EP4606185A1 - Connecteur pour un circuit imprimé formant un dissipateur thermique et configuré pour permettre une connexion électrique et mécanique - Google Patents

Connecteur pour un circuit imprimé formant un dissipateur thermique et configuré pour permettre une connexion électrique et mécanique

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Publication number
EP4606185A1
EP4606185A1 EP23786269.3A EP23786269A EP4606185A1 EP 4606185 A1 EP4606185 A1 EP 4606185A1 EP 23786269 A EP23786269 A EP 23786269A EP 4606185 A1 EP4606185 A1 EP 4606185A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
printed circuit
tabs
head
pin
Prior art date
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Pending
Application number
EP23786269.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Anthony Brisset
Benoit Derouane
Philippe Mercier
Thomas KOUMPOGIANNIS
Hedi KRIFA
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4606185A1 publication Critical patent/EP4606185A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447—Lead-in-hole components

Definitions

  • Connector for a printed circuit forming a heat sink and configured to allow electrical and mechanical connection
  • the present invention relates to a connector for a printed circuit.
  • the invention also relates to the printed circuit comprising at least one of said connectors, and a three-phase motor comprising said printed circuit.
  • the invention relates to the technical field of motor vehicles, and more particularly three-phase motors of motor vehicles comprising a printed circuit with connectors.
  • Motor vehicles generally include an engine with a cooling system essential for the thermal regulation of said engine.
  • this cooling system comprises at least one circulation circuit in which a coolant flows, said circuit being positioned in contact with the engine.
  • the coolant will, as it heats up, lower the engine temperature by heat exchange.
  • a threshold value generally at least 90°C
  • a fan is triggered to lower the temperature of said liquid below the threshold value.
  • the motor fan includes at least one propeller powered by a three-phase motor. Control of such a motor is carried out using a printed circuit.
  • This printed circuit includes electrical and/or electronic components, which can trigger various functions within the motor. Some of these components, called power components, produce significant heat which can lead to premature deterioration of said components if it is not properly evacuated.
  • the invention aims to overcome at least one of the disadvantages of the aforementioned state of the art. More particularly, the invention aims to promote thermal transfer between the power components mounted on the printed circuit and the connector, while allowing an electrical and mechanical connection between the printed circuit and the motor.
  • Another objective of the application is to allow better stability of the connector when mounted on the printed circuit.
  • the solution proposed by the invention is a connector for a printed circuit, the connector being configured to allow an electrical connection with a motor, the connector comprising: a pin extending longitudinally along a main axis, and a head of connector, fixed to one end of the pin, extending in a plane perpendicular to said main axis of the pin, the head comprising at least three tabs each extending along a secondary longitudinal axis parallel to the main axis of the pin, the tabs all extending from a single side of the connector head such that said tabs, together with the pin, are configured to pass through the printed circuit, and the connector is of a metal so as to form a heat sink for the printed circuit.
  • the connector according to the invention performs three functions within the engine. First, it allows the heat produced by the power components to be dissipated from the header to the connector pin. This function is improved by the shape of the connector and its metal construction. The larger the size of the connector head, the more efficient the heat dissipation.
  • the connector allows the mechanical connection between the printed circuit and the motor.
  • This connection is improved by the positioning of the pin and tabs on a single side of the connector head, which improves the stability of said connector after its insertion into the printed circuit.
  • This stability is also particularly important when placing components and connectors on the printed circuit board, and before soldering them. In fact, poor placement of components could hinder their welding and lead to manufacturing defects.
  • the connector also allows the electrical connection between the printed circuit and the motor, which is made at the tabs and possibly the connector pin.
  • the head of the connector has more uniform support on the printed circuit.
  • the head of the connector further comprises a flat central portion from which extend at least three branches ending respectively in at least one tab.
  • the number of branches is equivalent to the number of tabs.
  • the number of branches of the head of the connector is also three.
  • the number of branches of the connector head is also two.
  • two separate tabs can be positioned at the ends of each of the branches.
  • the flat central portion can form a solid metal cup, said cup having a main flat portion terminating in its periphery by a single curved portion, said portion ending pointally in tongues preferably located equidistant from one another. others.
  • the flat metal cup has the same function as a heat sink, which in this case will be slightly more effective due to the greater amount of material.
  • each branch comprises at least one curved portion so as to orient each tongue along their respective secondary longitudinal axis.
  • the curved portion forms an angle of approximately 90°, ⁇ 5°, relative to the perpendicular plane of the flat central portion.
  • the curved portion allows the tabs to be positioned parallel and on the same side of the connector head as the pin of said connector.
  • the curved portion reduces the fragility of the connector and promotes the correct positioning of the tabs in the printed circuit.
  • the curved portion comprises at least one support zone configured to abut against the printed circuit when the connector is mounted on said circuit.
  • the presence of at least one support zone on the curved portion of the connector makes it possible to improve the correct positioning of said connector and stabilize it before welding the tabs.
  • at least two support zones are found at the end of each of the branches, on either side of the tongue.
  • the presence of several tabs at the end of each branch can vary the number of support zones.
  • at least one support zone can be formed between two consecutive tabs.
  • the branches have an identical angular distance between them.
  • the angular distance between the branches is identical, which allows the connector to have the best possible balance for its positioning in the printed circuit. This balance will make it easier to hold the connector spontaneously before and during soldering, which will help in the fabrication of the printed circuit board.
  • an identical angular distance between the branches also makes it possible to simplify its manufacturing and reduce its assembly time on the printed circuit. More preferably, when the connector comprises three branches, the angular distance provided between two of the consecutive branches is 120°. The arrangement of the branches at 120° is particularly preferred, because it allows a more homogeneous installation of the connector on the printed circuit and a more interesting mechanics, including for the passage of the electric current. Alternatively, when the connector has two branches, the angular distance between said branches is 180°.
  • the connector is made of a copper-based alloy.
  • the connector comprises a layer of nickel and a layer of tin.
  • the tin layer is an external layer of said connector.
  • At least the connector tabs are made of copper.
  • copper or tin are particularly preferred materials.
  • copper-based alloy we mean an alloy comprising at least 5% of copper in its composition. More preferably, a copper-based alloy is understood as an alloy comprising at least 50% by weight of copper in its total composition.
  • the tabs made entirely of copper make it easier to solder the connector to the printed circuit.
  • the presence of an external layer of tin also makes it easier to solder the connector to the printed circuit.
  • At least one of the branches has a length of between 5mm and 7mm, and a width of between 3.5mm and 4.5mm.
  • the length and width of the branches are adapted to allow optimal heat dissipation.
  • all the branches of the same connector are of identical dimensions. This makes it easier to position on the printed circuit.
  • At least one of the tabs has a length of between 4mm and 6mm, and a width of between 1mm and 5mm.
  • the minimum length of the tabs must be greater than the thickness of the printed circuit support on which the connector must be mounted.
  • the length of the tabs must be adapted whatever the welding process chosen.
  • the width of the tab must be sufficient to allow good retention of the connector on the printed circuit, and to allow the best possible electrical conduction between the printed circuit and the connector.
  • the shape of the tabs, their width and their thickness can vary depending on the number of tabs positioned on the connector, in order to maintain optimal electrical conductivity.
  • the electrical connection of the connector to the printed circuit can be made using different techniques.
  • the techniques used are component soldering techniques, such as soldering, for example by reflow or wave. Soldering the tabs stabilizes the connectors placed on the printed circuit.
  • the preferred technique in the context of the invention is brazing.
  • the solder paste is positioned between the printed circuit and the branches of the connector, in contact with the holes housing one of the tabs.
  • two sections of solder paste are positioned laterally at each tab.
  • the soldering is done by capillary action on a face opposite the printed circuit to the face occupied by the head of the connector.
  • the pin has a length of between 20mm and 30mm and a diameter of between 1.5mm and 2.5mm.
  • the length of the pin must be sufficient to pass through the printed circuit and allow a physical connection between the motor and the printed circuit.
  • the diameter of the pin can be slightly less than the diameter of the orifice in which it must be mounted, so as to allow both its fitting and the limitation of its movements. This fitting also allows close contact between the connector and the printed circuit.
  • the diameter of the pin must also be sufficient to maintain a satisfactory physical connection between the motor and the printed circuit, in order to avoid any risk of breakage which could be detrimental to the proper functioning of the motor.
  • the pin can be soldered to the printed circuit.
  • the tabs of the connector all have an identical shape and dimensions.
  • the identical shape and dimensions between all the tabs makes it possible, on the one hand, to facilitate the manufacture of the connector, and on the other hand, to facilitate its installation on the printed circuit.
  • the tabs may have a different shape and/or dimensions.
  • At least one of the branches has a length greater than the other branches.
  • the distinct branch has a length at least twice greater than the length of the other branches, preferably at least three times greater than the length of the other branches.
  • the connector having a distinct branch makes it possible to improve efficiency during heat dissipation. Indeed, this distinct branch could be advantageously positioned near the power components which produce the most heat, and thus improve its dissipation within the connector.
  • the invention also relates to a printed circuit, said printed circuit comprising at least one connector configured to allow an electrical connection with a motor and electrical and/or electronic components attached to said circuit, said components comprising power components , the connector being according to the invention.
  • a printed circuit comprising connectors according to the invention makes it possible to have a mechanical connection between the printed circuit and the motor, while maintaining an electrical connection, at least via the tabs of said connector.
  • Such a connector also makes it possible to improve the heat dissipation of power components.
  • the printed circuit comprises a first face on which the electrical and/or electronic components are fixed, and a second face configured to be oriented towards the motor.
  • the connector head when the connector is mounted on the printed circuit, the connector head is distant from the printed circuit so as to allow air circulation between said head and the printed circuit.
  • connection head and the corresponding face of the printed circuit allows for optimal heat dissipation thanks to the presence of air. This distance also makes it possible to bring flexibility to the connector and therefore not exert too much mechanical stress between the soldering of the connector on the printed circuit and the motor.
  • the distance between the central portion of the connector head and the printed circuit is between 0.5mm and 5mm.
  • the distance between the central portion of the connection head and the corresponding face of the printed circuit should not be too great, so as to limit the total thickness of the printed circuit. Limiting the space taken up by said circuit makes it possible to improve the miniaturization of the components and to save space in terms of the design of the engine.
  • the circuit comprises at least one set of orifices, the set of orifices comprising a central orifice configured to allow the passage of the pin of a connector by fitting, and at least three orifices eccentric with respect to the central orifice, each eccentric orifice being configured to allow the protruding passage of one of the tabs of said connector.
  • each set of holes allows the mounting of a connector on the printed circuit. These holes hold the connector in place before soldering.
  • the connector head is located close, i.e. at a distance of at most 5mm, preferably at most 2mm, from the power components.
  • the positioning of the head close to the power components allows the best possible heat dissipation of said components.
  • At least one of the tabs protrusively passes through the printed circuit, by at least 1.2mm so as to allow welding of said tab at or on the second face of the printed circuit, and/or at or on the first face of the printed circuit.
  • the protuberance of the tabs makes it easier to weld them, particularly when it comes to wave welding.
  • the length of the tabs also helps to hold the connector in position before soldering, by stabilizing the connector.
  • all the tabs of the connector are soldered at or on the second face of the printed circuit, and/or at or on the first face of the printed circuit.
  • the fact that all the tabs are soldered to the printed circuit makes it possible to improve the resistance to forces of the connector and to limit the risk of breakage of the solders. This also improves the electrical connection of the connectors to the circuit board. Heat dissipation is also more efficient.
  • at least one tab of each connector is soldered. Soldering only one tab reduces printed circuit manufacturing costs.
  • the circuit comprises a plurality of connectors.
  • the plurality of connectors makes it possible to improve the mechanical connection, the electrical connection and the heat dissipation between the motor and the printed circuit.
  • Each connector can be assigned to a group of power components, and thus allow the heat dissipation of said group of components.
  • the invention also relates to a three-phase motor comprising at least one printed circuit, the printed circuit being according to the invention.
  • the three-phase motors according to the invention are more compact because they include fewer components, since the pins and electrical connectors are merged.
  • the lifespan of such motors is also increased, by reducing the deleterious effects produced by the heat, in the more or less long term, emitted by the power components. Improving heat dissipation reduces this problem.
  • the motor is a motor whose power is between 400 and 500W, the connector being according to the invention.
  • connectors with shorter branches make it possible to achieve good heat dissipation in low-power three-phase motors (between 400W and 500W).
  • the motor is a motor whose power is between 600 and 650W, the connector being according to the invention.
  • connectors having a longer distinct branch allow better heat dissipation from power components to the motor. Indeed, the longest branch being positioned close to the power components, they will allow more efficient heat recovery and better transmission to the spindle. Thus, these connectors are particularly effective in three-phase motors of greater power (600W to 650W).
  • Figure 1 a is a perspective view of a connector according to a first embodiment of the invention, with a head of the connector oriented upwards.
  • Figure 1b is a perspective view of the connector of Figure 1a, with the head of the connector facing downwards.
  • Figure 2 is a bottom view of a printed circuit mounted on a three-phase motor and including the connectors of Figures 1 a and 1 b.
  • Figure 3a is an enlarged view of the connector head of the previous figures mounted on the printed circuit and seen from above.
  • Figure 3b is an enlarged view of the connector head of the previous figures mounted on the printed circuit and seen from below.
  • Figure 4 is a diagram representing a section of the connector of the preceding figures mounted on a printed circuit.
  • Figure 5 is a view of the connectors of the previous figures mounted on the printed circuit, with solder paste to fix each connector on said circuit.
  • Figure 6 is a perspective view of a connector according to a second embodiment of the invention, with a head of the connector oriented upwards.
  • Figure 7 is a bottom view of a printed circuit comprising the connectors according to the second embodiment of the invention.
  • Figures 1 a and 1 b show two views of a connector according to a first embodiment of the invention.
  • a connector 1 according to a first embodiment of the invention comprises a pin 1 A which extends longitudinally along a main axis Ap of said pin 1 A, the “main axis” being the axis passing through its center and extending longitudinally to pin 1 A.
  • Pin 1 A has a length LB of between 20mm and 30mm, more preferably between 28mm and 30mm, and a diameter DB of between 1.5mm and 2.5mm, more preferably between 1.7mm and 2.3mm.
  • Pin 1 A also includes a first end 1 A.1 from which extends a head 1 B of connector 1, and a second end 1 A.2 remaining free.
  • the head 1 B of the connector 1 extends along a plane substantially perpendicular Pp to the main axis Ap of pin 1A.
  • a “substantially perpendicular plane Pp” is a plane extending perpendicular to the main axis Ap of spindle 1 A, that is to say a plane extending at approximately 90° from the main axis Ap, with a possible variation of plus or minus 5°. This variation may be due to the vagaries of the manufacturing and/or assembly of the connectors 1.
  • the head 1 B of the connector 1 comprises a flat central portion 1 B.1 which extends along the substantially perpendicular plane Pp.
  • plane central portion is meant the portion of the head 1 B of connector 1 positioned at proximity of the first end 1 A.1 of the pin 1 A.
  • the flat central portion 1 B.1 has a substantially circular shape. On the other hand, it can present different shapes not shown in these figures, including that of a full cup.
  • each branch 1 B.2 has a length Lb between 2mm and 5mm, more preferably between 1.5mm and 3.5mm.
  • each branch 1 B.2 has a length Lb between 2mm and 5mm, more preferably between 1.5mm and 3.5mm.
  • the branches 1 B.2 also has a width lb of between 1 mm and 5 mm, more preferably between 3 mm and 4 mm.
  • the branches 1 B.2 also have an angular distance between them that is preferably identical.
  • angular deviation we mean the angle positioned between two consecutive branches 1 B.2 of the head 1 B of connector 1.
  • the angular distance between two consecutive branches 1 B.2 is approximately 120°.
  • at least two branches 1 B.2 can extend from the flat central portion 1 B.1 of the head 1 B of the connector 1.
  • the angular difference between the branches 1 B.2 is approximately 180°.
  • the angular distance between two consecutive branches 1 B.2 can vary.
  • Each of the branches 1 B.2 can comprise a substantially planar portion 1 B.2a in continuity with the central planar portion 1 B.1 of the head 1 B of connector 1, the substantially planar portion 1 B.2a is extending in a plane substantially perpendicular Pp to the main axis Ap of pin 1 A.
  • the branch 1 B.2 further comprises a curved portion 1 B.2b in continuity with the substantially planar portion 1 B.2a and at the opposite end of the planar central portion 1 B.1.
  • Each curved portion 1 B.2b also has at least one support zone 1 B.2bi whose function will be explained below. According to a preferred embodiment, at least two support zones 1 B.2bi are found at the end of each branch 1 B.2.
  • the flat central portion 1 B.1 forms a solid cup
  • said portion 1 B.1 ends in its periphery with a single curved portion (not shown in these figures).
  • the head 1 B of the connector 1 further comprises at least three tabs
  • secondary longitudinal axis (Asi, As2, Asa) parallel to the main axis Ap of spindle 1 A.
  • secondary longitudinal axis we mean a distinct and parallel axis to the main axis Ap of pin 1 A.
  • a secondary longitudinal axis (Asi, As2, Asa) passes through each of the tabs 1 B.3 and is distinct from the secondary longitudinal axes (Asi, AS2, Asa) of the others tabs 1 B.3.
  • two tabs 1 B.3 can extend from the head 1 B of connector 1.
  • the tabs 1 B.3 and pin 1 A of connector 1 all extend on the same side of head 1 B of connector 1.
  • the tabs 1 B.3 are positioned at the end of the branch 1 B.2, each branch 1 B.2 preferentially supporting a single tab 1 B.3.
  • branch 1 B.2 supports a single tongue 1 B.3
  • tongue 1 B.3 extends preferentially from the middle of the curved portion
  • each branch 1 B.2b can support several tabs 1 B.3.
  • the tabs 1 B.3 can be positioned in continuity with the curved portion and preferably equidistant from each other (variant not shown in these figures).
  • each tab 1 B.3 has a length Ll of between 2.8mm and 5mm, more preferably between 2.8mm and 3.2mm, and a width II of between 1mm and 5mm, more preferably between 1.5mm and 4mm .
  • the tabs 1 B.3 of the same connector 1 all have an identical shape and dimensions.
  • the tabs 1 B.3 of the same connector 1 may have different shapes and dimensions.
  • the tabs 1 B.3 can have a round, rectangular or cubic section, depending on the size of the connector 1 and/or the desired function.
  • Connector 1 is made of metal, so as to be able to exert a heat sink effect.
  • the connector 1 is made of a copper-based alloy.
  • copper-based alloy is meant an alloy which comprises a minimum percentage of copper of at least 5% by weight, and more preferably at least 50% by weight.
  • tabs 1 B.3 are made of copper, the rest of connector 1 being made of various metallic materials.
  • connector 1 can be made of different materials.
  • Connector 1 can for example consist of a layer of nickel covered by a layer of tin.
  • the tin layer is an external layer of the connector 1.
  • Figure 2 shows a view of three connectors according to the first embodiment of the invention mounted on a printed circuit.
  • the connector(s) 1 according to the invention are therefore configured to be mounted on a printed circuit 3.
  • the printed circuit 3 according to the invention comprises at least support 3A, generally made of a plastic material, said support 3A comprising a first face 3A.1 and a second face (the second face not being visible in Figures 3b and 4).
  • Electrical and/or electronic components 5 are fixed on the first face 3A.1 of the support 3A.
  • Some of these components 5 are 5A power components, that is to say 5A components which produce strong heat, this heat having to be preferably diffused so as to avoid alteration of the various components 5 of the printed circuit 3.
  • the 3A support also has copper layers making it possible to electrically connect the components (5; 5A) to each other. For the sake of simplification, these layers are not shown in the drawings.
  • the printed circuit 3 according to the invention comprises a plurality of connectors 1.
  • connectors 1 are therefore preferably positioned close to the power components 5A, in order to best achieve their function as heat sink.
  • the connectors 1 are positioned less than 5mm, more preferably, at most 2mm, from the 5A power components from which they must dissipate the heat. The heat will thus be diffused from the head 1 B of connector 1 towards the pin (not visible in this figure) integrated in a motor 7.
  • the connectors 1 are also intended to allow an electrical connection with the motor 7.
  • the printed circuit 3 is positioned against the motor 7 and will enable the different functions of said motor 7 to be activated. More particularly, this is the second face of the printed circuit 3 which is oriented towards the motor 7.
  • This motor 7 is advantageously a three-phase motor 7, which can in particular be used for the operation of a motor vehicle fan (the fan not being shown in these figures).
  • a mechanical connection between the printed circuit 3 and the motor 7 is allowed thanks to the pins of connector 1 (said pins not being visible in this figure).
  • the connectors 1 are according to the first embodiment of the invention, they are particularly effective in a three-phase motor 7 whose power is between 400W and 500W, because they couple good heat dissipation with a good electrical connection and mechanical.
  • Figures 3a and 3b show enlarged views of the connector head according to the first embodiment of the invention, mounted on the printed circuit shown in transparency.
  • pin 1 A and tabs 1 B.3 of connector 1 are configured to pass through printed circuit 3, so that connector 1 can form the heat sink of the power components (said components not being shown in Figures 3a and 3b).
  • the passage of tabs 1 B.3 and pin 1 A is permitted thanks to the presence of a set of orifices 3B provided for this purpose in printed circuit 3.
  • each set of orifices 3B comprises a central orifice 3B.1 and at least three eccentric orifices 3B.2 relative to said central hole 3B.1.
  • the central orifice 3B.1 more specifically allows the fitting of pin 1A of connector 1.
  • Each of the eccentric orifices 3B.2 is configured to allow the protuberant passage of one of the tabs 1 B.3 of the corresponding connector 1. Alternatively, if the number of tabs 1 B.3 provided is two, only two eccentric orifices 3B.2 will be provided near the central orifice 3B.1.
  • the head 1 B of connector 1 is positioned on the first face 3A.1 (visible in Figure 3a) of the printed circuit 3, the pin 1 A and at least one of the tabs 1 B .3 being protruding towards the second face 3A.2 (visible in Figure 3b) of said circuit 3.
  • at least one of the tabs 1 B.3 passes through the printed circuit 3 in a protruding manner.
  • the protuberance of at least one of the tabs 1 B.3 is advantageously at least 1.2mm.
  • all the tabs 1 B.3 are protruding.
  • the support zone(s) 1 B.2bi of the branches 1 B.2 are configured to abut against said circuit 3, and, more particularly, against the first face 3A.1 of printed circuit 3. This configuration improves the stability of connector 1 on printed circuit 3.
  • Figure 4 shows a sectional view of the connector according to the first embodiment of the invention, mounted on the printed circuit.
  • head 1 B of said connector 1 is positioned at a distance from said circuit 3, and more particularly, at a distance of from the first face 3A.1 of said circuit 3.
  • This distance of between the flat central portion 1 B.1 of the head 1 B of the connector 1 and the printed circuit 3 is preferably between 0.5mm and 5mm , and more preferably between 2mm and 4mm.
  • Figure 5 shows a view of the connectors according to a first embodiment of the invention, mounted on the printed circuit, and before welding.
  • each connector 1 is fixed on the printed circuit 3 by welding. More preferably, in order to allow better resistance to forces, the three tabs are fixed to the printed circuit 3 by welding.
  • solder paste 9 per tab are positioned on the first face 3A.1 of the printed circuit 3.
  • these two portions 9 of solder paste are positioned on each side of a tab.
  • the solder paste 9 will be introduced by capillary action into the orifice (said orifice not being visible in this figure) so as to weld the tab corresponding to the printed circuit 3.
  • the two sections of solder paste 9 allow the solder to surround the entire tab.
  • the volume of solder paste 9 desired per tab is between 5mm 3 and 7mm 3 , and more preferably, the volume is approximately 6mm 3 .
  • the material chosen for making the weld is copper.
  • Figures 6 and 7 show a connector according to a second embodiment of the invention, alone or mounted on a printed circuit. These figures repeat the numbering of previous Figures 1 to 5 for identical or similar elements, the numbering however being incremented by 100. Reference is also made to the description of these elements in relation to the first embodiment of the invention .
  • the connector 101 according to the second embodiment of the invention also comprises a pin 101 A and a head 101 B of connector 101, said head 101 B comprising a flat central portion 101 B.1 and branches 101 B.2 on which tabs 101 B.3 are positioned.
  • each branch 101 B.2 comprises a substantially flat portion 101 B.2a and a curved portion 101 B.2b as previously described.
  • one of the branches 101 B.2 of the connector 101 is a distinct branch 101 B.2', which has a length Lb' greater than the length Lb of the other branches 101 B.2.
  • the length Lb' is at least twice greater, more preferably three times greater than the length Lb of the other branches 101 B.2.
  • the length Lb' is preferably understood between 2mm and 20mm.
  • the head 101 B of connector 101 may comprise more than one distinct branch 101 B.2'.
  • the distinct branch 101 B.2' can extend close to the power components 105A mounted on the printed circuit 103, and whose connectors 101 must dissipate the heat .
  • This type of connector 101 is particularly effective in three-phase motors whose power is significantly greater than the aforementioned motors (said motor not being shown in Figure 7).
  • motors with a power of 600W to 650W could benefit from such connectors 101.
  • the 105A power components of these motors produce more heat since they are more powerful.
  • a more efficient 101 connector could improve heat dissipation and reduce damage caused by emitted heat.
  • one or more features set forth only in one embodiment may be combined with one or more other features set forth only in another embodiment.
  • one or more characteristics presented only in one embodiment can be generalized to other embodiments, even if this or these characteristics are described only in combination with other characteristics.

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Abstract

L'invention concerne un connecteur (1) pour un circuit imprimé, le connecteur (1) comprenant : une broche (1A) s'étendant longitudinalement suivant un axe principal (Ap), et une tête (1B) de connecteur (1), fixée à une extrémité (1A.1) de la broche (1A), s'étendant dans un plan perpendiculaire (Pp) audit axe principal (Ap) de la broche (1A), la tête (1B) comprenant au moins trois languettes (1B.3) s'étendant chacune suivant un axe longitudinal secondaire (As1, As2, As3) parallèle à l'axe principal (Ap) de la broche (1A), les languettes (1B.3) s'étendant toutes à partir d'un même côté de la tête (1B) de connecteur (1) de sorte que lesdites languettes (1B.3), ainsi que la broche (1A), sont configurées pour passer à travers le circuit imprimé, et que le connecteur (1) est en un métal de manière à former un dissipateur thermique pour le circuit imprimé.

Description

Connecteur pour un circuit imprimé formant un dissipateur thermique et configuré pour permettre une connexion électrique et mécanique
Domaine technique.
[1] La présente invention a pour objet un connecteur pour un circuit imprimé. L’invention a encore pour objet le circuit imprimé comprenant au moins un desdits connecteurs, et un moteur triphasé comprenant ledit circuit imprimé.
[2] L’invention concerne le domaine technique des véhicules automobiles, et plus particulièrement des moteurs triphasés de véhicules automobiles comprenant un circuit imprimé avec des connecteurs.
État de la technique.
[3] Les véhicules automobiles comprennent généralement un moteur avec un système de refroidissement indispensable à la régulation thermique dudit moteur. Dans un véhicule actuel, ce système de refroidissement comprend au moins un circuit de circulation dans lequel chemine un liquide de refroidissement, ledit circuit étant positionné au contact du moteur. Le liquide de refroidissement va, en se réchauffant, abaisser la température du moteur par échange thermique. Lorsque la température du liquide de refroidissement atteint une valeur seuil, généralement d’au moins 90°C, un ventilateur se déclenche pour rabaisser la température dudit liquide en-dessous de la valeur seuil.
[4] Le ventilateur du moteur comprend au moins une hélice propulsée par un moteur triphasé. Le contrôle d’un tel moteur est réalisé grâce à un circuit imprimé. Ce circuit imprimé comprend des composants électriques et/ou électroniques, pouvant déclencher diverses fonctions au sein du moteur. Certains de ces composants, dits composants de puissance, produisent une chaleur importante qui peut conduire à une altération prématurée desdits composants si elle n’est pas évacuée convenablement.
[5] De plus, une liaison mécanique doit être réalisée entre le moteur et le circuit imprimé, qui est généralement effectuée par des broches. Il est en outre connu que ces broches peuvent former tout ou partie d’un connecteur pour un circuit imprimé, un tel connecteur pouvant dès lors servir à la connexion électrique entre le moteur électrique et le circuit imprimé.
[6] Un exemple d’un tel connecteur est décrit dans le document de brevet publié US 2013/0342986 A1 . Ce document divulgue un connecteur avec une broche qui s’étend suivant un axe principal, et une tête de connecteur positionnée à une des extrémités de la broche. Trois languettes s’étendent depuis la tête du connecteur et sont disposées suivant un axe parallèle à l’axe principal, du côté opposé à la broche. Mais le maintien du connecteur par les trois languettes rend la connexion électrique entre la tête et le circuit fragile et prompte à rompre.
[7] L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de favoriser le transfert thermique entre les composants de puissance montés sur le circuit imprimé et le connecteur, tout en permettant une connexion électrique et mécanique entre le circuit imprimé et le moteur.
[8] Un autre objectif de la demande est de permettre une meilleure stabilité du connecteur lorsqu’il est monté sur le circuit imprimé.
Présentation de l’invention.
[9] La solution proposée par l’invention est un connecteur pour un circuit imprimé, le connecteur étant configuré pour permettre une connexion électrique avec un moteur, le connecteur comprenant : une broche s’étendant longitudinalement suivant un axe principal, et une tête de connecteur, fixée à une extrémité de la broche, s’étendant dans un plan perpendiculaire audit axe principal de la broche, la tête comprenant au moins trois languettes s’étendant chacune suivant un axe longitudinal secondaire parallèle à l’axe principal de la broche, les languettes s’étendant toutes à partir d’un même côté de la tête de connecteur de sorte que lesdites languettes, ainsi que la broche, sont configurées pour passer à travers le circuit imprimé, et le connecteur est en un métal de manière à former un dissipateur thermique pour le circuit imprimé.
[10] Le connecteur selon l’invention réalise trois fonctions au sein du moteur. Tout d’abord, il permet la dissipation de la chaleur produite par les composants de puissance, depuis la tête vers la broche du connecteur. Cette fonction est améliorée par la forme du connecteur et par sa fabrication en métal. Plus la taille de la tête du connecteur est importante, plus la dissipation thermique est efficace.
[11] Ensuite, le connecteur permet la connexion mécanique entre le circuit imprimé et le moteur. Cette connexion est améliorée par le positionnement de la broche et des languettes sur un unique côté de la tête du connecteur, qui améliore la stabilité dudit connecteur après son insertion dans le circuit imprimé. Cette stabilité est également particulièrement importante lors du placement des composants et des connecteurs sur le circuit imprimé, et avant leur soudage. En effet, un mauvais placement des composants pourrait gêner leur soudure, et entraîner des défauts de fabrication.
[12] Enfin, le connecteur permet également la connexion électrique entre le circuit imprimé et le moteur, qui est réalisée au niveau des languettes et éventuellement de la broche du connecteur.
[13] Avantageusement, les languettes du connecteur sont au nombre de trois. Lorsque le nombre de languettes est d’au moins trois, la tête du connecteur présente un appui plus homogène sur le circuit imprimé. Alternativement, les languettes du connecteur peuvent être au nombre de deux. Dans ce cas de figure, afin de maintenir une connexion électrique aussi efficace qu’avec trois languettes, la section de chacune des deux languettes doit être plus grande.
[14] D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires.
[15] Selon un mode de réalisation de l’invention, la tête du connecteur comprend, en outre, une portion centrale plane à partir de laquelle s’étendent au moins trois branches se terminant respectivement par au moins une languette. [16] Avantageusement, le nombre de branches est équivalent au nombre de languettes. Préférentiellement, lorsque le nombre de languettes est de trois, le nombre de branches de la tête du connecteur est également de trois. Alternativement, lorsque le nombre de languettes est de deux, le nombre de branches de la tête de connecteur est également de deux. Alternativement, deux languettes distinctes peuvent être positionnées aux extrémités de chacune des branches. La formation de branches permet de limiter la quantité de matériau utilisé tout en gardant une bonne efficacité pour la dissipation thermique. La formation de branches permet, en outre, de réduire les coûts de fabrication du connecteur en raison de la moins grande quantité de matériau.
[17] De manière alternative, la portion centrale plane peut former une coupelle pleine métallique, ladite coupelle présentant une portion principale plane terminée dans sa périphérie par une unique portion courbe, ladite portion se terminant ponctuellement par des languettes situées préférentiellement à équidistance les unes des autres. La coupelle métallique plane présente la même fonction de dissipateur thermique, qui sera dans ce cas légèrement plus efficace en raison de la plus grande quantité de matériau.
[18] Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque branche comporte au moins une portion courbe de manière à orienter chaque languette suivant leur axe longitudinal secondaire respectif.
[19] Avantageusement, la portion courbe forme un angle d’approximativement 90°, ± 5°, par rapport au plan perpendiculaire de la portion centrale plane. La portion courbe permet aux languettes d’être positionnées parallèlement et du même côté de la tête de connecteur que la broche dudit connecteur. La portion courbe diminue la fragilité du connecteur et favorise le bon positionnement des languettes dans le circuit imprimé.
[20] Selon un mode de réalisation de l’invention, la portion courbe comprend au moins une zone d’appui configurée pour venir en butée contre le circuit imprimé lorsque le connecteur est monté sur ledit circuit.
[21] Avantageusement, la présence d’au moins une zone d’appui sur la portion courbe du connecteur permet d’améliorer le bon positionnement dudit connecteur et de le stabiliser avant le soudage des languettes. Selon un mode de réalisation préféré, au moins deux zones d’appui sont retrouvées à l’extrémité de chacune des branches, de part et d’autre de la languette. Alternativement, la présence de plusieurs languettes à l’extrémité de chaque branche peut faire varier le nombre de zones d’appui. De manière alternative, lorsque la tête de connecteur forme une coupelle, au moins une zone d’appui peut être formée entre deux languettes consécutives.
[22] Avantageusement, les branches présentent un écart angulaire entre elles identique.
[23] Avantageusement, l’écart angulaire entre les branches est identique ce qui permet au connecteur d’avoir le meilleur équilibre possible pour son positionnement dans le circuit imprimé. Cet équilibre facilitera le maintien spontané du connecteur avant et pendant la soudure, ce qui aidera à la fabrication du circuit imprimé. Pour le connecteur, un écart angulaire identique entre les branches permet également de simplifier sa fabrication et de diminuer son temps de montage sur le circuit imprimé. Plus préférentiellement, lorsque le connecteur comprend trois branches, l’écart angulaire prévu entre deux des branches consécutives est de 120°. La disposition des branches à 120° est particulièrement préférée, car elle permet une pose plus homogène du connecteur sur le circuit imprimé et une mécanique plus intéressante, y compris pour le passage du courant électrique. Alternativement, lorsque le connecteur présente deux branches, l’écart angulaire entre lesdites branches est de 180°.
[24] Avantageusement, le connecteur est en un alliage à base de cuivre.
[25] Avantageusement, le connecteur comprend une couche de nickel et une couche d’étain.
[26] Avantageusement, la couche d’étain est une couche externe dudit connecteur.
[27] Avantageusement, au moins les languettes du connecteur sont en cuivre.
[28] Avantageusement, l’utilisation de certains matériaux métalliques facilitent le soudage. Ainsi, le cuivre ou l’étain sont des matériaux particulièrement préférés. Par alliage à base de cuivre, on entend un alliage comprenant au moins 5% de cuivre dans sa composition. Plus préférentiellement, un alliage à base de cuivre s’entend comme un alliage comprenant au moins 50% en poids de cuivre dans sa composition totale. Préférentiellement, les languettes entièrement réalisées en cuivre permettent de faciliter le soudage du connecteur sur le circuit imprimé. De manière alternative, la présence d’une couche externe d’étain permet également de faciliter le soudage du connecteur sur le circuit imprimé.
[29] Avantageusement, au moins une des branches présente une longueur comprise entre 5mm et 7mm, et une largeur comprise entre 3.5mm et 4.5mm.
[30] Avantageusement, la longueur et la largeur des branches sont adaptées pour permettre une dissipation thermique optimale.
[31 ] Avantageusement, toutes les branches d’un même connecteur sont de dimensions identiques. Cela permet notamment de faciliter son positionnement sur le circuit imprimé.
[32] Avantageusement, au moins une des languettes présente une longueur comprise entre 4mm et 6mm, et une largeur comprise entre 1 mm et 5mm.
[33] Avantageusement, la longueur minimale des languettes doit être supérieure à l’épaisseur du support du circuit imprimé sur lequel le connecteur doit être monté. En effet, la longueur des languettes doit être adaptée quelle que soit le procédé de soudage choisit. Avantageusement, la largeur de la languette doit être suffisante pour permettre un bon maintien du connecteur sur le circuit imprimé, et pour permettre la meilleure conduction électrique possible entre le circuit imprimé et le connecteur. Aussi, la forme des languettes, leur largeur et leur épaisseur peuvent varier selon le nombre de languettes positionnées sur le connecteur, de façon à garder une conductivité électrique optimale.
[34] Plus spécifiquement, la connexion électrique du connecteur sur le circuit imprimé peut être réalisée au moyen de différentes techniques.
Préférentiellement, les techniques utilisées sont des techniques de soudage des composants, telles que le brasage, par exemple par refusion ou à la vague. Le soudage des languettes permet de stabiliser les connecteurs posés sur le circuit imprimé. [35] La technique préférée dans le cadre de l’invention est le brasage. Dans ce cas, la pâte à braser est positionnée entre le circuit imprimé et les branches du connecteur, au contact des orifices accueillant l’une des languettes. Préférentiellement, deux sections de pâte à braser sont positionnées latéralement à chaque languette. Dans le cas d’une soudure à la vague, le soudage se fait par capillarité sur une face opposée du circuit imprimé de la face occupée par la tête du connecteur.
[36] Avantageusement, la broche présente une longueur comprise entre 20mm et 30mm et un diamètre compris entre 1 ,5mm et 2,5mm.
[37] Avantageusement, la longueur de la broche doit être suffisante pour traverser le circuit imprimé et permettre une connexion physique entre le moteur et le circuit imprimé. Préférentiellement, le diamètre de la broche peut être légèrement inférieur au diamètre de l’orifice dans lequel elle doit être montée, de manière à permettre à la fois son emmanchement et la limitation de ses mouvements. Cet emmanchement permet de plus d’avoir un contact étroit entre le connecteur et le circuit imprimé. Le diamètre de la broche doit également être suffisant pour garder une connexion physique satisfaisante entre le moteur et le circuit imprimé, et ce afin d’éviter tout risque de rupture qui pourrait être délétère au bon fonctionnement du moteur. De manière additionnelle, la broche peut être soudée au circuit imprimé.
[38] Selon un mode de réalisation de l’invention, les languettes du connecteur présentent toutes une forme et des dimensions identiques.
[39] Avantageusement, la forme et les dimensions identiques entre toutes les languettes permet, d’une part, de faciliter la fabrication du connecteur, et d’autre part, de faciliter son installation sur le circuit imprimé. Alternativement, les languettes peuvent présenter une forme et/ou des dimensions différentes.
[40] Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins une des branches, dite branche distincte, présente une longueur supérieure aux autres branches.
[41 ] Avantageusement, la branche distincte a une longueur au moins deux fois supérieure à la longueur des autres branches, de préférence au moins trois fois supérieure à la longueur des autres branches. [42] Avantageusement, le connecteur présentant une branche distincte permet d’améliorer l’efficacité lors de la dissipation thermique. En effet, cette branche distincte pourra être avantageusement positionnée à proximité des composants de puissance qui produisent le plus de chaleur, et ainsi améliorer sa dissipation au sein du connecteur.
[43] L’invention se rapporte également à un circuit imprimé, ledit circuit imprimé comprenant au moins un connecteur configuré pour permettre une connexion électrique avec un moteur et des composants électriques et/ou électroniques fixés audit circuit, lesdits composants comprenant des composants de puissance, le connecteur étant selon l’invention.
[44] Avantageusement, un circuit imprimé comprenant des connecteurs selon l’invention permet d’avoir une connexion mécanique entre le circuit imprimé et le moteur, tout en gardant une connexion électrique, au moins via les languettes dudit connecteur. Un tel connecteur permet également d’améliorer la dissipation thermique des composants de puissance.
[45] Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit imprimé comprend une première face sur laquelle sont fixés les composants électriques et/ou électroniques, et une deuxième face configurée pour être orientée vers le moteur.
[46] Avantageusement, le positionnement des connecteurs à proximité des composants de puissance permet d’améliorer la dissipation thermique de ceux-ci, donc d’éliminer les effets délétères potentiels causés par un excès de chaleur, notamment sur le long terme. La chaleur produite par lesdits composants est transmise aux têtes de connecteurs situées sur la première face du circuit imprimé. Elle se diffuse ensuite via la broche dans le moteur situé contre la deuxième face dudit circuit.
[47] Avantageusement, lorsque le connecteur est monté sur le circuit imprimé, la tête de connecteur est distante du circuit imprimé de manière à permettre une circulation d’air entre ladite tête et le circuit imprimé.
[48] Avantageusement, la distance entre la tête de connexion et la face correspondante du circuit imprimé permet d’avoir une dissipation de la chaleur optimale grâce à la présence d’air. Cette distance permet également d’apporter de la flexibilité au connecteur et donc ne pas exercer une contrainte mécanique trop importante entre la soudure du connecteur sur le circuit imprimé et le moteur.
[49] Avantageusement, la distance entre la portion centrale de la tête de connecteur et le circuit imprimé est comprise entre 0.5mm et 5mm.
[50] Avantageusement, la distance entre la portion centrale de la tête de connexion et la face correspondante du circuit imprimé ne doit pas être trop importante, de manière à limiter l’épaisseur totale du circuit imprimé. La limitation de la place prise par ledit circuit permet d’améliorer la miniaturisation des composants et d’avoir un gain de place au niveau de la conception du moteur.
[51 ] Avantageusement, le circuit comprend au moins un ensemble d’orifices, l’ensemble d’orifices comprenant un orifice central configuré pour autoriser le passage par emmanchement de la broche d’un connecteur, et au moins trois orifices excentrés par rapport à l’orifice central, chaque orifice excentré étant configuré pour autoriser le passage protubérant de l’une des languettes dudit connecteur.
[52] Avantageusement, chaque ensemble d’orifices permet le montage d’un connecteur sur le circuit imprimé. Ces orifices maintiennent le connecteur en place avant le soudage.
[53] Avantageusement, la tête de connecteur est située à proximité, soit à une distance d’au plus 5mm, de préférence d’au plus 2mm, des composants de puissance.
[54] Avantageusement, le positionnement de la tête à proximité des composants de puissance permet la meilleure dissipation thermique possible desdits composants.
[55] Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins une des languettes traverse de manière protubérante le circuit imprimé, d’au moins 1 .2mm de manière à permettre un soudage de ladite languette au niveau de ou sur la deuxième face du circuit imprimé, et/ou au niveau de ou sur la première face du circuit imprimé. [56] Avantageusement, la protubérance des languettes permet de faciliter le soudage de celles-ci, notamment lorsqu’il s’agit d’un soudage à la vague. La longueur des languettes permet également d’aider au maintien en position du connecteur avant le soudage, en stabilisant le connecteur.
[57] Avantageusement, toutes les languettes du connecteur sont soudées au niveau de ou sur la deuxième face du circuit imprimé, et/ou au niveau de ou sur la première face du circuit imprimé.
[58] Avantageusement, le fait que toutes les languettes soient soudées au circuit imprimé permet d’améliorer la résistance aux efforts du connecteur et de limiter les risques de rupture des soudures. Cela améliore également la connexion électrique des connecteurs au circuit imprimé. La dissipation thermique est également plus efficace. Alternativement, au moins une languette de chaque connecteur est soudée. Le fait de ne souder qu’une languette diminue les coûts de fabrication du circuit imprimé.
[59] Avantageusement, le circuit comprend une pluralité de connecteurs.
[60] Avantageusement, la pluralité de connecteurs permet d’améliorer la connexion mécanique, la connexion électrique et la dissipation thermique entre le moteur et le circuit imprimé. Chaque connecteur peut être affecté à un groupe de composants de puissance, et ainsi permettre la dissipation thermique dudit groupe de composants.
[61] L’invention se rapporte également à un moteur triphasé comprenant au moins un circuit imprimé, le circuit imprimé étant selon l’invention.
[62] Les moteurs triphasés selon l’invention sont plus compacts car ils comprennent moins de composants, puisque les broches et les connecteurs électriques sont fusionnés. La durée de vie de tels moteurs est également augmentée, en diminuant les effets délétères produits par la chaleur, à plus ou moins long terme, émise par les composants de puissance. L’amélioration de la dissipation thermique diminue ce problème.
[63] Avantageusement, le moteur est un moteur dont la puissance est comprise entre 400 et 500W, le connecteur étant selon l’invention. [64] Avantageusement, les connecteurs à branches plus courtes permettent de réaliser une bonne dissipation thermique dans des moteurs triphasés de faible puissance (entre 400W et 500W).
[65] Avantageusement, le moteur est un moteur dont la puissance est comprise entre 600 et 650W, le connecteur étant selon l’invention.
[66] Avantageusement, les connecteurs présentant une branche distincte plus longue permettent une meilleure dissipation thermique depuis des composants de puissance vers le moteur. En effet, la branche la plus longue étant positionnée à proximité des composants de puissance, ils vont permettre une récupération plus efficace de la chaleur et une meilleure transmission vers la broche. Ainsi, ces connecteurs sont particulièrement efficaces dans des moteurs triphasés de puissance plus grande (600W à 650W).
Brève description des figures.
[67] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
La figure 1 a est une vue en perspective d’un connecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention, avec une tête du connecteur orientée vers le haut.
La figure 1 b est une vue en perspective du connecteur de la figure 1a, avec la tête du connecteur orientée vers le bas.
La figure 2 est une vue du dessous d’un circuit imprimé monté sur un moteur triphasé et comprenant les connecteurs des figures 1 a et 1 b.
La figure 3a est une vue agrandie de la tête de connecteur des figures précédentes montée sur le circuit imprimé et vue du dessus.
La figure 3b est une vue agrandie de la tête de connecteur des figures précédentes montée sur le circuit imprimé et vue du dessous.
La figure 4 est un schéma représentant une coupe du connecteur des figures précédentes monté sur un circuit imprimé. La figure 5 est une vue des connecteurs des figures précédentes montés sur le circuit imprimé, avec la pâte à braser pour fixer chaque connecteur sur ledit circuit.
La figure 6 est une vue en perspective d’un connecteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, avec une tête du connecteur orientée vers le haut.
La figure 7 est une vue du dessous d’un circuit imprimé comprenant les connecteurs selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation.
[68] Tel qu’utilisé ici, et sauf indication contraire, l’utilisation des adjectifs ordinaux « premier », « deuxième », etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement, etc. « X et/ou Y » signifie : X seul ou Y seul ou X+Y. D'une manière générale, on appréciera que sur les différents dessins annexés, les objets sont arbitrairement dessinés pour faciliter leur lecture. Dans le reste de la description, le terme « longitudinalement » s’entend comme le sens de la longueur de la broche et/ou des languettes.
[69] Les figures 1 a et 1 b montrent deux vues d’un connecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention.
[70] Un connecteur 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention comprend une broche 1 A qui s’étend longitudinalement suivant un axe principal Ap de ladite broche 1 A, « l’axe principal » étant l’axe passant par son centre et s’étendant longitudinalement à la broche 1 A. La broche 1 A présente une longueur LB comprise entre 20mm et 30mm, plus préférentiellement entre 28mm et 30mm, et un diamètre DB compris entre 1 .5mm et 2.5mm, plus préférentiellement compris entre 1 .7mm et 2.3mm. La broche 1 A comprend également une première extrémité 1 A.1 depuis laquelle s’étend une tête 1 B de connecteur 1 , et une deuxième extrémité 1 A.2 restant libre.
[71] Dans ce mode de réalisation de l’invention, la tête 1 B du connecteur 1 s’étend suivant un plan sensiblement perpendiculaire Pp à l’axe principal Ap de la broche 1A. Un « plan sensiblement perpendiculaire Pp » est un plan s’étendant perpendiculairement à l’axe principal Ap de la broche 1 A, c’est-à-dire un plan s’étendant à environ 90° de l’axe principal Ap, avec une variation possible de plus ou moins 5°. Cette variation peut être due aux aléas de la fabrication et/ou de montage des connecteurs 1 . Préférentiellement, la tête 1 B du connecteur 1 comprend une portion centrale plane 1 B.1 qui s’étend suivant le plan sensiblement perpendiculaire Pp. Par « portion centrale plane », on entend la portion de la tête 1 B de connecteur 1 positionnée à proximité de la première extrémité 1 A.1 de la broche 1 A. Sur ces figures, la portion centrale plane 1 B.1 présente une forme sensiblement circulaire. Elle peut en revanche présenter différentes formes non représentées sur ces figures, dont celle d’une coupelle pleine.
[72] La portion centrale plane 1 B.1 de la tête 1 B du connecteur 1 peut être prolongée par au moins trois branches 1 B.2. Préférentiellement, chaque branche 1 B.2 présente une longueur Lb comprise en 2mm et 5mm, plus préférentiellement entre 1 .5mm et 3.5mm. Préférentiellement, chaque branche
1 B.2 présente en outre une largeur lb comprise entre 1 mm et 5mm, plus préférentiellement entre 3mm et 4mm. Les branches 1 B.2 présentent, en outre, un écart angulaire entre elles préférentiellement identique. Par « écart angulaire », on entend l’angle positionné entre deux branches 1 B.2 consécutives de la tête 1 B de connecteur 1 . Dans un mode de réalisation préféré, lorsque la tête 1 B de connecteur 1 comprend trois branches 1 B.2, l’écart angulaire entre deux branches 1 B.2 consécutives est d’environ 120°. Alternativement, au moins deux branches 1 B.2 peuvent s’étendre depuis la portion centrale plane 1 B.1 de la tête 1 B du connecteur 1 . Ainsi, si la tête 1 B du connecteur 1 comprend seulement deux branches 1 B.2, l’écart angulaire entre les branches 1 B.2 est d’environ 180°. Alternativement, l’écart angulaire entre deux branches 1 B.2 consécutives peut varier.
[73] Chacune des branches 1 B.2 peut comprendre une portion sensiblement plane 1 B.2a en continuité avec la portion centrale plane 1 B.1 de la tête 1 B de connecteur 1 , la portion sensiblement plane 1 B.2a s’étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire Pp à l’axe principal Ap de la broche 1 A. [74] La branche 1 B.2 comprend, en outre, une portion courbe 1 B.2b en continuité de la portion sensiblement plane 1 B.2a et à l’extrémité opposée de la portion centrale plane 1 B.1 . Chaque portion courbe 1 B.2b présente en outre au moins une zone d’appui 1 B.2bi dont la fonction sera expliquée plus bas. Selon un mode de réalisation préféré, au moins deux zones d’appui 1 B.2bi sont retrouvées à l’extrémité de chaque branche 1 B.2. Alternativement, lorsque la portion centrale plane 1 B.1 forme une coupelle pleine, ladite portion 1 B.1 se termine dans sa périphérie par une unique portion courbe (non représenté sur ces figures).
[75] La tête 1 B du connecteur 1 comprend, en outre, au moins trois languettes
1 B.3 qui s’étendent, chacune, suivant un axe longitudinal secondaire (Asi, As2, Asa) parallèle à l’axe principal Ap de la broche 1 A. Par « axe longitudinal secondaire », on entend un axe distinct et parallèle à l’axe principal Ap de la broche 1 A. Ainsi, un axe longitudinal secondaire (Asi, As2, Asa) passe par chacune des languettes 1 B.3 et est distinct des axes longitudinaux secondaires (Asi, AS2, Asa) des autres languettes 1 B.3.
[76] Alternativement, deux languettes 1 B.3 peuvent s’étendre depuis la tête 1 B de connecteur 1 . Les languettes 1 B.3 et la broche 1 A du connecteur 1 s’étendent toutes sur un même côté de la tête 1 B du connecteur 1 .
[77] Préférentiellement, les languettes 1 B.3 sont positionnées à l’extrémité de la branche 1 B.2, chaque branche 1 B.2 supportant préférentiellement une seule languette 1 B.3. Lorsque la branche 1 B.2 supporte une seule languette 1 B.3, la languette 1 B.3 s’étend préférentiellement depuis le milieu de la portion courbe
1 B.2b, de manière à former deux zones d’appui 1 B.2bi de part et d’autre de ladite languette 1 B.3. L’orientation de la portion courbe 1 B.2b, dont l’extrémité libre est orientée du même côté que la broche 1 A du connecteur 1 , permet le positionnement adéquat des languettes 1 B.3 du même côté de la tête 1 B du connecteur 1 . La portion courbe 1 B.2b de chaque branche 1 B.2 permet d’orienter chaque languette 1 B.3 suivant son axe longitudinal secondaire (Asi, As2, Ass). Alternativement, chaque branche 1 B.2 peut supporter plusieurs languettes 1 B.3. Alternativement, lorsque la portion centrale plane 1 B.1 forme une coupelle pleine, les languettes 1 B.3 peuvent être positionnées en continuité de la portion courbe et préférentiellement à équidistance les unes des autres (variante non représentée sur ces figures).
[78] Préférentiellement, chaque languette 1 B.3 présente une longueur Ll comprise entre 2.8mm et 5mm, plus préférentiellement entre 2.8mm et 3.2 mm, et une largeur II comprise entre 1 mm et 5mm, plus préférentiellement entre 1 .5mm et 4mm.
[79] Avantageusement, les languettes 1 B.3 d’un même connecteur 1 présentent toutes une forme et des dimensions identiques. Alternativement, les languettes 1 B.3 d’un même connecteur 1 peuvent présenter des formes et dimensions différentes. Ainsi, les languettes 1 B.3 peuvent se présenter avec une section ronde, rectangulaire ou cubique, selon la taille du connecteur 1 et/ou la fonction souhaitée.
[80] Le connecteur 1 est réalisé en métal, de manière à pouvoir exercer un effet de dissipateur thermique. Avantageusement, le connecteur 1 est réalisé dans un alliage à base de cuivre. Par alliage à base de cuivre, on entend un alliage qui comprend un pourcentage minimal de cuivre d’au moins 5% en poids, et plus préférentiellement d’au moins 50% en poids. Alternativement, seules les languettes 1 B.3 sont réalisées en cuivre, le reste du connecteur 1 étant réalisé dans des matériaux métalliques variés.
[81] Alternativement, le connecteur 1 peut être fabriqué dans des matériaux différents. Le connecteur 1 peut par exemple être constitué d’une couche de nickel recouverte par une couche d’étain. Avantageusement, la couche d’étain est une couche externe du connecteur 1 .
[82] La figure 2 montre une vue de trois connecteurs selon le premier mode de réalisation de l’invention montés sur un circuit imprimé.
[83] Le ou les connecteurs 1 selon l’invention sont donc configurés pour être montés sur un circuit imprimé 3. Le circuit imprimé 3 selon l’invention comprend au moins support 3A, généralement fabriqué dans un matériau plastique, ledit support 3A comprenant une première face 3A.1 et une deuxième face ( la deuxième face n’étant pas visible aux figures 3b et 4). Des composants électriques et/ou électroniques 5 sont fixés sur la première face 3A.1 du support 3A. Certains de ces composants 5 sont des composants de puissance 5A, c’est- à-dire des composants 5A qui produisent une forte chaleur, cette chaleur devant préférentiellement être diffusée de manière à éviter une altération des différents composants 5 du circuit imprimé 3. Le support 3A présente en outre des couches de cuivre permettant de relier électriquement les composants (5 ; 5A) entre eux. Par souci de simplification, ces couches ne sont pas représentées sur les dessins. De manière avantageuse, le circuit imprimé 3 selon l’invention comprend une pluralité de connecteurs 1 .
[84] Ces connecteurs 1 sont donc préférentiellement positionnés à proximité des composants de puissance 5A, afin de réaliser au mieux leur fonction de dissipateur thermique. Préférentiellement, les connecteurs 1 sont positionnés à moins de 5mm, plus préférentiellement, d’au plus 2mm, des composants de puissance 5A dont ils doivent dissiper la chaleur. La chaleur va ainsi être diffusée depuis la tête 1 B de connecteur 1 vers la broche (non visible sur cette figure) intégrée dans un moteur 7.
[85] Les connecteurs 1 ont également vocation à permettre une connexion électrique avec le moteur 7. Ainsi, le circuit imprimé 3 est positionné contre le moteur 7 et permettra d’activer les différentes fonctions dudit moteur 7. Plus particulièrement, c’est la deuxième face du circuit imprimé 3 qui est orientée vers le moteur 7. Ce moteur 7 est avantageusement un moteur 7 triphasé, pouvant notamment servir au fonctionnement d’un ventilateur de véhicule automobile (le ventilateur n’étant pas représenté sur ces figures). De plus, une connexion mécanique entre le circuit imprimé 3 et le moteur 7 est permise grâce aux broches du connecteur 1 (lesdites broches n’étant pas visibles sur cette figure). Préférentiellement, lorsque les connecteurs 1 sont selon le premier mode de réalisation de l’invention, ils sont particulièrement efficaces dans un moteur 7 triphasé dont la puissance est comprise entre 400W et 500W, car ils couplent une bonne dissipation thermique avec une bonne connexion électrique et mécanique.
[86] Les figures 3a et 3b montrent des vues agrandies de la tête de connecteur selon le premier mode de réalisation de l’invention, montée sur le circuit imprimé représenté en transparence. [87] Sur ces deux figures, la broche 1 A et les languettes 1 B.3 du connecteur 1 sont configurées pour passer à travers le circuit imprimé 3, de manière à ce que le connecteur 1 puisse former le dissipateur thermique des composants de puissance (lesdits composants n’étant pas représentés sur les figures 3a et 3b). Le passage des languettes 1 B.3 et de la broche 1 A est permis grâce à la présence d’un ensemble d’orifices 3B prévu à cet effet dans le circuit imprimé 3.
[88] Un ensemble d’orifices 3B est prévu pour chaque connecteur 1 à installer sur le circuit imprimé 3. Ainsi, chaque ensemble d’orifices 3B comprend un orifice central 3B.1 et au moins trois orifices excentrés 3B.2 par rapport audit orifice central 3B.1. L’orifice central 3B.1 permet plus spécifiquement l’emmanchement de la broche 1A du connecteur 1. Chacun des orifices excentrés 3B.2 est configuré pour permettre le passage protubérant de l’une des languettes 1 B.3 du connecteur 1 correspondant. Alternativement, si le nombre de languettes 1 B.3 prévu est de deux, seuls deux orifices excentrés 3B.2 seront prévus à proximité de l’orifice central 3B.1 .
[89] Sur les figures 3a et 3b, la tête 1 B de connecteur 1 est positionnée sur la première face 3A.1 (visible à la figure 3a) du circuit imprimé 3, la broche 1 A et au moins une des languettes 1 B.3 étant protubérantes vers la deuxième face 3A.2 (visible à la figure 3b) dudit circuit 3. Avantageusement, au moins une des languettes 1 B.3 traverse le circuit imprimé 3 de manière protubérante. La protubérance de l’au moins une des languettes 1 B.3 est avantageusement d’au moins 1.2mm. Préférentiellement, toutes les languettes 1 B.3 sont protubérantes.
[90] Ainsi, lorsque le connecteur 1 est monté sur le circuit imprimé 3, la ou les zones d’appui 1 B.2bi des branches 1 B.2 sont configurées pour venir en butée contre ledit circuit 3, et, plus particulièrement, contre la première face 3A.1 du circuit imprimé 3. Cette configuration améliore la stabilité du connecteur 1 sur le circuit imprimé 3.
[91] La figure 4 montre une vue en coupe du connecteur selon le premier mode de réalisation de l’invention, monté sur le circuit imprimé.
[92] Lorsque le connecteur 1 est monté sur le circuit imprimé 3, la tête 1 B dudit connecteur 1 est positionnée à une distance de dudit circuit 3, et plus particulièrement, à une distance de de la première face 3A.1 dudit circuit 3. Cette distance de entre la portion centrale plane 1 B.1 de la tête 1 B du connecteur 1 et le circuit imprimé 3 est préférentiellement comprise entre 0.5mm et 5mm, et plus préférentiellement entre 2mm et 4mm.
[93] La distance de minimale permet la circulation d’air entre la tête 1 B de connecteur 1 et le circuit imprimé 3, et permet donc la dissipation thermique des composants de puissance situés à proximité du connecteur 1 (lesdits composants n’étant pas visibles à la figure 4). Une distance de maximale permet de limiter l’épaisseur totale du circuit imprimé 3.
[94] La figure 5 montre une vue des connecteurs selon un premier mode de réalisation de l’invention, montés sur le circuit imprimé, et avant le soudage.
[95] Différentes méthodes peuvent être utilisées pour fixer les connecteurs 1 sur le circuit imprimé 3. La méthode préférée est le soudage par brasage, et de manière plus préférentielle, la méthode de brasage à la vague. Alternativement, d’autres méthodes connues de l’homme du métier peuvent être envisagées.
[96] Préférentiellement, au moins une des languettes (les languettes n’étant pas visibles sur cette figure) de chaque connecteur 1 est fixée sur le circuit imprimé 3 par soudage. Plus préférentiellement, de manière à permettre une meilleure résistance aux efforts, les trois languettes sont fixées au circuit imprimé 3 par soudage.
[97] Pour réaliser le soudage, au moins deux portions de pâtes à braser 9 par languette sont positionnées sur la première face 3A.1 du circuit imprimé 3. Préférentiellement, ces deux portions 9 de pâte à braser sont positionnées de chaque côté d’une languette. Lors du brasage, la pâte à braser 9 va s’introduire par capillarité dans l’orifice (ledit orifice n’étant pas visible sur cette figure) de manière à souder la languette correspondante au circuit imprimé 3. Les deux sections de pâte à braser 9 permettent à la soudure d’entourer l’intégralité de la languette. De manière préférentielle, le volume de pâte à braser 9 souhaitée par languette est compris entre 5mm3 et 7mm3, et de manière plus préférentielle, le volume est d’environ 6mm3. Préférentiellement, le matériau choisi pour la réalisation de la soudure est le cuivre. [98] De manière additionnelle, un soudage autour de la broche de chaque connecteur 1 peut également être prévu (la broche n’étant pas visible sur cette figure).
[99] Ce type de soudure permet une meilleure fiabilité et une meilleure répétabilité de la procédure de soudage. La soudure est plus efficace, plus durable et sa réalisation mieux maîtrisée.
[100] Alternativement, le soudage peut être réalisé sur la deuxième face du circuit imprimé 3 (la deuxième face n’étant pas visible sur cette figure). Dans ce cas, la protubérance de l’une des languettes est importante pour réaliser un soudage adéquat.
[101] Les figures 6 et 7 montrent un connecteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, seul ou monté sur un circuit imprimé. Ces figures reprennent la numérotation des figures 1 à 5 précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numérotation étant toutefois incrémentée de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation de l’invention.
[102] Les caractéristiques générales d’un connecteur 101 sont similaires à celles précédemment décrites au premier mode de réalisation. Ainsi, le connecteur 101 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention comprend également une broche 101 A et une tête 101 B de connecteur 101 , ladite tête 101 B comprenant une portion centrale plane 101 B.1 et des branches 101 B.2 sur lesquelles sont positionnées des languettes 101 B.3. Les première et deuxième extrémités
(101 A.1 , 101 A.2) de la broche 101 A sont également visibles.
[103] Ainsi, chaque branche 101 B.2 comprend une portion sensiblement plane 101 B.2a et une portion courbe 101 B.2b comme précédemment décrit. En revanche, l’une des branches 101 B.2 du connecteur 101 est une branche distincte 101 B.2’, qui présente une longueur Lb’ supérieure à la longueur Lb des autres branches 101 B.2. Avantageusement, la longueur Lb’ est au moins deux fois supérieure, plus préférentiellement trois fois supérieure à la longueur Lb des autres branches 101 B.2. Ainsi, la longueur Lb’ est préférentiellement comprise entre 2mm et 20mm. Alternativement, la tête 101 B de connecteur 101 peut comprendre plus d’une branche distincte 101 B.2’.
[104] Ainsi, comme on peut le voir à la figure 7, la branche distincte 101 B.2’ peut s’étendre à proximité des composants de puissance 105A montés sur le circuit imprimé 103, et dont les connecteurs 101 doivent dissiper la chaleur. Ce type de connecteur 101 est particulièrement efficace dans des moteurs triphasés dont la puissance est nettement supérieure aux moteurs susmentionnés (ledit moteur n’étant pas représenté à la figure 7). En particulier, des moteurs dont la puissance est de 600W à 650W pourraient bénéficier de tels connecteurs 101 . En effet, les composants de puissance 105A de ces moteurs produisent plus de chaleur puisqu’ils sont plus puissants. Aussi, un connecteur 101 plus efficace pourrait améliorer la dissipation thermique et diminuer les dommages occasionnés par la chaleur émise.
[105] L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention.
[106] En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques.
[107] L’usage du verbe « comporter », « comprendre >> ou « inclure >> et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.

Claims

Revendications
Revendication 1. Connecteur (1 ; 101 ) pour un circuit imprimé (3 ; 103), le connecteur (1 ; 101 ) étant configuré pour permettre une connexion électrique avec un moteur (7), le connecteur (1 ; 101 ) comprenant :
- une broche (1 A ; 101 A) s’étendant longitudinalement suivant un axe principal (Ap), et
- une tête (1 B ; 101 B) de connecteur (1 ; 101 ), fixée à une extrémité (1 A.1 ; 101 A.1 ) de la broche (1 A ; 101 A), s’étendant dans un plan perpendiculaire (Pp) audit axe principal (Ap) de la broche (1 A ; 101 A), la tête (1 B ; 101 B) comprenant au moins trois languettes (1 B.3 ; 101 B.3) s’étendant chacune suivant un axe longitudinal secondaire (Asi, As2, Asa) parallèle à l’axe principal (Ap) de la broche (1 A ; 101 A), caractérisé en ce que les languettes (1 B.3 ; 101 B.3) s’étendent toutes à partir d’un même côté de la tête (1 B ; 101 B) de connecteur (1 ; 101 ) de sorte que lesdites languettes (1 B.3 ; 101 B.3), ainsi que la broche (1 A ; 101 A), sont configurées pour passer à travers le circuit imprimé (3 ; 103), et en ce que le connecteur (1 ; 101 ) est en un métal de manière à former un dissipateur thermique pour le circuit imprimé (3 ; 103).
Revendication 2. Connecteur (1 ; 101 ) selon la revendication 1 , dans lequel la tête (1 B ; 101 B) du connecteur (1 ; 101 ) comprend, en outre, une portion centrale plane (1 B.1 ; 101 B.1 ) à partir de laquelle s’étendent au moins trois branches (1 B.2 ; 101 B.2, 101 B.2’) se terminant respectivement par au moins une languette (1 B.3 ; 101 B.3).
Revendication 3. Connecteur (1 ; 101 ) selon la revendication 2, dans lequel chaque branche (1 B.2 ; 101 B.2, 101 B.2’) comporte au moins une portion courbe (1 B.2b ; 101 B.2b) de manière à orienter chaque languette (1 B.3 ; 101 B.3) suivant leur axe longitudinal secondaire (Asi, As2, Asa) respectif.
Revendication 4. Connecteur (1 ; 101 ) selon la revendication 3, dans lequel la portion courbe (1 B.2b ; 101 B.2b) comprend au moins une zone d’appui (1 B.2bi) configurée pour venir en butée contre le circuit imprimé (3 ; 103) lorsque le connecteur (1 ; 101 ) est monté sur ledit circuit (3 ; 103).
Revendication s. Connecteur (1 ; 101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les languettes (1 B.3 ; 101 B.3) du connecteur (1 ; 101 ) présentent toutes une forme et des dimensions identiques.
Revendication 6. Connecteur (101 ) selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel au moins une des branches (101 B.2, 101 B.2’), dite branche distincte (101 B.2’), présente une longueur (Lb’) supérieure aux autres branches (101 B.2).
Revendication 7. Circuit imprimé (3 ; 103), ledit circuit imprimé (3 ; 103) comprenant au moins un connecteur (1 ; 101 ) configuré pour permettre une connexion électrique avec un moteur (7) et des composants électriques et/ou électroniques (5 ; 105) fixés audit circuit (3 ; 103), lesdits composants (5 ; 105) comprenant des composants de puissance (5A ; 105A), caractérisé en ce que le connecteur (1 ; 101 ) est selon l’une des revendications précédentes.
Revendication 8. Circuit imprimé (3 ; 103) selon la revendication 7, dans lequel le circuit imprimé (3 ; 103) comprend une première face (3A.1 ) sur laquelle sont fixés les composants électriques et/ou électroniques (5 ; 105), et une deuxième face (3A.2) configurée pour être orientée vers le moteur (7).
Revendication 9. Circuit imprimé (3 ; 103) selon la revendication 8, dans lequel au moins une des languettes (1 B.3 ; 101 B.3) traverse de manière protubérante le circuit imprimé (3 ; 103), d’au moins 1.2mm de manière à permettre un soudage de ladite languette (1 B.3 ; 101 B.3) au niveau de ou sur la deuxième face (3A.2) du circuit imprimé (3 ; 103), et/ou au niveau de ou sur la première face (3A.1 ) du circuit imprimé (3 ; 103).
Revendication 10. Moteur (7) triphasé comprenant au moins un circuit imprimé (3 ; 103), caractérisé en ce que le circuit imprimé (3 ; 103) est selon l’une des revendications 7 à 9. j j
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