FR2827713A1 - Structure de surface de contact entre des substances metalliques - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet une structure de surface de contact comprenant des couches plaquées composées de nickel non magnétique 83, formées par dépôt sans courant de nickel et des couches de placage d'or 84 appliquées sur les couches plaquées est prévue sur des surfaces de contact des éléments en métal mâle et femelle, constituant un conducteur central d'un connecteur coaxial.L'invention couvre également un connecteur coaxial comportant une structure de surface de contact intermétallique et ayant une distorsion d'intermodulation supprimée efficacement, une résistance mécanique élevée, une grande robustesse et pouvant être fabriqué à faible coût.
Description
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La présente invention se rapporte à une structure de surface de contact entre des substances métalliques, et plus particulièrement à une structure de surface de contact intermétallique dans laquelle une distorsion d'intermodulation générée dans un emplacement de contact intermétallique s peut être supprimée. La présente invention se rapporte également à un connecteur, en particulier à un connecteur coaxial ayant une telle structure de
surface de contact intermétallique.
Dans différents types de systèmes de communication, il y a un problème de distorsion d'intermodulation due à une interférence entre deux o signaux ayant des fréquences différentes. Par exemple, un système d'antenne prévu dans une station de base d'une communication mobile est couramment utilisé pour l'émission et la réception. Puisqu'une fréquence d'émission diffère d'une fréquence de réception, un problème de distorsion d'intermodulation appara^t entre elles. Du bruit dû à la distorsion d'intermodulation interfére s avec une bande de fréquence de réception, et la communication peut parfois étre impossible. Dans le système de communication mobile, diverses études ont été réalisées afin de supprimer la distorsion d'intermodulation générée dans des circuits actifs tels que des amplificateurs, et un effet substantiel a été atteint. Cependant, aucune mesure efficace n'a été prise pour la distorsion d' intermodulation générée au niveau des parties passives, c' est-à-dire des surfaces de contact intermétallique telles qu'un connecteur, une antenne et des
parties entourant l'antenne, par exemple les supports d'antenne.
La fgure 1 qui illustre l'état de la technique est une vue schématique montrant l'environnement d'une antenne de station de base d'un système de communication mobile dans lequel une distorsion d'intermodulation peut étre générée. Une antenne d'émission 12 et une antenne de réception 13 sont prévues sur une tour 11 d'une station de base. Chacune de ces antennes comporte une rangée d'éléments d'antenne 14 ayant un certain nombre d'éléments d'antenne. Les éléments d'antenne sont reliés à une borne o d'entrée-sortie d'antenne 16 au moyen d'un dispositif de commande de
faisceau 15 afin de diriger un faisceau d'antenne dans une direction souhaitée.
La figure 2 illustre une forme de réalisation de la rangée d'éléments d'antenne 14, dans laquelle un élément d'antenne est constitué par une antenne à dipole imprimoe. Sur un circuit imprimé l7 sont formés des éléments d'antenne 18 ss suivant un dessin donné, et une plaque de réflexion 19 est prévue perpendiculairement au circuit imprimé 17. Le circuit imprimé 17 et la plaque de réflexion 19 sont installés à l'intérieur d'un capot cylindrique 20. Dans une telle structure d' antenne, une distorsion d' intermodulation peut se produire dans diverses parties telles qu'un point de contact entre un circuit d'alimentation électrique pour la rangée d' éléments d' antenne 1 4 et le dispositif de commande de faisceau 15, des parties de raccordement de conducteur dans le dispositif de commande de faisccau 15, un emplacement de contact entre la borne d'entrée-sortie d'antenne 16 et un cable coaxial, des supports pour la fixation des antennes 12, 13 sur la tour 11 et un emplacement
o de contact entre le circuit imprimé 17 et le capot 20.
En étudiant la génération de la distorsion d'intermodulation en divers emplacements entourant l'antenne de la station de base du système de communication mobile, on a constaté que les emplacements comprennent une surface de contact entre des matières métalliques. Jusqu'à présent, la s distorsion d'intermodulation générée sur une telle surface de contact intermétallique ne constituait pas un grand problème, mais avec une haute fréquence et un champ de signal faible, la distorsion d'intermodulation due à une non-linéarité d'une telle surface de contact intermétallique pose un problème. o En particulier, dans une station de base de système de téléphone cellulaire ou de téléphone mobile, une antenne est couramment utilisée pour l'émission et la réception et plusieurs antennes sont prévues à une courte distance, et la distorsion intermétallique mentionnce ci-dessus générée sur une surface de contact intermétallique peut poser un problème sérieux. Au niveau s de la station de base de télophone cellulaire, une puissance de réception est plus faible qu'une puissance d'émission et un champ électrique d'un signal reçu est susceptible d'étre très faible et une influence de la distorsion d'intermodulation devient relativement grande. Si la distorsion d'intermodulation entre dans une bande de fréquence de réception, un signal
o peut ne plus étre recu.
Afin de supprimer la distorsion d'intermodulation mentionnée ci-
dessus générée au niveau de la surface de contact intermétallique, on a d'abord envisagé de supprimer la surface de contact intermétallique. Cependant, cette solution n'est pas pratique, du fait qu'il est difficile de construire une station ss de base du système de téléphone cellulaire sans prévoir la surface de contact
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intermétallique. De plus, la distorsion d'intermodulation peut se produire au niveau d'une surface de contact entre des matières métalliques du même type du fait d'une différence d'état de surface. Par conséquent, même si des conducteurs sont fabriqués dans la même matière métallique, la distorsion d'intermodulation peut ne pas être supprimée. Dans une deuxième solution, la distorsion d'intermodulation a pu être supprimée en réduisant une densité de courant en augmentant une surface de contact et une pression de contact. I1 était toutefois souhaité qu'une station de base soit d'une petite taille et légère, et une surface de contact ne pouvait par o conséquent pas être augmentée. Ceci ne pouvait par conséquent pas être une solution pratique. Par exemple, un raccordement à un câble coaxial est effectué au moyen d'un connecteur coaxial. Des connecteurs DIN ont été largement utilisés, du fait qu'ils génèrent une petite quantité de distorsion d'intermodulation. Cependant, les connecteurs DIN existants sont d'une s grande taille et l'on a souhaité réduire l'encombrement. Par conséquent, une
surface de contact des connecteurs DIN n'a pas pu étre réduite.
Dans une troisième solution, la distorsion d'intermodulation est supprimée en améliorant une condition de contact de la structure de surface de contact intermétallique. Par exemple, la génération de distorsion o d'intermodulation peut être supprimée efficacement sans rendre une surface de contact et une pression de contact excessivement grandes en optimisant un
métal de substrat, une matière de galvanoplastie et une rugosité de surface.
Dans de nombreuses stations de base du système de téléphone cellulaire, différents éléments sont connectés au moyen de câbles coaxiaux et de connecteurs coaxiaux. Des connecteurs DIN 7/16 et des connecteurs DIN
4.1/9.5 ayant des propriétés supérieures ont été largement utilisés.
Le connecteur DIN est plus grand que le connecteur N qui a été généralement utilisé dans diverses applications, et une surface de contact et une pression de contact peuvent être accrues. Par conséquent, la génération de so la distorsion d'intermodulation est supprimée. Cependant, dans le système de téléphone cellulaire récent, la puissance a été encore réduite, et l'influence de la distorsion d'intermodulation est donc encore accrue. Par conséquent, on a souhaité développer un nouveau connocteur coaxial dans lequel la génération
de la distorsion d'intermodulation est encore réduite.
Dans le connecteur coaxial, différentes solutions ont été proposces afin de diminuer une résistance de contact entre des substances métalliques, augmenter une résistance mécanique et améliorer la robustesse. Par exemple, il a été proposé de prévoir une couche de placage sur une surface de contact intermétallique de façon à améliorer une résistance à la corrosion et également réduire une résistance de contact. Dans une structure de surface de contact intermétallique de type connu, une couche de placage de nickel est prévue comme couche de dépôt, et une couche de placage d'or est prévue sur la couche de dépôt de nickel. Une telle skucture de surface de contact o intermétallique a une propriété supérieure dans la résistance de contact, la résistance mécanique et la résistance à la corrosion. Cependant, la génération de la distorsion d'intermodulation n'a pas pu êhe suffisamment supprimée. En particulier, la couche de placage de nickel servant de couche de dépôt est une matière magnétique qui est susceptible de générer la distorsion d'intermodulation. Il est connu d'utiliser une couche de placage d'argent pour supprimer la distorsion d'intermodulation, mais la couche de placage d'argent
a une faible résistance à la corrosion ainsi qu'une résistance de contact élevée.
De plus, la couche de placage d'argent est relativement molle et peut étre décollée pendant l' opération d' insertion et de rckait sous une pression de
contact élevée.
La présente invention a pour but de procurer une skucture de surface de contact intermétallique qui a une faible résistance de contact, une résistance mécanique élevée, une grande robustesse et peut supprimer la distorsion d'intermodulation, et de procurer un connecteur qui comprend une telle skucture de surface de contact intermétallique perfectionnée et peut être
fabriqué à faible coût.
Selon l' invention, une skucture de surface de contact intermétallique comporte des premier et deuxième éléments en métal qui sont reliés éleckiquement l'un à l'autre, et un film de placage comprenant au moins des o couches de placage de nickel non magnétiques prévues sur des surfaces de contact desdits premier et deuxième éléments en métal afn de supprimer une distorsion d'intermodulation. Dans la skucture de surface de contact intermétallique selon l'invention, il est prétérable que ledit film de placage comprenne des couches de dépôt fabriquces en nickel non magnétique s5 appliquées sur des surfaces de contact des premier et deuxième éléments en
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métal et des couches de placage d'or appliquces sur lesdites couches de dépôt
afin d'améliorer la résistance à la corrosion.
Selon l'invention, un connecteur comporte un premier et un deuxième éléments en métal reliés électriquement l'un à l'autre, et une structure de s surface de contact intermétallique comprenant des couches de dépôt de nickel non magnétique appliquées sur des surfaces de contact desdits premier et deuxième éléments en métal et des couches de placage d'or appliquées sur
lesdites couches de dépôt.
Dans la structure de surface de contact intermétallique et le connocteur o selon l' invention, ladite couche de dépôt de nickel non magnétique est de préférence formée par dépôt de nickel sans courant électrique. De plus, le connecteur selon l' invention est de préférence sous la forme d'un connecteur
coaxial, en particulier un connecteur de type DIN ou de type SMA.
La figure 1 est une vue schématique montrant des emplacements de s génération de distorsion d'intermodulation dans une station de base d'un système de communication mobile; La fgure 2 est une vue schématique représentant des emplacements de génération de distorsion d'intermodulation dans une antenne; La figure 3 est un schéma fonctionnel illustrant une structure entière o d'un système de mesure de distorsion d'intermodulation développé par les inventeurs de la présente demande; La figure 4 est une vue en perspective montrant une structure détaillée d'un élément de contact plat; - La figure 5 est une vue en perspective représentant une structure s détaillée d'un connecteur sans contact; La figure 6 est un graphique représentant une propriété du connecteur sans contact; La fgure 7 est une vue en coupe montrant schématiquement un élément de contact plat destiné à analyser une propriété d'un connecteur o coaxial connu; La fgure 8 est graphique indiquant une propriété de distorsion d'intermodulation d'un connecteur connu ayant une couche de placage d'or appliquce sur une couche de dépôt de nickel;
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La figure 9 est un graphique représentant une propriété de distorsion d'intermodulation d'un connecteur connu ayant une couche de placage d'or appliquée sur une couche de dépôt de nickel; La figure 10 est un graphique exprimant une propriété de distorsion s d'intermodulation d'un connecteur connu ayant une couche de placage d'argent; La figure 11 est un graphique montrant une propriété de distorsion d'intermodulation d'un connecteur comparable ayant une couche de placage de platine, o La figure 12 est un graphique représentant une propriété de distorsion d'intermodulation d'un connecteur comparable ayant une couche de placage d'étain; La figure 13 est une vue en coupe illustrant schématiquement un élément de contact plat pour utilisation dans l'étude de la propriété de s distorsion d'intermodulation de la structure de surface de contact intermétallique selon l'invention, dans lequel une couche de placage d'or est formée sur une couche de dépôt non magnétique formée par dépôt sans courant électrique; La figure 14 est un graphique représentant la propriété de distorsion o d'intermodulation de la structure de surface de contact intermétallique selon l'invention; La fgure 15 est un graphique indiquant la propriété de distorsion d'intermodulation de la structure de surface de contact intermétallique selon l'invention; et La figure 16 est une vue en coupe montrant une forme de réalisation
du connecteur selon l'invention sous la forme d'un connecteur DIN.
Selon l'invention, la distorsion d'intermodulation peut étre supprimée avec succès en prévoyant les couches de dépôt de nickel non magnétique sur les surfaces de contact des éléments en métal devant 8tre reliés électriquement l'un à l'autre et en appliquant les couches de placage d'or sur les couches de dépôt. Afin de trouver une telle structure, il est nécessaire de fabriquer un certain nombre de connecteurs coaiaux alors que différents paramètres tels que des types de matières d'une couche de dépôt, des types de matières de couches de placage, des épaisseurs de couches et des états de surface sont 3s modifés de différentes manières et de mesurer des distorsions
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d'intermodulation de ces connecteurs. Cela demande beaucoup de travail, de temps et d'argent. De plus, du fait de facteurs non défnis tels que des variations de traitement des connecteurs coaxiaux et des dégradations dans les propriétés dues aux opérations d' insertion et de retrait des connecteurs s coaxiaux, les distorsions d'intermodulation peuvent ne pas être mesurées avec précision. En outre, dans le cas de l'utilisation du connocteur coaxial, il est
nécessaire de relier le connecteur à un cable coaxial au moyen d'une soudure.
Cette opération de soudage est délicate. Il est assez difficile de maintenir o constantes les conditions de soudage des connocteurs respectifs, et la génération de la distorsion d'intermodulation au niveau des emplacements de soudure peut influencer en grande partie la mesure. Il en résulte que la distorsion d'intermodulation générée dans les emplacements de contact des
connecteurs peut ne pas être mesurée avec précision.
s Les inventeurs de la présente demande ont développé un nouveau système de mesure de distorsion d'intermodulation qui peut mesurer avec précision, en un temps court, à faible coût et avec peu de travail, une distorsion d'intermodulation générée dans un emplacement de contact des éléments en métal, et la présente invention a été conçue en utilisant ce système o de mesure de distorsion d'intermodulation. Le système de mesure de distorsion d'intermodulation va maintenant être expliqué avant l'explication
concrète de l'invention.
Dans le système de mesure de distorsion d'intermodulation développé par les inventeurs, plusieurs éléments de contact plats sont préparées. Chacun s des éléments de contact plats comporte un substrat diélectrique ayant des surfaces plates et un dessin de conducteur appliqué sur une desdites surfaces plates et comprenant une partie de conducteur de contact, une partie de conducteur de raccordement et une partie de conducteur intermédiaire, et une plaque de base appliquée sur l'autre surface plate. Une partie de conducteur de raccordement d'un premier élément de contact plat est reliée à un circuit de mesure de distorsion d'intermodulation au moyen d'un premier connecteur sans contact, et un deuxième élément de contact plat est empilé sur le premier élément de contact plat de telle sorte qu'une partie de conducteur de contact du deuxième élément de contact plat est amenée en contact avec une partie de 3s conducteur de contact du premier élément de contact plat. Une partie de
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conducteur de raccordement du deuxième élément de contact plat est reliée à une charge factice au moyen d'un deuxième connecteur sans contact. Une distorsion d'intermodulation générée au niveau d'un emplacement de contact des parties de conducteur de contact des premier et deuxième éléments de
s contact plats est mesurce.
Dans un tel système de mesure de distorsion d'intermodulation développé par les inventeurs, on utilise des éléments de contact plats dont les réseaux de conducteur sont fabriqués dans les métaux devant être testés, et les éléments de contact plats peuvent être fabriqués en utilisant des circuits o imprimés. Par conséquent, le travail, le temps et le coût pour la fabrication des échantillons de test, c'est-à-dire des éléments de contact plats, peuvent étre extrêmement réduits, une variation dans le traitement des échantillons de test peut être diminuée, et une précision de mesure de la distorsion d'intermodulation peut être améliorée du fait qu'une dégradation de propriété due à l'opération de montage et de déplacement peut être réduite. En ouke, des éléments de contact plats peuvent être reliés au circuit de mesure de distorsion d'intermodulation et à la charge factice au moyen des connecteurs sans contact, et il n'est ainsi plus nécessaire d'utiliser la soudure conventionnelle. Par conséquent, aucune erreur de mesure due à une variation des conditions de soudure n'est introduite. De cette manière, la distorsion
d'intermodulation peut être mesurée très précisément.
Le connecteur sans contact mentionné ci-dessus comporte un premier et un deuxième substrats diélectriques qui sont disposés en parallèle et sont séparés l'un de l'autre d'une distance qui est essentiellement égale à une épaisseur de la partie de conducteur de raccordement de l'élément de contact plat, et un troisième substrat diélectrique qui est enserré par les premier et deuxième substrats diélectriques. Sur une surface externe du premier substrat diélectrique est formée une bande de conducteur qui est alignée avec la partie de conducteur de raccordement de ljélément de contact plat quand l'élément o de contact plat est inséré dans l'espace entre les premier et deuxième substrats diélectriques de telle sorte qu'une extrémité avant de l'élément de contact plat est séparée d'un bord avant du koisième substrat diélectrique d'une distance donnée. Une surface externe totale du deuxième substrat diélectrique est recouverte avec un film électriquement conducteur. Sur une surface du troisième substrat diélectrique opposée au premier substrat diélectrique est
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formée une bande de conducteur qui est alignée avec la bande de conducteur formée sur la surface externe du premier substrat diélectrique. La surface opposée du troisième substrat diélectrique est recouverte avec un film
électriquement conducteur.
La figure 3 est un schéma fonctionnel montrant l'ensemble du système de mesure de distorsion d'intermodulation développé par les inventeurs. Une unité de mesure 21 comprenant un premier et un deuxième éléments de contact plats constituant un emplacement de contact entre les métaux, est reliée à un duplexeur 23 au moyen d'un premier connecteur sans contact 22 o ainsi qu'à une charge factice 25 au moyen d'un deuxième connocteur sans contact 24. Dans cette forme de réalisation, la charge factice 25 est constituée
par un câble coaxial semi-rigide ayant une longueur de 50 mètres.
Le duplexeur 23 est connecté à un coupleur de puissance 26, et le coupleur de puissance est relié à une première et une deuxième sources d'onde s 27 et 28. Ces première et deuxième sources d'onde 27 et 28 sont constituées par des générateurs 29, 30 de fréquence standard f et f2 et des amplificateurs de puissance 31, 32. Le duplexeur 23 est en outre relié à un circuit de mesure de distorsion d'intermodulation 36 comprenant un filtre passe bande 33 destiné à extraire une composante de distorsion d'intermodulation, un
amplificateur à faible bruit 34 et un analyseur de spectre 35.
La figure 4 est une vue en perspective illustrant une construction détaillée de l'unité de mesure 21 comprenant les premier et deuxième éléments de contact plats, et les premier et deuxième connocteurs sans contact 22 et 24. Puisque les premier et deuxième éléments de contact plats 41 et 42 ont une construction sensiblement identique, seul le premier élément de contact plat 41 qui est relié au duplexeur 23 au moyen du premier connecteur sans contact 22 va étre expliqué. Le premier élément de contact plat 41 est formé par un circuit imprimé. Sur une surface plate d'un substrat diélectrique 43a ayant une constante diélectrique relative d'environ 2,6, par exemple, sont o formées une partie de conducteur de contact 44a, une partie de conducteur de raccordement 45a et une partie de conducteur intermédiaire 46a reliant l'une à l'autre la partie de conducteur de contact et la partie de conducteur de raccordement. Une surface opposée du substrat diélectrique 43a est recouverte
par une plaque de base 47a formée par un film métallique.
o 2827713 Le deuxième élément de contact plat 42 est formé de la manière expliquée ci-dessus, et des parties similaires à celles du premier élément de contact plat sont désignées par les mémes références avec le suffixe b. Lors de la mesure d' une distorsion d' intermodulation, les premier et deuxième éléments de contact plats 41 et 42 sont empilés de telle sorte que les parties de conducteur de contact 44a et 44b de ces éléments sont amenées en contact l'une avec l'autre avec une pression donnée. Ensuite, la génération de la distorsion d'intermodulation en fonction des états de surface et de la pression
de contact des parties de conducteur de contact peut étre étudice.
o Un contact intermétallique entre des substances métalliques est réalisé en mettant en contact l'un avec l'autre les premier et deuxième éléments de contact plats 41 et 42 qui sont formés chacun d'un circuit imprimé plat, et il n'est par conséquent plus nécessaire de préparer des connecteurs coaxiaux compliqués. Un échantillon de test constitué par un circuit imprimé plat peut étre fabriqué facilement en un temps court. De plus, on peut améliorer la précision de fabrication des échantillons de test et réduire l'influence sur la précision de mesure de la distorsion d'intermodulation, et la mesure peut étre
réalisée avec précision.
Le premier élément de contact plat 41 est relié au duplexeur 23, aux o première et deuxième sources d'onde 27 et 28 et au circuit de mesure de distorsion d'intermodulation 36 au moyen du premier connecteur sans contact 22, et le deuxième élément de contact plat 42 est relié à la charge factice 25 au moyen du deuxième connecteur sans contact 24. Par conséquent, les échantillons de test peuvent étre reliés au circuit de mesure de distorsion d'intermodulation et à la charge factice par une opération simple, et une distorsion d' intermodulation indésirable n' est pas générce aux emplacements
de raccordement.
La figure Sa est une vue en perspective montrant une construction détaillée du premier connecteur sans contact 22. Il convient de noter que le o deuxième connecteur sans contact 24 a une structure similaire, et seul le premier connecteur sans contact 22 va ainsi être expliqué. Le connecteur sans contact 22 comporte un premier et un deuxième substrats diélectriques la et 52a qui sont disposés en parallèle et sont séparés l'un de l'autre d'une distance qui est essentiellement égale à une épaisseur de la partie d'extrémité de l'élément de contact plat 41 au niveau de laquelle la partie de conducteur de
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raccordement 45a est formée, et un troisième substrat diéleckique 53a qui est enserré par les premier et deuxième substrats diélectriques 51a et 52a. Le koisième substrat diéleckique plat 53a est inséré de telle sorte qu'une extrémité avant du troisième subskat diélectrique s'étend légèrement avant les points milieux des premier et deuxième substrats diélectriques 51a et 52a. Ces premier à koisième subshats diélectriques 5 la, 52a et 53a peuvent être fabriqués dans une matière ayant une constante diélectrique relative de 2,0 à 3,0. L'élément de contact plat 41 est inséré dans un espace entre les o premier et deuxième substrats diélectriques 51a et 52a du connecteur sans contact 22 de telle sorte qu'une exkémité avant de l'élément de contact plat s'étend légèrement devant les points milieux des premier et deuxième substrats diélechiques. Par conséquent, lorsque l'élément de contact plat 41 est inséré, l'exkémité avant de l'élément de contact plat est séparée de l'extrémité s avant du troisième substrat diéleckique 53a d'une distance donnce. Cette distance d peut étre par exemple d'environ 1 mm. Les premier et deuxième
substrats diélectriques 51a et 52a ont une longueur d2 de 156 mm.
Sur une surface externe du premier substrat diélectrique 51a est forrnée une bande de conducteur 54a qui s'étend en alignement avec la partie o de conducteur de raccordement 45a de l'élément de contact plat 41 quand l'élément de contact plat est inséré. Une surface externe entière du deuxième substrat diélechique 52a est recouverte avec un film électriquement conducteur 55a. Sur une surface du troisième substrat diélectrique 53a opposée au premier substrat diélectrique 51a est formée une bande de s conducteur 56a qui est alignce avec la bande de conducteur 54a formoe sur la surface externe du premier substrat diélechique 51a. La surface arrière du koisième substrat diélectrique 53a est recouverte avec un film électriquement
conducteur 57a.
Le premier connecteur sans contact 22 est relié au duplexeur 23 au o moyen d'un câble coaxial. Comme cela est représenté sur la figure 5b, la bande de conducteur 56a formée sur une surface du troisième substrat diélectrique 53a est reliée à un conducteur d'âme 62 d'un câble coaxial 61 par une soudure 64, et un conducteur externe 63 du câble coaxial 61 est relié au film électriquement conducteur 57a formé sur l'auke surface du troisième substrat diélectrique 53a. De cette manière, un raccordement direct existe enke
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le connecteur sans contact 22 et le câble coaxial 61, et les éléments de contact
plats 41, 42 peuvent êke échangés sans déconnecter ladite connexion directe.
Par conséquent, la mesure de la distorsion d' intermodulation n' est pas affectée par le mode de raccordement. Le deuxième connecteur sans contact 24 a une s structure similaire à celle expliquée ci-dessus, et dans lafgure 4, des parties du deuxième connecteur sans contact similaires à celles du premier connecteur
sans contact sont désignées par les mémes références avec le suffxe b.
La figure 6 représente une propriété d'entrée du connecteur sans contact 22 décrit ci-dessus. Une perte de réflexion dans une large bande de 0 fréquence d'une largeur de bande relative de 17 % de 0,8 GHz à 0,99 GHz n'est pas supérieure à -20 dB. De plus, une perte d'insertion n'est pas supérieure à 0,2 dB. Par conséquent, quand la fréquence d'émission est réglée à 862 MHz et à 887 MHz, une distorsion d'intermodulation du cinquième ordre se produisant à 937 MHz peut être effcacement mesurée. Il est également possible de mesurer d' autres ordres de distorsion d' intermodulation
tels que le troisième ordre et le septième ordre.
Les inventeurs ont fabriqué un kès grand nombre d'éléments de contact plats en utilisant des circuits imprimés, les types de métaux des parties de conducteur de contact et les états de surfaces étant modifés de différentes o manières. Deux éléments de contact plats choisis parmi ces nombreux éléments de contact plats sont empilés l'un sur l'auke de telle sorte que des parties de conducteur de contact des éléments de contact plats empilés sont amenées en contact l'une avec l'auke, en ajustant la pression de contact. Ces éléments de contact plats sont reliés au circuit de mesure de distorsion s d'intermodulation 36 et à la charge factice 25 en les insérant dans les espaces entre les premier et deuxième subskats diéleckiques 51 a et 52a des connecteurs sans contact 22 et 24. La mesure de la distorsion
d'intermodulation est réalisée de cette manière.
Dans ce cas, puisqu'il n'est pas nécessaire de relier par soudage les so éléments de contact plats 41, 42 au circuit de mesure de distorsion d'intermodulation 36 et à la charge factice 25, l'opération de raccordement peut êke réalisée simplement, et de plus, une erreur de mesure due à une variation d'une condition de soudure peut être évitée et la distorsion
d'intermodulation peut être mesurée kès exactement.
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La figure 7 montre schématiquement un élément de contact plat pour l'étude d'une propriété d'un connecteur DIN connu dans lequel une couche de placage d'or est formée sur une couche de dépôt de nickel. Sur une surface d'un substrat diélectrique 71 d'un circuit imprimé, un film électriquement s conducteur 72 en cuivre est formé avec une épaisseur de 35 1lm, une couche de dépôt de nickel 73 est formoe avec une épaisseur de 2,um par dépôt électrolytique, et une couche de placage d' or 74 est formée avec une épaisseur de 0,1,um. Sur une surface arrière du substrat diélectrique 71 est formée une
couche électriquement conductrice 75 en cuivre ayant une épaisseur de 3 5 1lm.
o Quatre types d'éléments de contact plats ayant la structure expliquée ci-dessus ont été fabriqués et la génération de distorsion d'intermodulation a été mesurée (ceci est identique pour le test suivant). La figure 8 est un graphique représentant un résultat de la mesure. Dans ce graphique, l' axe horizontal indique un temps en seconde et l'axe vertical représente la distorsion d'intermodulation en dBc. Dans le connecteur D connu, on a constaté qu'une forte distorsion d'intermodulation d'environ -120 dBc est générée. La fgure 9 montre un résultat de mesure de la distorsion d'intermodulation pour des éléments de contact plats qui ont la même structure que celle illustrce sur
la figure 7, mais l'épaisseur de la couche de placage d'or est fxée à 0, 05 1lm.
Dans ce cas également, une forte distorsion d'intermodulation d' environ 115
dBc est générée.
La fgure 10 représente la génération de distorsion d'intermodulation pour des éléments de contact plats, dans lesquels une couche de placage d'argent est directement formée sur une couche de cuivre sans interposer la couche de dépôt. Une telle structure est adoptée dans des connocteurs coaxiaux connus. Dans le connecteur coaxial, il était bien connu de former une couche de placage d'argent, mais dans ce cas, la génération de distorsion d'intermodulation n'est pas stable, et un contact est instable. En outre, la couche de placage d'argent a une faible résistance mécanique' une faible
o résistance à la corrosion et une résistance de contact élevée due à l'oxydation.
La figure 11 montre la génération de distorsion d'intermodulation pour des éléments de contact plats, dans lesquels une couche de placage de platine est directement formoe sur la couche de cuivre électriquement conductrice sans interposer la couche de dépôt. Dans ce cas, la distorsion
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d'intermodulation est supprimée à environ -130 dBc. Cependant, le platine est
cher et le coût du connecteur coaxial devient très élevé.
La figure 12 représente la génération de la distorsion d'intermodulation pour des éléments de contact plats, dans lesquels une s couche de placage d'étain est directement formée sur la couche de cuivre électriquement conductrice, sans la couche de dépôt. Dans ce cas également, la distorsion d'intermodulation est supprimée à environ -130 dBc. Cependant, la couche de placage d'étain a une faible résistance mécanique ainsi qu'une faible résistance à la corrosion. Par conséquent, la couche de placage d'étain o n'a pas pu être utilisée dans un connecteur coaxial réel. En outre, les couches de placage mentionnées ci-dessus d'or, de platine et d'étain peuvent introduire un court-circuit du à des barbes et avoir une faible résistance mécanique et une faible résistance à la corrosion, et il est par conséquent diffcile en pratique
d'atteindre une gestion de qualité suffisamment élevée.
s La figure 13 illuske schématiquement la structure d'un élément de contact plat pour l'étude d'une propriété de la structure de surface de contact intermétallique selon l'invention. Sur une surface du côté contact d'un substrat diélectrique 81 constitué par un circuit imprimé, une couche électriquement conductrice 82 en cuivre est formée avec une épaisseur de 35,um, une couche o de dépôt 83 en nickel est formée par dépôt sans courant électrique avec une épaisseur de 2 1lm, et une couche de placage d'or 84 est formée avec une épaisseur de 0,05,um. Sur une surface arrière du substrat diélectrique 81 est formée une couche électriquement conductrice 85 en cuivre avec une épaisseur de 35 m. Une couche de dépôt de nickel formée par dépôt électrolytique comme pour les coecteurs coaxiaux connus est une substance magnétique, mais la couche de dépôt 83 en nickel formée par dépôt sans courant électrique est une substance non magnétique. Il est connu que la couche de placage de nickel formée par dépôt sans courant électrique est une substance non magnétique. La structure de surface de contact intermétallique o selon l' invention a été basée sur le fait que la génération de distorsion d'intermodulation peut étre supprimée en prévoyant la couche de placage de nickel non magnétique. En outre, en prévoyant la couche de placage d' or sur la couche de dépôt de nickel non magnétique formée par dépôt sans courant électrique, la génération de distorsion d'intermodulation peut étre encore
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supprimée, et dans le même temps, la résistance à la corrosion et la résistance
de contact peuvent être améliorées.
La fgure 14 montre la génération de distorsion d'intermodulation quand les éléments de contact plats illustrés sur la figure 13 simulant la s structure de surface de contact intermétallique selon l' invention sont amenés en contact l'un avec l'autre. Dans la structure de surface de contact intermétallique selon l' invention, la distorsion d' intermodulation est supprimée à pas plus de -130 dBc (environ -140 dBc). De plus, une fluctuation de la distorsion d'intermodulation est faible, et il est évident qu'une surface de
o contact stable peut étre obtenue.
La figure 15 représente la génération de distorsion d'intermodulation quand les éléments de contact plats destinés à simuler la structure de surface de contact intermétallique selon l' invention sont amenés en contact l'un avec l' autre, l' épaisseur de la couche de placage d' or étant fixée à 0,03,um comparce à l'élément représenté sur la figure 13. Dans ce cas, une différence pour quatre types des éléments de contact plats est plus grande que dans le cas représenté sur la figure 14, mais la génération de distorsion d'intermodulation
peut être supprimée et une fluctuation de temps est également faible.
La fgure 16 représente une forme de réalisation du connecteur coaxial o ayant la structure de surface de contact intermétallique selon l'invention. Le connecteur de la présente forme de réalisation est construit sous la forme d'un connecteur DIN, dans lequel différents composants sont fabriqués en cuivre au béryllium ayant d'excellentes propriétés de conductivité électrique et d'élasticité. Un connecteur femelle représenté sur le côté gauche comprend un s conducteur central 91 qui est formé par un corps cylindrique électriquement conducteur ayant un diamètre de 7 mm et plusieurs fentes sont formées dans son extrémité. Sur une surface du conducteur central 91 est formée une couche de dépôt de nickel non magnétique ayant une épaisseur de 1,3,um, la couche de dépôt étant formée par dépôt sans courant électrique. En outre, sur la o couche de dépôt de nickel non magnétique est formée une couche de placage d'or ayant une épaisseur de 0,05 m. Un disque électriquement isolant 92 ayant le conducteur central 91 en son centre, est fixé dans une douille intérieure 93a d'un conducteur externe 93, et une vis 93c est formée dans une
surface externe d'une douille externe 93b.
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Un connecteur mâle représenté sur le côté droit comporte un conducteur central 94 formé par un corps cylindrique dont la partie d'extrémité a un diamètre légèrement inférieur à 7 mm. Comme pour le conducteur central 91 du connecteur femelle, on forme sur le conducteur central 94 une couche de dépôt de nickel non magnétique de 1,5!lm par dépôt sans courant électrique et une couche de placage d'or de 0,45,um, par dépôt électrolytique. Un élément électriquement isolant 95 portant le conducteur central 94 du connecteur mâle est fixé dans une douille intermédiaire électriquement to conductrice 96, et une douille externe 97 est montée de façon rotative autour de la douille intermédiaire. Dans une surface intérieure d'une partie avant de la douille externe 96 est formé un filet 97a qui est engagé avec la vis 93c du connecteur femelle. Par conséquent, en insérant l'extrémité du conducteur central 94 du connecteur male dans l'extrémité du conducteur central 91 du connecteur femelle et en engageant la vis 93c sur le flet 97a, le connecteur femelle et le connecteur mâle peuvent être reliés l'un à l'autre. Dans ce cas, la structure de surface de contact intermétallique expliquée ci-dessus est constituée à l' emplacement de contact entre les conducteurs centraux 9 1 et 94, et un bon état de contact peut donc être atteint et la génération de distorsion
o d'intermodulation indésirable peut être efficacement supprimée.
La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation expliquées ci-dessus, et de nombreuses variantes et modifcations peuvent être concues par un homme du métier dans la portée de l' invention. Par exemple, les épaisseurs de la couche de dépôt de nickel et de la couche de placage d'or
ne sont pas limitées à celles expliquées dans les formes de réalisation ci-
dessus, mais peuvent être modifiées à volonté. De plus, dans la forme de réalisation ci-dessus du connecteur coaxial, des composants en métal sont fabriqués en cuivre au béryllium, mais ils peuvent étre fabriqués dans d'autres métaux. En outre, dans la forme de réalisation ci-dessus, le connocteur coaxial est construit sous la forme d'un connecteur DIN, mais il peut être sous la forme d'un autre type de connecteur coaxial tel que le connecteur de type SMA et le connecteur N. I1 est à noter en outre que la structure de surface de contact intermétallique selon l' intention n' est pas limitée au connecteur coaxial, mais peut être appliquée à n'importe quel type d'emplacements de
contact de métaux.
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Claims (11)
1. Structure de surface de contact intermétallique, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier et un deuxième éléments en métal qui sont s reliés électriquement l'un à l'autre, et un film de placage comprenant au moins des couches de placage de nickel non magnétiques prévues sur des surfaces de contact desdits premier et deuxième éléments en métal afin de supprimer une
distorsion d'intermodulation.
2. Structure de surface de contact intermétallique selon la o revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche de placage non magnétique du film de placage est formée par une couche plaquée sans
courant de nickel.
3. Structure de surface de contact intermétallique selon la revendication 1, caractérisoe en ce que ledit film de placage comprenant au moins les couches de placage de nickel non magnétique comprend des couches de dépôt fabriquées en nickel non magnétique appliquées sur des surfaces de contact des premier et deuxième éléments en métal et des couches de placage d'or appliquées sur lesdites couches plaquées afin d'améliorer une
résistance à la corrosion.
o
4. Structure de surface de contact intermétallique selon la revendication 3, caractérisce en ce que ladite couche de placage de nickel non magnétique du film de placage est formoe par une couche plaquce sans
courant de nickel.
5. Connecteur, caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un deuxième éléments en métal reliés électriquement l'un à l'autre, et une structure de surface de contact intermétallique comprenant des couches plaquées de nickel non magnétique appliquées sur des surfaces de contact desdits premier et deuxième éléments en métal et des couches de placage d'or
appliquées sur lesdites couches de dépôt.
so
6. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième éléments en métal sont fabriqués dans du cuivre au béryllium.
7. Connocteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite couche de placage de nickel non magnétique du film de placage est formée par
une couche plaquée sans courant de nickel.
8. Connecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième éléments en métal sont fabriqués dans du cuivre au béryllium.
9. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit connecteur est construit sous la forme d'un connecteur coaxial.
10. Connecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit
connecteur coaxial est construit sous la forme d'un connecteur DIN.
11. Connecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit
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- 2002-07-23 FR FR0209348A patent/FR2827713A1/fr active Pending
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