FR3115637A1 - Connecteur pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, procédés d’assemblage correspondants. - Google Patents

Connecteur pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, procédés d’assemblage correspondants. Download PDF

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Abstract

Connecteur pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé , procédés d’assemblage correspondants. La technique proposée se rapporte à un connecteur (C) pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé. Le connecteur prend la forme d’une plaque métallique (P) qui comprend : - une zone périphérique (ZP) pour la fixation du connecteur sur ledit circuit imprimé ; - un orifice central (OC) pour l’insertion de ladite terminaison électrique ; - une pluralité de pattes de maintien (PM1, PM2, PM3, PM4) pour le maintien de la terminaison électrique, chacune desdites pattes de maintien s’étendant de ladite zone périphérique vers ledit orifice central, et comprenant une portion élastiquement déformable (PED) par laquelle la patte de maintien est reliée à la zone périphérique et une extrémité libre (EL) formant un bord de l’orifice central, ladite extrémité libre comprenant un arrondi (AR) et une arête vive (AV), l’arrondi et l’arête vive étant respectivement positionnés l’un vis-à-vis de l’autre de manière à ce que l’arrondi soit orienté vers une première face, dite face d’assemblage démontable (FAD), de la plaque métallique, et que l’arête vive soit orientée vers une deuxième face, dite face d’assemblage permanent (FAP), de la plaque métallique, opposée à ladite première face. Figure d’abrégé : Figure 1a

Description

Connecteur pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, procédés d’assemblage correspondants.
Le domaine de l’invention est celui des dispositifs de connexion électrique. Plus particulièrement, l’invention se rapporte au domaine des connecteurs qui permettent de connecter une terminaison électrique, telle qu’une patte d’un composant électronique ou l’extrémité d’un fil électrique, sur un circuit imprimé.
Art antérieur
De nombreuses solutions existent lorsqu’il s’agit de connecter des composant ou des fils électriques sur un circuit imprimé.
Une première solution de connexion, classique, est de souder les terminaisons électriques (pattes du composant ou extrémités dénudées de fils électriques par exemple) directement sur le circuit imprimé. Cette solution présente toutefois certains inconvénients. Par exemple, elle ne permet pas un démontage aisé du composant monté, puisqu’il est nécessaire de le dessouder pour le retirer, avec le risque d’endommager le circuit imprimé lors de cette opération. Par ailleurs, dans certaines situations (conception particulière du composant électronique ou du circuit imprimé par exemple) il est parfois complexe de procéder à une soudure directe du composant sur le circuit imprimé.
Une deuxième solution de connexion repose sur l’utilisation de douilles de connexions. Préalablement soudées ou serties dans le circuit imprimé, ces douilles permettent d’accueillir et de maintenir les terminaisons électriques des composants ou fils électriques à connecter au circuit imprimé. La mise en œuvre d’une telle solution de connexion est cependant parfois contraignante. En premier lieu, la dimension des douilles, et notamment leur hauteur, font qu’elles ne sont pas adaptées pour de nombreux types de montages électroniques. En deuxième lieu, l’installation de ces douilles requiert souvent l’utilisation d’un outil spécifique de sertissage. En troisième lieu, il est fréquent que ces douilles de connexion soient conçues pour coopérer avec une partie mâle spécifique, montée sur la terminaison électrique à connecter : la terminaison électrique ne peut donc pas être insérée telle que dans la douille de connexion, ce qui complexifie le montage.
Une troisième solution de connexion consiste à mettre en œuvre la connexion électrique par l’intermédiaire d’un connecteur contact élastique ou à ressort. Ce type de connecteur (connecteur à billes ou poussoirs à ressort, par exemple) est monté en compression sur le circuit imprimé, de manière à assurer le maintien du contact électrique. De tels connecteurs sont toutefois par nature relativement encombrants (tant en hauteur qu’en terme d’emprise en surface sur le circuit imprimé), et leur utilisation nécessitent souvent de prévoir un élément de contre-appui de l’autre côté du circuit imprimé, afin d’éviter le fléchissement de ce dernier sous la pression continue du contact. Par ailleurs, la mise en œuvre de ce type de connexion impose là encore le plus souvent l’utilisation de deux pièces spécifiques complémentaires pour assurer la connexion électrique.
Ainsi, les solutions existantes de connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé présentent plusieurs inconvénients. Nombre d’entre elles reposent sur la mise en œuvre de connecteurs très spécifiques, en ce sens qu’un connecteur adapté pour la connexion d’un type de terminaison électrique (un fil souple, ou une terminaison électrique de diamètre particulier par exemple) n’est généralement pas adapté pour la connexion d’un autre type de terminaison électrique (un fil rigide, ou une terminaison électrique d’un autre diamètre par exemple). En plus de souffrir d’un manque d’universalité, ces connecteurs spécifiques sont souvent onéreux, encombrants, et sources de nombreuses contraintes en termes de montage (solutions strictes imposant par exemple un montage sur une seule face du circuit imprimé, nécessité d’utiliser un outillage particulier pour le sertissage d’une partie du connecteur sur le circuit imprimé, complexification du montage due au fait que le connecteur comprend une partie mâle et une partie femelle, etc.). La solution alternative consistant à ne pas utiliser de connecteur spécifique et à souder directement la terminaison électrique sur le circuit imprimé, bien que ne présentant pas les mêmes contraintes, n’est pas non plus exempte d’inconvénients : elle n’est pas toujours adaptée pour la connexion de certains composants électroniques, et elle ne permet pas un démontage facile et rapide du composant une fois celui-ci monté.
Il existe donc un besoin pour un type de connecteurs permettant la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, qui ne présente pas au moins certains inconvénients des connecteurs de l’art antérieur. Plus particulièrement, il existe un besoin pour un nouveau type de connecteurs peu encombrant, peu onéreux, facile à produire, simple d’utilisation, et qui soit adapté pour être utilisé dans une grande variété de contextes de montage.
La présente technique permet de résoudre en partie les problèmes posés par l’art antérieur. La présente technique se rapporte en effet à un connecteur pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, le connecteur prenant la forme d’une plaque métallique qui comprend :
- une zone périphérique pour la fixation dudit connecteur sur ledit circuit imprimé ;
- un orifice central pour l’insertion de ladite terminaison électrique ;
- une pluralité de pattes de maintien pour le maintien de ladite terminaison électrique, chacune desdites pattes de maintien s’étendant de ladite zone périphérique vers ledit orifice central, et comprenant une portion élastiquement déformable par laquelle la patte de maintien est reliée à ladite zone périphérique et une extrémité libre formant un bord dudit orifice central, ladite extrémité libre comprenant un arrondi et une arête vive, ledit arrondi et ladite arête vive étant respectivement positionnés l’un vis-à-vis de l’autre de manière à ce que ledit arrondi soit orienté vers une première face, dite face d’assemblage démontable, de ladite plaque métallique, et que ladite arête vive soit orientée vers une deuxième face, dite face d’assemblage permanent, de ladite plaque métallique, opposée à ladite première face.
De cette manière, le connecteur selon la technique proposée est moins onéreux et plus facile à produire que les connecteurs de l’art antérieur, tout en offrant une plus grande flexibilité d’utilisation.
Dans un mode de réalisation particulier, chacune desdites pattes de maintien comprend en outre un bourrelet de section en forme de « V », qui relie la portion élastiquement déformable de la patte de maintien à l’extrémité libre de la patte de maintien.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite plaque métallique est de forme circulaire.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite plaque métallique comprend au moins trois pattes de maintien.
Dans un mode de réalisation particulier, lesdites pattes de maintien sont équiréparties autour dudit orifice central.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins une parmi ladite face d’assemblage démontable et ladite face d’assemblage permanent comprend un marquage associé à un signe distinctif.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite plaque métallique est en acier ou en alliage de cuivre au béryllium.
Dans un mode de réalisation particulier, la largeur et la longueur de la plaque métallique, lorsque la plaque métallique est de forme parallélépipédique rectangle, ou le diamètre de la plaque métallique, lorsque la plaque métallique est de forme circulaire, sont compris entre 2,5 et 4 millimètres ; l’épaisseur du connecteur est comprise entre 0,1 et 0,4 millimètres ; et le diamètre interne de l’orifice central est compris entre 0,4 et 0,8 millimètres.
Selon un autre aspect, la présente technique se rapporte également à un procédé d’assemblage démontable d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, au moyen d’un connecteur tel que précédemment décrit, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de fixation dudit connecteur sur ledit circuit imprimé, au niveau de la zone périphérique dudit connecteur, ledit connecteur étant positionné de manière à ce que son orifice central se trouve en vis-à-vis d’un trou d’insertion aménagé dans ledit circuit imprimé et destiné à accueillir ladite terminaison électrique ;
- une étape d’insertion de ladite terminaison électrique dans ledit orifice central, ladite insertion étant réalisée du côté de la face d’assemblage démontable dudit connecteur.
Selon encore un autre aspect, la présente technique se rapporte également à un procédé d’assemblage permanent d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, au moyen d’un connecteur tel que précédemment décrit, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de fixation dudit connecteur sur ledit circuit imprimé, au niveau de la zone périphérique dudit connecteur, ledit connecteur étant positionné de manière à ce que son orifice central se trouve en vis-à-vis d’un trou d’insertion aménagé dans ledit circuit imprimé et destiné à accueillir ladite terminaison électrique ;
- une étape d’insertion de ladite terminaison électrique dans ledit orifice central, ladite insertion étant réalisée du côté de la face d’assemblage permanent dudit connecteur.
Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux pour la mise en œuvre de l'invention.
Figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
montre trois vues d’un même connecteur (une vue en perspective d’une première face du connecteur, une vue en perspective d’une deuxième face du connecteur, opposée à la première face, et une vue en coupe et en perspective réalisée selon le plan de coupe matérialisé par l’axe A-A visible sur la vue de la première face), dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
est une vue agrandie d’une portion de la vue en coupe de la , présentant de manière plus détaillée une patte de maintien du connecteur de la , dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
présente une vue en perspective d’un assemblage de type assemblage démontable entre une terminaison électrique et un connecteur, dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
est une vue en coupe tronquée de l’assemblage démontable illustré relation avec la , selon le plan de coupe matérialisé par l’axe B-B visible sur la , dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
présente une vue en perspective d’un assemblage de type assemblage permanent entre une terminaison électrique et un connecteur, dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
est une vue en coupe tronquée de l’assemblage permanent illustré relation avec la , selon le plan de coupe matérialisé par l’axe C-C visible sur la , dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
montre une vue en perspective d’un autre connecteur, dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
montre deux vues d’un autre connecteur (une vue en perspective d’une première face du connecteur et une vue en perspective d’une deuxième face du connecteur, opposée à la première face), dans un mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
montre une vue en coupe tronquée d’une patte de maintien d’un connecteur, dans un autre mode de réalisation particulier de la technique proposée ;
illustre les différentes étapes d’un procédé d’assemblage d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, au moyen d’un connecteur selon la technique proposée, dans un mode de réalisation particulier ;
illustre différentes configurations de connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé au moyen d’un connecteur selon la technique proposée, dans divers modes de réalisation particuliers.
Description détaillée de l’invention
La technique proposée se rapporte à un connecteur permettant d’assurer le montage et la connexion électrique d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé. Le terme « terminaison électrique » est entendu ici dans un sens large, et couvre aussi bien une patte de connexion d’un composant électronique à piquer, que l’extrémité d’un fil électrique souple ou rigide, un fil étamé, un fil avec insert serti (e.g. avec une cosse ou un embout), ou encore l’extrémité d’une antenne par exemple.
Dans toute la description et dans les figures, les éléments de même nature sont identifiés par une même référence.
Un connecteur selon la technique proposée est illustré en relation avec la , dans un mode de réalisation particulier. Le connecteur C prend la forme d’une plaque métallique P, c’est-à-dire d’une pièce métallique sensiblement plane (ou à tout le moins plane sur une majeure partie de sa surface), et dont l’épaisseur est faible en comparaison avec ses autres dimensions. Plus particulièrement, la montre trois vues d’un même connecteur : une vue en perspective VFAD d’une première face FAD du connecteur, une vue en perspective VFAP d’une deuxième face FAP du connecteur, et une vue en coupe VC réalisée selon le plan de coupe matérialisé par l’axe A-A visible sur la vue VFAD. La première face FAD et la deuxième face FAP correspondent aux deux faces opposées principales de la plaque métallique P. La plaque métallique P comprend une pluralité de pattes de maintien (au moins deux selon le principe général de la technique proposée, et quatre dans le mode de réalisation particulier illustré sur la : PM1, PM2, PM3 et PM4) qui s’étendent d’une zone périphérique ZP de la plaque métallique vers un orifice central traversant OC aménagé au centre de la plaque métallique. Dans un mode de réalisation particulier, ces pattes de maintien sont toutes conformées et dimensionnées sensiblement à l’identique, et elles sont équiréparties autour de l’orifice central OC. Selon une caractéristique particulière, les pattes de maintien sont formées directement dans la plaque métallique P, au moyen de découpes (e.g. traits de coupes et/ou lumières) adaptées de la plaque métallique. Chacune des pattes de maintien comprend une portion élastiquement déformable PED, par laquelle elle est reliée à la zone périphérique ZP de la plaque métallique, et une extrémité libre EL formant un bord de l’orifice central OC. Les extrémités libres EL des pattes de maintien délimitent ainsi ensemble une zone de l’orifice central sensiblement circulaire, de diamètre d lorsque les portions élastiquement déformables ne sont pas déformées. Ce diamètre d est appelé diamètre interne de l’orifice central dans la suite du document.
Le caractère flexible de la portion élastiquement déformable PED est obtenu par ajustement de différents paramètres tels que par exemple le matériau de la plaque métallique, l’épaisseur de la plaque métallique et/ou la largeur de la patte de maintien. De cette manière, la portion élastiquement déformable est rendue apte à se déformer sous l’exercice d’une force de pression externe, puis à reprendre sa forme initiale correspondant à un état de repos lorsque ladite force de pression externe ne s’applique plus, sous l’effet d’une force de rappel élastique intrinsèque au matériau utilisé. Grâce à ces portions élastiquement déformables, il est possible d’insérer dans l’orifice central du connecteur une terminaison électrique de section sensiblement circulaire et dont le diamètre est supérieur au diamètre interne de l’orifice central. La force de rappel élastique des portions élastiquement déformables – alors déformées – permet dans ce cas le maintien de la terminaison électrique dans le connecteur, comme décrit ultérieurement en relation avec les figures 2a, 2b, 3a et 3b. Cette conception des pattes de maintien permet également avantageusement à un connecteur selon la technique proposée d’être en mesure d’accepter plusieurs diamètres de terminaisons électriques, les portions élastiquement déformables étant simplement plus ou moins déformées, selon que le diamètre de la terminaison électrique accueillie dans l’orifice central est plus ou moins grand (mais, en tout état de cause, au moins supérieur au diamètre interne de l’orifice central, sans quoi le maintien n’est plus assuré). Cette conception des pattes de maintien permet également au connecteur d’être en mesure d’accueillir, le cas échéant, des terminaisons électriques dont la section n’est pas nécessairement circulaire (e.g. des sections carrées, voire rectangulaires).
La montre une vue agrandie de la partie Z de la vue en coupe VC de la , permettant de mieux mettre en évidence les caractéristiques d’une patte de maintien, et notamment de son extrémité libre EL, dans un mode de réalisation particulier. Selon le principe général de la technique proposée, l’extrémité libre EL d’une patte de maintien comprend au moins un arrondi AR (i.e. une surface arrondie) et au moins une arête vive AV. L’arrondi AR et l’arête vive AV sont situés en périphérie de l’orifice central OC (en d'autres termes, ils en définissent un bord), et sont respectivement positionnés l’un vis-à-vis de l’autre de manière à ce que l’arrondi AR soit orienté vers la première face FAD de la plaque métallique et que l’arête vive AV soit orientée vers la deuxième face FAP de la plaque métallique. En d'autres termes, lorsqu’on considère la position relative de ces deux éléments lorsque la portion élastiquement déformable PED de la patte de maintien est au repos (i.e. non déformée, du fait qu’aucune terminaison électrique n’est encore insérée dans l’orifice central OC du connecteur), l’arrondi AR est situé du côté de la première face FAD du connecteur tandis que l’arête vive AV est située du côté de la deuxième face FAP du connecteur. Selon une caractéristique particulière, l’arête vive AV résulte de l’intersection entre l’arrondi AR et une surface plane SP de l’extrémité libre EL, située du côté de la deuxième face FAP du connecteur, l’arrondi AR et la surface plane SP étant alors préférentiellement configurés pour former, ensemble, au niveau de l’arête vive AV, un angle aigu. Ces caractéristiques générales des extrémités libres des pattes de maintien – arrondi, arête vive, et leur positionnement respectif – permettent de conférer des fonctions différentes à chacune des deux faces principales du connecteur : comme cela est maintenant détaillé en relation avec les figures 2a, 2b, 3a et 3b, la première face FAD peut ainsi être qualifiée de « face d’assemblage démontable » du connecteur, et la deuxième face FAP de « face d’assemblage permanent » du connecteur.
Les figures 2a, 2b, 3a et 3b illustrent plus particulièrement la manière dont sont déformées les pattes de maintien d’un connecteur tel que celui présenté en relation avec les figures 1a et 1b lorsqu’une terminaison électrique est insérée dans l’orifice central du connecteur, en fonction du côté du connecteur par lequel la terminaison électrique est insérée (la terminaison électrique ayant une section de diamètre supérieur au diamètre interne de l’orifice central du connecteur).
Dans la situation représentée en relation avec les figures 2a et 2b, la terminaison électrique TE est insérée dans l’orifice central par la face du connecteur vers laquelle sont orientés les arrondis AR des extrémités libres des pattes de maintien : en d'autres termes, l’insertion est donc réalisée du côté de la face d'assemblage démontable FAD du connecteur. La présente une vue en perspective d’un tel assemblage (une flèche illustrant le sens d’insertion SI de la terminaison électrique TE dans le connecteur), tandis que la montre des vues en coupe tronquées et agrandies de cet assemblage, selon le plan de coupe matérialisé par l’axe B-B visible sur la . Lors de l’insertion de la terminaison électrique TE dans le connecteur, du fait que le diamètre de la terminaison électrique soit supérieur au diamètre interne de l’orifice central du connecteur, les portions élastiquement déformables des pattes de maintien se déforment sous l’action de la pression exercée par la terminaison électrique sur les extrémités libres des pattes de maintien. Les extrémités libres des pattes de maintien sont repoussées vers la face du connecteur opposée à la face par laquelle la terminaison électrique est insérée dans le connecteur. Dans le cas décrit ici d’une insertion par la face d'assemblage démontable FAD, le contact entre le connecteur et la terminaison électrique TE s’établit alors au niveau des arrondis AR des extrémités libres des pattes de maintien, comme montré sur la . Avec ce type de contact au niveau d’une zone arrondie du connecteur, qui favorise le glissement, le coulissement de la terminaison électrique dans l’orifice central reste possible. En particulier, en appliquant à la terminaison électrique une force d’extraction de sens opposé au sens d’insertion SI, il est possible de retirer la terminaison électrique TE du connecteur sans dégrader le connecteur. Utilisé dans ce sens, le connecteur permet donc de réaliser un assemblage de type « assemblage démontable » d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé sur lequel le connecteur serait fixé : la terminaison électrique peut être retirée sans détérioration du connecteur, et il est ainsi possible de déconnecter et reconnecter une terminaison électrique dans le connecteur à de multiples reprises.
Dans la situation représentée en relation avec les figures 3a et 3b, la terminaison électrique TE est insérée dans l’orifice central par la face du connecteur vers laquelle sont orientées les arêtes vives AV des extrémités libres des pattes de maintien : en d'autres termes, l’insertion est donc réalisée du côté de la face d'assemblage permanent FAP du connecteur. La présente une vue en perspective d’un tel assemblage (une flèche illustrant le sens d’insertion SI de la terminaison électrique TE dans le connecteur), tandis que la montre des vues en coupe tronquées et agrandies de cet assemblage, selon le plan de coupe matérialisé par l’axe C-C visible sur la . Lors de l’insertion de la terminaison électrique TE dans le connecteur, du fait que le diamètre de la terminaison électrique soit supérieur au diamètre interne de l’orifice central du connecteur, les portions élastiquement déformables des pattes de maintien se déforment sous l’action de la pression exercée par la terminaison électrique sur les extrémités libres des pattes de maintien. Les extrémités libres des pattes de maintien sont repoussées vers la face du connecteur opposée à la face par laquelle la terminaison électrique est insérée dans le connecteur. Dans le cas décrit ici d’une insertion par la face d'assemblage permanent FAP, le contact entre le connecteur et la terminaison électrique TE s’établit alors au niveau des arêtes vives AV des extrémités libres des pattes de maintien, comme montré sur la . Avec ce type de contact, le retrait de la terminaison électrique hors du connecteur est rendu difficile, à cause de l’effet « griffe » exercé par les arêtes vives des pattes de maintien sur la terminaison électrique. En particulier, même en appliquant à la terminaison électrique une force de sens opposé au sens d’insertion SI, il n’est pas possible de retirer la terminaison électrique TE du connecteur sans détériorer de manière importante le connecteur ou sans l’arracher du circuit imprimé sur lequel il serait fixé. Utilisé dans ce sens, le connecteur permet donc de réaliser un assemblage de type « assemblage permanent » d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé : la terminaison électrique ne peut être retirée du connecteur sans déformation irréversible ou destruction d’au moins une partie du montage.
Selon la face du connecteur par laquelle on insère une terminaison électrique, le connecteur permet donc de réaliser ou bien un assemblage démontable, ou bien un assemblage permanent, ce qui confère au connecteur une grande flexibilité d’utilisation.
Pour favoriser l’effet « glissant » (cas de l’assemblage démontable des figures 2a et 2b) ou accentuer l’effet « griffe » (cas de l’assemblage permanent des figures 3a et 3b) des pattes de maintien sur la terminaison électrique, des caractéristiques particulières supplémentaires peuvent être mises en œuvre, notamment quant à la forme des pattes de maintien. Ainsi, dans le mode de réalisation particulier illustré en relation avec les figures 1a et 1b, chaque patte de maintien comprend également un bourrelet B de section en forme de « V », qui relie sa portion élastiquement déformable PED, sensiblement plane, à son extrémité libre EL. Plus particulièrement, comme illustré sur la notamment, le bourrelet B est relié à la portion élastiquement déformable PED au niveau de l’extrémité de l’une des deux branches du « V », l’extrémité libre EL de la patte de maintien est portée par l’autre branche du « V » (le corps de cette branche portant par exemple l’arrondi AR, et l’extrémité de cette branche portant l’arête vive AV), et la pointe du « V » est orientée vers la première face FAD du connecteur. L’intérêt d’une telle configuration est clairement visible sur les figures 2b et 3b. Ainsi, comme montré sur la , lorsque la terminaison électrique est insérée par la face d'assemblage démontable FAD du connecteur, la branche du « V » du bourrelet B qui porte l’extrémité libre de la patte de maintien – et plus particulièrement l’arrondi AR au niveau duquel le contact s’établit alors – est sensiblement tangente à la surface de la terminaison électrique TE insérée dans le connecteur, ce qui permet de favoriser son glissement (et ceci même en cas de légères déformations de la patte de maintien dues aux frottements lors de l’application sur la terminaison électrique d’une force d’extraction de sens opposé au sens d’insertion SI). En revanche, comme montré sur la , lorsque la terminaison électrique est insérée par la face d'assemblage permanent FAP du connecteur, la branche du « V » du bourrelet B qui porte l’extrémité libre de la patte de maintien – et plus particulièrement l’arête vive AV au niveau duquel le contact s’établit alors – est sensiblement perpendiculaire à la surface de la terminaison électrique TE insérée dans le connecteur, ce qui permet de maintenir et d’accentuer l’effet « griffe » même en cas de déformation de la patte de maintien due à une tentative d’extraction de la terminaison électrique, par application d’une force d’extraction de sens opposé à au sens d’insertion SI.
Dans un mode de réalisation particulier, afin de permettre à un utilisateur de mieux distinguer la face d’assemblage démontable de la face d’assemblage permanent lors de l’utilisation du connecteur – et de réduire ainsi les risques de se tromper de type d’assemblage (démontable vs. permanent) – au moins une parmi ces deux faces comprend un marquage associé à un signe distinctif. Selon une caractéristique particulière, une des faces comprend un marquage associé à un signe distinctif, et l’autre non. De manière alternative, selon une autre caractéristique particulière, chacune des deux faces comprend un marquage, la face d'assemblage démontable ayant un marquage associé à un premier signe distinctif, et la face d'assemblage permanent ayant un marquage associé à un deuxième signe distinctif, différent du premier. La montre un exemple de ce type, avec un marquage MFAD à deux points gravé sur la face d'assemblage démontable FAD du connecteur, et un marquage MFAP à un seul point gravé sur la face d'assemblage permanent FAP du connecteur. Un tel marquage peut également être exploité lors du contrôle qualité d’un circuit imprimé comprenant un ou plusieurs connecteurs selon la technique proposée, afin de contrôler, éventuellement de manière automatisée, que l’assemblage a été réalisé dans le sens attendu (démontable vs. permanent).
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1a et 1b, la plaque métallique – et donc plus généralement le connecteur – est de forme circulaire et comprend quatre pattes de maintien. En outre, chaque patte de maintien comprend un bourrelet de section en « V » reliant la portion élastiquement déformable de la patte de maintien à son extrémité libre. Cet exemple est toutefois purement illustratif et non limitatif. En particulier, d’autres formes de connecteur et un nombre différent de pattes de maintien peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la technique proposée, comme par exemple un connecteur formé dans une plaque métallique de forme globalement parallélépipédique rectangle, tel qu’illustré en relation avec la , ou encore un connecteur comprenant trois pattes de maintien, tel qu’illustré en relation avec la . Un connecteur de forme circulaire présente cependant l’avantage de ne pas avoir de sens de montage radial. De même, un connecteur comprenant au moins trois pattes de maintien (et non pas seulement deux pattes de maintien par exemple) permet d’assurer une meilleure stabilité et un meilleur maintien de la terminaison électrique qui y est insérée. Dans le même ordre de considérations, d’autres formes de portion intermédiaire qu’un bourrelet de section en « V » peuvent être envisagées pour relier la portion élastiquement déformable d’une patte de maintien à son extrémité libre, plus simples comme illustré en relation avec la , ou plus complexes. Un bourrelet de section en « V » tel que décrit en relation avec la offre cependant un bon compromis, en permettant à la fois d’assurer un maintien efficace d’une terminaison électrique insérée dans le connecteur, de contribuer à l’obtention d’un effet glissant (lors d’un assemblage de type démontable) et d’un effet griffe (lors d’un assemblage de type permanent) satisfaisants, tout en conservant une forme relativement simple à produire.
Selon un autre aspect, la technique proposée se rapporte également à un procédé d’assemblage d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, au moyen d’un connecteur tel que précédemment décrit. Un tel procédé d’assemblage comprend deux étapes principales, illustrées en relation avec la .
Dans une première étape 10, le connecteur est fixé sur le circuit imprimé, au niveau d’une zone périphérique sensiblement plane du connecteur. Plus particulièrement, selon la configuration d’assemblage souhaitée (dont différents exemples sont présentés ultérieurement en relation avec la ), le connecteur est soudé sur une plage de contact adaptée du circuit imprimé, soit au niveau de la zone périphérique de la face d'assemblage démontable du connecteur, soit au niveau de la zone périphérique de la face d'assemblage permanent du connecteur. Par ailleurs, lors de cette étape 10 de fixation, le connecteur est positionné de manière à ce que son orifice central se trouve en vis-à-vis d’un trou d’insertion aménagé dans ledit circuit imprimé et destiné à accueillir la terminaison électrique à connecter.
Dans une deuxième étape 11, une terminaison électrique est insérée dans l’orifice central du connecteur. Cette terminaison électrique a un diamètre supérieur au diamètre interne de l’orifice central. Comme présenté précédemment, la pression exercée par la terminaison électrique sur les pattes de maintien lors de cette insertion entraine la déformation élastique des portions élastiquement déformables des pattes de maintien. Une fois le mouvement d’insertion finalisé les pattes de maintien assurent le maintien de la terminaison électrique dans le trou d’insertion associé du circuit imprimé (par l’effet de la force de rappel élastique), ainsi que sa connexion électrique à la plage de contact du circuit imprimé (via les pattes de maintien, le connecteur étant en métal).
Plus particulièrement, un connecteur selon la technique proposée permet de mettre en œuvre deux types d’assemblage, selon le côté du connecteur par lequel on insère la terminaison électrique en étape 11 : un assemblage démontable lorsque l’insertion de la terminaison électrique est réalisée du côté de la face d’assemblage démontable du connecteur, ou un assemblage permanent lorsque l’insertion de la terminaison électrique est réalisée du côté de la face d’assemblage permanent du connecteur.
On présente en relation avec la , dans une vue en perspective V1 et une vue de face V2, quelques exemples de différentes configurations de montages possibles d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé CI au moyen d’un même connecteur selon la technique proposée. Plus particulièrement, le connecteur utilisé dans ces modes de réalisation particuliers est le connecteur circulaire à quatre pattes de maintien déjà décrit en relation avec les figures 1a et 1b. Dans les différentes configurations A, B, C, D, E et F illustrées, la terminaison électrique est présentée juste avant son insertion dans le connecteur, du côté où elle va être insérée. Le connecteur est par ailleurs déjà fixé sur le circuit imprimé, son orifice central positionné en vis-à-vis d’un trou d’insertion correspondant du circuit imprimé. Le circuit imprimé est présenté dans une vue en coupe, afin de mieux mettre en évidence la manière dont le connecteur est disposé.
Les configurations A, D et F correspondent à un assemblage de type assemblage démontable : en effet, dans ces configurations, la terminaison électrique est présentée côté face d'assemblage démontable du connecteur.
À l’inverse, les configurations B, C et E correspondent à un assemblage de type assemblage permanent : en effet, dans ces configurations, la terminaison électrique est présentée côté face d'assemblage permanent du connecteur.
Comme montré sur ces différents exemples de configurations, le connecteur selon la technique proposée offre également diverses autres latitudes d’assemblage. Par exemple, il permet, si le contexte le nécessite et comme illustré sur les configurations C, D, E et F, de monter le connecteur sur une face du circuit imprimé, mais d’insérer la terminaison électrique via l’autre face, opposée, du circuit imprimé (le connecteur et le composant connecté sont alors situés de part et d’autre du circuit imprimé, ce qui peut s’avérer utile notamment en cas de surface disponible limitée sur une des faces du circuit imprimé). Un même connecteur (i.e. de même dimensions) peut également être utilisé en relation avec différents diamètres de trous d’insertion d’un circuit imprimé. Par exemple, les configurations E et F montrent une fixation du connecteur en vis-à-vis de trous d’insertion de diamètres plus petits que ceux des configurations A, B, C et D. En jouant ainsi sur les dimensions respectives du connecteur et du diamètre du trou d’insertion du circuit imprimé en vis-à-vis duquel il est positionné, il est possible d’adapter la force de maintien exercée par les pattes de maintien sur la terminaison électrique. En effet, avec un trou d’insertion plus petit, il est possible de réduire artificiellement la longueur de la portion élastiquement déformable des pattes de maintien, en soudant une surface plus importante de la zone périphérique du connecteur, ce qui a pour effet de rendre plus rigides les pattes de maintien. Un trou d’insertion plus petit permet également de guider plus étroitement la terminaison électrique qui y est insérée, et de contribuer ainsi à une meilleure stabilité de cette terminaison électrique tout en réduisant les contraintes subies par le connecteur, notamment en cas de chute de l’assemblage.
Comme montré en lien avec les différents modes de réalisation précédemment présentés, le connecteur selon la technique proposée offre donc de nombreux avantages. En premier lieu, il est peu encombrant. Plus particulièrement, dans un mode de réalisation particulier, la largeur et la longueur du connecteur (lorsque celui-ci est de forme parallélépipédique rectangle) ou son diamètre (lorsque le connecteur est circulaire) sont compris entre 2,5 et 4 millimètres, l’épaisseur du connecteur est comprise entre 0,1 et 0,4 millimètres, et le diamètre interne de l’orifice central est compris entre 0,4 et 0,8 millimètres. Le connecteur est donc très peu encombrant en hauteur, et son emprise sur la surface du circuit imprimé est faible. En second lieu, le connecteur est peu onéreux et facile à produire. Plus particulièrement, les connecteurs selon la technique proposée peuvent être produits simplement, à grande échelle et à moindre coût grâce à la mise en œuvre de techniques connues de découpage et d’embossage de plaques (ou feuilles) métalliques. La fabrication de ces connecteurs peut notamment être réalisée avec un outil à suivre, garantissant une répétabilité fiable et précise, avec la possibilité de fournir ces connecteurs en bande, en rouleau, ou en bobine. Dans un mode de réalisation particulier, le connecteur est en acier ou en alliage de cuivre au béryllium, avec éventuellement un plaquage en étain ou en or, afin de garantir de bonnes performances tant en termes de résistance mécanique que de conductivité électrique. En troisième lieu, le connecteur proposé est simple d’utilisation, puisqu’il se présente sous la forme d’une pièce unique à souder sur le circuit imprimé, et que la connexion d’une terminaison électrique au moyen d’un tel connecteur est une opération très simple à réaliser se résumant à insérer la terminaison électrique dans l’orifice central du connecteur. En quatrième lieu, comme cela a été montré notamment en relation avec la , un même connecteur est adapté pour être utilisé dans une grande variété de contextes de montage : ainsi, par exemple, l’assemblage peut être démontable ou permanent, l’assemblage peut être réalisé sur une face ou l’autre du circuit imprimé, un composant électronique et le connecteur dans lequel il est maintenu peuvent être positionnés sur la même face ou sur des faces opposées du circuit imprimé, le connecteur accepte plusieurs diamètres de terminaisons électriques, etc. Le connecteur selon la technique proposée offre donc de nombreux avantages vis-à-vis des connecteurs de l’art antérieur.

Claims (10)

  1. Connecteur (C) pour la connexion d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, ledit connecteur étant caractérisé en ce qu'il prend la forme d’une plaque métallique (P) comprenant :
    - une zone périphérique (ZP) pour la fixation dudit connecteur sur ledit circuit imprimé ;
    - un orifice central (OC) pour l’insertion de ladite terminaison électrique ;
    - une pluralité de pattes de maintien (PM1, PM2, PM3, PM4) pour le maintien de ladite terminaison électrique, chacune desdites pattes de maintien s’étendant de ladite zone périphérique vers ledit orifice central, et comprenant une portion élastiquement déformable (PED) par laquelle la patte de maintien est reliée à ladite zone périphérique et une extrémité libre (EL) formant un bord dudit orifice central, ladite extrémité libre comprenant un arrondi (AR) et une arête vive (AV), ledit arrondi et ladite arête vive étant respectivement positionnés l’un vis-à-vis de l’autre de manière à ce que ledit arrondi soit orienté vers une première face, dite face d’assemblage démontable (FAD), de ladite plaque métallique, et que ladite arête vive soit orientée vers une deuxième face, dite face d’assemblage permanent (FAP), de ladite plaque métallique, opposée à ladite première face.
  2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites pattes de maintien comprend en outre un bourrelet (B) de section en forme de « V », qui relie la portion élastiquement déformable (PED) de la patte de maintien à l’extrémité libre (EL) de la patte de maintien.
  3. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque métallique est de forme circulaire.
  4. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois pattes de maintien.
  5. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites pattes de maintien sont équiréparties autour dudit orifice central.
  6. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une parmi ladite face d’assemblage démontable (FAD) et ladite face d’assemblage permanent (FAP) comprend un marquage associé à un signe distinctif.
  7. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce ladite plaque métallique est en acier ou en alliage de cuivre au béryllium.
  8. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
    - la largeur et la longueur de la plaque métallique, lorsque la plaque métallique est de forme parallélépipédique rectangle, ou le diamètre de la plaque métallique, lorsque la plaque métallique est de forme circulaire, sont compris entre 2,5 et 4 millimètres ;
    - l’épaisseur du connecteur est comprise entre 0,1 et 0,4 millimètres ;
    - le diamètre interne de l’orifice central est compris entre 0,4 et 0,8 millimètres.
  9. Procédé d’assemblage démontable d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, au moyen d’un connecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une étape de fixation dudit connecteur sur ledit circuit imprimé, au niveau de la zone périphérique dudit connecteur, ledit connecteur étant positionné de manière à ce que son orifice central se trouve en vis-à-vis d’un trou d’insertion aménagé dans ledit circuit imprimé et destiné à accueillir ladite terminaison électrique ;
    - une étape d’insertion de ladite terminaison électrique dans ledit orifice central, ladite insertion étant réalisée du côté de la face d’assemblage démontable dudit connecteur.
  10. Procédé d’assemblage permanent d’une terminaison électrique sur un circuit imprimé, au moyen d’un connecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une étape de fixation dudit connecteur sur ledit circuit imprimé, au niveau de la zone périphérique dudit connecteur, ledit connecteur étant positionné de manière à ce que son orifice central se trouve en vis-à-vis d’un trou d’insertion aménagé dans ledit circuit imprimé et destiné à accueillir ladite terminaison électrique ;
    - une étape d’insertion de ladite terminaison électrique dans ledit orifice central, ladite insertion étant réalisée du côté de la face d’assemblage permanent dudit connecteur.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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