La présente invention concerne le domaine du raccordement électrique et plus particulièrement les connecteurs de raccordement électriques.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Il est connu de raccorder un composant ou dispositif électronique à une plaque de circuit imprimé (communément appelée PCB) en utilisant un connecteur pourvu de broches destinées à être engagées dans des trous qui ont été ménagés dans la plaque de circuit imprimé et qui possèdent une surface interne recouverte d' un revêtement électriquement conducteur relié à des pistes conductrices du circuit imprimé. On parle de trous ou vias métallisés.

Une broche est généralement réalisée en métal conducteur et comprend un tronçon d' extrémité élastiquement déformable dans un sens transversal à une direction longitudinale de la broche de telle manière que le tronçon d' extrémité ait deux portions de surface extérieures, diamétralement opposées l'une à l'autre, qui sont susceptibles d'être élastiquement rapprochées l'une de l'autre. Le tronçon d'extrémité peut ainsi être engagé à force dans le trou métallisé et l'élasticité permet d'assurer un contact permanent entre le revêtement conducteur du trou métallisé et les portions de surfaces extérieures du tronçon d'extrémité de la broche.

Plusieurs formes de broches sont connues. Les plus courantes pour les applications usuelles sont par exemple les broches fendues de section ronde ou les broches dites « banane » ,

Ces broches ne sont pas utilisables pour des applications dans lesquelles les broches sont plus sollicitées (contraintes mécaniques, vibratoires, thermiques...) et notamment dans l'aéronautique où la résistance à ces contraintes fait l' obj et de normes telles que la norme AKINC 600.

Pour ces applications, il est connu des connecteurs de type « PRESS-FIT » comportant des broches dont le tronçon d' extrémité a une forme dite en « chat d'aiguille », c'est-à-dire que le tronçon d'extrémité comprend, entre une partie massive proximale et une partie massive distale, une partie intermédiaire comportant deux lames arquées vers l'extérieur pour avoir des portions de surface extérieure écartées l'une de l'autre d'une distance supérieure à la plus grande dimension transversale du reste du tronçon d'extrémité. Les lames ont des premières extrémités convergentes reliées à la partie massive proximale et des deuxièmes extrémités convergentes reliées à la partie massive distale, les portions de surface extérieure assurant le contact avec le trou métallisé se trouvant sur une partie intermédiaire des lames qui est incurvée.

Un inconvénient est que ce type de broche peut se révéler relativement coûteux à fabriquer pour assurer une connexion fiable dans certaines conditions d'utilisation.

Un autre inconvénient de ce type de broche est que le trou métallisé doit avoir une longueur suffisante pour accueillir la partie distale et la partie intermédiaire du tronçon d'extrémité de la broche en assurant que les portions de surface extérieure en contact avec le revêtement électriquement conducteur du trou métallisé sont suffisamment engagées dans le trou métallisé pour ne pas risquer d'en être extraites sous l'effet des contraintes appliqués au connecteur et/ou à la plaque de circuit imprimé. Ainsi, on considère que le point de contact des portions de surface extérieure de la broche avec le revêtement électriquement conducteur du trou métallisé doit se trouver à une profondeur minimale de 0,3 mm par rapport à l'entrée du trou métallisé. Ceci conditionne donc l'épaisseur minimale de la plaque de circuit imprimé.

OBJET DE L' INVENTION

Un but de l'invention est de fournir une broche de connecteur électrique assurant une connexion fiable.

BREF EXPOSE DE L'INVENTION

A cet effet, on prévoit, selon l' invention une broche de connecteur électrique, comprenant un tronçon de liaison au connecteur et un tronçon d'extrémité libre, le tronçon d'extrémité ayant deux lames, parallèles l'une à l'autre et écartées l'une de l'autre, ayant chacune deux faces principales reliées l'une à l'autre par deux bords sensiblement parallèles à une direction longitudinale de la broche et dont l'un est pourvu d'au moins une portion de contact qui s'étend en saillie latérale par rapport à une surface externe du tronçon de liaison et qui est agencée pour mordre dans une surface contre laquelle elle est appliquée, les portions de contact s'étendant à l'opposé l'une de l'autre et les lames étant élastiquement déformables entre une position de repos et une position rapprochée dans laquelle les portions de contact sont rapprochées l'une de l'autre.

Ainsi, la structure de la broche est relativement simple et la pression qu'exercent les portions de contact sur la surface du logement destiné à recevoir la broche peut être ajustée en jouant sur la distance séparant les deux bords de la lame et/ou le choix du matériau. Cette structure permet en outre d'avoir un tronçon d'extrémité relativement court et donc susceptible d' être utilisé avec des trous de relativement faible longueur (en particulier par rapport aux solutions actuelles de type « PRESS-FIT ») .

De préférence, le tronçon d'extrémité a une section transversale plate et est pourvu d'une fente traversant le tronçon d'extrémité dans son épaisseur et s'étendant sur une longueur du tronçon d'extrémité libre pour former les deux lames, les deux lames ayant chacune un premier bord rectiligne bordant la fente et un deuxième bord qui s'étend à l'opposé de la fente et en saillie latérale duquel s'étend la portion de contact, les lames étant élastiquement déformables transversalement par variation de la largeur de la fente.

En variante, les lames sont décalées l'une par rapport à l'autre selon une direction perpendiculaire aux faces principales d'une distance supérieure à une épaisseur des lames.

L'invention a également pour objets un dispositif électronique et un connecteur mettant en œuvre de telles broches .

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 élévation d'une broche selon l'invention ;

-la figure 2 est une vue en coupe d'un connecteur selon l'invention ;

-la figure 3 est une vue partielle, en coupe transversale, d'une plaque de circuit imprimé ayant des trous métallisés recevant des broches d'un connecteur selon l'invention ;

-la figure 4 est une vue en coupe transversale, selon la ligne IV-IV de la figure 1, de la broche de l'invention ;

-la figure 5 est une vue en bout (côté extrémité libre) d'une broche selon une variante de réalisation, les lames étant dans une position de repos ;

- la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 de la broche selon cette variante de réalisation, les lames étant dans une position rapprochée.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION

En référence aux figures 1 à 4, l'invention est ici décrite en application à un dispositif électronique comprenant une plaque de circuit imprimé (ou PCB) , généralement désignée en 1, comprenant un substrat électriquement isolant 2 qui porte des pistes électriquement conductrices 3 et qui est pourvu de trous 4.1, 4.2 recouverts chacun par un revêtement interne 5 électriquement conducteur et relié à l'une des pistes électriquement conductrices 3.

Parmi les trous, deux séries de trous 4.1 sont borgnes et s'étendent coaxialement l'un à l'autre depuis des faces 2.1, 2.2 du substrat 2 opposées l'une à l' autre .

Parmi les trous, les autres trous 4.2 sont traversants pour déboucher sur les deux faces 2.1, 2.2.

Le substrat a ici une épaisseur de 3,2 min et les trous 4.1 une profondeur de 1,4 mm environ.

Le dispositif comprend des connecteurs 10 comportant une embase 11 à laquelle sont fixées des broches généralement désignées en 12.

Chaque broche 12 possède :

-un tronçon de liaison 12.1 fixé à l'embase 11 et connecté à un câble électrique 13 ;

-un tronçon d'extrémité 12.2 s'étendant dans le prolongement du tronçon de liaison 12.1 et ayant une partie terminale libre 12.3.

La fixation des tronçons de liaison 12.1 à l'embase 11 est réalisée de manière connue en elle-même par exemple par surmoulage. Le raccordement électrique de chaque tronçon de liaison 12.1 aux câbles électriques 13 est réalisé de manière connue en elle-même par exemple par brasage.

Le tronçon de liaison 12.1 et le tronçon d'extrémité

12.2 sont ici réalisés d'une seule pièce en métal. Le métal utilisé est ici 1' un des alliages suivants : CuSn4 , CuSn6, CuNiSi, CuCrAgFeTiSi . Chaque broche 12 est fabriquée par découpage d'une tôle du métal indiqué. Il est prévu un traitement de surface par dépôt d'une couche de Nickel d'une épaisseur d'environ 1,5 mm avec une finition dite par « flash Nickel » sur une épaisseur de 0,3 à 1,0 mm environ. Chaque broche 12 est fabriquée par découpage d'une tôle du métal indiqué. D'autres matériaux électriquement conducteurs, en particulier des métaux et alliages, sont bien évidemment envisageables.

La broche 12 a une forme allongée plate. Par « plate », on entend que la broche 12 a une épaisseur plus faible que sa largeur mesurée perpendiculairement à sa direction longitudinale.

La broche 12 a ici une section rectangulaire.

Selon l'invention, le tronçon d'extrémité 12.2 est pourvu d'une fente 14 traversant le tronçon d'extrémité dans son épaisseur et s'étendant sur une longueur du tronçon d'extrémité 12.2 pour former deux lames 15. Les lames 15 sont parallèles l'une à l'autre et ont chacune deux faces principales qui sont parallèles l'une à l'autre (dont l'une est visible à plat sur la figure 1) et qui sont reliées l'une à l'autre par un premier bord rectiligne 15.1 bordant la fente 14 et un deuxième bord

15.2 qui s'étend à l'opposé de la fente 14.

Les lames 15 sont élastiquement déformables transversalement par variation de la largeur de la fente, c'est-à-dire que les lames 15 peuvent être rapprochées l'une de l'autre et revenir élastiquement dans une position de repos dans laquelle elles sont parallèles l'une à l'autre. De préférence, le tronçon d'extrémité 12,2 est dans un matériau tel que, lorsque les lames ont été rapprochées l'une de l'autre jusqu'à se toucher, la limite élastique du matériau n'est pas atteinte, c'est-à- dire que, lorsque l'effort de rapprochement aura cessé, les lames 15 pourront revenir élastiquement dans leur position de repos.

Le deuxième bord 15,2 est pourvu d'une portion de contact 16 qui s'étend en saillie latérale par rapport à une surface externe du tronçon de liaison 12.1 et qui est agencée pour mordre la surface contre laquelle est appliquée. Les portions de contact 16 ont ici sensiblement la forme d'un triangle ayant un sommet acéré pour mordre dans la surface du revêtement interne 5 contre laquelle elles sont appliquées. Lorsque les lames 15 sont en position de repos, les sommets des portions de contact 16 sont écartés d'une distance supérieure au diamètre des trous 4.1, 4.2.

Les portions de contact 16 sont agencées sur une partie terminale 12.3 du tronçon d'extrémité 12.2, La partie terminale 12.3 est ici biseautée pour faciliter l'introduction du tronçon d'extrémité 12.2 dans le trou 4.1, 4.2 qu'il est destiné à occuper. En variante, à cette même fin, la partie terminale 12 3 peut être arrondie .

Les connecteurs sont montés sur la carte électronique 1 en engageant les tronçons d'extrémité 12.2 dans les trous 4.1, 4.2. Ce faisant, on provoque la déformation transversale des lames élastiques 15, cette déformation étant réalisées progressivement du fait de la forme de la partie terminale 15.3 {les biseaux facilitent également le centrage de la broche dans le trou) . On notera que l'effort nécessaire à la déformation des lames 15 dépend notamment de la longueur de la fente 14. Ainsi, on déterminera la longueur de la fente 14 en fonction de 1' effort d' insertion souhaité et de la pression recherchée d'application des portions de contact 16 contre le revêtement interne 5.

Une fois les connecteurs montés sur la carte électronique 1, les tronçons d'extrémité 12.2 des broches 12 sont reçus chacun dans un trou 4.1, 4.2 et les lames 15 restent déformées élastiquement de telle manière que les portions de contact 16 sont élastiquement appliquées contre le revêtement électriquement conducteur 5. De préférence le tronçon d'extrémité (12.2) est dans un matériau tel que, lorsque les lames (15) sont en appui l'une contre l'autre, la limite élastique du matériau n'est pas atteinte.

On notera également que la mise en œuvre de trous borgnes 4.1 et de broches 12 relativement courtes permet de maximiser les bandes passantes hautes fréquences par minimisation de l'effet de « stub » des trous métallisés sur les lignes adaptées aux hautes fréquences.

On note sur la figure 4 que les lames 15 de la broche 12 sont alignées sur un même plan qui est parallèle à l'axe longitudinal de la broche 12 et qui passe par le milieu des bords 15.1, 15.2.

Au contraire, dans la variante des figures 5 et 6, la broches 12' a des lames 15' qui sont décalées l'une par rapport à l'autre selon une direction perpendiculaire aux faces principales des lames d'une distance supérieure à une épaisseur des lames.

Ainsi, lorsque les lames 15' sont en position rapprochée l'une de l'autre et que les sommets des portions de contact 16' sont écartés d'une distance sensiblement égale au diamètre du trou 4.1, 4.2 (voir la figure 6), les bords 15.1' des lames 15' ne viennent pas en contact l'un de l'autre car les lames 15' vont se chevaucher partiellement du fait de leur décalage relatif . 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 électronique peut avoir une structure quelconque et notamment ; avec un nombre de trous différents de celui représenté, avec des trous uniquement borgnes ou traversants, sans trous en regard uniquement, avec un PCB multicouche ou simple couche. Le substrat peut avoir une épaisseur différente et les trous peuvent avoir une profondeur différente.

La technologie de montage des composants sur la plaque de circuit imprimé est quelconque.

Le connecteur peut avoir une structure différente de celle décrite. Le connecteur peut être conforme à la norme ARINC 600 ou pas , être un connecteur série ou un connecteur parallèle, ou d'une manière générale tout connecteur à broches...

Les broches peuvent avoir une structure différente de celle décrite, notamment :

- le tronçon de liaison peut avoir une section quelconque (par exemple non plate) à partir du moment où celle-ci lui confère une rigidité suffisante ( résistance au flambage ) pour permettre l' engagement du tronçon d' extrémité dans le trou métallisé et par exemple tubulaire, circulaire, carrée ;

- le tronçon d' extrémité peut avoir des bords arrondis (autour d'un axe parallèle à la direction longitudinale du tronçon d' extrémité) ou plans ;

- le tronçon d' extrémité peut avoir une extrémité pointue pour faciliter son introduction dans le trou . De préférence toutefois, on préférera une extrémité biseautée ( forme en pointe tronquée ) comme sur les figures car la fonction de centrage n' entraîne alors pas d'augmentation significative de la longueur du tronçon d' extrémité ;

-il est possible de jouer sur l'inclinaison de la surface arrière des portions de contact 17 pour autoriser un retrait de la broche par un opérateur ;

- les portions de contact peuvent avoir une forme arrondie (circulaire ou en ellipse) à partir du moment où elles comportent au moins une arête leur permettant de mordre dans la surface contre laquelle elles sont appliquées ou autre ;

-les portions de contact peuvent s'étendre sur toute ou partie de la longueur du tronçon d' extrémité ;

- les portions de contact peuvent être disposées en retrait de la partie terminale du tronçon d'extrémité ;

-dans la variante de réalisation des figures 5 et 6, les bords 15.1' peuvent s'étendre dans un même plan ou pas lorsque les lames sont dans leur position au repos (dans ce deuxième cas, les lames peuvent se chevaucher légèrement ou au contraire être séparées par une rainure comme représenté sur les figures 5 et 6) ;

-la fente peut s'étendre jusqu'au tronçon de liaison, voire se prolonger dans le tronçon de liaison ;

-le tronçon d'extrémité peut être rapporté sur le tronçon de liaison, en particulier par soudage ou brasage...