FR2961356A1

FR2961356A1 - Connector for printed circuit in motor vehicle, has insulating body including housing to receive powered electronic components, where power supply pin belonging to set of pins supplies power to electronic components

Info

Publication number: FR2961356A1
Application number: FR1004505A
Authority: FR
Inventors: Olivier Rabatel
Original assignee: Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-12-16

Abstract

The connector (10) has a set of conductive pins (12) molded in an insulating body (11), where the insulating body includes a housing (14) intended to receive powered electronic components such as capacitor (15) and relay (16). A power supply pin (12b) belonging to the set of pins supplies power to the electronic components. A printed circuit (19) is associated with the connector by force crimping, where the housing of the insulating body is closed by a flap (17).

Description

La présente invention concerne un connecteur. Plus particulièrement ce connecteur est adapté pour être mis en place sur un circuit imprimé, lui même placé dans un véhicule automobile. De tels types de connecteurs doivent notamment répondre à des conditions d'utilisation difficiles (importantes variations de températures, vibrations, ...). Bien souvent les circuits imprimés recevant de tels connecteurs (qui sont considérés comme des composants encombrants) comportent également d'autres composants électroniques encombrants tels que des relais, des condensateurs... Tous ces composants encombrants sont mis en place sur le circuit imprimé par introduction de leurs pattes dans des trous traversant réalisés dans le circuit imprimé. Les pattes sont ensuite soudées sur la face inférieure du circuit imprimé. Etant donné le poids de tels composants, les vibrations ont tendance à casser les soudures. Les variations de températures ont les mêmes conséquences. De ce fait la fixation de ces composants à fort encombrement sur un circuit imprimé par soudure directe de leurs pattes ne donne pas satisfaction. Une vérification de chaque soudure par examen aux rayons X est nécessaire, mais cela implique une augmentation du cout de fabrication. Un autre inconvénient réside dans le fait que des pistes de forte puissance destinées à alimenter ces composants électroniques encombrants et des pistes de faible puissance se croisent sur le circuit imprimé. The present invention relates to a connector. More particularly this connector is adapted to be implemented on a printed circuit, itself placed in a motor vehicle. Such types of connectors must in particular respond to difficult use conditions (large temperature variations, vibrations, etc.). Often printed circuits receiving such connectors (which are considered bulky components) also include other bulky electronic components such as relays, capacitors ... All these bulky components are implemented on the printed circuit by introduction their legs in through holes made in the circuit board. The tabs are then welded to the underside of the printed circuit. Given the weight of such components, the vibrations tend to break the welds. Temperature variations have the same consequences. As a result, the fixing of these components with a large footprint on a printed circuit by direct soldering of their legs does not give satisfaction. A verification of each weld by X-ray examination is necessary, but this implies an increase in the cost of manufacture. Another disadvantage lies in the fact that high power tracks for powering these bulky electronic components and low power tracks intersect on the printed circuit.

Pour pallier les problèmes de fiabilité des soudures des composants encombrants traversants, il est connu de les insérer dans des berceaux eux mêmes soudés au circuit imprimés. Les berceaux ont pour fonction d'amortir les vibrations et les variations de température infligées aux soudures. Cependant de tels berceaux compliquent les étapes de fabrication et ne résolvent pas le problème lié au surcoût nécessité par les vérifications par rayons X qui doivent toujours être effectuées. Pour pallier les problèmes de croisement de pistes de puissance et de pistes de faibles puissance il est connu de séparer ces pistes sur le circuit imprimé, mais c'est au détriment de la simplicité du schéma de connexion. La présente invention a pour but de pallier à la fois les problèmes de fiabilité des soudures de composants encombrants et de croisement de pistes de fortes et de faibles puissances. Un autre but de l'invention est de pallier ces inconvénients sans pour autant augmenter les coûts de fabrication et sans augmenter le nombre de pièces. A cet effet la présente invention concerne un connecteur du type comportant une pluralité de broches conductrices surmoulées dans un corps isolant. Selon l'invention le corps isolant comporte un logement destiné à recevoir des composants électroniques alimentés. To overcome the reliability problems of soldering bulky components through, it is known to insert them into cradles themselves soldered to the printed circuit. The purpose of the cradles is to dampen the vibrations and temperature variations inflicted on the welds. However, such cradles complicate the manufacturing steps and do not solve the problem related to the additional cost required by the X-ray checks that must always be performed. To overcome the problems of crossing power tracks and low power tracks it is known to separate these tracks on the printed circuit, but it is to the detriment of the simplicity of the connection diagram. The object of the present invention is to overcome both the reliability problems of the welds of bulky components and the crossing of high and low power tracks. Another object of the invention is to overcome these disadvantages without increasing the manufacturing costs and without increasing the number of parts. To this end, the present invention relates to a connector of the type comprising a plurality of conductive pins overmolded in an insulating body. According to the invention, the insulating body comprises a housing intended to receive powered electronic components.

Ainsi les composants électroniques encombrants ne sont plus disposés directement sur le circuit imprimé mais sont implantés dans le connecteur qui comporte un logement à cet effet. Ce logement est réalisé directement dans le corps surmoulé du connecteur et ne nécessite donc pas de pièces supplémentaires. Les composants électroniques placés dans le logement sont alimentés. Une piste d'alimentation de forte puissance est en effet intégrée directement dans le connecteur et non sur un circuit imprimé associé. Avantageusement, le connecteur selon l'invention est adapté à être associé à un circuit imprimé par sertissage en force. Thus bulky electronic components are no longer arranged directly on the printed circuit but are located in the connector which has a housing for this purpose. This housing is made directly in the overmoulded body of the connector and therefore does not require additional parts. The electronic components placed in the housing are powered. A high power supply track is indeed integrated directly into the connector and not on an associated printed circuit. Advantageously, the connector according to the invention is adapted to be associated with a printed circuit by crimping in force.

Ce sertissage en force ("press fit" en anglais) permet de fixer le connecteur sans soudure. De ce fait il n'est plus nécessaire de vérifier la solidité des soudures par examen aux rayons X. Avantageusement, l'alimentation des composants électroniques placés dans le logement est réalisée via au moins une des broches de la pluralité de broches du connecteur, appelée broche d'alimentation. De ce fait, les pistes de puissances sont intégrées dans le connecteur lui même et ne se croisent plus sur le circuit imprimé. En variante, l'alimentation des composants encombrants placés dans le logement du connecteur se fait par une piste de puissance du circuit imprimé. Une seule piste étant nécessaire pour alimenter l'ensemble des composants encombrants, il n'existe plus de croisement de piste à forte et faible puissance sur le circuit imprimé. Avantageusement encore, le logement est refermé par un volet. On notera que les composants électroniques encombrants sont placés dans le logement soit par fixation sur une des parois de ce logement soit par fixation sur le volet. Dans ce cas, la paroi (le cas échéant le volet) est munie de moyens appropriés pour maintenir en place les composants électroniques. De même, le volet ou la paroi comporte une piste conductrice en liaison avec les pattes des composants à alimenter. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un connecteur selon l'invention fixé à un circuit imprimé, - La figure 2 est une vue schématique du détail de la référence 2 à la figure 1, - La figure 3 est une vue schématique d'une variante de réalisation du 35 connecteur de la figure 1 dans laquelle les composants électroniques sont montés sur un volet, - La figure 4 est une vue schématique en perspective du volet de la figure 3 sur lequel des composants encombrants sont montés, - La figure 5 est une vue schématique en perspective représentant une variante de réalisation du volet de la figure 3, - La figure 6 est une vue schématique en coupe montrant la liaison du volet de la figure 5 aux broches du connecteur, et - La figure 7 est une vue schématique en coupe d'un deuxième mode de réalisation du connecteur selon l'invention. Selon la forme de réalisation représentée aux figures 1 à 6, le connecteur 10 selon l'invention, comporte un corps 11 en matière plastique surmoulée et une pluralité de broches 12. Le corps de ce connecteur comporte un premier logement de connexion 13, dans lequel les extrémités des broches 12 sont accessibles pour connexion (de manière connue non détaillée ici) à tout connecteur correspondant. Le corps 11 du connecteur 10 comporte également un logement 14 dans lequel des composants électroniques encombrants (condensateurs 15, relais 16) sont placés. Ce logement 14 présente (à la figure 1) la forme d'un U ouvert sur sa partie supérieure. Il est refermé par un volet 17. Les composants encombrants 15 et 16 sont bien entendu munis de pattes de connexion 18, traversant la matière plastique surmoulée constituant le logement 14. This crimping force ("press fit" in English) allows to fix the connector without welding. As a result, it is no longer necessary to check the strength of the welds by X-ray examination. Advantageously, the supply of the electronic components placed in the housing is carried out via at least one of the pins of the plurality of pins of the connector, called power pin. As a result, the power tracks are integrated in the connector itself and no longer intersect on the printed circuit board. As a variant, the bulky components placed in the connector housing are powered by a power track of the printed circuit. Since only one track is required to power all the bulky components, there is no longer a high and low power track crossing on the printed circuit board. Advantageously, the housing is closed by a flap. It will be noted that the bulky electronic components are placed in the housing either by attachment to one of the walls of this housing or by attachment to the shutter. In this case, the wall (where appropriate the shutter) is provided with appropriate means for holding in place the electronic components. Similarly, the shutter or the wall comprises a conductive track in connection with the legs of the components to be powered. Other objects, features and advantages of the present invention will emerge from the description which will follow by way of nonlimiting example with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic sectional view of a connector according to l The invention is attached to a printed circuit. FIG. 2 is a diagrammatic view of the detail of reference 2 in FIG. 1; FIG. 3 is a diagrammatic view of an alternative embodiment of the connector of FIG. the electronic components are mounted on a shutter, - Figure 4 is a schematic perspective view of the shutter of Figure 3 on which bulky components are mounted, - Figure 5 is a schematic perspective view showing an alternative embodiment of the shutter FIG. 6 is a diagrammatic sectional view showing the connection of the flap of FIG. 5 to the connector pins, and FIG. 7 is a diagrammatic sectional view of FIG. n second embodiment of the connector according to the invention. According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the connector 10 according to the invention comprises a body 11 made of overmolded plastic material and a plurality of pins 12. The body of this connector comprises a first connection housing 13, in which the ends of the pins 12 are accessible for connection (in a manner not known here) to any corresponding connector. The body 11 of the connector 10 also comprises a housing 14 in which bulky electronic components (capacitors 15, relay 16) are placed. This housing 14 has (in Figure 1) the shape of an open U on its upper part. It is closed by a flap 17. The bulky components 15 and 16 are of course provided with connecting lugs 18, passing through the overmoulded plastic material constituting the housing 14.

Le connecteur selon l'invention est adapté pour être mis en place sur un circuit imprimé 19 (non détaillé ici). Ce circuit imprimé est placé (par exemple) sur un support aluminium faisant office de radiateur. Tel qu'illustré à la figure 1, certaines des broches 12a du connecteur traversent le corps 11 (en matière plastique) du connecteur où elles sont solidement retenues pour ressortir à l'extérieur de ce corps et être serties en force (press fit) dans des orifices 21 adaptés, réalisés dans le circuit imprimé 19. On notera que le radiateur 20 est évidé 22 au droit du passage de l'extrémité des broches 12a de manière à ne pas transmettre de chaleur à celles-ci. Les broches 12a sont des broches parcourues par un signal de faible puissance à traiter par le circuit imprimé. The connector according to the invention is adapted to be put in place on a printed circuit 19 (not detailed here). This printed circuit is placed (for example) on an aluminum support acting as a radiator. As shown in FIG. 1, some of the connector pins 12a pass through the connector body 11 (plastic) where they are securely retained to protrude outside the body and be press fit into adapted orifices 21, made in the printed circuit 19. Note that the radiator 20 is recessed 22 to the right of the passage of the end of the pins 12a so as not to transmit heat thereto. The pins 12a are pins traversed by a low power signal to be processed by the printed circuit.

A la figure 1, on remarque qu'au moins une autre broche 12b, dite broche d'alimentation (véhiculant des signaux de puissance) traverse également le corps 11 du connecteur, tout comme les broches 12a, mais présente en outre une connexion avec une piste conductrice 23 (par exemple en cuivre). Cette piste conductrice 23 relie les différentes pattes 18 des composants électroniques 15 et 16. De préférence (figure 2) la liaison entre les pattes 18 des composants électroniques encombrants 15, 16 et la piste 23 est réalisée par soudure laser. In FIG. 1, it will be noted that at least one other pin 12b, called the supply pin (conveying power signals) also passes through the body 11 of the connector, just like the pins 12a, but also has a connection with a conducting track 23 (for example of copper). This conductive track 23 connects the different tabs 18 of the electronic components 15 and 16. Preferably (Figure 2) the connection between the legs 18 of bulky electronic components 15, 16 and the track 23 is performed by laser welding.

La piste conductrice 23 est également reliée au circuit imprimé 19 par un sertissage en force. Ainsi, toutes les liaisons électriques entre le connecteur et le circuit imprimé sont réalisées par des sertissages en force. Ces sertissages ne nécessitent pas d'examen aux rayons X pour vérifier leur solidité. The conductive track 23 is also connected to the printed circuit 19 by a crimping force. Thus, all the electrical connections between the connector and the printed circuit are made by crimping in force. These crimps do not require X-ray examination to verify their strength.

Les composants encombrants sont tous connectés par des soudures laser à la piste conductrice 23 et sont maintenus en place dans le logement par des éléments de maintien 30 appropriés. De ce fait, les composants électroniques encombrants sont séparés des autres composants mis en place sur le circuit imprimé. Cette séparation a pour conséquence que les pistes de fortes puissances alimentant ces composants se trouvent elles aussi séparées des pistes de faibles puissances du circuit imprimé. La mise en place des composants encombrants dans un logement du connecteur permet d'offrir à ces composants des moyens de maintien 30 adaptés. En outre le fait qu'une partie de leurs pattes de connexion soit surmoulée par la matière plastique du corps 11 du connecteur, offre un meilleur maintien mécanique de ces composants. De ce fait, ils supportent mieux les vibrations, ce qui a pour conséquence d'éviter des efforts mécaniques importants aux niveaux de leurs soudures. La mise en place des composants encombrants dans le logement du connecteur a également pour conséquence de les isoler thermiquement du circuit imprimé. Là encore il en résulte une meilleure tenue de leur connexion vis-à-vis de la chaleur. On notera (figure 1) que le connecteur est séparé du radiateur 20 et du circuit imprimé 19 de manière à créer une cavité 24 de protection pour les pattes 18 des composants. Un joint périphérique 25 est interposé entre le connecteur 10 et le radiateur 20 sur tout le pourtour de la cavité 24. Les soudures des pattes 18 de composants électroniques se trouvent ainsi protégées de toutes agressions extérieures qui pourraient les endommager. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, les composants électroniques encombrants 15 et 16 sont mis en place sur une des parois du logement 14 (en l'occurrence sur la paroi de fond de ce logement) et le volet 17 constitue la paroi supérieure de ce logement. Dans les variantes de réalisation illustrées aux figures 3 à 6, le logement 14 comporte une paroi supérieure fermée et un volet 17' placé au niveau du fond du logement. Dans ce cas, le logement 14 présente globalement la forme d'un U inversé fermé par un volet 17' situé à sa partie inférieure. Les composants électroniques encombrants 15 et 16 sont montés sur ce volet 17'. Dans la variante de réalisation illustrée aux figures 3 (en coupe) et 4 (en perspective), on remarque que la liaison entre la piste conductrice 23 et la broche d'alimentation 12b est une liaison par sertissage en force. A cet effet, un trou 26 est réalisé dans la matière plastique surmoulée constituant le volet 17' afin de permettre l'introduction de l'extrémité libre de la broche 12b et la mise en contact de cette extrémité et de la piste conductrice 23. Les pattes 18' des composants électroniques encombrants sont quant à elles serties en force dans le circuit imprimé 19 (figure 4). Les figures 5 et 6 illustrent une autre variante de réalisation dans laquelle la liaison entre la piste conductrice 23 et la broche d'alimentation 12b est réalisée par une soudure laser. A cet effet, la (ou les) piste(s) conductrice(s) 23 est (sont) prolongé(es) vers l'extérieur du volet 17' de manière à présenter une languette de connexion 27 venant au contact d'une languette de connexion 28 correspondante réalisée sur la broche d'alimentation 12b. Une soudure est ensuite réalisée entre ces deux languettes. L'intérêt des variantes de réalisations illustrées aux figures 3 à 6 réside dans le fait que les composants électroniques sont plus faciles à placer. En effet, l'ensemble des composants électroniques peut être mis en place sur le volet 17' avant son placement dans le logement 14. Dans la variante de réalisation représentée aux figures 1 et 2, les composants électroniques doivent être mis en place au fond du logement 14 avant l'étape de surmoulage du connecteur par la matière plastique ce qui peut s'avérer plus délicat. Un second mode de réalisation est illustré à la figure 7. Dans ce mode de réalisation, les composants électroniques sont mis en place sur le volet 17', mais aucune connexion électrique directe entre la broche d'alimentation 12b et le logement 14 n'est réalisée au travers du corps 11 du connecteur 10. L'alimentation des composants électroniques encombrant se fait par le circuit imprimé en utilisant une piste de puissance entre la broche 12b et la broche 29 issue du logement 14. Cette forme de réalisation permet de simplifier la mise en place et la connexion des différentes parties du connecteur mais impose une alimentation des composants électroniques via le circuit imprimé 19. On notera cependant que cette alimentation par le circuit imprimé ne nécessite qu'une piste de forte puissance de faible dimension et évite tout croisement de piste de faible puissance et de forte puissance. Le schéma de connexion des différentes pistes et composants électroniques reste cependant simple. The bulky components are all connected by laser welds to the conductive track 23 and are held in place in the housing by appropriate holding members 30. As a result, the bulky electronic components are separated from the other components placed on the printed circuit. This separation has the consequence that the high power tracks supplying these components are also separated from the low power tracks of the printed circuit. The introduction of bulky components in a housing of the connector makes it possible to offer these components 30 adapted holding means. In addition, the fact that a part of their connection tabs is overmolded by the plastic material of the body 11 of the connector, provides better mechanical support for these components. As a result, they better withstand vibrations, which has the consequence of avoiding significant mechanical stresses at the level of their welds. The installation of bulky components in the housing of the connector also has the effect of thermally isolating them from the printed circuit. Here again it results in a better holding of their connection with respect to the heat. It will be noted (FIG. 1) that the connector is separated from the radiator 20 and from the printed circuit 19 so as to create a cavity 24 for protecting the tabs 18 of the components. A peripheral seal 25 is interposed between the connector 10 and the radiator 20 around the entire periphery of the cavity 24. The welds of the lugs 18 of electronic components are thus protected against any external attack that could damage them. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the bulky electronic components 15 and 16 are placed on one of the walls of the housing 14 (in this case on the bottom wall of this housing) and the shutter 17 constitutes the upper wall of this housing. In the embodiments shown in Figures 3 to 6, the housing 14 has a closed upper wall and a flap 17 'placed at the bottom of the housing. In this case, the housing 14 has generally the shape of an inverted U closed by a flap 17 'at its lower part. The bulky electronic components 15 and 16 are mounted on this flap 17 '. In the variant embodiment illustrated in FIGS. 3 (in section) and 4 (in perspective), it will be noted that the connection between the conductive track 23 and the supply pin 12b is a connection by force crimping. For this purpose, a hole 26 is made in the overmolded plastic material constituting the flap 17 'in order to allow the insertion of the free end of the pin 12b and bringing the end and the conductive track 23 into contact. tabs 18 'bulky electronic components are for their part crimped into the printed circuit 19 (Figure 4). Figures 5 and 6 illustrate another alternative embodiment in which the connection between the conductive track 23 and the supply pin 12b is made by laser welding. For this purpose, the (or) conductor track (s) 23 is (are) extended (es) towards the outside of the flap 17 'so as to have a connecting tongue 27 coming into contact with a tongue corresponding connection 28 made on the supply pin 12b. A weld is then made between these two tongues. The advantage of the embodiment variants illustrated in FIGS. 3 to 6 lies in the fact that the electronic components are easier to place. Indeed, all the electronic components can be put in place on the flap 17 'before being placed in the housing 14. In the variant embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the electronic components must be put in place at the bottom of the housing 14 before the overmoulding step of the connector by the plastic which may be more delicate. A second embodiment is illustrated in FIG. 7. In this embodiment, the electronic components are put in place on the flap 17 ', but no direct electrical connection between the supply pin 12b and the housing 14 is made through the body 11 of the connector 10. The cumbersome electronic components are supplied by the printed circuit using a power track between the pin 12b and the pin 29 coming from the housing 14. This embodiment makes it possible to simplify the setting up and connecting the various parts of the connector but imposes a supply of electronic components via the printed circuit 19. Note however that this power supply by the printed circuit requires only a high power track of small size and avoids any crossing low power and high power track. The connection diagram of the different tracks and electronic components remains simple.

La présente invention permet donc de résoudre les deux problèmes posés, à savoir fiabiliser les connexions entre les composants encombrants et le circuit imprimé et éviter le croisement de pistes de fortes et de faibles puissances. L'invention consiste à regrouper tous les composants encombrants dans le connecteur, de manière à gérer ensemble des composants (connecteur y compris) présentant des problèmes similaires. The present invention thus makes it possible to solve the two problems posed, namely to make reliable the connections between the bulky components and the printed circuit and to avoid the crossing of high and low power tracks. The invention consists in grouping all the bulky components in the connector, so as to manage together components (including connector) having similar problems.

En outre, l'utilisation de connexion par sertissage en force entre le connecteur et le circuit imprimé et/ou entre les différentes parties du connecteur permet de supprimer la nécessité de vérifier chaque soudure par examens aux rayons X. In addition, the use of crimp connection in force between the connector and the printed circuit and / or between the different parts of the connector eliminates the need to check each weld by X-ray examinations.

La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites et représentées aux dessins annexés, ainsi le volet 17, 17' pourrait être placé sur l'une quelconque des parois constituant le logement 14, sans que cela ne sorte du cadre de la présente invention.5 The present invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings, and the flap 17, 17 'could be placed on any of the walls constituting the housing 14, without it being outside the scope of the present invention.5

Claims

REVENDICATIONS1. Connector (10) of the type having a plurality of conductive pins (12) overmolded in an insulating body (11), said connector being characterized in that the insulating body (11) has a housing (14) for receiving electronic components (15, 16) powered.

2. Connector according to claim 1, characterized in that it is adapted to be associated with a printed circuit (19) by crimping in force.

3. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that the supply of the electronic components (15,16) placed in the housing (14) is achieved via at least one power pin (12b) belonging to the plurality of pin.

4. Connector according to claim 3, characterized in that the housing (14) is closed by a flap (17, 17 ').

5. The connector of claim 4 characterized in that the electronic components (15,16) are carried by one of the walls of the housing (14) or by the flap (17, 17 ').

6. Connector according to claim 5, characterized in that the housing wall or the flap (17, 17 ') supporting the electronic components (15, 16) are provided with a conductive track (23) in connection with the legs ( 18, 18 ') components (15, 16) to supply.

7. Connector according to any one of the preceding claims characterized in that the supply pin (12b) is connected to a printed circuit (19).

8. Connector according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the conductive track (23) is connected to the supply pin (12b) by laser welding.

9. Connector according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the conductive track (23) is connected to the supply pin (12b) by crimping force.

10. Connector according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the supply of the electronic components (15,16) is performed via a printed circuit (19) by means of a power track.