FR2464579A1

FR2464579A1 - ELECTRICAL CONNECTOR WITH HIGH DENSITY OF CONDUCTORS

Info

Publication number: FR2464579A1
Application number: FR8018742A
Authority: FR
Inventors: Walter R Pryor
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Gould Inc
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1980-08-29
Publication date: 1981-03-06
Also published as: JPS5636874A; GB2059187A; IT8049578A0; DE3030312A1; NL8004850A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CONNECTEUR DESTINE A CONNECTER ELECTRIQUEMENT DES CONDUCTEURS ELECTRIQUES PARALLELES TRES RAPPROCHES. IL COMPORTE UN PREMIER SUBSTRAT 10 PORTANT UN PREMIER GROUPE DE CONDUCTEURS ELECTRIQUES 16 PARALLELES ENTRE EUX ET UN SECOND SUBSTRAT 14 PORTANT UN SECOND GROUPE DE CONDUCTEURS ELECTRIQUES 16 PARALLELES. DES ELEMENTS IMBRIQUES 18, 24, 26, 28 PREVUS SUR L'UN DES SUBSTRATS OU LES DEUX ASSURENT UN ALIGNEMENT CORRECT ENTRE LES CONDUCTEURS DES DEUX GROUPES EN PERMETTANT LEUR ALIGNEMENT VISUEL A L'ASSEMBLAGE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA CONNEXION DES TETES D'IMPRESSION THERMIQUE A LEURS CIRCUITS D'ATTAQUE.THE INVENTION CONCERNS A CONNECTOR FOR ELECTRICALLY CONNECTING VERY CLOSE PARALLEL ELECTRIC CONDUCTORS. IT INCLUDES A FIRST SUBSTRATE 10 CARRYING A FIRST GROUP OF 16 PARALLEL ELECTRIC CONDUCTORS 16 AND A SECOND 14 SUBSTRATE CARRYING A SECOND GROUP OF 16 PARALLEL ELECTRIC CONDUCTORS. NESTING ELEMENTS 18, 24, 26, 28 PROVIDED ON ONE OR BOTH SUBSTRATES ENSURE CORRECT ALIGNMENT BETWEEN THE CONDUCTORS OF THE TWO GROUPS BY ALLOWING THEIR VISUAL ALIGNMENT ON ASSEMBLY. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO THE CONNECTION OF THE THERMAL PRINTHEADS TO THEIR ATTACK CIRCUITS.

Description

La présente invention concerne un connecteur électrique destiné àThe present invention relates to an electrical connector for

interconnecter les conducteurs électriques sous interconnecting the electrical conductors under

une forte densité, du type comprenant environ 39,4 conduc- a high density, of the type comprising about 39.4

teurs par centimètre ou davantage.by centimeter or more.

Ces conducteurs sous une forte densité sont utilisés These drivers under a high density are used

dans des applications telles que des caisses enregistreu- in applications such as cash registers

ses, des calculateurs, des imprimantes thermiques, etc., lorsque des conducteurs provenant d'éléments de circuits miniaturisés doivent être connectés à d'autres éléments du dispositif. En raison de l'écartement très réduit des its, calculators, thermal printers, etc., when conductors from miniaturized circuit elements are to be connected to other elements of the device. Because of the very small spacing of

conducteurs, un appareil simple et des techniques d'as- conductors, a simple apparatus and assistive

semblage pour effectuer des connexions électriques ont été appearance to make electrical connections were

recherchés pendant un certain temps. Plus particulière- searched for a while. More specifically

ment, le besoin de positionner très exactement de très the need to position very accurately very

petits conducteurs correspondants a été ressenti. corresponding small drivers was felt.

De nombreuses tentatives ont été faites pour résoudre le problème de réalisation de ces connecteurs, qui n'ont Many attempts have been made to solve the problem of making these connectors, which have not

généralement que quelques centièmes de millimètre de hau- usually only a few hundredths of a millimeter

teur, en plus d'être étroitement rapprochés. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 421 961 décrit in addition to being close together. For example, U.S. Patent No. 3,421,961 describes

un type de connecteur dans lequel un- élément flexible por- a type of connector in which a flexible element

tant des conducteurs très rapprochés est collé en position sur une tête d'impression thermique rigide comportant un nombre correspondant de conducteurs. Des calibres spéciaux sont nécessaires pour assurer une correspondance correcte des conducteurs. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 894 321 décrit un autre connecteur de forte densité qui impose des opérations complexes de fabrication. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 056 681 décrit une technique d'auto-alignement de circuits intégrés; mais so very close conductors is glued in position on a rigid thermal print head having a corresponding number of conductors. Special gauges are needed to ensure correct conductor matching. U.S. Patent No. 3,894,321 discloses another high density connector which imposes complex manufacturing operations. U.S. Patent No. 4,056,681 discloses a self-aligning technique of integrated circuits; but

la densité des conducteurs est relativement faible. the density of the conductors is relatively low.

L'invention concerne donc une structure très simple pour interconnecter des conducteurs électriques sous une forte densité. Des premier et second substrats portent The invention therefore relates to a very simple structure for interconnecting electrical conductors under high density. First and second substrates

des conducteurs électriques parallèles entre eux. Des élé- electrical conductors parallel to each other. Elements

ments imbriqués sont disposés sur l'un au moins des subs- nested elements are placed on at least one of the

trats, en position pour s'ajuster entre les conducteurs de l'autre substrat quand les deux substrats sont serrés trats, in position to fit between the conductors of the other substrate when the two substrates are tight

l'un contre l'autre. Un alignement visuel simple est pos- One against the other. A simple visual alignment is pos-

sible car les éléments imbriqués assurent une correspon- because the nested elements provide a corre-

dance correcte des conducteurs.correct behavior of drivers.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention

apparaîtront au cours de la description qui va suivre. will appear in the following description.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exem- In the attached drawings, given solely as examples

ples nullement limitatifs:ples in no way limiting:

La fig. 1 représente un mode de réalisation de l'in- Fig. 1 represents an embodiment of the invention.

vention dans lequel des éléments imbriqués sont prévus sur un seul substrat disposé entre les conducteurs en en étant axialement espace La fig. 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel des éléments imbriqués pénètrent au moins partiellement entre les conducteurs, invention in which nested elements are provided on a single substrate disposed between the conductors being axially space. FIG. 2 represents another embodiment of the invention in which nested elements penetrate at least partially between the conductors,

La fig. 3 représente un autre mode encore de réali- Fig. 3 represents yet another way of realizing

sation de l'invention dans lequel les éléments imbriqués sont formés à partir des conducteurs des deux substrats, les éléments imbriqués d'un groupe étant alignés avec les conducteurs et ceux de l'autre groupe se trouvant entre les conducteurs, Les fig. 4 et 5 sont des vues schématiques de c8té montrant des modes d'assemblage du connecteur de la fig.-1, La fig. 6 est une vue schématique de c8té illustrant un mode d'assemblage du connecteur de la fig. 2, La fig. 7 est une vue schématique de côté illustrant un mode d'assemblage du connecteur de la fig. 3, La fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 des fig.4, et 6, La fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la fig. 7, et La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la wherein the nested elements are formed from the conductors of the two substrates, the nested elements of one group being aligned with the conductors and those of the other group lying between the conductors, FIGS. 4 and 5 are schematic side views showing methods of assembling the connector of FIG. 1, FIG. 6 is a schematic side view illustrating a method of assembling the connector of FIG. 2, FIG. 7 is a schematic side view illustrating a method of assembling the connector of FIG. 3, Fig. 8 is a section along the line 8-8 of FIGS. 4 and 6, FIG. 9 is a section along the line 9-9 of FIG. 7, and FIG. 10 is a section along line 10-10 of the

fig. 7.Fig. 7.

Sur les différentes figures, les mêmes références nu- In the different figures, the same numerical references

mériques désignent des éléments identiques. are the same elements.

La fig. 1 est une vue en plan de deux éléments princi- Fig. 1 is a plan view of two main elements

paux constituant un connecteur électrique selon l'inven- as an electrical connector according to the invention.

tion. Un premier substrat 10 isolant de l'électricité peut tion. A first substrate 10 insulating electricity can

être réalisé en une pellicule de matière plastique flexi- made of a flexible plastic film

ble, par exemple en Mylar ou en Kapton. Plusieurs conduc- ble, for example Mylar or Kapton. Several conductors

teurs ou pistes électriques 12 parallèles et allongés sont parallel elongated electric tracks or tracks 12 are

déposés sur le substrat 10 par tout moyen connu, par exem- deposited on the substrate 10 by any known means, for example

pla par plaeage, selon les techniques courantes de photo- pla by plating, according to the usual techniques of photo-

gravure, par sérigraphie, etc. Les conducteurs 12 sont de engraving, screen printing, etc. The drivers 12 are from

très petites dimensions, espacés de manière qu'il en exis- very small dimensions, spaced apart in such a way that

te de 40 à 80 environ par centimètre. Si la densité est de l'ordre de 40 par centimètre, les conducteurs 12 ont from 40 to about 80 per centimeter. If the density is of the order of 40 per centimeter, the drivers 12 have

généralement une hauteur de 0,0254 à 0,0762 mm et une lar- generally a height of 0.0254 to 0.0762 mm and a width of

geur d'environ 0,127 mm, égale à l'écartement entre des approximately 0,127 mm, equal to the spacing between

conducteurs voisins.neighboring drivers.

Un second substrat 14 peut être réalisé en la même A second substrate 14 can be made in the same

matière que le substrat 10. Mais,de préférence, le subs- than the substrate 10. But, preferably, the

trat 14 est fait d'une matière rigide, par exemple en cé- 14 is made of a rigid material, for example in

ramique, en Forstérite ou en acier revêtu de porcelaine. ramic, made of Forsterite or steel coated with porcelain.

Des conducteurs parallèles 16 sont formés sur le substrat 14, ces conducteurs 16 étant identiques aux conducteurs 10 Parallel conductors 16 are formed on the substrate 14, these conductors 16 being identical to the conductors 10

à la fois en dimensions et en matière, bien que des ma- both in size and material, although

tières différentes puissent être utilisées. Le substrat 14 different types may be used. The substrate 14

porte également des éléments ou des pistes imbriqués 18. also carries nested elements or tracks 18.

Les éléments 18 ont une longueur d'environ 6,25 mm; ils sont espacés axialement des conducteurs 16 d'une distance de 1,27 à 2,54 mm; et ils sont situés juste en face des espaces libres entre les conducteurs 16. Les éléments 18 sont faits en une céramique ou autre matière isolante de l'électricité qui est appliquée ou déposée sur le substrat The elements 18 have a length of about 6.25 mm; they are spaced axially from the conductors 16 by a distance of 1.27 to 2.54 mm; and they are located right in front of the free spaces between the conductors 16. The elements 18 are made of a ceramic or other electrically insulating material which is applied or deposited on the substrate

14, par exemple par sérigraphie, dépSt de vapeur, etc. - 14, for example by screen printing, steam deposit, etc. -

Les éléments 18 sont dimensionnés de manière à s'ajuster exactement entre les conducteurs 12 quand le connecteur est assemblé comme le montrent les fig. 4, 5 et 8, et The elements 18 are sized to fit exactly between the conductors 12 when the connector is assembled as shown in Figs. 4, 5 and 8, and

leur hauteur est de l'ordre de 0,08 à 0,1524 mm. their height is of the order of 0.08 to 0.1524 mm.

Grâce à la présence des éléments imbriqués 18, le Thanks to the presence of nested elements 18, the

substrat 10 et le substrat 14 peuvent être alignés visuel- substrate 10 and the substrate 14 may be aligned

lement pendant l'assemblage, simplement en inversant un during assembly, simply by reversing a

substrat, de préférence celui qui est flexible, en le pla- substrate, preferably the one that is flexible, in the

çant au-dessus de l'autre-substrat avec ceux des conduc- above the other substrate with those of the

teurs 12 et 16 qui sont à l'extérieur alignés visuelle- 12 and 16, which are on the outside aligned visually

ment, et en appuyant sur les éléments imbriqués 18 pour 4. les forcer entre les conducteurs 12 et établir ainsi la connexion. La pellicule de matière plastique utilisée dans le connecteur est généralement transparente à la lumière, ce qui facilite l'alignement visuel des conducteurs 16-et 12. Lorsqu'une assurance supplémentaire de bon alignement and pressing the nested members 18 to 4. force them between the leads 12 and thereby establish the connection. The plastic film used in the connector is generally transparent to the light, which facilitates visual alignment of the 16-and-12 conductors. When additional assurance of proper alignment

est souhaitée, un dispositif tel qu'un point 20 et un cer- is desired, a device such as a point 20 and a

cle 22 peuvent être prévus sur les substrats 10 et 14, 22 can be provided on the substrates 10 and 14,

l'alignement étant assuré en plaçant le point 20 à l'inté- alignment being ensured by placing item 20 in the

rieur du cercle 22, vu par transparence à travers la pel- circle 22, seen through transparency through

licule de matière plastique.plastic licorice.

Quand les deux éléments ont été assemblés manuelle- When both elements were assembled manually

ment de la manière décrite ci-dessus, ils sont de préfé- in the manner described above, they are preferably

rence serrés mécaniquement comme cela est représenté sché- mechanically tight as shown in the diagram below.

matiquement en 30 sur la fig. 4. Comme le montrent les fig. 4 et 5, les substrats 10 et 14 peuvent être assemblés avec leurs parties d'extrémités alignées comme le montre la fig. 4 ou avec leurs parties d'extrémités tournées dans des directions opposées, comme le montre la fig. 5. Le mode at 30 in FIG. 4. As shown in figs. 4 and 5, the substrates 10 and 14 can be assembled with their aligned end portions as shown in FIG. 4 or with their end portions facing in opposite directions, as shown in FIG. 5. The mode

de réalisation de la fig. 5 impose une pince assez diffé- embodiment of FIG. 5 imposes quite a different clamp

rente, représentée schématiquement en 32. La fig. 8 est rent, shown diagrammatically at 32. FIG. 8 is

une coupe d'un connecteur assemblé selon l'invention, mon- a section of an assembled connector according to the invention,

trant la manière dont les éléments imbriqués 18 s'ajustent how the nested elements 18 fit

entre les conducteurs 12 et 16 et la manière dont les con- between conductors 12 and 16 and the way in which

ducteurs 12 et 16 sont amenés en contact électrique appro- 12 and 16 are brought into appropriate electrical contact with

prié. Bien qu'un simple contact mécanique convienne dans la plupart des cas, il faut noter que les conducteurs prayed. Although a simple mechanical contact is suitable in most cases, it should be noted that the drivers

peuvent aussi être étamés ou préparés par toute autre ma- may also be tin-plated or prepared by any other

nière pour assurer un contact correct. to ensure correct contact.

La fig. 2 illustre un autre mode de réalisation de Fig. 2 illustrates another embodiment of

l'invention dans lequel des éléments imbriqués 24 s'éten- the invention in which nested elements 24 extend

dentà partir d'un espace situé axialement au-delà des extrémités des conducteurs 16 jusqu'à une position entre ces conducteurs. Ce mode de réalisation est assemblé de la même manière que celui des fig. 1, 4 et 5 et offre un from a space located axially beyond the ends of the conductors 16 to a position between these conductors. This embodiment is assembled in the same manner as that of FIGS. 1, 4 and 5 and offers a

avantage supplémentaire d'un meilleur isolement électri- additional advantage of better electrical isolation

que entre les conducteurs 12 et 16 dans l'ensemble con- that between the conductors 12 and 16 in the whole

necté. Le connecteur de la fig. 2 peut être assemblé se- nected. The connector of FIG. 2 can be assembled se-

lon la représentation schématique des fig. 5 et 6. In the schematic representation of FIGS. 5 and 6.

La fig. 3 représente un autre mode encore de réalisa- Fig. 3 represents yet another embodiment of

tion de l'invention dans lequel des éléments imbriqués sont prévus à la fois sur le substrat 10 et le substrat 14. Les of the invention in which nested elements are provided on both the substrate 10 and the substrate 14.

éléments imbriqués 26 sur le substrat 10 sont espacés axia- nested elements 26 on the substrate 10 are spaced axially

lement des conducteurs 12 d'une manière similaire aux élé- ments 18 de la fig. 1 et sont également disposés juste en 12 of the conductors 12 in a manner similar to the elements 18 of FIG. 1 and are also arranged just in

face des espaces libres entre les conducteurs 12. Par con- open spaces between the conductors.

tre, les éléments 28 sont également espacés axialement des conducteurs 16 mais sont alignés avec eux. Dans ce mode de réalisation, les éléments imbriqués 26 et 28 peuvent être en céramique isolante de l'électricité comme dans le cas the elements 28 are also spaced axially from the conductors 16 but are aligned with them. In this embodiment, the nested elements 26 and 28 may be electrically insulating ceramic as in the case

des modes de réalisation des fig. 1 et 2; il est cepen- embodiments of FIGS. 1 and 2; it is, however,

dant préférable qu'ils soient faits de la même matière que preferable that they be made of the same material as

les conducteurs 12 afin de simplifer les opérations de fa- drivers 12 in order to simplify the operations of

brication. Le connecteur représenté sur la fig. 3 est as- nufacturing. The connector shown in FIG. 3 is

semblé et fixé par un dispositif 30 approprié, comme le montre la fig. 7, de manière que les éléments 26 et 28 soient imbriqués comme le montre la fig. 10 permettant l'établissement d'un contact électrique approprié entre les éléments 12 et 16 comme le montre la fig. 9. Etant donné que les éléments 26 et 28 sont réalisés en la même matière que les conducteurs 12 et 16, les conducteurs et les éléments imbriqués peuvent être déposés ou appliqués appeared and fixed by a suitable device as shown in FIG. 7, so that the elements 26 and 28 are nested as shown in FIG. 10 allowing the establishment of a suitable electrical contact between the elements 12 and 16 as shown in FIG. 9. Since the elements 26 and 28 are made of the same material as the conductors 12 and 16, the conductors and the nested elements can be deposited or applied.

par toute autre manière sur les subtrats en une même opé- in any other way on the subtrats in a single operation.

ration de fabrication.manufacturing ration.

En ce qui concerne les applications industrielles pos- With regard to industrial applications

sibles, l'invention convient particulièrement dans toutes les applications lorsque des interconnexions électriques the invention is particularly suitable in all applications where electrical interconnections

doivent être effectuées sous une forte densité. Particu- should be done under high density. Particu-

lièrement, les connecteurs selon l'invention conviennent parfaitement à des appareils d'impression thermique dans lesquels un grand nombre de petits styles thermiques sont firstly, the connectors according to the invention are very suitable for thermal printing apparatus in which a large number of small thermal styles are

prévus pour créer des images alphanumériques ou analogi- intended to create alphanumeric or analog images

ques sur un support sensible à la chaleur. Dans cette on a heat-sensitive medium. In this

application, de même que dans des applications similai- application, as well as in similar applications.

res, un grand nombre de très petits conducteurs doivent être connectés de façon rapide et sûre à des conducteurs provenant d'autres circuits, par exemple des circuits a large number of very small conductors must be connected quickly and safely to conductors from other circuits, eg

d'attaque pour l'imprimante thermique. En outre, le connec- Attack for the thermal printer. In addition, the connection

teur selon l'invention est avantageux en ce qu'il peut être according to the invention is advantageous in that it can be

facilement monté et démonté, ce qui facilite le remplace- easily assembled and disassembled, making it easy to replace

ment ou la réparation de pièces pendant l'utilisation de l'équipement associé. repairing parts while using the associated equipment.

2464579.2464579.

Claims

1 - Electrical connector with a high density of conductive

characterized in that it comprises a first substrate

(10) insulating electricity, a first group of

elongate, parallel electrical conductors (12) attached to said first substrate, a second electrically insulating substrate (14), a second group of elongated parallel electrical conductors (16) attached to said substrate, and a device nesting (18, 24, 26, 28) disposed on at least one of said substrates and positioned to fit into the spaces between said

the other of the said substrates so that certain predefined

conductors of said first group are brought into contact with predetermined ones of said conductors of the second group when said first and second substrates

are tight in contact with each other.

2 - connector according to claim 1, characterized in that said first substrate (10) is a flexible plastic film, said second substrate (14)

being rigid.

3 - Connector according to claim 1, characterized in that said first and second substrates (10, 14)

are films of flexible plastic material.

4 - connector according to claim 1, characterized

in that said nesting device consists in

electrically insulating elements (18, 24)

adjusted to fit between said conductors.

Connector according to Claim 4, characterized

in that said nested elements are elongated and

together with each other.

6 - connector according to claim 5, characterized

in that said nested elements are arranged on the

said first substrate and are spaced axially from said

drivers of the first group.

7 - connector according to claim 5, characterized

in that said nested elements are arranged on the

said first substrate and extend axially beyond

ends of said conductors of the first group.

8 - connector according to claim 1, characterized

in that said nested elements consist in

several elements (26) that are electrically

on said first substrate (10) spaced apart from said first group conductors and in axial alignment therewith, and a fourth group of electrically conductive elements (28) being positioned on said second substrate

(14) between said drivers of the second group, in

so axially spaced.

9 - connector according to claim 1, characterized in that the electrical conductors (12, 16) of said

first and second groups consist of metal tracks

plates deposited on said substrates (10, 14), said metal tracks having a height of up to 0.0762 mm and said nested elements consisting of ceramic tracks (18, 24) deposited on at least one of said substrates, said ceramic tracks having a

height up to 0,1524 mm, the said metal tracks

ceramics being spaced at a step from at least

per centimeter.

Connector according to Claim 1, characterized

in that it further comprises a device (30, 32)

to maintain said electrical contact.