Brevet FR2027447A1 — publié le 19700925

La présente invention est relative au domine des'connecteurs du type à broche destinés à des circuits flexibles plats formes de conducteurs du type à ruban, ainsi qu'à d'autres genres de circuits flexibles plats et d'une manière générale à tous les circuits plats ; dans tous ces cas, les éléments conduc 5 teurs sont liés à une matière isolante thermodurcissable ou noyés dans une telle matière. Un problème qui' existe depuis longtenqps dans le domaine des conducteurs électriques est celui de la fabrication de connexions à broches sûres pour circuits plats. Des essais antérieurs ont porté sur l'usage d'éléments du type 10 à pince dont des parties pénètrent dans la matière isolante pour arriver en contact avec le conducteur ainsi que sur l'introduction physique d'éléments de contact dans la matière isolante pour entrer en contact avec le conducteur. Afin d'éviter le problème embarrassant ainsi que la perte de temps entraînés par l'enlèvement physique de la matière isolante, cm a récemment suggéré des 15 procédés de soudure selon lesquels les pièces à connecter sont mises sous pression par des électrodes pour déplacer la matière isolante, puis ces pièces sont soudées par les électrodes. On a également proposé de chauffer les électrodes ce qui ramollit la matière isolante thermoplastique pour faciliter son déplacement. 20 La présente invention permet de résoudre les problèmes rencontrés jusqu'à présent en fournissant une connexion à broche et un procédé de fabrication grâce auquel on supprime l'inclusion de la matière isolante entre la broche et le conducteur. Conformément à la présente invention, au moins une surface du conducteur est liée directement à une matière isolante thermodurcissable et une partie 25 choisie de la matière isolante thermodurcissable est enlevée chimiquement afin de dénuder le conducteur pour la préparation de la connexion S broche. On fait alors passer la broche à travers le conducteur et ensuite on fusionne la broche avec le conducteur. L'enlèvement sélectif chimique de la matière pour dénuder le conducteur supprime la possibilité d'inclusion de toute matière isolante entre 30 la broche et le conducteur et le fait que la matière isolante est thermodurcissable empêche tout ramollissement de la matière isolante au cours du processus de fusion, éliminant ainsi le problème d'un déplacement par inadvertance du con-ducteùr au cours du montage de la connexion. Par conséquent, un premier but de la présente invention est de fournir une 35 connexion électrique nouvelle et perfectionnée du type à broche et un procédé pour la former. Un autre but de la présente invention est de fournir une connexion électrique nouvelle du type à broche et un procédé pour la former qui supprime 1' inclusion de matière isolante entre la broche et le conducteur sur lequel la HO connexion doit être faite. 69 45361 2 2027447 Un autre "but encore de la présente invention est de fournir une nouvelle connexion du type à broche et un procédé pour la former caractérisés en ce qu'une matière isolante thermodurcissable est enlevée de manière sélective pour réaliser la connexion et en ce que la broche passe directement à travers 5 le conducteur auquel la connexion est faite. Encore un autre but de la présente invention est de fournir une connexion nouvelle du type à broche et un procédé pour la f orner grâce.auquel un déplacement par inadvertance du conducteur au cours de la fusion de la broche est évité par la présence d'une matière isolante thermodurcissable liée directe-10 ment au conducteur. D'autres buts et avantages de la présente invention ressortirait te la lecture de la description détaillée donnée ci-après en se référant aux figures jointes. Les dessins, dans lesquels les éléments analogues portent les mêmes ehif-15 fres de référence sur les diverses figures montrent : la figure 1 une vue en perspective d'un câble flexible plat sur lequel une connexion à broché peut être faite selon l'invention ; la figure 2 une vue en perspective d'un élément typique de circuit imprimé auquel une connexion à broche peut être faite selon la présente inren-20 tion ; la figure 3 un schéma montrant les opérations successives pour réaliser la connexion à broche selon la présente invention ; la figure U une vue en coupe suivant la ligne ta-Ha de la figure 1 am la ligne Hb-Ub de là figure 2, montrant un élément conducteur avec une broche 25 au cours de la réalisation de la connexion. En se référant aux figures 1 et 2, on a représenté des éléments de circuit électrique qui conviennent particulièrement bien à la formation de connexion à broche selon la présente invention. L'élément de circuit de la figure 1 est un tronçon de câble plat flexible 10 du type comportant des ban-30 des conductrices placées entre,des couches supérieure et inférieure de la matière isolante. L'élément de circuit formé par le câble 10 est parfois appelé dans la technique un élément conducteur du type à ruban. Le câble 10 est fabriqué selon le procédé décrit dans le brevet français n° 1 M3 9^3. Ce câble est constitué par plusieurs éléments conducteurs 12 espacés et parallèles 35 contenus entre une couche inférieure 1U et une couche supérieure 16 de matière isolante. Au moins une des couches de matière isolante; par exemple la couche 1U, est une pellicule isolante en résine polyimide aromatique ou polyamide-imide aromatique. La couche isolante supérieure 16 peut etré en n'importe quelle matière isolante, mais de préférence elle sera aussi une pellicule en 69 45361 3 2027447 polyimide aromatique ou polyamide-'îmide aromatique du même type que la pellicule 1U. La pellicule résineuse isolante 14 est, par exemple, du type décrit dans le brevet français précité. En outre, le câble représenté sur la figure 1 est fabriqué selon la technique décrite dans le "brevet français 5 n° 1 UU3 9^3 suivant laquelle la pellicule résineuse est déposée sous forme liquide et ensuite séchée et cuite pour former la couche de matière isolante. Il est bien entendu que la couche de matière isolante 1U est en contact direct avec la surface de chacun des éléments conducteurs 12 avec un lien direct formé entre les éléments conducteurs et la pellicule grâce au procédé de 10 fabrication suivant lequel la pellicule est déposée sous forme de résine liquide qui est ensuite séchée et cuite en place. L'autre couche isolante 16 peut aussi être une pellicule de polyimide ou de polyaaide-imide ou bien elle peut aussi être fornée par une autre matière résineuse telle que polyester, polycarbonate, chlorure de polyvinylidène, fluorure de polyvinylidène, poly-15 éthylène, polytétrafluoréthylène ou polychlorotrifluoréthylène. La figure 2 représente un autre élément de circuit sous forme d'un élément de circuit imprimé 18 avec une couche inférieure 20 de matière isolante sur laquelle est déposé un conducteur 22. La pellicule isolante 20 est une pellicule résineuse de polyimide ou polyamide-imide telle que celle décrite en re-20 lation avec la figure 1. Le circuit imprimé de la figure 2 possède aussi une couche isolante supérieure 2k qui, dans un but illustrâtif, est représentée comae une couche transparente. Toutefois, il est bien entendu que la pellicule 2k peut être du même type que la pellicule 20 ou toute autre matière isolante appropriée et elle peut avoir la forme d'un laminé poinçonné à l'avance qui 25 recouvre soit la surface supérieure toute entière de l'élément de circuit imprimé ou seulement l'élément conducteur du circuit. Il est à remarquer que les éléments de circuit décrits en relation avec les figures 1 et 2 sont des exemples d'éléments de circuit auxquels les connexions à broche sont faites selon la présente invention. La caractéristique cri-30 tique à observer est que dans chaque cas, l'élément de circuit comporte des éléments conducteurs en contact direct avec la pellicule isolante à laquelle ils sont directement liés, cette pellicule isolante étant une résine polyimide ou polyamide-imide du type décrit ci-dessus. Il est également entendu que les pellicules sont représentées sur les figures 1 et 2 avec une épaisseur exagérée 35 dans le seul but d'illustration ; en pratique, ces pellicules sont de préférence relativement minces (de l'ordre de quelques centièmes de millimètres) et les éléments de circuit sont de préférence flexibles. Ces résines polyimides et polyamide-imides se dissolvent à la suite du contact et de l'exposition à des solutions concentrées basiques ou caustiques. Le brevet français n° 1 UU3 9^3 69 45361 u 2027447 comporte une description complète de l'usage d'une solution concentrée basique ou caustique pour dissoudre et enlever de manière sélective des parties d'une pellicule résineuse du type considéré et on se réfère ici à ce brevet dans le but de l'incorporer en ce qui concerne les détails de la composition des so-5 lutions et de l'inter-action entre la pellicule et la solution basique ou caustique pour dissoudre la pellicule. En se référant maintenant à la figure 3, celle-ci représente un schéma montrant les diverses opérations successives pour la formation de connexion du type à broche selon la présente invention. La couche isolante de polyimide ou 10 polyamide-imide est masquée de manière sélective pour exposer une zone que l'on désire enlever et cette zone est ensuite traitée par une solution concentrée basique ou caustique afin de dissoudre la pellicule et dénuder le conducteur auquel une broche doit être connectée. L'opération de dissolution de la pellicule isolante pour dénuder le conducteur est désignée par le chiffre de réfé-15 rence 25- On insère alors directement la broche dans le conducteur dénudé an cours de l'opération 26 et on la fait passer à travers toute autre couche de matière isolante qui pourrait se trouver de l'autre côté du conducteur. La broche est alors fusionnée avec le conducteur par n'importe quel procédé de fusion, par exemple soudure par résistance, brasure, etc., au cours de l'opération 27. 20 On a représenté sur la figure U une connexion à broche réalisée selon la présente invention. Il est bien entendu que la structure représentée sur la figure lt peut être considérée comme une coupe suivant la ligne Ha-Ha de la figure 1 ou la ligne Vb-Vb de la figure 2, la structure étant alors modifiée pour réaliser la connexion à broche selon la présente invention. En supposant que 25 la structure de la figure k corresponde à celle de la figure 2, la couche inférieure de matière isolante 20 est traitée de manière sélective pour former une ouverture ou fenêtre 28 dénudant ainsi la surface 30 du conducteur 22. Il faut rappeler que le restant de la surface 30 du conducteur 22 est en contact direct avec la pellicule 20 à laquelle elle est liée et qui est une matière thermo-30 durcissable. Une borne ou broche de connexion 32 est insérée directement & travers le conducteur 22 et une extrémité de la broche dépasse la pellicule 2k. La broche passe par des trous dans le conducteur 22 et la pellicule 2k et ces trous peuvent être formés en perçant la broche 32 à travers le conducteur et la pellicule ou bien les trous peuvent être formés à l'avance par toute tech-35 nique connue, comme par exemple estampage ou attaque chimique. La broche 32 a de préférence une tête 3^ qui entre en contact direct avec la surface 30 du conducteur 22 lorsque la broche est introduite et ainsi il n'y a aucune matière isolante incluse entre la broche et le conducteur. Il faut aussi remarquer que les faces en contact entre la tête 3^ et la surface 30 du 69 45361 5 2027447 conducteur 22 fournissent une grande surface de soudure pour assurer un contact ferme et complet entre la broche et le conducteur. Une fois que la 'broche a été mise en place, comme représenté sur la figure U, elle est fusionnée avec le conducteur 22. La fusion est réalisée de 5 préférence par soudure par résistance au moyen des électrodes 36 et 38, mais il est bien entendu que la fusion peut être réalisée par d'autres procédés de fusion par la chaleur. Cependant, quel que soit le procédé de fusion par la chaleur utilisé, la chaleur produite au cours de l'opération de fusion ne dérange pas la relation entre le conducteur 22 et la pellicule 20 puisque 10 cette dernière est une- matière thermodurcissable qui a été durcie et cuite au cours de l'opération initiale de dépôt de la pellicule. Par conséquent, la présente invention a pour résultat de fournir une connexion à broche nettement améliorée ; en effet, le problème posé par l'inclusion par inadvertance de matière isolante entre la broche et le conducteur 15 est éliminé, le problème du déplacement du conducteur provoqué par le ramollissement de la pellicule isolante est supprimé, et une soudure relativement grande est créée entre les surfaces en contact de la tête et du conducteur 22. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, 20 accessibles à l'homme de 1'art,suivant les applications envisagées, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. 69 45361 6 2027447 BEVEHDICATIOHS 1) Procédé de formation d'une connexion électrique à un élément de circuit comprenant un conducteur lié à un revêtement isolant, constitué par une matière thermodurcissable susceptible d'être enlevée par voie chimique, ce procédé consistant à enlever par voie chimique une partie choisie de ce revê- 5 tement pour dénuder une partie de la surface de ce conducteur, à faire passer un élément de connexion à travers cette partie dénudée du conducteur et à fusionner par la chaleur cet élément de connexion à la partie dénudée du conducteur sans déranger le lien entre le conducteur et le revêtement isolant. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière 10 isolante est une résine polyimide ou polyamide-imide et en ce que l'opération d'enlèvement par voie chimique d'une partie choisie du revêtement isolant consiste â soumettre cette partie à l'action d'une solution concentrée basique. 3) Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de circuit comprend un conducteur plat inséré- entre deux couches de ma- 15 tière isolante, en ce que l'enlèvement par voie chimique du revêtement consiste à supprimer de manière sélective une partie de la matière isolante d'une de ces couches et en ce que l'opération qui consiste à faire passer un élément de connexion à travers le conducteur implique le passage de cet élément de connexion à travers l'autre couche isolante. 20 lj.) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté risé en ce que l'élément de connexion comprend une tête et que cette tête est mise en contact avec la surface dénudée du conducteur à laquelle elle est fusionnée . 5) Connexion électrique obtenue à l'aide du procédé suivant une quelconque 25 des revendications 1 à t.