WO2021063986A1 - Dispositif electronique a boitier monolithique - Google Patents

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WO2021063986A1
WO2021063986A1 PCT/EP2020/077297 EP2020077297W WO2021063986A1 WO 2021063986 A1 WO2021063986 A1 WO 2021063986A1 EP 2020077297 W EP2020077297 W EP 2020077297W WO 2021063986 A1 WO2021063986 A1 WO 2021063986A1
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housing
connector
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printed circuit
contacts
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PCT/EP2020/077297
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François Guillot
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Safran Electronics & Defense
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    • H05K7/1417—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack having securing means for mounting boards, plates or wiring boards

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrical connection more particularly in the aeronautical field.
  • Connection devices comprising a housing having a peripheral frame having an edge delimiting a first opening closed by a printed circuit board (commonly called PCB) and an opposite edge on which is attached a plate provided with a second opening in look at at least one electrical connection interface of the printed circuit board.
  • a well is fixed on said plate to extend from an edge of the second opening to the printed circuit board to receive one or more first connectors connected to the connection interface.
  • the connection interface generally consists of metallized holes made in the printed circuit board and connected to conductive tracks of said board.
  • the first connector comprises a rigid body having one end provided with pins of the “PRESS-FIT” type intended to be engaged in the metallized holes and an opposite end arranged to cooperate with a second homologous connector. The first connector is connected to the second connector by pins force-fed into metallized holes.
  • connection devices are for example used in airplanes to connect the computers of the airplane to the avionics harness in accordance with the ARINC 600 standard.
  • These computers are grouped together in a frame (or "rack" box or box) having an opening for the installation of the computers and on the other hand a base which carries the connection device in such a way that the connection of the computer to the connection device is carried out automatically when the computer is placed in the bay, the contacts of the computer being embedded in the connection device once the computer is in position in the chassis.
  • These connection devices are commonly referred to as “rack-mountable” bottom or rear housing blocks.
  • the design of the housing imposes manufacturing clearances and assembly clearances which must be precisely controlled otherwise the pins of the first connector may be offset with respect to the metallized holes to the point of preventing connection, especially since the density of the metallized hole / pin assemblies tends to increase.
  • the object of the invention is in particular to simplify connection devices of this type.
  • connection device comprising a housing having a first face provided with a first opening closed by a printed circuit board and a second face provided with a second opening. facing at least one electrical connection interface of the printed circuit board.
  • the housing includes at least one well extending from an edge of the second opening to the printed circuit board for positioning a first connector relative to the connection interface, and in that the housing is a unitary part comprising well.
  • the housing is in one piece so that the only clearances to be taken into account are the manufacturing clearances which are more easily controllable than assembly clearances.
  • the well can constitute a means for guiding and positioning the first connector with respect to the connection interface.
  • the first connector can be simplified because the well will also contribute to the mechanical strength of the connection of the first connector both to the connection interface and to a second connector homologous to the first.
  • FIG. 1 is a perspective view of a connection device according to the invention
  • Figure 2 is a schematic view of the connection device in cross section along the plane II of Figure 1;
  • FIG. 3 is a partial schematic view, in cross section along a plane perpendicular to the plates, of two connectors connected to one another;
  • Figure 4 is a front view of the first connector
  • FIG. 5 is a schematic view, in section along the line V-V of FIG. 4, of the first connector
  • FIG. 6 is a partial schematic view, in section along the line VI-VI of FIG. 3, of two connectors connected to one another.
  • connection device comprises a housing generally designated at 1 and a printed circuit board 10.
  • the housing 1, of parallelepiped shape is delimited by a side wall 2, of closed contour, a free edge of which forms a first face 3.1 of the housing 1 and an opposite edge is integral with a bottom wall forming a second face 3.2 of the housing 1.
  • the side wall 2 forms a frame and extends perpendicularly to the printed circuit board 10.
  • the first face 3.1 is provided with a first opening 4.1 (delimited by the free edge of the side wall 2) and the second face 3.2 is provided with second openings 4.2.
  • the housing 1 comprises wells 5 each extending from an edge of one of the second openings 4.2 and having a free edge extending slightly behind the plane of the first face 3.1.
  • Each well 5 is delimited by a side wall with a closed contour projecting from the second face 3.2 of the housing 1 and having an open free end, that is to say without a bottom.
  • the outline has substantially the same shape as the opening bordered by the well, this opening possibly having a circular, rectangular, square or other shape depending on the shape of the connector that it is intended to let through, as will be seen below.
  • the second face 3.2 is provided in a manner known per se with a keying member 6 in order to prevent assembly and connection errors.
  • the housing 1 has a monolithic structure: the side wall 2, the faces 3.1, 3.2 and the wells 5 are a single unitary part.
  • the housing is the result of machining a block of material, here a metal such as aluminum. Other manufacturing methods are possible.
  • the housing may result from additive manufacturing or from molding. For the tightest manufacturing tolerances, it is possible to carry out a machining restart, in particular for the first face 3.1 which constitutes a reference for the positioning of the housing 1 relative to the printed circuit board 10.
  • the free edge of the side wall 2 is applied to a face 11 of the printed circuit board 10 which closes the first opening 3.1 and which has an opposite face 12. Said face 11 is provided with a connection interface.
  • connection interface 13 which is connected to conductive tracks of the printed circuit board 10 and to a connection interface carried by the opposite face 12 and not shown here.
  • the connection interface 13 extends opposite the second opening 4.2 and is surrounded by the free edge of the well 5.
  • the connection interface 13 here comprises metallized holes 14.
  • Two of the wells 5 each receive a first connector 100 comprising a dielectric support having a first end provided with conductors 101, 102 in the form of a pin which project from the dielectric support and are received by force in the metallized holes 14.
  • the wells 5 are arranged to guide and position the first connector 100 relative to the first connection interface 13.
  • the dielectric support of the first connector 100 comprises, opposite the conductors 101, first electrically insulating plates 110, parallel to each other, each having a face carrying first signal transport contacts 111 connected to the conductors 101 and a face opposite carrying a first shield plate 112 connected to the conductors 102.
  • Each first connector 100 is part of an electrical connection assembly also comprising a second homologous connector 200.
  • the second connector comprises a dielectric support comprising, like the first connector 100, second electrically insulating plates 210, parallel to each other, each having one face carrying second signal transport contacts 211 and an opposite face carrying a second signal blade. shield 212.
  • the contacts 111, 211 are arranged in conductive tracks extending parallel to a direction of mutual engagement of the connectors 100, 200 with one another.
  • the contacts 111, 211 have the form of stamped strips which are elastically deformable between a rest position in which the strip projects from the conductive track and a deformed position in which the strip is in the extension of the conductive track.
  • the shielding blades 112, 212 also include contacts formed by blades cut from the shielding blades 112, 212 and are elastically deformable between a rest position in which the blade protrudes from the shielding blade 112, 212 and a deformed position in which the strip is in the extension of the shielding strip 112, 212.
  • the contacts 111 and the shield blades 112 have inverted positions with respect to the contacts 211 and the shield blades 212 such that when the first connector 100 is connected to the second connector 200, the plates 110 are interposed between the plates 210 and conversely, the first contacts 111 are applied against the second contacts 211, and the first shielding blades 112 are applied against the second shielding blades 212.
  • the contacts 111, 211 are narrow flat contacts for carrying signals and the blades.
  • shield 112, 212 are wide flat contacts for making interzone contact ground planes.
  • the contacts 111, 211 and the shielding strips 112, 212 are all made here by stamping the same type of metal sheet, which allows standardization of the contacts for all types of signals.
  • the width of the contacts 111, 211 is here determined so as to double the density of contacts with respect to a conventional ARINC 600 connector equipped with standard 22 gauge contacts.
  • a layer 300 of electrically insulating material extends between the first surface of the first connector 100 and the connection interface up to the free edge of the side wall 2, the conductors 101 of the first connector 100 passing through the layer 300.
  • the layer 300 has a thickness of approximately 0.6 mm.
  • the electrically insulating material is RTV silicone.
  • the plates 210 When the second connector 200 is connected to the first connector 100, the plates 210 then extend like the plates 110 in the well 5 which protects them and protects the connection; the contacts of each pair of facing contacts 111 and 211 are applied against one another; the shielding blades of each pair of facing shielding blades 112, 212 are applied against each other; the free edge of each rib 120 is received in the groove 220 facing it.
  • the tolerance intervals of the housing 1 obtained by virtue of its monolithic construction are relatively tight (a few tenths of a millimeter) and thus make it possible to gain in positioning precision of the conductors of the first connectors 100 in the printed circuit board.
  • This arrangement makes it possible to eliminate the body of the first connector 100 since the wall of the well 5 is positioned and dimensioned in a sufficiently precise manner so that the housing 1 can perform the mechanical resistance functions normally provided by the connector body. There is thus a mutualisation of the mechanical functions of the housing and of the connector.
  • the contacts of the first connector 100 and of the second connector 200 which are opposite each other, provide electrical coupling and capacitive coupling, without noticeable breaking of the iterative impedance of the differential transmission line and allows a large bandwidth for them.
  • digital buses up to a few Gbits / s).
  • the arrangement of contacts of the first connector 100 and of the second connector 200 thus makes it possible to replace in particular the connectors of “QUADRAX” types by providing a higher contact density and therefore better signal transfer capacity.
  • the shielding blades 112, 212 prevent capacitive couplings between the equipotentials from one plate 110, 210 to the other.
  • the ribs 120 and the grooves 220 cooperate in the manner of mutually nested combs (thus forming baffle passages) and the electrically insulating material of the plates 110, 210 is chosen such that the dielectric distances between adjacent contacts are artificially increased and the dielectric strength of the plates 110, 210 is much greater than that of air (particularly at low pressure).
  • the layer 300 which is electrically insulating. Layer 300 is crushed between first connector 100 and the printed circuit board. Layer 300 is made of a material which is elastically deformable and which has electrical insulation performance superior to that of air.
  • Layer 300 is formed from a very liquid RTV resin and is formed as follows:
  • the resin is introduced on top of the printed circuit board 10 through an opening in the side wall spaced from the printed circuit board from a height greater than the desired thickness of the layer 300.
  • the quantity of resin is defined so that the bottom of the dielectric support of the first connector 100 is immersed in the resin in order to guarantee the continuity of the electrical insulation.
  • the height of resin will be about 0.6mm because the space between the bottom of the dielectric support and the top of the printed circuit board is about 0.5mm;
  • the device is placed in a depressurization chamber (10 mBar objective) in order to guarantee the penetration of the resin into all the interstices or holes of the printed circuit board and to eliminate any bubbles which could be present in the resin. This ensures homogeneity of the resin around the conductors 101 to be insulated from the ambient air.
  • the housing 1 and the printed circuit board form a receiving mold for the liquid resin.
  • the RTV resin used is for example a silicone resin and in particular that marketed under the reference “Snapsil TN3305” by the company Momentive. This silicone-based resin has a viscosity of 47 and can be used between - 55 ° C and + 125 ° C.
  • the contacts 111 and the shielding blades 112 are stamped (cut and formed) in a single cutting and forming operation, also making it possible to form the conductors 101 (“Press-fit” pins. ) and reliefs for anchoring this assembly in the dielectric support of the connector 100.
  • Said dielectric support is made in two sub-parts in which the metal strips and blades are mounted. At the junction point of the two sub-parts, the anchoring reliefs of the strips come into abutment. Then the two insulating sub-parts are preferably welded together by an ultrasonic welding technique, which allows local heating and thermoplastic welding while avoiding the use of glue or general heating which could be a factor. limiting for the mechanical precision of the connector.
  • the anchoring reliefs are dimensioned to form a mechanical connection resistant to any longitudinal displacement of the conductors 101, particularly during pressing operations (Press-fit assembly).
  • the invention is not limited to the embodiment described but encompasses any variant coming within the scope of the invention as defined by the claims.
  • the device can thus have a structure different from that described.
  • first connectors of modular size by creating groups of small signal contacts associated with each other by their dielectric support and associated with the shielding strip (or ground plane) mounted opposite the small signal contacts.
  • Each contact module (which would then look like a plate 110, 210 carrying the contacts 111, 211 and the shielding strip 112, 212) can be associated with another, and so on, to create a first connector having the desired size.
  • the width of the first connectors would be constant (the width of the plate 110, 210) and only the height would vary.
  • the dielectric support can be produced by injection of a thermoplastic or thermosetting resin.
  • the invention is applicable to all ARINC 600 computers and can be extended to any other type of computer connectors having the same needs, for example on EN4165 connectors.
  • the use of the housing as a lost mold is optional. Another solution is to locally inject this same RTV resin while maintaining it in the region of the connector by local tight barriers (made with a second, more pasty RTV resin).
  • the connectors may have a structure different from that described and for example a conventional structure.
  • a layer of electrically insulating material is optional and will depend on the constraints of use of the device.

Landscapes

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
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Abstract

Dispositif de connexion comprenant un boîtier (1) ayant une première face (3.1) pourvue d'une première ouverture (4.1) fermée par une plaque de circuit imprimé (10) et une deuxième face pourvue (3.2) d'une deuxième ouverture (4.2) en regard d'au moins une interface de connexion électrique (13) de la plaque de circuit imprimé (10). Le boîtier comprend au moins un puits (5) s'étendant depuis un bord de la deuxième ouverture (4.2) jusqu'à la plaque de circuit imprimé (10) pour positionner un premier connecteur (100) par rapport à l'interface de connexion, et en ce que le boîtier (1) est une pièce unitaire comprenant le puits (5).

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE A BOITIER MONOLITHIQUE
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine de la connexion électrique plus particulièrement dans le domaine aéronautique.
Il est connu des dispositifs de connexion comprenant un boîtier ayant un cadre périphérique ayant un bord délimitant une première ouverture fermée par une plaque de circuit imprimé (communément appelé PCB) et un bord opposé sur lequel est rapportée une platine pourvue d'une deuxième ouverture en regard d'au moins une interface de connexion électrique de la plaque de circuit imprimé. Un puits est fixé sur ladite platine pour s'étendre depuis un bord de la deuxième ouverture jusqu'à la plaque de circuit imprimé pour recevoir un ou des premiers connecteurs reliés à l'interface de connexion. L'interface de connexion est généralement constituée de trous métallisés ménagés dans la plaque de circuit imprimé et raccordés à des pistes conductrices de ladite plaque. Le premier connecteur comprend un corps rigide ayant une extrémité pourvue de broches de type « PRESS-FIT » destinées à être engagées dans les trous métallisés et une extrémité opposée agencée pour coopérer avec un deuxième connecteur homologue. Le premier connecteur est relié au deuxième connecteur par des broches reçues à force dans des trous métallisés.
De tels dispositifs de connexion sont par exemple utilisés dans les avions pour raccorder les calculateurs de l'avion au faisceau avionique conformément à la norme ARINC 600. Ces calculateurs sont regroupés dans un châssis (ou baie ou boîtier « rackable ») ayant une ouverture pour la mise en place des calculateurs et à l'opposé un fond qui porte le dispositif de connexion de telle manière que le raccordement du calculateur au dispositif de connexion soit effectué automatiquement à la mise en place du calculateur dans la baie, les contacts du calculateur étant enchâssés dans le dispositif de connexion une fois le calculateur en position dans le châssis. Ces dispositifs de connexion sont couramment appelés blocs de fond ou blocs arrières de boîtier « rackable ». La conception du boîtier impose des jeux de fabrication et des jeux de montage qui doivent être précisément maîtrisés sans quoi les broches du premier connecteur risquent d'être décalées par rapport aux trous métallisés au point d'empêcher la connexion et ce d'autant plus que la densité des ensembles trous métallisés/broches tend à augmenter.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a notamment pour but de simplifier les dispositifs de connexion de ce type.
RESUME DE L’INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention un dispositif de connexion comprenant un boîtier ayant une première face pourvue d'une première ouverture fermée par une plaque de circuit imprimé et une deuxième face pourvue d'une deuxième ouverture en regard d'au moins une interface de connexion électrique de la plaque de circuit imprimé. Le boîtier comprend au moins un puits s'étendant depuis un bord de la deuxième ouverture jusqu'à la plaque de circuit imprimé pour positionner un premier connecteur par rapport à l'interface de connexion, et en ce que le boîtier est une pièce unitaire comprenant le puits.
Ainsi, le boîtier est en une seule pièce de sorte que les seuls jeux à prendre en compte sont les jeux de fabrication qui sont plus facilement maîtrisables que des jeux de montage. En outre, le puits peut constituer un moyen de guidage et de positionnement du premier connecteur par rapport à l'interface de connexion. Le premier connecteur peut être simplifié car le puits va également contribuer à la résistance mécanique du raccordement du premier connecteur tant à l'interface de connexion qu'à un deuxième connecteur homologue du premier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier et non limitatif de 1'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de connexion selon l'invention ; La figure 2 est une vue schématique du dispositif de connexion en coupe transversale selon le plan II de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue schématique partielle, en coupe transversale selon un plan perpendiculaire aux plaques, de deux connecteurs connectés l'un à l'autre ;
La figure 4 est une vue frontale du premier connecteur ;
La figure 5 est une vue schématique, en coupe selon la ligne V-V de la figure 4, du premier connecteur ;
La figure 6 est une vue schématique partielle, en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 3, de deux connecteurs connectés l'un à l'autre.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, le dispositif de connexion selon l'invention comprend un boîtier généralement désigné en 1 et une plaque de circuit imprimé 10.
Le boîtier 1, de forme parallélépipédique, est délimité par une paroi latérale 2, de contour fermé, dont un bord libre forme une première face 3.1 du boîtier 1 et un bord opposé est solidaire d'une paroi de fond formant une deuxième face 3.2 du boîtier 1. La paroi latérale 2 forme un cadre et s'étend perpendiculairement à la plaque de circuit imprimé 10. La première face 3.1 est pourvue d'une première ouverture 4.1 (délimitée par le bord libre de la paroi latérale 2) et la deuxième face 3.2 est pourvue de deuxièmes ouvertures 4.2. Le boîtier 1 comprend des puits 5 s'étendant chacun depuis un bord d'une des deuxièmes ouvertures 4.2 et ayant un bord libre s'étendant légèrement en retrait du plan de la première face 3.1. Chaque puits 5 est délimité par une paroi latérale à contour fermé s'étendant en saillie de la deuxième face 3.2 du boîtier 1 et possédant une extrémité libre ouverte, c'est-à-dire dépourvue de fond. Le contour a sensiblement la même forme que l'ouverture que borde le puits, cette ouverture pouvant avoir une forme circulaire, rectangulaire, carrée ou autre selon la forme du connecteur qu'elle est destinée à laisser passer comme on le verra dans la suite.
La deuxième face 3.2 est pourvue de manière connue en elle- même d'un organe de détrompage 6 afin de prévenir des erreurs de montage et de connexion.
Le boîtier 1 a une structure monolithique : la paroi latérale 2, les faces 3.1, 3.2 et les puits 5 sont une seule pièce unitaire. Le boîtier résulte d'un usinage d'un bloc de matériau, ici un métal tel que l'aluminium. D'autres modes de fabrication sont possibles. Ainsi, en variante, le boîtier peut résulter d'une fabrication additive ou d'un moulage. Pour les tolérances de fabrication les plus serrées, il est possible d'effectuer une reprise d'usinage, en particulier pour la première face 3.1 qui constitue une référence de positionnement du boîtier 1 par rapport à la plaque de circuit imprimé 10.
Le bord libre de la cloison latérale 2 est appliqué sur une face 11 de la plaque de circuit imprimé 10 qui obture la première ouverture 3.1 et qui possède une face opposée 12. Ladite face 11 est pourvue d'une interface de connexion
13 qui est reliée à des pistes conductrices de la plaque de circuit imprimé 10 et à une interface de connexion portée par la face opposée 12 et non représentée ici. L'interface de connexion 13 s'étend en regard de la deuxième ouverture 4.2 et est entouré par le bord libre du puits 5. L'interface de connexion 13 comprend ici des trous métallisés 14.
Deux des puits 5 reçoivent chacun un premier connecteur 100 comprenant un support diélectrique ayant une première extrémité pourvue de conducteurs 101, 102 en forme de broche qui s'étendent en saillie du support diélectrique et sont reçus à force dans les trous métallisés 14. Les puits 5 sont agencés pour guider et positionner le premier connecteur 100 par rapport à la première interface de connexion 13. Les conducteurs 101 du premier connecteur
100 ont une section transversale en forme de S aplati. Le support diélectrique du premier connecteur 100 comprend, à l'opposé des conducteurs 101, des premières plaques 110 électriquement isolantes, parallèles les unes aux autres, ayant chacune une face portant des premiers contacts 111 de transport de signal reliés aux conducteurs 101 et une face opposée portant une première lame de blindage 112 reliés aux conducteurs 102.
Chaque premier connecteur 100 fait partie d'un ensemble de raccordement électrique comprenant également un deuxième connecteur 200 homologue. Le deuxième connecteur comprend un support diélectrique comportant, comme le premier connecteur 100, des deuxièmes plaques 210 électriquement isolantes, parallèles les unes aux autres, ayant chacune une face portant des deuxièmes contacts 211 de transport de signal et une face opposée portant une deuxième lame de blindage 212.
Les contacts 111, 211 sont agencés dans des pistes conductrices s'étendant parallèlement à une direction d'engagement mutuel des connecteurs 100, 200 entre eux.
Les contacts 111, 211 ont la forme de lamelles matricées qui sont élastiquement déformables entre une position de repos dans laquelle la lamelle est en saillie de la piste conductrice et une position déformée dans laquelle la lamelle est dans le prolongement de la piste conductrice. Les lames de blindage 112, 212 comportent également des contacts formés par des lamelles découpées dans les lames de blindage 112, 212 et sont élastiquement déformables entre une position de repos dans laquelle la lamelle est en saillie de la lame de blindage 112, 212 et une position déformée dans laquelle la lamelle est dans le prolongement de la lame de blindage 112, 212.
Les contacts 111 et les lames de blindage 112 ont des positions inversées par rapport aux contacts 211 et les lames de blindage 212 de telle manière que, lorsque le premier connecteur 100 est raccordé au deuxième connecteur 200, les plaques 110 sont intercalées entre les plaques 210 et inversement, les premiers contacts 111 sont appliqués contre les deuxièmes contacts 211, et les premières lames de blindage 112 sont appliquées contre les deuxièmes lames de blindage 212. Les contacts 111, 211 sont des contacts plats étroits pour le transport des signaux et les lames de blindage 112, 212 sont des contacts plats larges pour la réalisation des plans de masse interzones de contacts. Les contacts 111, 211 et les lames de blindage 112, 212 sont tous ici réalisés par matriçage du même type de tôle métallique, ce qui autorise une standardisation des contacts pout tous types de signaux. La largeur des contacts 111, 211 est ici déterminée de manière à doubler la densité de contacts par rapport à un connecteur ARINC 600 classique équipé de contacts jauge 22 standard.
Les plaques 210 du deuxième connecteur 200 comprennent des nervures 220 s'étendant chacune entre deux contacts 211 parallèlement aux pistes conductrices et les plaques 110 du premier connecteur 100 comprennent des rainures 120 s'étendant chacune entre deux contacts 111 parallèlement aux pistes conductrices pour recevoir chacune un bord libre de chaque nervure 220.
Une couche 300 de matériau électriquement isolant s'étend entre la première surface du premier connecteur 100 et l'interface de connexion jusqu'au bord libre de la paroi latérale 2, les conducteurs 101 du premier connecteur 100 traversant la couche 300. La couche 300 a une épaisseur de 0,6 mm environ. Le matériau électriquement isolant est un silicone RTV.
Lorsque le deuxième connecteur 200 est raccordé au premier connecteur 100, les plaques 210 s'étendent alors comme les plaques 110 dans le puits 5 qui les protège et protège la connexion ; les contacts de chaque paire de contacts 111 et 211 en regard sont appliqués l'un contre l'autre ; les lames de blindage de chaque paire de lames de blindage 112, 212 en regard sont appliquées l'une contre l'autre ; le bord libre de chaque nervure 120 est reçu dans la rainure 220 en regard. Les intervalles de tolérance du boîtier 1 obtenus du fait de sa construction monolithique sont relativement serrés (quelques dixièmes de millimètres) et permettent ainsi de gagner en précision de positionnement des conducteurs des premiers connecteurs 100 dans la plaque de circuit imprimé. Cet agencement permet de supprimer le corps du premier connecteur 100 puisque la paroi du puits 5 est positionnée et dimensionnée de manière suffisamment précise pour que le boîtier 1 puisse assurer les fonctions de résistance mécanique normalement assurées par le corps de connecteur. On a ainsi une mutualisation des fonctions mécaniques du boîtier et du connecteur.
Les contacts du premier connecteur 100 et du deuxième connecteur 200 qui sont en vis-à-vis réalise un couplage électrique et un couplage capacitif, sans rupture notable de l'impédance itérative de la ligne différentielle de transmission et autorise une grande bande passante pour les bus numériques (jusqu'à quelques Gbits/s).
L'agencement de contacts du premier connecteur 100 et du deuxième connecteur 200 permet ainsi de remplacer notamment les connecteurs de types « QUADRAX » en fournissant une densité de contacts plus importante et donc une meilleure capacité de transfert de signaux.
Les lames de blindage 112, 212 empêchent les couplages capacitifs entre les équipotentiels d'une plaque 110, 210 à l'autre.
Les nervures 120 et les rainures 220 coopèrent à la manière de peignes mutuellement imbriqués (formant donc des passages en chicane) et le matériau électriquement isolant des plaques 110, 210 est choisi de telle manière que les distances diélectriques entre contacts adjacents soient artificiellement augmentées et la rigidité diélectrique des plaques 110, 210 soit très supérieure à celle de l'air (particulièrement en basse pression). Les peignes sont dimensionnés et le matériau est choisi pour par exemple autoriser une différence de potentiel maximale de 2100 Vdc entre deux contacts adjacents à altitude 0. Pour une nervure 120 de 0,5 mm engagée de 0,2 mm dans la rainure 220, la distance d'isolement dans l'air qui en résulte devient 0,2 + 0,5 + 0,2 = 0,9mm. En tenant compte que la rigidité diélectrique classiquement retenue pour l'air ambiant sec est de 3600V/mm, la structure en peigne autorisera une différence de potentiels de 0,9 x 3600V = 3240V. Pour de l'air saturé en humidité, ce qui n'est pas le cas des baies ventilées avion, la rigidité diélectrique classiquement retenue est de 1000V/mm et la structure en peigne autorisera une différence de potentiels de 0,9 x 1000 = 900V.
Comme la distance diélectrique dans l'air entre les conducteurs 110 est très faible, voire trop faible pour supporter les contraintes diélectriques aéronautiques, il est prévu d'ajouter la couche 300 qui est électriquement isolante. La couche 300 est écrasée entre le premier connecteur 100 et la plaque de circuit imprimé. La couche 300 est réalisée en un matériau qui est élastiquement déformable et qui a des performances d'isolation électrique supérieures à celle de l'air.
La couche 300 est formée à base d'une résine RTV très liquide et est formée comme suit :
■ à pression et température ambiantes, la résine est introduite sur le dessus de la plaque de circuit imprimé 10 en passant par une ouverture de la paroi latérale écartée de la plaque de circuit imprimé d'une hauteur supérieure à l'épaisseur souhaitée de la couche 300. La quantité de résine est définie pour que le bas du support diélectrique du premier connecteur 100 soit immergé dans la résine afin de garantir la continuité de l'isolation électrique. La hauteur de résine sera d'environ 0,6mm car l'espace entre le bas du support diélectrique et le dessus de la plaque de circuit imprimé est d'environ 0,5mm ;
■ le dispositif est placé dans une enceinte de dépressurisation (objectif 10 mBar) afin de garantir la pénétration de la résine dans tous les interstices ou trous de la plaque de circuit imprimé et d'éliminer toutes les bulles qui pourraient être présente dans la résine. On assure ainsi une homogénéité de la résine autour des conducteurs 101 à isoler de l'air ambiant.
On notera que le boîtier 1 et la plaque de circuit imprimé forment un moule d'accueil pour la résine liquide. La résine RTV utilisée est par exemple une résine silicone et notamment celle commercialisée sous la référence « Snapsil TN3305 » par la société Momentive. Cette résine à base de silicone a une viscosité de 47 et est utilisable entre - 55°C et +125°C.
De préférence, pour la réalisation du premier connecteur 100, les contacts 111 et les lames de blindage 112 sont matricés (découpés et formés) en une seule opération de découpage et formage, permettant de former aussi les conducteurs 101 (broches « Press-fit ») et les reliefs d'ancrage de cet ensemble dans le support diélectrique du connecteur 100. Ledit support diélectrique est réalisé en deux sous parties dans lesquelles sont montées les lamelles et lames métalliques. Au point de jonction des deux sous- parties, les reliefs d'ancrage des lamelles viennent en butée. Ensuite les deux sous-parties isolantes sont de préférence soudées entre-elles par une technique de soudage par ultrasons, ce qui permet l'échauffement local et la soudure thermoplastique tout en évitant d'utiliser une colle ou un chauffage général qui pourrait être un facteur limitant pour la précision mécanique du connecteur. Les reliefs d'ancrage sont dimensionnés pour former une liaison mécanique résistante à tout déplacement longitudinal des conducteurs 101 particulièrement lors des opérations de pressage (montage Press-fit).
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications . En particulier, Le dispositif peut ainsi avoir une structure différente de celle décrite.
En variante, il est possible de réaliser des puits pour former des alvéoles destinées à accueillir chacune une douille de connecteur de type QUADRAX, ce qui permettra d'améliorer encore la précision de positionnement des douilles de connecteur de type QUADRAX et de réduire le nombre de pièces mécaniques à réaliser.
Bien que les moyens permettant d'augmenter le chemin électrique d'un contact à l'autre soit ici une structure en peigne, d'autres moyens sont envisageables.
Il est possible d'utiliser des contacts à hautes vitesses pour transporter des forts courants : leur mise en parallèle, permettant les plus fortes intensités, sera réalisée au niveau de la plaque de circuit imprimé. Il est possible d'utiliser des premiers connecteurs de taille modulaire en créant des groupes de contacts petits signaux associés entre eux par leur support diélectrique et associés avec la lame de blindage (ou plan de masse) montée à l'opposé des contacts petits signaux. Chaque module de contacts (qui ressemblerait alors à une plaque 110, 210 portant les contacts 111, 211 et la lame de blindage 112, 212) est associable avec un autre, et ainsi de suite, pour créer un premier connecteur ayant la taille voulue. La largeur des premiers connecteurs serait constante (la largeur de la plaque 110, 210) et seule varierait la hauteur.
Le support diélectrique peut être réalisé par injection d'une résine thermoplastique ou thermodurcissable. L'invention est applicable à l'ensemble des calculateurs ARINC 600 et peut être étendue à tout autre type de connecteurs de calculateurs ayant les mêmes besoins, par exemple sur des connecteurs EN4165.
L'utilisation du boîtier comme moule perdu est facultative. Une autre solution est d'injecter localement cette même résine RTV en la maintenant dans la zone du connecteur par des barrières étanches locales (réalisées avec une deuxième résine RTV plus pâteuse).
Les connecteurs peuvent avoir une structure différente de celle décrite et par exemple une structure classique.
L'utilisation d'une couche de matériau électriquement isolante est facultative et dépendra des contraintes d'utilisation du dispositif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de connexion comprenant un boîtier (1) ayant une première face (3.1) pourvue d'une première ouverture (4.1) fermée par une plaque de circuit imprimé (10) et une deuxième face pourvue (3.2) d'une deuxième ouverture (4.2) en regard d'au moins une interface de connexion électrique (13) de la plaque de circuit imprimé (10), caractérisé en ce que le boîtier comprend au moins un puits (5) s'étendant depuis un bord de la deuxième ouverture (4.2) et ayant un bord libre au voisinage de la plaque de circuit imprimé (10) pour entourer et positionner, par rapport à l'interface de connexion, un premier connecteur (100) reçu dans le puits, et en ce que le boîtier (1) est une pièce unitaire comprenant le puits (5).
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier (1) a une forme parallélépipédique avec une paroi latérale (2) formant un cadre s'étendant perpendiculairement à la plaque de circuit imprimé (10).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la deuxième face est pourvue d'un organe de détrompage (6).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (1) résulte d'un usinage d'un bloc de matériau.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le boîtier (1) résulte d'une fabrication additive.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendicationsl à 3, dans lequel le boîtier (1) résulte d'un moulage.
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