WO2012085397A1 - Dispositif de connexion d'une carte electronique a une pluralite de composants - Google Patents

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Pierre Smal
Benjamin Morliere
Fabrice HERAULT
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    • H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates

Definitions

  • the present invention relates to a device for connecting an electronic card to a plurality of components.
  • Electronic cards also called printed circuits, are supports, usually plates, for electrically connecting a set of electronic elements together, in order to achieve a complex electronic circuit.
  • the card can be connected to one or more components, such as a connector, another electronic card, or electronic power components.
  • the connection is made using male contacts of the component, which is inserted and then fix, usually by welding, in the female contacts of the card.
  • Improper positioning of the male contacts on a component may result in damage to these male contacts when inserted into the female contacts. This poor positioning may also cause a non-connection of the component to the electronic card.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • connection device for effectively connecting an electronic card to a plurality of components.
  • the invention thus relates to a device for connecting an electronic card to a plurality of components, the components each comprising male contacts for insertion into corresponding female contacts of the electronic card.
  • the device according to the invention comprises, between the electronic card and each component, means for guiding the male contacts towards the female contacts.
  • the positioning defects of the male contacts on the components are corrected by the guide means which refocus the male contacts to the female contacts.
  • the guide means may comprise guide orifices arranged in one or more guide elements.
  • the guide elements are preferably of non-conductive material.
  • the device advantageously comprises a guide orifice by male contact.
  • the device may include a component guide element.
  • the width of the end of the orifices located on the component side is preferably greater than the width of the end of the orifices located on the side of the electronic card.
  • the width of the end of the orifices located on the side of the electronic card is preferably less than or equal to the width of the female contacts.
  • Each guide element may be pre-assembled to a separate support of the electronic card, for example to a component with which it is associated.
  • Each guide element can be pre-assembled to the electronic card.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a device described above.
  • FIG. 1 is a sectional view diagrammatically illustrating the general principle of a device according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a device according to the invention, according to a first embodiment
  • FIG. 3 illustrates a device according to the invention, according to a second embodiment
  • FIG. 4 illustrates a device according to the invention, according to a third embodiment.
  • connection device 1 As illustrated in Figure 1, a connection device 1 according to the invention comprises an electronic card 2, components 3 and one or more guiding elements 4. For the sake of clarity, a single component 3 is shown.
  • Each component 3 comprises male metal contacts 3A intended to be inserted into female contacts 2A of the electronic card 2.
  • the female contacts 2A are holes of the card 2.
  • Each guide element 4 may be a plate of non-conductive material disposed between the component 3 and the card 2.
  • the guide element 4 comprises orifices 5 intended to guide the male contacts 3A towards their corresponding female contact 2A.
  • the orifices 5 allow to refocus the male contacts 3A and to prevent them from deflecting out of the female contacts 2A during the insertion of the male contacts 3A into the female contacts 2A. The male contacts 3A can thus be correctly inserted and soldered on the card 2.
  • the orifices 5 may have any shape of section, and in particular a circular section.
  • the inlet section of the orifices 5 is preferably larger than the outlet section of the orifices 5.
  • the diameter D3 of the end of the orifices 5 located on the component side 3 is preferably larger than the diameter D2 of the end located on the side of the card 2.
  • the diameter D3 can be calculated so as to take into account the positioning tolerances of all the male contacts 3A to be soldered on the card 2.
  • the diameter D2 is preferably less than or equal to the diameter D1 of the female contacts 2A, which also allows a better refocusing of the male contacts 3A.
  • the orifices 5 may for example be of frustoconical shape, or, as shown, comprise a frustoconical portion of extreme diameters D2 and D3 followed by a cylindrical portion of diameter D2.
  • the device 1 can be assembled in several different ways. For example, it is possible, for example, to fix the guide element 4 on the card 2, putting the orifices 5 and the female contacts 2A opposite one another, then to insert and weld the male contacts 3A of the component 3 on the Guiding element assembly 4 - card 2. Alternatively, the male contacts 3A of the component 3 can be inserted into the orifices 5 of the guiding element 4, then fixing the guiding element 4 on the component 3 and finally inserting and solder the male contacts 3A of the component 3 on the card 2.
  • the guide member 4 is part of a room located near the map electronics 2 and which also fulfills a function other than guiding.
  • the device 1 comprises three components: a connector 31, electronic power components 32 and a second electronic card 33 connected to the electronic card 2 via an inter-connector 7.
  • a connector 31 electronic power components 32
  • a second electronic card 33 connected to the electronic card 2 via an inter-connector 7.
  • Each of the components 31, 32,33 is fixed on a support 6, which is typically a casting.
  • the electronic power components 32 are necessary components in the case where more power is needed to control the motor, when the electronic card 2 alone is not enough.
  • the power components 32 may be, for example, induction coils, capacitors, transformers, or else transistors.
  • the second electronic card 33 may in particular be a SMI (Isolated Metal Substrate) type card which is a printed circuit provided with an aluminum layer for dissipating heat.
  • the molding 4 surrounding the busbar thus performs the function of refocusing the male contacts 3A.
  • guide surfaces such as those illustrated in FIG. 1, are produced on the surface of the molding 4.
  • the single guide element 4 is an additional piece intended specifically for guiding the contacts. males 3A.
  • This guide element 4 is in the form of a plate provided with guide holes and disposed under the electronic card 2.
  • the guide element 4 can be positioned and fixed on one of the parts of the assembly, for example on the connector 31 or on the support 6.
  • the electronic card 2 can be positioned and fixed on the same part as the guiding element 4.
  • the different male contacts 3A are in a good position to be soldered on the electronic card 2.
  • the guide element 4 can also be positioned and fixed on the electronic card 2 before the final assembly of the device 1.
  • the subassembly card 2 - guide element 4 is then positioned and fixed on one of the parts of the device 1, for example on the connector 31 or the support 6.
  • the male contacts 3A are positioned via a single piece and their positioning tolerance is in line with that of the solder on the electronic card 2.
  • the device 1 comprises three guiding elements 4. There is thus a guiding element 4 for each component 31, 32, 33.
  • Each guide element 4 is in the form of a plate provided with guide holes and disposed under the electronic card 2.
  • the guide elements 4 can be positioned and fixed on the electronic card 2 before the final assembly of the device 1.
  • the guide elements 4 can thus be positioned on the card 2 via two pins 8. On can use, as in this example, gadroons on the pins 8 to keep fixed the guide elements on the card 2.
  • connection device can be advantageously used in a motor vehicle, in any element of the vehicle where an electronic card must be connected to several components.
  • the device according to the invention can in particular be used in a vehicle computer, and in particular in an ECU (Engine Control Unit in English) type computer.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de connexion (1) d'une carte électronique (2) à une pluralité de composants (3), les composants (3) comprenant chacun des contacts mâles (3A) destinés à être insérés dans des contacts femelles (2A) correspondants de la carte électronique (2), caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend, entre la carte électronique (2) et chaque composant (3), des moyens de guidage (5) des contacts mâles (3A) vers les contacts femelles (2A), et en ce que les moyens de guidage (5) comprennent des orifices de guidage (5) disposés dans un unique élément de guidage (4).

Description

DISPOSITIF DE CONNEXION D'UNE CARTE ELECTRONIQUE A UNE
PLURALITE DE COMPOSANTS
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de connecter une carte électronique à une pluralité de composants.
Les cartes électroniques, également appelées circuits imprimés, sont des supports, en général des plaques, permettant de relier électriquement un ensemble d'éléments électroniques entre eux, dans le but de réaliser un circuit électronique complexe.
La carte peut être connectée à un ou plusieurs composants, comme par exemple un connecteur, une autre carte électronique, ou encore des composants électroniques de puissance. La connexion est réalisée à l'aide de contacts mâles du composant, que l'on vient insérer puis fixer, généralement par soudure, dans des contacts femelles de la carte.
Une difficulté apparaît lorsqu'on souhaite connecter plusieurs composants à la carte, car le jeu de montage calculé grâce à la chaîne de cote associant les tolérances de positionnement des contacts mâles est supérieur au jeu laissé sur les contacts femelles pour réaliser la soudure, ce qui fait que les contacts mâles peuvent ne pas être correctement positionnés en face des contacts femelles.
Un mauvais positionnement des contacts mâles sur un composant peut entraîner un endommagement de ces contacts mâles lors de leur insertion dans les contacts femelles. Ce mauvais positionnement peut également provoquer une non connexion du composant à la carte électronique.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.
Elle propose en particulier un dispositif de connexion permettant de connecter efficacement une carte électronique à une pluralité de composants.
L'invention a ainsi pour objet un dispositif de connexion d'une carte électronique à une pluralité de composants, les composants comprenant chacun des contacts mâles destinés à être insérés dans des contacts femelles correspondants de la carte électronique. Le dispositif selon l'invention comprend, entre la carte électronique et chaque composant, des moyens de guidage des contacts mâles vers les contacts femelles.
Ainsi, les défauts de positionnement des contacts mâles sur les composants sont corrigés par les moyens de guidage qui permettent de recentrer les contacts mâles vers les contacts femelles.
Les moyens de guidage peuvent comprendre des orifices de guidage disposés dans un ou plusieurs éléments de guidage. Les éléments de guidage sont de préférence en matériau non conducteur.
Le dispositif comprend avantageusement un orifice de guidage par contact mâle.
Le dispositif peut comprendre un élément de guidage par composant.
La largeur de l'extrémité des orifices située du côté du composant est de préférence supérieure à la largeur de l'extrémité des orifices située du côté de la carte électronique.
La largeur de l'extrémité des orifices située du côté de la carte électronique est de préférence inférieure ou égale à la largeur des contacts femelles.
Chaque élément de guidage peut être pré-assemblé à un support distinct de la carte électronique, par exemple à un composant auquel il est associé.
Chaque élément de guidage peut être pré-assemblé à la carte électronique.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un dispositif décrit ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe illustrant schématiquement le principe général d'un dispositif selon l'invention,
- la figure 2 illustre un dispositif selon l'invention, conformément à un premier mode de réalisation, - la figure 3 illustre un dispositif selon l'invention, conformément à un deuxième mode de réalisation, et
- la figure 4 illustre un dispositif selon l'invention, conformément à un troisième mode de réalisation.
Tel qu'illustré à la figure 1, un dispositif de connexion 1 selon l'invention comprend une carte électronique 2, des composants 3 et un ou plusieurs éléments de guidage 4. Pour des raisons de clarté, un seul composant 3 est représenté.
Chaque composant 3 comprend des contacts métalliques mâles 3A destinés à être insérés dans des contacts femelles 2A de la carte électronique 2. Les contacts femelles 2A sont des orifices de la carte 2.
Chaque élément de guidage 4 peut être une plaque en matériau non conducteur disposée entre le composant 3 et la carte 2. L'élément de guidage 4 comprend des orifices 5 destinés à guider les contacts mâles 3A vers leur contact femelle 2A correspondant. Les orifices 5 permettent de recentrer les contacts mâles 3A et d'éviter que ceux-ci ne dévient hors des contacts femelles 2A lors de l'insertion des contacts mâles 3A dans les contacts femelles 2A. Les contacts mâles 3A peuvent ainsi être correctement insérés et soudés sur la carte 2.
Les orifices 5 peuvent présenter toute forme de section, et notamment une section circulaire.
Pour permettre un meilleur recentrage des contacts mâles 3A, la section d'entrée des orifices 5 est de préférence plus grande que la section de sortie des orifices 5. Autrement dit, le diamètre D3 de l'extrémité des orifices 5 située du côté du composant 3 est de préférence plus grand que le diamètre D2 de l'extrémité située du côté de la carte 2.
Le diamètre D3 peut être calculé de manière à tenir compte des tolérances de placement de tous les contacts mâles 3A devant être soudés sur la carte 2.
Le diamètre D2 est de préférence inférieur ou égal au diamètre Dl des contacts femelles 2A, ce qui permet également un meilleur recentrage des contacts mâles 3A. Les orifices 5 peuvent par exemple être de forme tronconique, ou, tel que représenté, comprendre une portion tronconique de diamètres extrêmes D2 et D3 suivie d'une portion cylindrique de diamètre D2.
Le dispositif 1 peut être assemblé de plusieurs façons différentes. On peut par exemple fixer dans un premier temps l'élément de guidage 4 sur la carte 2, en mettant en vis-à-vis les orifices 5 et les contacts femelles 2A, puis insérer et souder les contacts mâles 3A du composant 3 sur l'ensemble élément de guidage 4 - carte 2. Alternativement, on peut insérer les contacts mâles 3A du composant 3 dans les orifices 5 de l'élément de guidage 4, puis fixer l'élément de guidage 4 sur le composant 3 et enfin insérer et souder les contacts mâles 3A du composant 3 sur la carte 2.
La suite de la description est consacrée à différents modes de réalisation du dispositif 1 selon l'invention.
Dans un premier mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 2, sur laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références, l'élément de guidage 4 fait partie d'une pièce située à proximité de la carte électronique 2 et qui remplit par ailleurs une fonction autre que le guidage.
On peut ainsi utiliser comme élément de guidage 4 un moulage plastique entourant des pistes conductrices en cuivre ou en aluminium, appelées busbar en langue anglaise.
Dans l'exemple de la figure 2, le dispositif 1 comprend trois composants : un connecteur 31, des composants électroniques de puissance 32 et une deuxième carte électronique 33 reliée à la carte électronique 2 via un inter-connecteur 7. Chacun des composants 31,32,33 est fixé sur un support 6, qui est typiquement une pièce de fonderie.
Les composants électroniques de puissance 32 sont des composants nécessaires dans le cas où l'on a besoin de davantage de puissance pour contrôler le moteur, lorsque la carte électronique 2 seule ne suffit pas. Les composants de puissance 32 peuvent être par exemple des bobines d'induction, des condensateurs, des transformateurs, ou encore des transistors. La deuxième carte électronique 33 peut être notamment une carte de type SMI (Substrat Métallique Isolé) qui est un circuit imprimé muni d'une couche d'aluminium pour dissiper la chaleur.
Le moulage 4 entourant le busbar réalise ainsi la fonction de recentrage des contacts mâles 3A. Pour ce faire, on réalise à la surface du moulage 4 des orifices de guidage, comme par exemple ceux illustrés à la figure 1.
Dans un deuxième mode de réalisation, et tel qu'illustré à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 2 portent les mêmes références, l'unique élément de guidage 4 est une pièce supplémentaire destinée spécialement au guidage des contacts mâles 3A. Cet élément de guidage 4 se présente sous la forme d'une plaque munie d'orifices de guidage et disposée sous la carte électronique 2.
L'élément de guidage 4 peut être positionné et fixé sur une des pièces de l'assemblage, par exemple sur le connecteur 31 ou sur le support 6. Dans ce cas, la carte électronique 2 peut être positionnée et fixée sur la même pièce que l'élément de guidage 4. Ainsi, les différents contacts mâles 3A sont en bonne position pour être soudés sur la carte électronique 2.
L'élément de guidage 4 peut également être positionné et fixé sur la carte électronique 2 avant l'assemblage final du dispositif 1. Le sous- assemblage carte 2 - élément de guidage 4 est ensuite positionné et fixé sur une des pièces du dispositif 1, par exemple sur le connecteur 31 ou le support 6. Ainsi, les contacts mâles 3A sont positionnés via une seule pièce et leur tolérance de positionnement est en adéquation avec celle de la soudure sur la carte électronique 2.
Dans un troisième mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 4, le dispositif 1 comprend trois éléments de guidage 4. Il y a ainsi un élément de guidage 4 pour chaque composant 31,32,33. Chaque élément de guidage 4 se présente sous la forme d'une plaque munie d'orifices de guidage et disposée sous la carte électronique 2.
Les éléments de guidage 4 peuvent être positionnés et fixés sur la carte électronique 2 avant l'assemblage final du dispositif 1. Les éléments de guidage 4 peuvent ainsi être positionnés sur la carte 2 via deux pions 8. On peut utiliser, comme dans cet exemple, des godrons sur les pions 8 pour maintenir fixés les éléments de guidage sur la carte 2.
La présence de plusieurs éléments de guidage 4 permet un guidage des contacts mâles 3A plus précis et plus économique.
Le dispositif de connexion selon l'invention peut être avantageusement utilisé dans un véhicule automobile, dans tout élément du véhicule où une carte électronique doit être reliée à plusieurs composants. Le dispositif selon l'invention peut notamment être utilisé dans un calculateur du véhicule, et en particulier dans un calculateur de type ECU (Engine Control Unit en langue anglaise).

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de connexion (1) d'une carte électronique (2) à une pluralité de composants (3), les composants (3) comprenant chacun des contacts mâles (3A) destinés à être insérés dans des contacts femelles (2A) correspondants de la carte électronique (2), caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend, entre la carte électronique (2) et chaque composant (3), des moyens de guidage (5) des contacts mâles (3A) vers les contacts femelles (2A), et en ce que
les moyens de guidage (5) comprennent des orifices de guidage (5) disposés dans un unique élément de guidage (4).
2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un orifice de guidage (5) par contact mâle (3A).
3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la largeur (D3) de l'extrémité des orifices (5) située du côté du composant (3) est supérieure à la largeur (D2) de l'extrémité des orifices (5) située du côté de la carte électronique (2).
4. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la largeur (D2) de l'extrémité des orifices (5) située du côté de la carte électronique (2) est inférieure ou égale à la largeur (Dl) des contacts femelles (2A).
5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de guidage (4) est pré-assemblé à un support distinct de la carte électronique (2).
6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de guidage (4) est pré-assemblé à la carte électronique (2).
7. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6.
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