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La conception et la réalisation de connecteurs 5 électriques microminiatures, c'est-à-dire assurant le raccordement par des fiches dont le diamètre est inférieur ou égal à 0,3 mm, se heurtent à de nombreuses difficultés.

Comme on le sait, une connexion électrique utilise généralement une fiche et une douille métalliques. Il est

*1 _Q clair que, pour diminuer le plus possible l'encombrement, il est nécessaire de placer sur la douille, et non sur la fiche, le dispositif élastiquement déformable qui assure la pression de contact nécessaire, afin de permettre l'utilisation de fiches dont le diamètre est inférieur à

15 0,3 mm. Si la douille est cylindrique, il est impossible d'effectuer correctement un dépôt électrolytique de protection à l'intérieur de cette douille étant donné que le diamètre intérieur de celle-ci est sensiblement égal au diamètre de la fiche.

0 Par ailleurs, on emploie normalement des dispositifs de contact électriques utilisant des matières métalliques élastiques qui assurent la pression de contact nécessaire mais qui ne conviennent généralement pas au cas des faibles dimensions envisagées dans ce type de connecteur, en 5 particulier pour des raisons de fabrication des composants ainsi que de montage à l'aide de machines automatiques. Pour éliminer les inconvénients résultant de l'utilisation de ces matières métalliques élastiques, le déposant a déjà proposé, dans le FR-A-1 174 063, d'utiliser un matelas 0 plastique plan, par exemple en caoutchouc synthétique, portant sur l'une de ses faces planes des dépôts de cuivre que l'on vient appliquer, par un déplacement transversal

relatif provoqué par des moyens mécaniques extérieurs, sur la face plane d'une carte de circuits imprimés, en vue d'assurer un contact entre les pistes conductrices usuelles de cette carte et les dépôts de cuivre du matelas élastique.

L'invention a pour but de mettre au point un procédé de fabrication des éléments femelles de connecteur électri- .

, -. „ , de préférence que qux soit adapte a des diamètres de fiche _/ au plus gaux à 0,3 mm et qui soit sûr et relativement peu coûteux.

L'invention a également pour but de fournir des éléments femelles de connecteur électrique relativement peu coûteux, qui puissent recevoir des fiches d'un tel diamètre et qui assurent une pression de contact satisfaisante avec une bonne fiabilité.

Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément femelle de connecteur

_^ depréférence électrique, destine a coopérer avec des fiches de diamètre/ au plus égal à 0,3 mm, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à établir séparément deux supports en matière isolante dont l'un au moins est en matière plastique élastique, en donnant à ces supports des profils transver¬ saux tels que, lorsque ces supports seront ultérieurement assemblés l'un à l'autre face intérieure contre face inté¬ rieure, ils délimitent entre eux une série d'alvéoles parallèles s'ouvrant sur l'une au moins des faces trans- versales de l'ensemble des deux supports ; à revêtir ensuite la face intérieure de l'un au moins de ces supports d'au moins une piste métallisée à l'emplacement de chaque alvéole; et à assembler enfin les deux supports de la manière sus- indiquée. Bien entendu, cette définition du procédé n'exclut pas l'utilisation de plus de deux supports pour constituer un même élément femelle de connecteur, à condition que chaque alvéole soit délimité pardeux tels supports dont l'un au moins est en matière plastique élastique.

Grâce à ce procédé, il est possible de réaliser des alvéoles dont le diamètre du cercle inscrit dans ^' eur „ de préférence section transversale est très petit, c'est-a-dire/au plus égal à 0,3 mm, et dont la surface est au moins partielle- ment métallisée de façon sûre et aisément contrôlable étant donné que, lors de la fabrication, il n'est pas nécessaire de faire pénétrer le bain ou le jet de métallisation au fond d'alvéoles de contour fermé, ce qui serait d'ailleurs pratiquement impossible, mais qu'il suffit de le répartir convenablement, grâce à des techniques usuelles, sur la partie de la face intérieure du ou des supports qui cor¬ respond au futur emplacement des alvéoles et qui est alors entièrement dégagée.

L'invention a également pour objet un élément femelle de connecteur électrique destiné à coopérer avec des fiches de préférence de diamètre _/ au plus égal à 0,3 mm, essentiellement caracté¬ risé en ce qu'il est formé de deux supports en matière isolante, dont l'un au moins est en matière plastique élas¬ tique et qui sont assemblés l'un à l'autre face intérieure contre face intérieure, les profils de ces deux supports étant tels qu'ainsi assemblés, ils délimitent entre eux une série d'alvéoles parallèles sOuvrant sur l'une au moins des faces transversales de l'ensemble des deux supports, la face intérieure de l'un au moins de ces supports étant revêtue d'au moins une piste métallisée à l'emplacement de chaque alvéole. Comme expliqué ci-dessus au sujet du procédé, cette définition de l'élément femelle de connecteur n'exclut pas l'utilisation de plus de deux tels supports pour cons¬ tituer cet élément.

Dans chaque alvéole à surface ainsi partiellement ou totalement revêtue d'au moins une piste métallisée, il est possible d'introduire, par l'une ou chacune des faces trans¬ versales susvisées, une fiche pratiquement indéformable dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre du cercle

qui s'inscrit dans la section transversale (au repos) dudit alvéole et d'établir une liaison électrique entre cette fiche ou ces deux fiches et la piste métallisée de l'alvéole, avec une pression due à la déformation du ou de chaque support en matière plastique élastique, cette déformation étant provoquée par l'insertion de la ou des fiches dans cet alvéole.

Il est à noter que, dans le US-A-4 416 498, il a déjà été proposé de constituer un élément femelle de connecteur électrique soit par un support unique en matière plastique élastique, soit par l'ensemble de deux supports collés l'un à l'autre dont l'un est en matière plastique élastique et l'autre en matière plastique relativement rigide, ce support ou cet ensemble de deux supports délimitant une série d'alvéoles parallèles qui s'ouvrent sur l'une au moins de ses faces transversales. Dans chaque alvéole, il est inséré et collé une ou deux lames de contact qui est ou sont destinées à s'appliquer contre une fiche insérée ensuite de façon amo¬ vible dans cet alvéole, avec une pression due à la défor- mation de la matière plastique élastique limitant cet alvéole. La présence éventuelle de deux supports collés l'un à l'autre est nécessitée simplement par le fait qu'ils sont établis en deux matières différentes et ce brevet non seulement ne suggère pas de tirer profit du fait que l'intérieur des alvéoles est directement accessible avant assemblage des deux supports mais encore déconseille d'utiliser des caoutchoucsrendus conducteurs de l'électricité, en préconisant d'une manière exclusive l'emploi de lames métalliques.

Pour mieux distinguer l'invention de l'état de la technique lié au US-A- 4 416 498, il est utile de noter que les pistes métallisées utilisées selon l'invention ont des épaisseurs généralement inférieures à 0,1 mm _. et ayant en particulier les valeurs suivantes, suivant le métal dont

elles sont faites :

cuivre : entre 0,01 et 0,08 mm, nickel : entre 0,001 et 0,003 mm, or : entre 0,005 et 0,025 mm.

A la différence des lames métalliques, ces pistes métallisées suivent exactement les déformations de la matière plastique élastique sous-jacente.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture du complément de description qui suit et qui est illustré par les dessins annexés.

La figure 1 montre séparément, en perspective, deux types de supports destinés à constituer un élément femelle de connecteur électrique selon un premier mode de réalisa¬ tion de l'invention.

La figure 2 montre, de profil, un élément femelle de connecteur constitué par 1*assemblage de trois supports qui sont choisis parmi les deux types illustrés à la figure 1.

Les figures 3 e€ 4 montrent, en coupe par un plan passant par une série d'avéoles, un connecteur comportant un élément femelle conforme à ce premier mode de réalisation, respectivement avant et après enfichage unilatéral.

La figure 5 montre, à titre d'exemple, la forme de pistes métallisées déposées sur un support, de l'un des types illustrés à la figure 1 , représenté en perspective.

Les figures 6 et 7 représentent, par des vues semblables respectivement à celles des figures 1 et 2, d'une part, deux types de supports d'un élément femelle de

connecteur établi selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et, d'autre part, cet élément de connecteur lui-même.

La figure 8 montre, par une vue semblable à celle des figures 2 et 7, un élément femelle de connecteur établi selon un troisième mode de réalisation de l'invention.

Les figures 9 et 10 montrent chacune, en perspective, deux supports destinés à constituer un élément femelle de connecteur établi selon un quatrième et un cinquième modes de réalisation et fait apparaître des pistes métallisées établies selon des variantes de celles de la figure 5.

Les figures 11, 12 et 13 illustrent la déformation de pistes métallisées provoquée par l'introduction d'une fiche, la figure 11 étant une vue en perspective corres- pondant à l'un des types de pistes métallisées de la figure 9 et les figures 12 et 13 étant des vues respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale correspondant à l'un des types de. pistes métallisées de la figure 10.

La figure 14 illustre en perspective un sixième mode de réalisation de l'invention appliqué à un connecteur pour cartes de circuits imprimés.

La figure 15 représente en perspective un support établi selon une variante de la figure 5.

La figure 16 représente en perspective deux fiches complémentaires pouvant être utilisées avec l'élément de connecteur femelle de la figure 2.

On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 4 qui illustrent un premier mode de réalisation de l'invention.

Dans des supports isolants en matière plastique élastique tels que 1 et 2 (figures 1 et 2) , ayant en gros la forme de plaques, on prévoit des encoches parallèles 3, de profil semi-circulaire par exemple, dans lesquelles, avant assemblage de ces supports, on effectue de façon connue une métallisation (par exemple en cuivre, en or, ou autre métal ou alliage convenable) , suivie, le cas échéant d'un dépôt électrolytique de protection. On décrira ci- après la couche métallisée ou les pistes métallisées résultant de cette métallisation. A la figure 1, le support

1 comporte des encoches 3 sur ses deux faces et le support

2 sur l'une de ses faces seulement. Ces différents supports, au nombre par exemple de deux (deux supports 2 accolés par leur faces encochées) ou de trois (un support 1 entre deux supports 2, comme montré à la figure 2) , sont ensuite assemblés de façon permanente soit par collage, soit par soudure aux ultrasons par exemple, de façon à constituer un élément femelle de connecteur 7 où les encoches 3 forment, deux à deux, un alvéole 4 (figure 2) de profil fermé (cir- culaire dans l'exemple représenté) .

Comme montré à la figure 3, on peut constituer un connecteur de trois éléments principaux : deux éléments mâles de connecteur similaires 5 équipés chacun de fiches parallèles 6 et un élément femelle de connecteur 7 muni d'alvéoles 4 qui s'ouvrent sur les deux faces transversales 14 et 15 et qui, à la position d'enfichage/ représentée à la figure 4, permettent de relier électriquement les fiches 6 de l'un des éléments mâles de connecteur 5 respectivement aux fiches alignées 6 de l'autre élément mâle 5. Il va de soi que,comme représenté à la figure 4, l'élément femelle de connecteur 7 peut être relié en permanence (par collage, soudure à ultrasons ou procédé semblable) à l'un (représenté au bas de la figure 5 ) des éléments mâles de connecteur 5, l'autre élément mâle 5 (représenté en haut de la figure 4)

pouvant à volonté être ou non enfiché en cas de connexion ou de déconnexion.

Selon une première variante, seul le support 1 pourrait être établi en matière plastique élastique, le support 2 étant alors en matière plastique pratiquement rigide. Selon une autre variante, les alvéoles 4 pourraient ne s'ouvrir que sur l'une des faces transversales, la face 15 (figure 3) par exemple. Dans ce cas, les pistes métallisées de ces alvéoles pourraient être réunies à des éléments de circuit, d'un côté, par des fiches telles que 6 et, de l'autre côté, par des moyens autres que des fiches et tels par exemple que des fils soudés.

Le procédé de fabrication qui a été décrit a 1'aide des figures 1 à 4 présente de nombreux avantages autres que l'avantage principal de réaliser des connecteurs subminiatu¬ res. En effet, la fabrication de tous les éléments de ces connecteurs peut être rendue automatique. En outre, dans le cas où chaque connecteur comporte deux éléments mâles 5, ces deux éléments sont identiques, ce qui facilite l'appro- visionnement et la maintenance.

Lorsque l'on introduit les fiches 6 dans les alvéoles 4 de 1'élément femelle de connecteur 7, la matière plastique élastique délimitant totalement ou partiellement chaque alvéole 4 se déforme élastique ent,comme il sera expliqué plus en détail ci-après, en donnant la pression de contact et la liaison électrique avec la fiche est assurée par le dépôt de métallisation réalisé dans cet alvéole.

Comme indiqué ci-dessus, les figures 1 et 2 représentent des encoches 3 ayant un profil ouvert semi-circulaire de _Q façon à produire, deux à deux, des alvéoles 4 de profil fermé circulaire. Elles peuvent également avoir une forme

triangulaire, comme les encoches 3a de la figure 6, ou trapézoïdale, comme les encoches 3c de la figure 9, et être dans ce cas ménagées soit sur les deux supports comme dans le cas du support isolant 9 de la figure 7, soit de préférence sur le seul support isolant 9 (figure 6) ou 9c (figure 9), l'autre support 10 étant alors plan. L'élément femelle de connecteur 7 se présente alors soit selon la figure 7 où un support 9, muni d'encoches 3a sur ses deux faces, est pris en sandwich entre deux supports 10 plans, soit selon la figure 8 où deux supports 9a, présentant des encoches 3a sur une seule de leurs faces, sont superposés sur un support plan 10, soit encore selon la figure 9 où un support 9c, présentant des encoches 3c sur une seule de ses faces, est posé sur un support plan 10. Dans ces trois cas, le profil fermé de l'alvéole 4 est identique au profil ouvert de l'encoche triangulaire 3a ou trapézoïdale 3c. Comme expliqué ci-après, cette forme triangulaire ou trapézoïdale permet d'obtenir le serrage d'une fiche telle que 6 sur trois génératrices. Dans le cas des figures 7, 8 et 9, si les supports encoches 9, 9a ou 9c sont réalisés en matière plastique élastique, les supports non encoches 10 peuvent être réalisés soit également en matière plastique élastique, soit de préférence en matière plastique non élastique. Bien que la déformation de la matière plastique soit faible, il est avantageux, pour augmenter la fiabilité, d'effectuer le dépôt métallique dans chaque alvéole 4 non pas sur toute la surface de l'alvéole, mais selon des pistes métallisées relativement étroites susceptibles d'assurer la continuité électrique d'une extrémité à l'autre de 1'alvéole.

Dans le cas des encoches 3 de profil semi- circulaire ménagées dans un support 2 en matière plastique élastique,on peut par exemple, comme montré à la figure 5, avoir recours à des pistes métallisées 8 disposées selon les génératrices (rectilignes) de la surface hémicylindrique de

1 0 l'encoche 3 ou à des pistes métallisées 8a disposées parallèlement entre elles selon des trajets sinueux

_ d'une extrémité à l'autre de l'encoche 3. Ces pistes métallisées 8 ou 8a suivent ainsi des parcours qui ne peuvent pratiquement pas se déformer lors de 1'intro¬ duction d'une fiche 6.

Dans le cas où l'élément femelle de connecteur 7 comporte un support plan 10, les pistes métallisées peuvent, selon une première solution illustrée à la figure 9, être ménagées uniquement sur ce support plan 10, que celui-ci soit en matière plastique élastique ou pratiquement rigide. La figure 9 illustre trois formes possibles pour de telles pistes métallisées : des pistes rectilignes 11, des pistes 16 en forme de peigne à dents 17 et des pistes 18 en forme d'échelles à barreaux trans¬ versaux 1 et montants 19a.

La figure 11 illustre la déformation d'une piste métallisée 16 en forme de peigne de la figure 9 qui est ménagée d'une extrémité à l'autre d'un alvéole 4 sur un support 10 en matière plastique élastique, de façon que la piste continue 16a, constituant le dos du peigne, soit décalée latéralement par rapport au centre de l'alvéole. On voit alors que la fiche ne touche que les dents 17 et que par conséquent ladéformation provoquée sur le support 10 par l'insertion d'une fiche 6, est localisée sur ces dents 17 et n'intéresse pas la piste continue 16a. Celle- ci ne risque donc ni d'être usée par frottement, ni d'être écaillée par la déformation du support 10. Le même effet est obtenu avec lespistes métallisées ±Q en forme d'échelle de la figure 9, chacun des montants 19a de l'échelle se com¬ portant coπine la piste métallisée continue 16a de la figure 11. Ceci

. . .. . contact augmente la fiabilité de la connexion'par multiplicationdes pointsce/

Selon une variante u mode de réalisation décrit en référence aux figures 9 et 11, les pistes métallisées telles que 11, 16 et 18 pourraient être ménagées sur un support plan non plus élastique mais relativement rigide.

l'insertion de la fiche 6 provoquant alors la déformation du support 9c à encoches 3c. De toute façon, n'étant pas métallisées, ces encoches 3c du support 9c servent seule¬ ment à transmettre la pression de la fiche 6 contre les pistes métallisées de l'autre support 10.

Pour faciliter la déformation de la matière plastique élastique, il est possible de prévoir, dans les encoches telles que 3, 3a et 3c , qu'elles soient de profil semi-circulaire, triangulaire ou polygonal, des bossages longitudinaux ou transversaux sur lesquels une métallisation est déposée et, entre autres, des cannelures ou nervures parallèles ou perpendiculaires à l'axe de l'alvéole, voire inclinées par rapport à cet axe, et obtenues, lors du moulage du support en matière isolante, par l'utilisation de mandrins dans lesquels ont été pra¬ tiquées des rainures, celles-ci étant parallèles, perpen¬ diculaires ou inclinées par rapport à l'axe et correspondant aux susdites cannelures ou nervures.

C'est ainsi qu'à la partie droite de la figure 10, on a représenté un support 9c dont les alvéoles 3c comportent des bossages transversaux 20 qui portent les seules pistes métallisées 21 avec lesquelles viennent en contact les fiches 6. Les pistes métallisées transversales 21 sont réunies électriquement entre elles par une piste métallisée longitudinale 22,ménagée au fond de l'encoche trapézoïdale 3c,qui est donc ainsi soustraite aux risques d'usure par frottement et d'écaillage par déformations répétées, comme la piste longitudinale 16a des figures 9 et 11. A la partie gauche de la figure 10, on a représenté des pistes 21 et 22 analogues à celles de la partie droite, la seule différence étant l'absence de bossages tels que 20.

Si le support 9c est en matière plastique élasti¬ que et le support 10 en matière plastique non élastique, l'enfoncement d'une fiche telle que 6 provoque une défor- ation de chaque piste transversale 21 comme montré à la figure 12, sans déformation de la piste longitudinale 22.

La présence des creux entre bossages 20 (figure 10) ou d'un évidement central 24 (voir la figure 13) a pour avantage que les pistes transversales 21 se déforment indépendamment les unes des autres, ce qui empêche les déformations locales, dues à l' enfoncement d'une première fiche 6 (voir à droite des figures 10 et 13) sur l'une des faces transversales 14 de l'élément de connecteur femelle 7. de se propager vers l'autre face transversale 15 et de perturber en conséquence le contact lors de 1'enfoncement d'une deuxième fiche par 1'autre face transversale 15.

Dans ce qui précède, on a supposé que chacun des supports en matière isolante constituait un élément fabriqué spécialement pour l'élément femelle de connecteur.En fait, l'un des supports, notamment lorsqu'il s'agit d'un support plan en matière isolante pratiquement non déformable, peut faire partie d'un constituant électrique ou électronique, tel qu'une carte de circuits imprimés. A la figure 14, on a représenté l'application de l'invention à la connexion entre une carte-mère 27 et une carte-fille 25 munie, sur l'un au moins de ses bords, de pistes métallisées de rac¬ cordement 26. Il suffit alors d'adapter à la carte-mère27 un élément mâle de connecteur 5 du type représenté aux figures 3 et 4 et d'utiliser la carte-fille 25 en tant que support plan sensiblement rigide, analogue à ceux qui sont désignés par 10 aux figures 6, 1 , 8 et 9. Par collage ou soudure par ultrasons/,on rapporte aT.ors sur la carte-fille 25 des sup¬ ports encoches, tels que celui qui est désigné par 9c à la figure 9, en faisant coïncider leurs encoches*3c avec les pistes 26, qui jouent alors le rôle des pistes 11 de la figure 9.

Comme illustré à la figure 16, l'invention prévoit également l'utilisation de la matière plastique isolante (élastomètre, matière thermoplastique ou autre) pour donner une pression de contact aux parties accolées de deux fiches 12, 13, logées bout à bout en se chevauchant dans un même

alvéole 4 dont le diamètre au repos est inférieur au diamètre des parties accolées de ces fiches. Les deux fiches indéformables 12 et 13 ont des profils circulaires de même diamètre D et se terminent par des profils co plé- mentaires, par exemple semi-circulaires, qui peuvent s'accoler et qui forment ensemble un profil circulaire de diamètre D, ce diamètre étant supérieur au diamètre d au repos (voir la figure 2) de l'alvéole 4. La défor¬ mation de la matière plastique élastique des supports 2 ou semblables, due à l'insertion des fiches 12 et 13 l'une vers l'autre dans un même alvéole *4, assure la pression de contact non seulement de chacune des fiches contre la métallisation de l'alvéole 4 mais encore des oarties accolées des fiches l'une contre l'autre. Lorsque l'un des supports est en matière non élastique, il permet de centrer les fiches 6 avec plus de précision que s'il était en matière élastique.

Une autre possibilité, parmi d'autres, est de réaliser des encoches 3b présentant de faibles variations de diamètre dans le sens de la longueur, comme représenté à la figure 15.

Comme les alvéoles 4, les fiches 6, 12 et 13 peuvent être de section ronde, rectangulaire ou polygonale sans changer l'esprit de l'invention. Elles peuvent être faites d'une tige métallique usinée ou de l'extrémité dénudée d'un fil conducteur. S'agissant d'une tige métal¬ lique usinée, ces fiches sont de préférence revêtues d'une protection électrolytique (nickel plus or, par exemple) . Dans ce qui précède, il n'a pas été jugé nécessaire de décrire le procédé de métallisation des alvéoles car de tels procédés sont bien connus des hommes de métier. A titre d'exemple, on peut citer le procédé de métallisation par sérigraphie d'encres contenant des métaux, proposé par la société américaine General Electric et décrit succinctement dans la revue française "Industrie et Technique" n° 554, page 80, du 20 février 1985.