; - la partie médiane de liaison de chaque lame est une
partie repliée en forme d'épingle à cheveux s'étendant sensible-
ment parallèlement à la face plane supérieure du bloc isolant, comportant une première branche dont l'extrémité libre se prolonge par l'extrémité de raccordement de la lame et qui comporte des moyens de fixation de la lame au bloc isolant, et comportant une seconde branche dont l'extrémité libre se prolonge par l'extrémité incurvée de contact de la lame, la première et la seconde branches étant reliées entre elles par un
pli médian en forme de U tourné vers le centre du connecteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre
pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective isométrique de dessus, de gauche, d'un exemple de réalisation d'un connecteur électrique selon l'état de la technique et qui est muni de lames de contact du type représenté à la figure 8; - la figure 2 est une vue de dessus du connecteur illustré à la figure 1; - la figure 3 est une vue latérale de gauche du connecteur illustré à la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective isométrique de dessus, de gauche, du bloc isolant du connecteur illustré aux figures 1 et 2; - la figure 5 est une vue en perspective isométrique de dessous de droite du bloc isolant; - la figure 6 est une vue en section par un plan vertical et longitudinal selon la ligne 6-6 de la figure 2; - la figure 7 est une vue en section par un plan vertical et longitudinal selon la ligne 7-7 de la figure 2; - la figure 8 est une vue en perspective à grande échelle de l'une des huit lames de contact équipant le connecteur électrique illustré aux figures 1 à 7; - la figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 8 qui représente une variante de réalisation de la lame de contact selon l'état de la technique qui diffère de celle de la figure 8 de par la conception de sa patte de raccordement; - la figure 10 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui représente un premier exemple d'un connecteur analogue à celui représenté aux figures 1 à 8, mais qui comporte ici trois paires de lames de contact conformes aux enseignements de l'invention; - la figure 11 est une vue en perspective de dessus de droite du connecteur de la figure 10, selon la flèche Fll de cette figure; - la figure 12 est une représentation schématique qui illustre l'agencement du connecteur des figures 10 et 11 dans un dispositif de lecture-écriture permettant l'introduction d'une carte C horizontale et selon la direction transversale T; - la figure 13 est une vue en perspective de dessous du connecteur des figures 10 et 11; - la figure 14 est une vue de dessus du connecteur des figures 10 et 11; - les figures 15A et 15B sont des vues latérales, avec arrachement partiel, selon les flèches F15A et F15B de la figure 14; - la figure 16 est une vue longitudinale en bout selon la flèche F16 de la figure 14; - la figure 17 est une vue similaire à celle des figures 8 et 9 qui illustre l'une des lames de contact selon l'invention qui équipe le connecteur des figures 10 à 16; - la figure 18 est une vue similaire à celle de la figure 17 qui illustre une autre conception des lames de contact du connecteur des figures 10 à 16, dont la forme de la cuiller de contact est symétrique de celle de la lame de la figure 17 par rapport au plan transversal médian; - les figures 19 et 20 sont des vues en perspective de dessus selon les flèches F19 et F20 des figures 17 et 18; - les figures 21 et 22 sont des vues en perspective de dessous selon les flèches F21 et F22 des figures 19 et 20; - les figures 23 à 33 sont des vues similaires à celles des figures 10 à 20, qui illustrent un deuxième mode de réalisation d'un connecteur mince équipé de lames de contact conformes aux enseignements de l'invention; - la figure 34 est une vue de dessus à grande échelle de la lame de contact représentée à la figure 32; - la figure 35 est une vue latérale selon la flèche F35 de la figure 34; s - la figure 36 est une vue longitudinale en bout selon la flèche F36 de la figure 34; - la figure 37 est une vue en section transversale selon la ligne 37-37 de la figure 34; - les figures 38 à 41 sont des vues similaires à celles des io figures 34 à 37 et qui représentent une variante de réalisation de la lame de contact; - les figures 42 et 43 sont des vues similaires à celles des figures 72 à 78 de la demande de brevet français n 00.02006 déposée le 18 février 2000 et qui illustrent deux phases de mise en place et/ou d'extraction d'une carte dans un connecteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 44 est une vue schématique illustrant le procédé de découpe et de conformage en bandes des lames de contact et
des cuillers de contact selon l'invention.
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques,
similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres
de référence.
Afin de faciliter la description et la rédaction des
revendications, on utilisera à titre non limitatif les termes vertical,
horizontal, supérieur, inférieur, avant, arrière, gauche, droite, etc.
et ceci en référence aux figures.
On a représenté aux figures 1 à 7 un exemple de réalisation d'un connecteur électrique 10 selon les enseignements
de l'état de la technique.
Selon la conception générale connue de la demande de brevet français n 99.05857 déposée le 7 mai 1999, le connecteur est pour l'essentiel constitué par un corps ou bloc en matériau plastique isolant 12, réalisé par moulage, qui constitue un élément de support formant porte-contacts pour une série de huit
lames 14 de contact en matériau conducteur.
D'une manière générale, le connecteur 10 présente ici une double symétrie de conception par rapport à deux plans verticaux perpendiculaires de symétrie, longitudinal PL et transversal PT, dont les traces seront représentées à la figure 2 et dont le point
de concours C constitue le centre du connecteur.
Aux figures 1 à 7, le connecteur 10 comporte quatre paires
de lames de contact 14 alignées longitudinalement deux à deux.
io Le connecteur 10 comporte ainsi huit lames de contact dont chacune est susceptible de coopérer, de manière générale connue, avec une plage conductrice correspondante d'une carte à
circuit(s) intégré(s) non représentée sur les figures 1 à 7.
Le bloc isolant 12 est une pièce en forme générale de parallélépipède rectangle aplati qui est délimité par une face supérieure horizontale plane 16 qui s'étend selon deux directions perpendiculaires longitudinale L et transversale T, une face inférieure horizontale 18, deux faces 20 latérales longitudinales opposées, d'orientation verticale, et deux faces 22 latérales
transversales arrière opposées d'orientation verticale.
Selon cette conception générale connue, le bloc isolant 12 comporte deux séries de quatre logements 24 alignés deux à deux. Chaque logement 24 débouche longitudinalement dans une face transversale arrière 22 correspondante et il est ouvert verticalement vers le bas dans la face inférieure 18 et
verticalement vers le haut dans la face supérieure 16.
Chaque logement 24 est globalement délimité transversa-
lement par deux faces parallèles 27 dont l'intersection avec la face supérieure 16 correspond à un bord longitudinal supérieur 26
du trou formé dans la face supérieure.
Chaque logement 24 est délimitée longitudinalement vers l'avant, c'est à dire vers le centre C du connecteur, par une
cloison transversale verticale 28.
Chaque logement 24 et conçu pour recevoir une lame de
contact 14 en matériau conducteur déformable élastiquement.
Chaque lame de contact 14 constitue un élément conducteur découpé et plié. Chaque lame de contact 14 s'étend selon la direction longitudinale L et dans un plan vertical parallèle au plan
longitudinal de symétrie PL.
Chaque lame de contact 14 comporte une première extrémité incurvée convexe 30 de contact, avec sa convexité orientée verticalement vers le haut, qui est en forme générale de 1o cuiller et qui est prévue pour coopérer avec une plage correspondante d'une carte à mémoire électronique qui est susceptible d'être introduite dans un dispositif de lecture- écriture
(non représenté) qui est équipé d'un connecteur électrique 10.
L'extrémité incurvée de contact 30 de chaque lame 14 se prolonge longitudinalement vers l'arrière, par un bec 32 sensiblement horizontal dont la fonction sera expliquée par la suite. Plus précisément, le bec s'étend de préférence horizontalement ou selon une direction sensiblement dans le prolongement de la partie longitudinale arrière inclinée 33 de
l'extrémité inclinée 30 (voir figure 6).
Chaque lame de contact 14 comporte aussi une extrémité de raccordement 34 qui, dans l'exemple illustré aux figures 1 à 8, s'étend horizontalement et longitudinalement vers l'extérieur du bloc isolant 12 au-delà de la face transversale arrière 22 correspondante, avec sa face inférieure 35 qui est ici dans le plan
de la face inférieure 18 du bloc isolant 12.
Chaque extrémité de raccordement 34 constitue une patte permettant le raccordement électrique de chaque lame 14 sur une piste conductrice d'une plaque à circuit imprimé, non représentée, par exemple par soudage selon la technique du report à plat des composants, ou par contact sans soudage selon la technique dite "solderless". L'extrémité incurvée de contact 30 et l'extrémité de raccordement 34 de chaque lame 14 sont reliées entre elles par
une partie médiane de liaison 38 en forme d'épingle à cheveux.
La partie médiane de liaison 38 de chaque lame 14 comporte ainsi une première branche 40 qui s'étend selon une direction longitudinale sensiblement horizontale (ou en variante, telle que représentée dans le document FR-A-2.714.539, avec une inclinaison dirigée vers le bas) et parallèle à la face inférieure 18 du bloc isolant 12, et une seconde branche 42 1o formant un angle aigu par rapport à la première branche 40 et qui sont reliées entre elles par le pli médian en forme de U couché 44. Le pli médian 44 est tourné vers le centre du connecteur , c'est-à-dire vers la cloison intermédiaire transversale 28 de îs manière à être situé sensiblement au droit des plages conductrice de la puce de la carte à mémoire électronique lorsque cette
dernière est en position de lecture-écriture.
Cette disposition géométrique confère au connecteur une très grande compacité et un faible encombrement sur la carte à circuit imprimé, son encombrement longitudinal correspondant à la distance séparant les deux faces transversales opposées 22, tandis que son encombrement transversal correspond à la
distance séparant les deux faces longitudinale opposées 20.
Le dimensionnement des différents composants du connecteur, et notamment du bloc isolant 12, est tel que la distance D transversale séparant une face latérale longitudinale du plan vertical médian passant par la paire de lames 14 immédiatement adjacente est égale à la moitié du pas normalisé
P séparant deux lames adjacentes 14 (voir figure 2), soit D=P/2.
Ainsi, il est possible de monter des connecteurs adjacents par leurs faces latérales 20 de manière que toutes les lames de contact 14 du bloc de connecteurs ainsi formé soient séparées d'un pas constant P. Il Grâce à cette caractéristique, il est possible de regrouper des blocs isolants correspondant à douze lames conductrices adjacentes, par exemple pour réaliser trois connecteurs comportant quatre paires de lames ou quatre connecteurs comportant trois paires de lames, et ceci afin d'insérer simultanément les douze lames de chaque côté. Les coûts d'assemblage sont ainsi réduits et l'on peut augmenter les
capacités de production des machines d'assemblage.
Afin de garantir une bonne précision géométrique de la io dimension ou largeur transversale du bloc isolant 12 séparant ses faces longitudinales 20, chacune de celles-ci comporte un dégagement central 21 dans lequel on peut prévoir les arrivées des points d'injection ou des formes pour la manipulation du composant. L'extrémité libre 46 de la première branche 40 de chaque lame 14 présente une largeur accrue par rapport à la largeur
moyenne de la lame et elle s'étend longitudinalement verticale-
ment au droit de l'extrémité libre en forme de bec 32 de l'extrémité incurvée de contact 30 et comporte, de manière connue, un trou 45 dans lequel peut pénétrer le bec 32 lorsque la branche supérieure 42 avec l'extrémité incurvée 30 fléchit
verticalement vers le bas.
Chaque extrémité libre élargie 46 se prolonge par la patte de raccordement 34. D'une manière connue, chaque extrémité libre 46 comporte, pour le montage et la retenue en position de la lame 14 dans son logement 24, un harpon latéral 48 et une patte latérale de stabilisation 50 qui sont reçus dans des fentes latérales complémentaires 52 et 54 respectivement de chaque logement 24. Comme on peut le voir à la figure 8, les dents du harpon 48 sont formées le long d'une patte longitudinale découpée qui assure elle aussi, comme la patte 50, une fonction de stabilisation de la lame de contact 14 en position dans son
logement 24.
B701.doc Chaque logement 24 débouche dans la face supérieure 16 dans laquelle il délimite, en vue de dessus et comme on peut le voir à la figure 2, une fente 60, délimitée par les bords longitudinaux parallèles, qui permet le passage de l'extrémité incurvée de contact 30 de la lame 14, et en partie le passage de
la seconde branche 40 de la partie médiane de liaison 38.
Chaque fente 60 est délimitée longitudinalement vers l'avant par un bord transversal 62 et elle est délimité vers l'arrière par le bord transversal arrière 64 d'une traverse 66 réalisée
io venue de matière par moulage avec le bloc isolant 12.
Comme on peut le voir à la figure 2, les fentes 60 laissent libre, au centre de la face supérieure 16, une surface pleine permettant la prise du composant par aspiration en vue de sa
pose par la technique du "pick and place".
Chaque traverse 66 est agencée à la partie supérieure du logement 24 et à son extrémité transversale arrière avec, comme cela est représenté sur les figures un chanfrein 68 facilitant
l'introduction longitudinale d'une carte.
Chaque traverse 66 constitue une butée, par sa face inférieure interne inclinée 70 contre laquelle prend appui élastiquement le bec 32 de la lame de contact associée 14 de manière à déterminer la position de repos de la lame 14 tel que
cela est par exemple illustré à la figure 6.
Ainsi, I'extrémité incurvée 30 de chaque lame de contact 14 est maintenue dans une position géométrique précise, notamment par rapport à la face supérieure 16, avec une légère précontrainte élastique. On détermine ainsi avec précision la cote verticale ou altitude du sommet de contact S de chaque cuiller de contact 30 par rapport au plan de la face supérieure 16 du bloc
isolant.
L'ensemble des traverses 66 contribue à la rigidité du bloc isolant 12 à laquelle participent également des traverses
inférieures 74.
La continuité de matière assurée par les traverses 66 permet aussi d'éviter les tentatives de crochetage des cuillers 30 des lames de contact 14 dont les becs 32 sont protégés contre toute tentative d'action par introduction longitudinale d'un objet d'arrière en avant dans les logements 24 dont la partie supérieure, qui est la seule partie accessible à travers la fente d'introduction de la carte dans le dispositif de lecture-écriture, est
obturée par les traverses 66.
Dans la variante de conception de la lame de contact io illustrée à la figure 9 on voit que la patte de raccordement 34 est courte. Les pattes de raccordement 34 sont ainsi situées entièrement à l'intérieur du connecteur 10 dont l'encombrement maximal en longueur correspond à la distance séparant ses faces transversales opposées 22. Toutefois, les pattes 34 sont visibles et accessibles de l'extérieur, à travers l'entrée des logements 24,
par un faisceau infrarouge de refusion de soudure.
Du fait du décalage vertical vers le bas des pattes de raccordement 34 par rapport à la branche 40, et du fait que les pattes de raccordement 34 sont alors situées verticalement au 2o droit des becs 32 ou en retrait vers l'avant en direction du centre, il n'est pas obligatoire de prévoir un trou 45, le dégagement offert par les pattes 34 en regard des becs 32 permettant le fléchissement des lames de contact 14 soit en position de travail (carte insérée) pour les connecteurs de faible épaisseur, soit lors de leur insertion longitudinale dans les logements 24. Lors de la mise en place par insertion longitudinale de chaque lame de contact 14, chaque traverse 66 coopère avec la face supérieure inclinée 31 de la partie longitudinale avant de l'extrémité incurvée convexe 30 pour provoquer l'effacement élastique de cette dernière verticalement vers le bas, avec pénétration du bec 32
dans le trou 45.
Dans les différentes conceptions connues de l'état de la technique dont deux sont illustrées notamment aux figures 8 et 9, la cuiller de chaque lame de contact présente généralement une forme symétrique par rapport à un plan vertical passant par son axe longitudinal de symétrie, le pas séparant deux lames adjacentes étant la distance transversale séparant les deux axes
de symétrie AL de ces deux lames.
Cette conception selon l'état de la technique est adaptée à la mise en place d'une carte dans le dispositif ou appareil de lecture-écriture par introduction longitudinale, selon la direction "1" indiquée par une flèche à la figure 2, le plan général de la carte étant alors sensiblement horizontal et parallèle au plan de la
to face supérieure 16 du bloc isolant.
Lors de cette introduction longitudinale, le bord transversal avant de la carte vient coopérer avec la partie longitudinale arrière inclinée 33 de l'extrémité inclinée 30 (voir figure 6). Il se produit ainsi un effet de rampe qui provoque le fléchissement de la lame pour permettre l'introduction de la carte qui coopère bien entendu simultanément avec les quatre lames parallèles de la rangée de lames agencées du côté de l'introduction, puis elle coopère avec la face supérieure inclinée 31 de la partie longitudinale avant de l'extrémité incurvée convexe 30 de chaque lame de l'autre rangée pour provoquer l'effacement élastique de cette dernière verticalement vers le bas, ici encore avec
pénétration du bec 32 dans le trou 45.
Par contre, il est pratiquement impossible d'introduire la carte horizontalement selon la direction longitudinale, que ce soit depuis la gauche ou la droite du bloc isolant, et notamment lorsque la carte glisse le long de la face supérieure 16 du connecteur. En effet, comme on peut notamment le voir aux figures 6 à 9, chaque extrémité de contact 30 en forme de cuiller renversée comporte deux joues ou ailes latérales 80, d'orientation générale longitudinale et dont chacune est ici plane et d'orientation verticale, c'est à dire qu'elle s'étend parallèlement au plan
longitudinal médian PL, verticalement vers le bas.
Chaque aile latérale, qui prolonge verticalement vers le bas la partie supérieure bombée de la cuiller, constitue ainsi une butée qui s'oppose à l'introduction transversale d'une carte selon la direction T, le bord de la carte, d'orientation longitudinale qui est alors introduit transversalement dans le dispositif venant buter contre les deux ailes latérales en vis-à-vis de deux lames alignées. Le problème est identique lorsque la carte est introduite selon un plan horizontal, ou bien selon une orientation inclinée io comme cela est décrit dans la demande de brevet français
n 00.02006 déposée le 18 février 2000.
Par contre, comme cela sera expliqué par la suite, la conception des cuillers de contact selon cet état de la technique permet la production industrielle des lames de contact selon le i5 procédé de découpe imbriquée.
Afin de résoudre ce problème, I'invention propose par exemple d'utiliser un connecteur du type de celui illustré aux
figures 10 à 22.
La conception générale de ce connecteur est globalement en tous points analogue à celle du connecteur selon l'état de la technique qui vient d'être décrit en référence aux figures 8 à 9, à l'exception de certains détails de réalisation du bloc isolant 12, et notamment de sa hauteur afin, comme on peut le voir sur la figure 13, de ménager un espace disponible sous la partie centrale du connecteur, par exemple pour aménager des composants sur la
plaque à circuits imprimés sur laquelle est monté le connecteur.
Conformément aux enseignements de l'invention, ce sont les lames de contact 14 du connecteur selon l'invention qui
diffèrent de celles de l'état de la technique.
Dans les différents modes de réalisation qui seront décrits par la suite, chaque cuiller de contact 30 présente une dissymétrie ou asymétrie de conception par rapport au plan général vertical de symétrie de la lame de contact passant par
son axe longitudinal AL.
En effet, chaque cuiller 30 comporte ici une aile en forme de face latérale 80 qui présente un profil et une conformation inclinée sensiblement à 45 par rapport à la verticale ainsi que par rapport à la face supérieure horizontale 16 du bloc isolant 12, comme on peut le voir en considérant notamment les figures 10 à 14. Toutes les faces latérales inclinées 80 de chacune des lames de contact 14, qui sont ici au nombre de six groupées en trois paires de lames 14 alignées longitudinalement, sont 1o orientées transversalement d'un même côté latéral du connecteur,
ici du côté gauche en considérant la figure 10.
A l'opposé, et comme on le voit plus particulièrement sur la figure 11, chaque cuiller de contact 30 ne comporte aucune aile
latérale du côté opposé à la face latérale inclinée 80.
1 5 Cette conception dissymétrique permet de réaliser des lames avec des cuillers de contact conformes aux enseignements de l'invention et de les intégrer à un connecteur selon l'état de la technique sans modifier en aucune manière la conception et le dimensionnement de ce connecteur, c'est-à-dire sans modifier 0o notamment les dimensions des alvéoles du bloc isolant qui peuvent recevoir indifféremment, en fonction des besoins de fabrication et de production des lames de contact selon l'état de la technique ou des lames de contact conformes aux
enseignements de l'invention.
Bien entendu, du fait de l'orientation de toutes les faces latérales inclinées 80 d'un même côté du bloc isolant, les cuillers des lames 14 qui équipent le connecteur 10 ne sont pas toutes identiques, et il est nécessaire de disposer de deux types de lames, c'est-à-dire de trois lames d'un premier type pour constituer une rangée de trois lames et de trois lames de l'autre type pour constituer l'autre rangée de trois lames adjacentes, les lames deux à deux alignées présentant, au niveau de leur cuiller, une symétrie de conception par rapport au plan transversal PT en
considérant la figure 14.
Cette conception selon l'invention permet avantageu-
sement de découper simultanément les deux lames de contact appartenant à une paire de contacts en vis-à-vis qui sont
imbriquées dans la bande de lames de contact.
Comme on peut le voir notamment aux figures 14 et 16, le sommet S du dôme convexe de la cuiller 30, qui est le point par lequel la cuiller est susceptible de venir en contact avec la plage correspondante d'une carte, se trouve décalé transversalement
par rapport à l'axe longitudinal de symétrie AM de la cuiller.
Toutefois, ce décalage transversal du sommet, par rapport à une cuiller appartenant à une lame de contact selon l'état de la technique telle que l'on peut la voir sur la figure 2 dans laquelle le sommet S est situé sur l'axe longitudinal AL, est de l'ordre de 0,25 mm, et ce décalage est très faible par rapport à la largeur transversale égale à environ 1,7 mm des plages ou plots de la
carte à puce dont la conception autorise un tel décalage.
Dans le cas ou l'on conçoit un bloc isolant 12 spécifique destiné à être associé uniquement avec des lames de contact selon l'invention à cuillers dissymétriques, il est aussi possible de concevoir que le logement qui reçoit la carte est décalé transversalement par rapport au bloc portecontacts afin de "rétablir" le positionnement des sommets S des cuillers 30
sensiblement au centre des plages conductrices de la carte.
Si l'on considère chaque cuiller 30 selon l'invention, on constate que la face latérale inclinée 80 est constituée pour l'essentiel par un tronçon ou une facette centrale 82 qui est sensiblement plane, d'orientation longitudinale et inclinée à 45 , ainsi que par deux tronçons ou facettes d'extrémité avant 84 et arrière 86 dont chacune présente globalement la même orientation que la facette centrale 82 mais est progressivement bombée et inclinée par rapport à la direction longitudinale pour se raccorder aux autres parties et zones de la cuiller 30 dont la partie ou zone centrale ou sommitale 88 est globalement en forme
de dôme arrondi dans toutes les directions.
Comme on peut le voir notamment à la figure 14, la facette centrale 82 de la face latérale inclinée 80 s'étend verticalement vers le bas et transversalement à partir du bord longitudinal 90 du dôme central 88, et elle est de plus agencée symétriquement, selon la direction longitudinale, par rapport au sommet S de la
cuiller 30 et dôme 88.
Dans le mode de réalisation selon l'invention illustré aux figures, et comme on peut le voir notamment à la figure 11, on voit que le bord longitudinal inférieur 92 de chaque aile latérale l0 inclinée 80, lorsque l'on considère chaque lame de contact 14 dans son état de repos représenté sur les figures, est située verticalement en dessous du plan de la face horizontale
supérieure 16 du bloc isolant 12.
On a représenté schématiquement à la figure 12 un s5 premier exemple d'agencement du connecteur 10 conforme aux enseignements de l'invention dans un boîtier 94 appartenant à un dispositif ou appareil de lectureécriture qui comporte notamment une fente 96 pour l'introduction dans ce dispositif d'une carte puce C dont la face inférieure 98 comporte des plages
conductrices (non représentées).
La conception de l'appareil et de l'équipement électronique qui le comporte est telle qu'elle permet d'introduire la carte selon une direction horizontale parallèle à la direction transversale T du
bloc isolant.
Grâce à la conception selon l'invention des lames de contact 14, on constate que le bord 100, d'orientation longitudinale L de la carte C, qui pénètre en premier dans le dispositif à travers la fente 96, vient successivement en contact avec les faces latérales 80 inclinées à 45 des différentes cuillers
de contact qu'il rencontre successivement.
Sous l'effet de l'effort de poussée ou d'introduction de la carte C dans le dispositif 94 selon la direction T, de droite à gauche en considérant la figure 12, le bord 100 vient coopérer par son arrête inférieure 102 avec les faces inclinées 80 pour provoquer l'effacement des cuillers 30 grâce à un effet de rampe résultant de l'orientation inclinée sensiblement à 45 de ces faces
latérales 80.
La conception générale de chaque lame de contact 14 avec sa cuiller dissymétrique 30 à face latérale inclinée 80 est telle qu'elle présente une rigidité globale suffisante pour que l'effet de rampe résultant de la coopération du bord 100, 102 de la carte C avec la face latérale 80 se transforme en un effort sensiblement vertical, de haut en bas, appliqué à la cuiller 80 (puis à io l'ensemble de la partie supérieure de la lame 14) pour provoquer la déformation de cette dernière globalement dans un plan vertical. D'une manière générale, on comprend que, grâce à une telle conception, la carte peut être insérée suivant trois directions
en glissant le long de la face supérieure 16 du bloc isolant 12.
Seule la direction transversale correspondant au bord
opposé à celui de la fente 96 du boîtier 94 n'est pas autorisée.
Il est donc important que le connecteur, qui en dehors des lames présente une double symétrie complète de conception, soit
monté avec une orientation déterminée "correcte" dans l'équipe-
ment électronique. A cet effet, en production industrielle de grande série, le connecteur est avantageusement fourni en bande alvéolaire et chaque connecteur est orienté de manière fiable et
connue dans l'alvéole de la bande qui le reçoit.
L'orientation correcte lors du montage du composant est ensuite assurée grâce aux technologies couramment mises en oeuvre, et notamment grâce à la technologie dite de "pick and place". On a représenté aux figures 23 à 33 un deuxième mode de réalisation d'un connecteur équipé de lame de contact selon l'invention. Chaque connecteur 10 est ici aussi d'une conception générale globalement connue dans l'état de la technique, mais il est équipé de lames de contact à cuillers dissymétriques ou asymétriques à faces inclinées 80 analogues à celles qui viennent
d'être décrites en référence aux figures 10 à 22.
Le connecteur 10 et son bloc isolant 12 illustré aux figures 23 à 33 est du type mince et il fait appel à des lames de contact de conception générale allongée, c'est-à-dire sans pli à 180 en épingle à cheveux, ce type de lame simple allongée étant aussi
appelé "cross".
Les cuillers 30 de contact de chacune des lames 14 qui équipe le connecteur mince représenté aux figures 23 à 29 sont de conception identique à celle des cuillers 30 représentées aux
figures 10 à 22.
On peut le voir notamment en se reportant aux vues de détail des lames de contact représentées aux figures 34 à 37 sur lesquelles on constate que chaque lame présente une cuiller de
conception globalement dissymétrique.
Un autre exemple de réalisation d'une lame de contact conforme aux enseignements de l'invention est illustré aux figures
38 à 41.
Selon cette conception, la cuiller de contact 30 est 2o globalement décalée transversalement par rapport à l'axe
longitudinal médian AL de la lame de contact 14.
Ce type de lame à cuiller décalée transversalement est illustré en référence à une lame de type "cross" analogue à celle représentée aux figures 34 à 37, mais elle peut bien entendu aussi s'appliquer à une lame du type "cantilever" comme illustrée
aux figures 10 à 21.
Le décalage, transversalement vers le bas en considérant la figure 38, de la cuiller 30 par rapport à l'axe longitudinal AL permet de "rétablir" la position du sommet S de la cuiller de
contact 30 sur l'axe longitudinal AL.
Bien entendu, une telle conception d'une cuiller décalée transversalement nécessite de modifier la conception du bloc isolant par rapport à un connecteur selon l'état de la technique, afin notamment de modifier la forme et le dimensionnement des alvéoles pour permettre l'introduction des lames de contact selon la direction longitudinale à l'intérieur de leurs alvéoles correspondants. En comparant par exemple les figures 34 et 38 on voit clairement que l'axe longitudinal médian AM de la cuiller 30 est sensiblement confondu avec l'axe longitudinal médian AL de la lame 14 dans le cas du mode de réalisation illustré aux figures 34 à 37, tandis que, dans le mode de réalisation illustré aux figures 38 à 41, cet axe longitudinal médian AM de la cuiller 30 est io décalé transversalement par rapport à l'axe longitudinal médian
AL de la lame 14.
Les figures 42 et 43 illustrent l'avantage procuré par des lames de contact conforme aux enseignements de l'invention lorsque celles-ci sont utilisées dans un connecteur 10 dans lequel s5 une carte C est introduite, ou mise en place, dans le connecteur d'une part selon une direction d'introduction globalement transversale et, d'autre part, avec une inclinaison plus ou moins importante du plan général de la carte C par rapport au plan horizontal de la face supérieure 16 du bloc isolant 12 du
connecteur 10.
Comme on le voit notamment à la figure 42, la présence des faces latérales inclinées 80 avec lesquelles coopère le bord , 102 de la carte C permet de bénéficier de l'effet de rampe pour provoquer l'effacement des lames de contact tout en facilitant l'introduction de la carte C. La conception selon l'invention de la cuiller dissymétrique à face latérale inclinée permet l'introduction "latérale" de la carte, tout en conservant l'avantage industriel de la découpe imbriquée des cuillers appartenant aux paires de contacts en vis-à-vis. Ce procédé de découpe imbriquée qui est représenté à la figure 44 permet un gain global de métal, mais surtout un gain du métal
précieux qui recouvre la face supérieure des cuillers de contact.
Ce métal précieux, par exemple de l'or, est "déposé" préalablement aux étapes de découpe et de conformage des cuillers de contact, soit par la méthode galvanique (dépôt d'une bande continue de métal précieux), soit par la méthode dite "Inlay" (incrustation par colaminage d'une bande continue de
métal précieux dans le métal du substrat).
La figure 3 du brevet US-A-5.527.192 décrit une cuiller symétrique qui, si elle ne dépasse pas de la face supérieure de l'isolant de plus des deux tiers de sa hauteur comme représenté sur la figure 2, peut permettre l'introduction latérale d'une carte à puce. Par contre, ce contact est onéreux à fabriquer et il n'a 1o jamais pu être produit industriellement en faisant appel à la technique "Inlay", car le développé transversal de sa cuiller est largement supérieur au pas de 1,27 mm et il ne permet donc pas la découpe imbriquée. On notera à cet égard que les lames de contact sont le composant le plus coûteux du connecteur et qu'il est donc déterminant, pour disposer d'un connecteur de prix réduit, de pouvoir le produire industriellement en grande série en
économisant le métal précieux.
Par contre, selon l'invention, on respecte les impératifs suivants: a) pour assurer une connexion électrique fiable, en prenant en compte les variations de position en hauteur de la carte à puce par rapport à la face supérieure de l'isolant (qui sont dues d'une part aux variations d'épaisseur des cartes normalisées de + 0,08 mm et, d'autre part, aux tolérances de réalisation et d'assemblage des boîtiers de lecture), la hauteur du contact qui dépasse de la face supérieure de l'isolant est d'au moins 0,5 mm; b) pour garantir l'accostage latéral correct du bord de carte sur la face inclinée de la cuiller, le bord inférieur 92 de celle-ci sera situé d'environ 0,1 mm dans le plan de la face supérieure 16 3o de l'isolant; c) pour éviter une valeur trop élevée de la composante horizontale dans le sens transversal de la force exercée par la carte sur la cuiller lors de l'accostage, la face inclinée 80 de la cuiller dissymétrique fait un angle d'environ 45 avec le plan horizontal de la face 16 de l'isolant; d) pour éviter, lors du retrait de la carte, le frottement de celle-ci (et en particulier l'accrochage des arêtes vives de ses plages de contacts, sur le bord "latéral" de la cuiller opposé à la face inclinée 80), il est nécessaire de prévoir une partie bombée
d'environ 0,2 mm au-delà du sommet de la cuiller.
Et on aboutit néanmoins à un dessin de la cuiller tel que le développé transversal de la cuiller dissymétrique est égal à (0,5 + 0,1)./2 + 0,2 = 1,05 mm Cette valeur permet donc la découpe imbriquée au pas de
1,27 mm.
A l'inverse, même avec une hauteur "dépassante" de 0,35 mm, une cuiller symétrique munie de deux faces inclinées 80 aurait un développé de: (0,35 + 0,1). X2 x 2 = 1,273 mm
qui ne permettrait pas une découpe imbriquée au pas de 1,27 mm.
Le procédé de découpe est illustré schématiquement à la figure 44 à la partie inférieure de laquelle les lames de contact et les cuillers 30 sont représentées après la découpe imbriquée, et à la partie supérieure de laquelle les lames de contact 14 et les
cuillers sont représentées dans leur conformation finale.
On a représenté sur cette figure, en silhouette, la bande B de métal précieux qui recouvre la face supérieure des cuillers de contact 30, en faisant apparaître ainsi la "chute très réduite de
métal précieux entre deux cuillers opposées et adjacentes.
Une fois découpées et conformées, les lames de contact d'une même rangée sont reliées entre elles, au pas de 2,54 mm, par une rive transversale 200 qui permet leur insertion longitudinale simultanée dans le bloc isolant d'un connecteur, la
rive étant ensuite séparée au niveau des points de liaison 202.
Claims (13)
1. Connecteur électrique (10) pour le raccordement d'une carte (C) à mémoire électronique comportant sur une (98) de ses faces principales une pluralité de plages de contact électrique alignées, le connecteur comportant: - un bloc en matériau isolant formant porte-contacts (12) présentant une face (16) supérieure horizontale plane s'étendant selon deux directions perpendiculaires longitudinale (L) et transversale (T), et - une pluralité de conducteurs électriques (14) en forme de lames déformables élastiquement disposées parallèlement à ladite direction (L) longitudinale; chaque lame (14) de contact comprenant une première extrémité (30) incurvée de contact avec une plage correspondante de la carte C qui s'étend à travers un logement du bloc isolant pour faire saillie hors du plan de la face plane supérieure (16) du bloc isolant (12) ; une portion médiane de liaison (38, 40) de la lame (14) au bloc isolant (12); et 20. une seconde extrémité (34) de raccordement de la lame (14) à un circuit de traitement du dispositif de lecture-écriture; et du type dans lequel l'extrémité incurvée de contact (30),est en forme générale de cuiller renversée dont la face convexe externe est orientée vers le haut pour délimiter une zone (88) ou sommet (S) de contact de la lame (14, 30) et qui est incurvée autour de deux axes, longitudinal et transversal, pour délimiter au moins une face latérale (80) de la cuiller de contact (30), d'orientation générale longitudinale, qui s'étend vers le bas en direction de la face supérieure du bloc isolant (12), 3o caractérisé en ce que ladite face latérale (80) de la cuiller de contact (30) est une face sensiblement plane qui est inclinée par rapport au plan horizontal de la face supérieure (16) du bloc isolant (12) pour constituer une rampe avec laquelle un bord (100, 102) de la carte C est susceptible de coopérer lors de sa mise en
place dans le dispositif de lecture-écriture (94).
2. Connecteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cuiller de contact (30) présente une conception dissymétrique par rapport à son plan longitudinal
vertical médian (AM).
3. Connecteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite face latérale inclinée (80) de la cuiller de contact (30) forme un angle d'environ 45 par rapport au
io plan de la face supérieure horizontale (16) du bloc isolant (12).
4. Connecteur selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que, lorsque la lame de contact (14) est dans son état de repos, au moins un tronçon du bord longitudinal inférieur (92) de ladite face latérale inclinée (80) de la cuiller de contact (30) est située verticalement en dessous du
plan de la face supérieure (16) du bloc isolant (12).
5. Connecteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsque la lame de contact (14) est dans son état de repos, le bord longitudinal inférieur (92) de ladite face latérale inclinée (80) de la cuiller de contact est entièrement situé verticalement en dessous du plan de la face supérieure (16) du
bloc isolant (12).
6. Connecteur selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que ladite face latérale inclinée (80) de la cuiller de contact comporte un tronçon central (82) sensiblement plan qui est parallèle à ladite direction longitudinale (L), et deux tronçons d'extrémité, avant (84) et arrière (86), qui sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la cuiller de contact.
7. Connecteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronçon central (82) de ladite face latérale inclinée (80) de la cuiller de contact (30) est centré longitudinalement par rapport au sommet de contact (S) de la
cuiller de contact (30).
8. Connecteur électrique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite face
transversale inclinée (80) de la cuiller de contact (30) s'étend depuis une zone centrale et sommitale bombée (88) de la cuiller de contact (30).
9. Connecteur électrique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe
longitudinal médian (AL) de la lame de contact (14) est situé sensiblement dans le plan longitudinal vertical médian (AM) de la io cuiller (30) de contact, et en ce que le sommet de contact (S) est décalé transversalement par rapport au plan longitudinal vertical
médian (AM) de la cuiller (30) de contact.
10. Connecteur électrique selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe longitudinal
médian (AL) de la lame de contact (14) est décalé transversalement par rapport au plan longitudinal vertical médian (AM) de la cuiller de contact (30), et en ce que le sommet (S) de contact est situé dans le plan longitudinal vertical médian (AM) de
la cuiller de contact (30).
11. Connecteur selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que ladite extrémité de contact (30) se prolonge longitudinalement vers l'avant par un bec (32) qui est sollicité élastiquement, verticalement vers le haut, en appui contre une surface de butée (66, 70) du bloc isolant (12) pour déterminer l'état de repos de la lame de contact (14) par
rapport au bloc isolant (12).
12. Connecteur selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le bloc isolant (12) est délimité longitudinalement par au moins une face transversale plane verticale arrière (22) dans laquelle débouchent longitudinalement des logements (24) dont chacun reçoit une lame de contact (14) dans lequel elle est mise en place par introduction longitudinale d'arrière en avant, et dont chacun est ouvert (60) dans la face supérieure plane (16) du bloc isolant (12)
pour le passage de ladite extrémité incurvée de contact (30).
13. Connecteur selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la partie médiane de liaison (38) de chaque lame (14) est une partie repliée en forme d'épingle à cheveux s'étendant sensiblement parallèlement à la face plane supérieure (16) du bloc isolant (12), comportant une première branche (40) dont l'extrémité libre se prolonge par l'extrémité de raccordement (34) de la lame (14) et qui comporte io des moyens (47) de fixation de la lame (14) au bloc isolant (12), et comportant une seconde branche (42) dont l'extrémité libre se prolonge par l'extrémité incurvée de contact (30) de la lame (14) , la première (40) et la seconde (42) branches étant reliées entre elles par un pli médian en forme de U (38) tourné vers le centre
i5 du connecteur.
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