WO1998041946A1 - Connecteur pour lecteur de carte, a contacts balais elastiques, et lecteur comportant un tel connecteur - Google Patents

Connecteur pour lecteur de carte, a contacts balais elastiques, et lecteur comportant un tel connecteur Download PDF

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WO1998041946A1
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contact
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brush
plate
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Emmanuel Odic
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Framatome Connectors International
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0013—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by galvanic contacts, e.g. card connectors for ISO-7816 compliant smart cards or memory cards, e.g. SD card readers
    • G06K7/0021—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by galvanic contacts, e.g. card connectors for ISO-7816 compliant smart cards or memory cards, e.g. SD card readers for reading/sensing record carriers having surface contacts

Definitions

  • CONNECTOR FOR CARD READER WITH ELASTIC BRUSH CONTACTS, AND READER COMPRISING SUCH A CONNECTOR
  • the present invention relates to a microcircuit card connector (or chip) for a card reader, in particular a pocket card of the electronic purse type.
  • Such a pocket card reader must be of low cost in order to be able to be marketed on a large scale and must allow the user to easily verify the amount which is available on his "wallet" card.
  • connectors are used for this purpose comprising brush contacts secured to a frame made of electrically insulating material.
  • the object of the present invention is to reduce the cost of such a connector by eliminating any welding operation for connecting the contact pads of the microcircuit of the card to the contact pads of the electronic circuit of the reader.
  • the invention thus relates to a connector for a microcircuit card reader comprising contacts connected to an electronic circuit and intended, when the card is inserted in the reader, to be connected to contact pads of the microcircuit of this card .
  • this connector is characterized in that it comprises a plate of electrically insulating material comprising cells each freely receiving a brush contact, one end of which protrudes from the cell and is intended to be brought into contact with a contact area of the card microcircuit, the other end of which takes support with sliding on a conductive pad of the electronic circuit formed on a printed circuit board applied against the wafer of electrically insulating material.
  • the brush contacts are thus simply housed in cells of an insulating plate, in which they are retained by the printed circuit board which carries the electronic circuit. These brush contacts are freely engaged in these cells and no welding is necessary.
  • the brush contacts are engaged in cells, the cross section of which in the plane of the V of the brush contacts has a flared shape substantially complementary to that of the V of the brush contacts.
  • the brush contacts are made of a metal having elastic properties.
  • FIG. 3 is a top view of the printed circuit of the connector according to the invention
  • - Figure 4 is an enlarged view of detail A of Figure 3
  • Figure 5 is a sectional view of the insulating contact carrier plate and a microcircuit card, before putting it in place
  • - Figure 6 is a view similar to the figure
  • Figure 7 is a view similar to Figure
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a connector according to
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the connector.
  • the connector for a microcircuit card reader 1 comprises contacts 2 connected to an electronic circuit 10a and intended, during the insertion of the card 1 in the reader, to be connected to pads of contact of the microcircuit of this card 1.
  • this connector comprises (see FIGS. 1, 2 and 5 to 7) a plate 3 in electrically insulating material comprising cells 4 each freely receiving a brush contact 12.
  • the brush contacts 2 are made of a conductive metal having elastic properties.
  • the plane of the V of the brush contacts 2 is parallel to the direction of introduction of the card 1 into the reader.
  • the first end 5 of the brush contacts 2 projects into a slot 13 delimited by the face 3a of the wafer 3 and the face 14a of a card guide 14.
  • the card guide 14 is fixed to the plate 3.
  • the card guide 14 is produced in one piece with the plate 3. It can also be seen in FIG. 8, that the feet of the V of the brush contacts 2 have a curved shape towards the plate 3. These feet 6, 7 are engaged in housings 15, 16 of the plate 3 formed between the latter and the printed circuit board 10.
  • One 15 of these housings 15, 16 has a dimension such that the corresponding foot 6 can move along a distance d on the contact pad 8 or 9 of the printed circuit 10a due to the deformation of the brush contact 2 caused by the introduction of the card 1.
  • the top 5 of the brush contacts 2 protrudes out of the cells 4 on the surface 3a of the insulating plate 3.
  • the tops 5 of the contacts 2 successively sink into the cells 4.
  • This depression causes an elastic deformation of the brush contacts 2, so that one of the feet 6 moves along a distance d in its housing 15.
  • the connector according to the invention also comprises a contact 2a for detecting the end of travel for inserting the card into the reader.
  • This contact 2a is identical to the other contacts and is engaged in a cell 4 made in the insulating plate 3 identical to the other cells.
  • This contact 2a is located on a branch 17 of the wafer 3 which is offset from the longitudinal axis thereof.
  • the top 5 of this contact 2a projects from the surface 3a of the wafer 3 near a shoulder 18 constituting an end of travel stop for the card 1.
  • One of the conductive pads is split (see FIG. 4) into a first part 20a which is not connected to the end of travel detection circuit and a second part 20 which is connected to this circuit.
  • FIG. 8 One of the feet of the brush contact 2a is blocked (see FIG. 8) in a housing 16 of the insulating plate 3, while the second foot 6 is engaged in a housing 15 in which it can, under the effect of the deformation of the brush contact 2a caused by the microcircuit card 1, moving along a distance d from the first part 20a of the split range towards the second part 20 thereof.
  • Figure 4 shows on the other hand that the two parts 20, 20a of the split conductive pad, are separated by an oblique interval 21 relative to the direction of movement of the second foot 6 of the brush contact 2a, which prevents this foot 6 hooks onto an extra thickness of the second conductive pad 20.
  • the invention can also be applied in a system where the card is put in place by landing instead of being introduced by sliding.
  • the card 1 could be applied to the face of the plate 3 from which the contacts 2 protrude, by means of a pressure spring.

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Abstract

Le connecteur pour lecteur de carte à microcircuit (1) comprend des contacts (2) reliés à un circuit électronique et destinés, lors de la mise en place de la carte (1) dans le lecteur, à être reliés à des plages de contact du microcircuit de cette carte (1). Ce connecteur comprend une plaquette (3) en matière électriquement isolante comportant des alvéoles (4) recevant chacune librement un contact balai (2) dont une première extrémité (5) fait saillie hors de l'alvéole (4) et est destinée à être mise en contact avec une plage de contact du microcircuit de la carte (1) et dont l'autre extrémité (6, 7) prend appui sur une plage conductrice du circuit électronique formé sur une carte (10) du circuit imprimé appliquée contre la plaquette (3) en matière électriquement isolante.

Description

CONNECTEUR POUR LECTEUR DE CARTE, A CONTACTS BALAIS ELASTIQUES, ET LECTEUR COMPORTANT UN TEL CONNECTEUR
La présente invention concerne un connecteur de carte à microcircuit (ou puce) pour un lecteur de carte notamment une carte de poche du type porte-monnaie électronique .
Un tel lecteur de carte de poche doit être de faible coût pour pouvoir être commercialisé à grande échelle et doit permettre à l'utilisateur de vérifier facilement la somme qui est disponible sur sa carte "porte-monnaie" .
Dans un tel lecteur se pose le problème de pouvoir relier les plages de contact du microcircuit porté par la carte au circuit électronique du lecteur.
Selon les brevets FR 87 15 739 et FR 95 06 854, on utilise à cet effet des connecteurs comprenant des contacts balais solidaires d'un cadre en matière électriquement isolante. Le but de la présente invention est de diminuer le coût d'un tel connecteur en supprimant toute opération de soudage pour relier les plages de contact du microcircuit de la carte aux plages de contact du circuit électronique du lecteur. L'invention vise ainsi un connecteur pour lecteur de carte à microcircuit comprenant des contacts reliés à un circuit électronique et destinés, lors de la mise en place de la carte dans le lecteur, à être reliés à des plages de contact du microcircuit de cette carte. Suivant l'invention, ce connecteur est caractérisé en ce qu'il comprend une plaquette en matière électriquement isolante comportant des alvéoles recevant chacune librement un contact balai dont une extrémité fait saillie hors de l'alvéole et est destinée à être mise en contact avec une plage de contact du microcircuit de la carte et dont l'autre extrémité prend appui avec glissement sur une plage conductrice du circuit électronique formé sur une carte du circuit imprimé appliquée contre la plaquette en matière électriquement isolante. Les contacts balais sont ainsi simplement logés dans des alvéoles d'une plaquette isolante, dans lesquelles ils sont retenus par la carte du circuit imprimé qui porte le circuit électronique. Ces contacts balais sont engagés librement dans ces alvéoles et aucune soudure n'est nécessaire.
Lorsque la carte est mise en place dans le lecteur, les plages de contact du microcircuit de cette carte viennent en contact avec les extrémités en saillie des contacts balais et les autres extrémités de ceux-ci viennent en contact avec les plages de contact de la carte de circuit imprimé.
Selon une version préférée de l'invention les contacts balais ont la forme d'une lame métallique pliée sensiblement en forme de V, dont le sommet constitue ladite première extrémité et dont au moins l'un des pieds constitue ladite seconde extrémité.
De préférence également, les contacts balais sont engagés dans des alvéoles dont la section présente dans le plan du V des contacts balais une forme évasée sensiblement complémentaire à celle du V des contacts balais .
De préférence également les contacts balais sont en un métal ayant des propriétés élastiques .
Ainsi lorsque la carte est introduite dans le lecteur, cette carte prend appui sur les sommets en saillie des contacts en V, enfonce ces sommets dans les alvéoles, ce qui produit une déformation élastique du V des contacts et un glissement des pieds de ceux-ci sur les plages de contact du circuit imprimé. Cette disposition permet d'établir une excellente connexion électrique entre les plages de contact du microcircuit de la carte et celles du circuit électronique porté par la carte de circuit imprimé.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci- après .
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est une vue latérale de la plaquette isolante porte-contacts du connecteur selon l'invention,
- la figure 2 est une vue de dessus de la plaquette selon la figure 1,
- la figure 3 est une vue de dessus du circuit imprimé du connecteur selon l'invention, - la figure 4 est une vue agrandie du détail A de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe de la plaquette isolante porte-contacts et d'une carte à microcircuit, avant mise en place de celle-ci, - la figure 6 est une vue analogue à la figure
5, la carte étant partiellement en place,
- la figure 7 est une vue analogue à la figure
6, la carte étant complètement en place,
- la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un connecteur selon
1 ' invention,
- la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation du connecteur.
Dans la réalisation des figures annexées, le connecteur pour lecteur de carte 1 à microcircuit comprend des contacts 2 reliés à un circuit électronique 10a et destinés, lors de la mise en place de la carte 1 dans le lecteur, à être reliés à des plages de contact du microcircuit de cette carte 1. Conformément à l'invention, ce connecteur comprend (voir figures 1, 2 et 5 à 7) une plaquette 3 en matière électriquement isolante comportant des alvéoles 4 recevant chacune librement un contact balai 12.
Une première extrémité 5 de ces contacts balais 2 fait saillie hors de l'alvéole 4 et est destinée à être mise en contact avec une plage de contact du microcircuit de la carte 1 (voir figures 6 et 7) . L'autre extrémité 6, 7 prend appui sur une plage conductrice 8, 9 du circuit électronique 3 formé sur une carte 10 du circuit imprimé appliquée contre la plaquette 3 en matière électriquement isolante.
Dans l'exemple représenté, la plaquette 3 porte des tenons 11 coopérant avec des trous de fixation 12 de la carte 10 de circuit imprimé.
Comme montré par les figures 5 à 9, les contacts balais 2 ont la forme d'une lame métallique pliée sensiblement en forme de V, dont le sommet 5 constitue la première extrémité, faisant saillie hors des alvéoles 4, et dont au moins l'un des pieds 6, 7 prend appui sur une plage conductrice 8, 9 du circuit électronique 10a. Les contacts balais 2 sont engagés dans les alvéoles 4 dont la section présente dans le plan du V des contacts balais 2 une forme évasée sensiblement complémentaire à celle du V des contacts balais 2.
Les contacts balais 2 sont en un métal conducteur ayant des propriétés élastiques.
De plus, le plan du V des contacts balais 2 est parallèle à la direction d'introduction de la carte 1 dans le lecteur.
Comme montré par les figures 8 et 9, la première extrémité 5 des contacts balais 2 fait saillie dans une fente 13 délimitée par la face 3a de la plaquette 3 et la face 14a d'un guide-carte 14.
Dans l'exemple de la figure 8, le guide-carte 14 est fixé à la plaquette 3. Dans l'exemple de la figure 9, le guide-carte 14 est réalisé d'une seule pièce avec la plaquette 3. On voit également sur la figure 8, que les pieds du V des contacts balais 2 ont une forme recourbée vers la plaquette 3. Ces pieds 6, 7 sont engagés dans des logements 15, 16 de la plaquette 3 ménagés entre celle- ci et la carte de circuit imprimé 10.
L'un 15 de ces logements 15, 16 a une dimension telle que le pied 6 correspondant peut se déplacer suivant une distance d sur la plage de contact 8 ou 9 du circuit imprimé 10a du fait de la déformation du contact balai 2 provoquée par l'introduction de la carte 1.
L'autre pied 7 du contact balai 2 est bloqué dans le logement correspondant 16, de sorte qu'il ne bouge pas lors de l'introduction de la carte 1.
On va maintenant expliquer le fonctionnement du connecteur que l'on vient de décrire.
Avant introduction de la carte 1 dans le lecteur, le sommet 5 des contacts balais 2 fait saillie hors des alvéoles 4 sur la surface 3a de la plaquette isolante 3. Lors de la mise en place de la carte 1, les sommets 5 des contacts 2 s'enfoncent successivement dans les alvéoles 4.
Cet enfoncement, provoque une déformation élastique des contacts balais 2, de sorte que l'un des pieds 6 se déplace suivant une distance d dans son logement 15.
Ce déplacement des pieds 6 des contacts 2 amène ceux-ci en contact avec appui élastique sur les plages de contact telles que 8, 9 du circuit électronique porté par la carte 10 de circuit imprimé.
Lorsque la carte 1 à microcircuit est complètement engagée sur la plaquette 3, comme indiqué sur la figure 7, les plages de contact du microcircuit de cette carte sont en contact avec les sommets 5 des contacts balais 2. Ces contacts balais 2 permettent ainsi de connecter électriquement le microcircuit de la carte 1 avec le circuit électronique porté par la carte de circuit imprimé 10.
Dans l'exemple représenté sur les figures, le connecteur selon l'invention comprend également un contact 2a pour détecter la fin de course d'introduction de la carte dans le lecteur.
Ce contact 2a est identique aux autres contacts et est engagé dans une alvéole 4 réalisée dans la plaquette isolante 3 identique aux autres alvéoles. Ce contact 2a est situé sur une branche 17 de la plaquette 3 qui est désaxée par rapport à l'axe longitudinal de celle-ci.
Le sommet 5 de ce contact 2a fait saillie sur la surface 3a de la plaquette 3 près d'un épaulement 18 constituant une butée de fin de course de la carte 1.
On voit sur la figure 7 que lorsque la carte 1 à microcircuit est en position de fin de course sur la plaquette 3, la carte 1 prend appui sur le sommet 5 du contact balai 2a, et les pieds 6, 7 de celui-ci prennent appui (voir figure 3) sur deux plages conductrices 19, 20 du circuit électronique de la carte 10 de circuit imprimé pour fermer un circuit de détection de fin de course de la carte 1.
L'une des plages conductrices est dédoublée (voir figure 4) en une première partie 20a non connectée au circuit de détection de fin de course et une seconde partie 20 qui est connectée à ce circuit.
L'un 7 des pieds du contact balai 2a est bloqué (voir figure 8) dans un logement 16 de la plaquette isolante 3, tandis que le second pied 6 est engagé dans un logement 15 dans lequel il peut, sous l'effet de la déformation du contact balai 2a provoquée par la carte 1 à microcircuit, se déplacer suivant une distance d de la première partie 20a de la plage dédoublée vers la seconde partie 20 de celle-ci. La figure 4 montre d'autre part que les deux parties 20, 20a de la plage conductrice dédoublée, sont séparées par un intervalle 21 oblique par rapport à la direction de déplacement du second pied 6 du contact balai 2a, ce qui évite que ce pied 6 s'accroche sur une surépaisseur de la seconde plage conductrice 20.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, l'invention peut également s'appliquer dans un système où la carte est mise en place par atterrissage au lieu d'être introduite par glissement.
Par ailleurs, la carte 1 pourrait être appliquée sur la face de la plaquette 3 d'où font saillie les contacts 2, au moyen d'un ressort presseur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Connecteur pour lecteur de carte à microcircuit (1) comprenant des contacts (2) reliés à un circuit électronique (10a) et destinés, lors de la mise en place de la carte (1) dans le lecteur, à être reliés à des plages de contact du microcircuit de cette carte, ce connecteur étant caractérisé en ce qu'il comprend une plaquette (3) en matière électriquement isolante comportant des alvéoles (4) recevant chacune librement un contact balai (2) dont une extrémité (5) fait saillie hors de l'alvéole (4) et est destinée à être mise en contact avec une plage de contact du microcircuit de la carte (1) et dont l'autre extrémité (6, 7) prend appui avec glissement sur une plage conductrice (8, 9) du circuit électronique formé sur une carte (10) de circuit imprimé appliquée contre la plaquette (3) en matière électriquement isolante.
2. Connecteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les contacts balais (2) ont la forme d'une lame métallique pliée sensiblement en forme de V, dont le sommet (5) constitue ladite première extrémité et dont au moins l'un des pieds (6, 7) constitue ladite seconde extrémité.
3. Connecteur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les contacts balais (2) sont engagés dans des alvéoles (4) dont la section présente dans le plan du V des contacts balais (2) une forme évasée sensiblement complémentaire à celle du V des contacts balais (2) .
4. Connecteur conforme à l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les contacts balais (2) sont en un métal ayant des propriétés élastiques.
5. Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le plan du V des contacts balais (2) est parallèle à la direction d'introduction de la carte (1) dans le lecteur.
6. Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première extrémité (5) des contacts balais fait saillie dans une fente (13) délimitée par l'une (3a) des faces de la plaquette (3) et la face (14a) d'un guide-carte (14) .
7. Connecteur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le guide-carte (14) est fixé à la plaquette (3) .
8. Connecteur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le guide-carte (14) est réalisé d'une seule pièce avec la plaquette (3).
9. Connecteur conforme à l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les pieds
(6, 7) du V des contacts balais (2) ont une forme recourbée vers la plaquette (3) .
10. Connecteur conforme à l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que les pieds (6, 7) du V sont engagés dans les logements (15, 16) de la plaquette (3) ménagés entre celle-ci et la carte de circuit imprimé (10) .
11. Connecteur conforme à la revendication 10 caractérisé en ce que l'un au moins de ces logements (15, 16) a une dimension telle que le pied (6) correspondant peut se déplacer sur la plage de contact (8, 9) du circuit imprimé lors de la déformation du contact-balai (2) provoquée par l'introduction de la carte (1) .
12. Connecteur conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que l'un (7) des pieds du contact- balai (2) est bloqué dans le logement (16) correspondant .
13. Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 12, comprenant au moins un contact (2a) pour détecter la fin de course d'introduction de la carte (1) dans le lecteur, ce contact (2a) étant relié à des plages conductrices du circuit électronique, une alvéole (4) recevant librement ce contact balai (2a) dont une première extrémité (5) fait saillie hors de l'alvéole (4) et est destinée à détecter la fin de course de la carte (1) et dont l'autre extrémité (6, 7) prend appui sur une plage conductrice (19 ; 20, 20a) du circuit électronique formé sur la carte (10) de circuit imprimé .
14. Connecteur conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que lorsque la carte (1) à microcircuit est en position de fin de course sur la plaquette (3), la carte (1) prend appui sur le sommet
(5) du contact balai, et les pieds (6, 7) de celui-ci prennent appui sur deux plages conductrices (19, 20) du circuit électronique de la carte (10) de circuit imprimé pour fermer un circuit de détection de fin de course de la carte .
15. Connecteur conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que l'une desdites plages conductrices est dédoublée en une première partie (20a) non connectée au circuit de détection de fin de course et une seconde partie (20) connectée à ce circuit, en ce que l'un (7) des pieds du contact balai (2a) est bloqué par rapport à la plaquette isolante (3), tandis que le second pied (6) peut sous l'effet de la déformation du contact balai (2a) provoquée par la carte (1) à microcircuit, se déplacer de la première partie (20a) de la plage dédoublée vers la seconde partie (20) de celle-ci.
16. Connecteur conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que les deux parties (20, 20a) de la plage conductrice dédoublée sont séparées par un intervalle (21) oblique par rapport à la direction de déplacement dudit second pied (6) du contact balai.
17. Connecteur conforme à l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le contact balai (2a) pour détecter la fin de course de la carte (1) est situé sur une branche (17) de la plaquette (3) désaxée par rapport à l'axe de cette dernière.
18. Lecteur de carte comprenant un connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 17.
PCT/FR1998/000517 1997-03-17 1998-03-13 Connecteur pour lecteur de carte, a contacts balais elastiques, et lecteur comportant un tel connecteur WO1998041946A1 (fr)

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