L'invention concerne un connecteur pour carte à circuit électrique. L'invention s'applique plus particulièrement aux cartes à circuit électrique pour dispositif de chauffage électrique pour véhicules automobiles.

Un tel dispositif de chauffage électrique, autrement appelé radiateur électrique, est généralement monté dans un conduit de circulation d'air à réchauffer en aval d'un échangeur de chaleur pour réchauffer l'air destiné au chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, ainsi qu'au désembuage et au dégivrage, par un échange de chaleur entre un flux d'air traversant l'échangeur de chaleur et un liquide, en général le liquide de refroidissement du moteur.

Le dispositif de chauffage électrique comporte des modules chauffants disposés de manière à être exposés directement à l'air traversant le dispositif de chauffage pour réaliser un appoint de chaleur quasiment immédiat lorsque le réchauffage par l'échangeur de chaleur est insuffisant.

Le fonctionnement du dispositif de chauffage électrique est commandé de façon temporaire, jusqu'à ce que l'échangeur de chaleur puisse seul assurer le chauffage de l'air de façon requise.

La commande du dispositif de chauffage est assurée par un circuit d'alimentation électrique sur une carte à circuit imprimé. Ce circuit d'alimentation électrique relie une source d'alimentation électrique aux terminaux des modules chauffants par l'intermédiaire de conducteurs d'électricité, telles que des plaques métalliques également appelées « bus barres ».

Un connecteur électrique sur la carte peut également transmettre à ce circuit d'alimentation des informations de puissance à fournir. Ce connecteur électrique doit donc comporter au moins partiellement un matériau isolant électriquement, généralement en plastique.

En outre, étant donné la présence des modules chauffants d'un côté de la carte, le connecteur doit s'étendre du côté opposé de la carte. Un tel connecteur est donc traversant et présente des broches de connexion sur la face de la carte connectée aux terminaux des modules chauffants, et une embase faisant saillie par rapport à la face opposée de la carte.

Par ailleurs, traditionnellement les composants montés sur la carte peuvent être soudés par passage dans un four à refusion atteignant de hautes températures de l'ordre de 250 à 260°C car ils sont configurés pour résister à ces températures. Cependant, le connecteur comportant généralement un matériau plastique, doit être fixé au support lors d'un procédé de soudage supplémentaire manuel ou automatisé des broches de connexion sur la carte, ce qui augmente le coût de fabrication de la carte.

De plus, le soudage des broches de connexion sur la carte peut présenter un défaut de planéité. L'existence de ces défauts de planéité peut provoquer une mauvaise connexion, plus précisément une absence de soudage sur une des broches de connexion, et peut entraîner des opérations de reprise augmentant encore le temps et le coût de fabrication de la carte.

L'invention a donc pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un connecteur électrique qui peut être intégré sur la carte à circuit électrique de façon simple et à moindre coût, tout en garantissant la planéité requise ainsi qu'une bonne tenue mécanique.

A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur électrique pour carte à circuit électrique, ledit connecteur comprenant une embase en matériau isolant destinée à être montée dans une ouverture associée de ladite carte en faisant saillie par rapport à une face avant de ladite carte, et au moins une broche de connexion électrique, caractérisé en ce que ladite au moins une broche de connexion électrique présente une forme générale sensiblement en « U » avec une première branche latérale débouchant dans l'embase et une seconde branche latérale de connexion par refusion configurée pour traverser à l'état monté ladite carte de manière à déboucher sur la face avant de ladite carte, et en ce que ledit matériau isolant de l'embase est un matériau plastique configuré pour résister aux températures de refusion.

Le connecteur peut donc être soudé par refusion lors du passage de la carte dans le four à refusion sans nécessiter d'étape supplémentaire de soudage et présente une tenue mécanique optimisée du fait que la seconde branche latérale traverse la carte à nouveau.

En outre, le soudage de la seconde branche latérale traversant la carte se fait donc par la technologie « pin-in-paste » en anglais, selon laquelle on introduit de la pâte à braser dans l'orifice traversé par la seconde branche latérale avant le passage dans le four à refusion pour la soudure par refusion, ce qui permet d'éliminer tout défaut de planéité.

Ledit connecteur peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :

- ledit connecteur comporte au moins une broche de positionnement sur ladite carte sensiblement identique à ladite au moins une broche de connexion électrique,

- ledit matériau plastique de l'embase est un polymère thermoplastique thermostable,

- le polymère thermoplastique thermostable est choisi parmi le groupe comprenant :

• des polymères saturés, tel que du polycyclohexylènediméthylène téréphtalate, · des polyphtalamides, de préférence chargés de fibres de verre à une concentration pouvant aller jusqu'à 30%, avantageusement 10% et 20%>,

• des polyamides semi-aromatiques amorphes, tel que du polytriméthyl héxaméthylène téréphtalamide,

- l'embase comporte un socle venant en appui à l'état monté contre la face opposée arrière de ladite carte autour de l'ouverture de ladite carte.

L'invention concerne encore une carte à circuit électrique comportant au moins un connecteur tel que défini précédemment monté traversant dans une ouverture de ladite carte.

Ladite carte peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :

- ladite carte est configurée pour être montée dans un boîtier avec un corps de boîtier et un couvercle, présentant respectivement des protubérances formant butées pour ladite carte de manière à limiter la déformation de ladite carte lors de la connexion et/ou la déconnexion du connecteur de ladite carte avec un connecteur conjugué, - le circuit électrique est un circuit d'alimentation d'un dispositif de chauffage électrique destiné à réchauffer un flux d'air le traversant,

- ladite carte porte sur une face avant des composants montés en surface et sur la face opposée arrière au moins un composant de puissance pour commuter l'alimentation dudit dispositif de chauffage, et la seconde branche latérale de ladite au moins une broche de connexion dudit connecteur débouche sur la face avant de ladite carte portant les composants montés en surface.

L'invention concerne également un dispositif de chauffage électrique pour réchauffer un flux d'air le traversant, notamment pour véhicule automobile, comportant une telle carte à circuit électrique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

- la figure 1 représente de façon schématique une carte à circuit électrique portant un connecteur selon l'invention,

- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un boîtier recevant la carte de la figure 1 ,

- la figure 3 est une vue partielle du couvercle du boîtier de la figure 2,

- la figure 4a est une vue partielle du corps du boîtier de la figure 2,

- la figure 4b illustre le connecteur monté dans le corps de boîtier de la figure 4a, - la figure 5 est une vue partielle schématique d'un appareil de chauffage pour véhicule automobile,

- la figure 6 représente un dispositif de chauffage électrique de l'appareil de chauffage de la figure 5,

- la figure 7 représente un exemple de réalisation d'un module chauffant du dispositif de chauffage de la figure 6,

- la figure 8 représente une carte à circuit électrique pour l'alimentation du dispositif de chauffage de la figure 6.

Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références.

La figure 1 représente, de façon schématique simplifiée pour une meilleure compréhension, une carte 1 à circuit imprimé « PCB » en anglais pour « Printed card board » ou encore à circuit intégré IC-card en anglais pour « Integrated circuit card », présentant une première face avant la et une seconde face arrière lb opposées l'une par rapport à l'autre.

A titre d'exemple, la carte 1 porte sur sa première face avant la des composants

3 montés en surface « CMS » et sur sa seconde face arrière lb au moins un composant de puissance 5 tel qu'un transistor et un conducteur électrique 7 relié au faisceau électrique du véhicule, pour commander un dispositif électrique tel qu'un dispositif de chauffage électrique décrit par la suite, ce dispositif électrique étant connecté sur la seconde face lb de la carte 1 et se trouvant donc du côté de la seconde face lb. Les composants 5 et 7 sont dans le mode de réalisation décrit soudés par refusion sur la carte.

En outre, la carte 1 présente une ouverture 9 et porte un connecteur 11 électrique monté traversant dans cette ouverture 9 pour être connecté par refusion sur la carte 1.

Ce connecteur 1 1 présente une embase 13 et au moins une broche 15 de connexion électrique pour être reliée électriquement à une piste conductrice (non représentée) sur la carte 1.

Le matériau de l'embase 13 est un matériau électriquement isolant en plastique résistant aux hautes températures consécutives à la re fusion, tel qu'un polymère thermoplastique thermostable.

On peut citer en exemple, du polymère saturé tel que du polycyclohexylènediméthylène téréphtalate « PCT », du polyphtalamide de préférence chargé de fibres de verre à 30% « PPA GF30 », ou encore du polyamide semi aromatique amorphe, tel que du polytriméthyl héxaméthylène téréphtalamide « PA6 3T ».

L'embase 13 du connecteur 11 présente une forme sensiblement parallélépipédique et s'étend perpendiculairement au support 1, en faisant saillie par rapport à la première face avant la de la carte 1 pour être connectée à un connecteur conjugué (non représenté). Dans l'exemple illustré, l'embase 13 s'étend verticalement par rapport à la figure 1. En effet, la connexion du connecteur 11 avec un connecteur conjugué doit se faire du côté opposé au dispositif électrique à commander, par conséquent, l'embase 13 ne peut s'étendre en faisant saillie que par rapport à la première face la et non par rapport à la seconde face lb de la carte 1.

Cette embase 13 peut comporter un socle 17 venant en appui à l'état monté contre la seconde face arrière lb de la carte 1 autour de l'ouverture 9 de la carte 1 recevant le connecteur 11. Le socle 17 formant butée permet de renforcer la résistance mécanique à une force de retrait du connecteur 11.

Par ailleurs, la broche de connexion 15 présente une forme générale sensiblement en « U » avec une première 15a et une seconde 15c branches latérales ainsi qu'une branche de liaison 15b entre les deux branches latérales 15a et 15c. Ces trois branches 15a à 15c sont formées d'une seule pièce. Dans l'exemple illustré, les première 15a et seconde 15c branches latérales sont parallèles et la branche de liaison 15b est sensiblement perpendiculaire aux deux branches latérales 15a et 15c.

La première branche latérale 15a débouche dans l'embase 13 et se trouve maintenu mécaniquement par une ou plusieurs griffes 60 qui permettent d'une part d'insérer la branche de connexion 15 selon un premier sens d'insertion dans l'embase 13 et d'autre part d'empêcher son retrait quand un connecteur maie est montée dans l'embase 13. La branche de liaison 15b et la seconde branche latérale 15c sont extérieures à l'embase 13.

A l'état monté du connecteur 11 sur la carte 1, la seconde branche latérale 15c traverse un orifice 19 de la carte 1 de la seconde face lb vers la première face la, et débouche sur la première face la portant par exemple les composants CMS 3.

La seconde branche latérale 15c est connectée par une technologie « pin-in- paste » en anglais, c'est à dire qu'on dispose de la pâte à braser dans l'orifice 19 dans lequel on insère la seconde branche latérale 15c, et on passe ensuite la carte 1 dans un four à refusion.

La connexion par refusion du connecteur 11 permet de limiter le nombre de manipulations en évitant par exemple la soudure du connecteur 11 par reprise en vague sélective à la main ou par un robot.

On réalise donc en une seule opération de refusion, le soudage des composants 5,7 et du connecteur 11 sur la carte 1. On peut prévoir par exemple un procédé de double refusion comprenant une première étape de refusion des composants 5,7 et du connecteur 11 sur la seconde face lb de la carte 1 et une deuxième étape de re fusion des composants CMS 3 sur la première face la de la carte 1. Comme l'illustre de façon schématique la figure 1 , les composants CMS 3 sont dans cet exemple petits et de ce fait restent collés au support en résistant à la force de gravité lors du retournement de la carte 1 pour la première étape de refusion.

Le connecteur 11 peut également comporter au moins une broche de positionnement 15' sensiblement identique à la broche de connexion 15.

Plus précisément, la broche de positionnement 15' présente :

une première branche latérale 15 'a débouchant dans l'embase 13,

une branche de liaison 15'b extérieure à l'embase 13 s'étendant par exemple sensiblement parallèlement à la carte 1 lorsque le connecteur 11 est monté sur la carte 1, et

- une seconde branche latérale 15'c par exemple sensiblement perpendiculaire à la branche de liaison 15'b.

Cependant, cette fois la seconde branche latérale 15'c n'est pas une branche de connexion par refusion et n'est donc pas insérée dans de la pâte à braser mais est une branche de positionnement du connecteur 11 sur la carte 1.

Par ailleurs, comme l'illustre de façon partielle la figure 2, la carte 1 peut être montée dans une ouverture d'un boîtier 19 du dispositif électrique à commander. Afin de protéger le circuit électrique de l'environnement extérieur, on peut prévoir un couvercle

19a qui s'enfiche sur le corps de boîtier 19b pour fermer l'ouverture.

De plus, le boîtier 19 peut présenter des protubérances 21, aussi bien sur le couvercle 19a que sur le corps de boîtier 19b, pour limiter la déformation de la carte 1 lors de la connexion et la déconnexion du connecteur électrique 11 sur la carte 1 avec le connecteur conjugué maie.

En effet, comme on le constate sur la figure 3, le couvercle 19a présente une ouverture 23 permettant le passage de l'embase 13 du connecteur 11 et les protubérances 21 sont formées sur le couvercle 19a à proximité de cette ouverture 23 en s'étendant perpendiculairement par rapport au fond du couvercle 19a pour être en vis-à-vis avec la carte 1 à l'état monté. Ainsi, en cas de retrait du connecteur conjugué du connecteur électrique 11, la carte 1 vient en appui contre ces protubérances 21 du couvercle 19a, ce qui limite la déformation en flexion de la carte 1. Dans l'exemple illustré, on a prévu trois protubérances 21 sur le couvercle 19a autour de l'ouverture 23 pour avoir suffisamment de surface de contact pour limiter la déformation de la carte 1.

De même, en se référant aux figures 4a et 4b, les protubérances 21 sur le corps de boîtier 19b s'étendent perpendiculairement par rapport au fond du corps de boîtier 19b, de manière à être en vis-à-vis du socle 17 du connecteur 11 à l'état monté. Ainsi, lors de l'insertion du connecteur conjugué dans le connecteur 11 sur la carte 1, le socle 17 vient en appui contre les protubérances 21 du corps de boîtier 19b, ce qui limite également la déformation en flexion de la carte 1.

En outre, dans l'exemple illustré, les protubérances 21 formées sur le corps de boîtier 19b présentent une forme sensiblement en « L » avec une première branche 21a sur laquelle on fait glisser le connecteur 11 pour l'insérer dans le corps de boîtier 19b et une seconde branche 21b formant la butée pour limiter la déformation de la carte 1. De plus, comme on le constate, sur la figure 4a, la première branche peut présenter une portion d'extrémité sensiblement arrondie pour éviter d'abîmer le connecteur 1 1 lors de son insertion.

La taille et le nombre de protubérances 21, dans cet exemple deux, sur le fond du corps de boîtier 19b est également adaptée pour garantir une surface de contact suffisante pour limiter la déformation de la carte 1.

Par ailleurs, le dispositif électrique commandé par le circuit électrique porté par la carte 1 peut être un dispositif de chauffage électrique 25 d'un appareil de chauffage 27 de véhicule automobile montré en partie sur la figure 5.

Cet appareil de chauffage 27 comprend un boîtier 29 délimitant un canal 31 pour le passage du flux d'air à réchauffer. Le canal 31 amène l'air vers des bouches de chauffage et de désembuage/dégivrage 33 pour être distribué sélectivement dans l'habitacle selon les positions de volets de mixage et de distribution 35. Le débit d'air dans le canal 31 est produit par un ventilateur 37, ou pulseur, recevant de l'air extérieur ou de l'air de circulation en provenance de l'habitacle. Le réchauffage de l'air, lorsqu'il est nécessaire, est assuré par un échangeur de chaleur à liquide éventuel 39, utilisant le liquide de refroidissement du moteur comme liquide caloporteur et par le dispositif de chauffage électrique 25, autrement appelé radiateur électrique. L'échangeur 39 et le dispositif de chauffage électrique 25 sont disposés dans le canal 31 , le premier étant situé en amont du second. En l'absence d'échangeur 39, le chauffage de l'air est assuré par le seul dispositif de chauffage électrique 25.

En référence à la figure 6, un tel dispositif de chauffage électrique 25 comprend un cadre 26 de forme générale sensiblement parallélépipédique, dans lequel sont logés des modules chauffants 41 agencés de façon à être traversés par le flux d'air à réchauffer. Ce cadre 26 peut être un cadre simple ou encore un cadre formé de deux parois en vis-à-vis formées d'une seule pièce ou encore fixées entre elles.

Un tel dispositif de chauffage électrique 25 pouvant atteindre en fonctionnement des températures élevées, par exemple de l'ordre de 150°C, le cadre 26 est réalisé en un matériau, par exemple plastique, capable de supporter ces températures élevées atteintes en fonctionnement.

Ces modules chauffants 41 sont disposés parallèlement les uns aux autres et s'étendent sur toute la longueur du cadre 26, de manière à être exposés directement au flux d'air traversant le dispositif de chauffage électrique 25.

Un module chauffant 41 peut comporter des éléments résistifs de type à coefficient de température positif (CTP). Ces éléments sont protégés contre des échauffements excessifs ou contre une surintensité.

Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 7, un module chauffant 41 comporte deux électrodes 43 qui s'étendent longitudinalement, chacune enserrant un dissipateur thermique 45 formé par exemple d'un ruban métallique plissé ou ondulé et venant en appui contre les éléments résistifs ou pierres CTP 47. Pour plus de clarté, le dissipateur thermique 45 n'est pas représenté dans son intégralité sur la figure 7. Bien entendu, le dissipateur thermique 45 s'étend sur toute la longueur dans l'électrode 43.

Selon une autre variante de réalisation du module chauffant 41 (non représentée), les électrodes prennent en sandwich les éléments résistifs alors que les dissipateurs thermiques formés par le ruban métallique sont placés contre les faces extérieures libres desdites électrodes. En d'autres termes, le module chauffant 41 est constitué de deux dissipateurs thermiques qui enserrent deux électrodes entre lesquelles sont placées des pierres CTP ou éléments résistifs.

Les deux électrodes 43 d'un module chauffant 41 sont parcourues par l'intermédiaire de deux terminaux 47 par des potentiels électriques différents, par exemple un premier potentiel disponible dans le véhicule, tel que la tension de batterie, et un second potentiel, tel que la masse.

Dans l'exemple illustré sur la figure 6, lorsque trois modules chauffants 41 sont prévus, on a alors une rangée de six terminaux 47 à alimenter en énergie électrique.

Le contrôle du dispositif de chauffage électrique 25, plus précisément des modules chauffants 41, est donc assuré par le circuit électrique porté par la carte 1.

La carte 1 est alors montée sur un côté du cadre 26 dans un module de commande 49 autrement appelé « driver ». Ce module de commande 49 est par exemple monté dans un boîtier 19 clipsé sur le cadre 26 et réalisé dans un matériau capable de supporter les températures élevées atteintes en fonctionnement du dispositif de chauffage électrique 25.

En se référant à la figure 8, on remarque que la carte 1 comporte dans le cas d'un dispositif de chauffage 25 à trois modules chauffants 41 , trois transistors 5 pour autoriser ou non le passage du courant dans les trois modules chauffants 41 , et peut comporter en outre une capacité chimique 51.

Un premier conducteur électrique 7 relié à une alimentation du véhicule amène le « plus batterie » aux transistors 5 et un second conducteur électrique 7' mis au second potentiel amène le potentiel électrique relié à la masse du véhicule. Des barreaux conducteurs 53 conduisent le courant électrique vers les terminaux 47 des modules chauffants 41 quand le transistor 5 concerné autorise le passage du courant.

Dans l'exemple illustré dans lequel le dispositif de chauffage électrique 25 comporte trois modules chauffants 41, six terminaisons 55 des barreaux conducteurs d'électricité 53 sont prévus pour alimenter en énergie les six terminaux correspondants 47 des modules chauffants 41 , par exemple via une connexion par soudure ou encore par clinchage.

De plus, comme on le remarque sur la figure 8, la carte 1 peut comporter un barreau conducteur 57 supplémentaire pour ramener un signal sur la carte 1.

Par ailleurs, les barreaux 53,57 peuvent être reliés au circuit électrique sur la carte 1 par refusion. Pour cela, les portions d'extrémité des barreaux 53,57 présentent une forme recourbée pour une soudure par refusion sur une piste conductrice associée (non représentée) du circuit électrique sur la carte 1.

Enfin, le circuit électrique reçoit par exemple des informations sur la puissance à délivrer, à travers le connecteur 11 électrique, tel que décrit précédemment.

En outre, afin de protéger le circuit des projections, par exemple de poussières ou d'eau, provenant de la zone du boîtier 19 comportant les modules chauffants 41 et risquant d'endommager le circuit électronique porté par la carte 1 , on peut prévoir une garniture d'étanchéité 59 surmoulée sur les terminaisons des barreaux conducteurs d'électricité.

Un tel dispositif de chauffage 25 pouvant atteindre en fonctionnement des températures élevées, par exemple de l'ordre de 150°C, cette garniture d'étanchéité 59 est surmoulée en une matière plastique capable de résister à de telles températures.

De plus, la garniture d'étanchéité 59 est configurée pour permettre l'assemblage de la carte 1 dans le boîtier 19 selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (non représenté) du boîtier 19.

La garniture d'étanchéité 59 présente alors au moins une rainure 61 périphérique coopérant avec une nervure complémentaire (non représentée) prévue sur le boîtier 19.

Dans ce cas, le boîtier 19 comporte un premier et un second demi-boîtiers (non représentés), venant se fixer l'un sur l'autre par exemple par un système d'encoches et de clips ou agrafes complémentaires. Les deux demi-boîtiers comportent alors chacun une nervure complémentaire pour coopérer avec la rainure périphérique 21 de la garniture d'étanchéité 59.

En variante, on peut prévoir un assemblage selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du boîtier 29.

On comprend donc qu'un connecteur 11 selon l'invention peut être monté sur une carte 1 à circuit électrique, notamment pour un dispositif de chauffage électrique 25, la carte 1 passant traditionnellement dans un four à refusion pour le soudage des composants montés sur la carte 1, sans compliquer le procédé de fabrication de la carte

I et sans en augmenter le coût.

En outre, la forme en « U » de la ou des broches de connexion 15 du connecteur

I I et la soudure par re fusion de la seconde branche latérale 15c traversant la carte 1, confère une bonne tenue mécanique du connecteur 1 1 répondant notamment aux exigences du domaine automobile.

De même, la forme en « U » de la ou des broches de positionnement 15' du connecteur 11 permet un bon positionnement de façon rapide du connecteur 11 sur la carte 1.

Enfin, le connecteur électrique sert avantageusement de maintien mécanique pour la fixation de la carte une fois que cette dernière est montée dans son boîtier de réception.