Brevet FR2088397A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de suppression du matériau isolant recouvrant les fils conducteurs, et plus particulièrement, la suppression des matériaux organiques tels que des films de polytétrafluoro-éthylène ou des fils d'éthylène-propylène fluorés qui servent de revêtements 5 isolants pour des fils conducteurs fins ou super-fins quelque fois des fils microfins. Dans le passé, on enlevait individuellement le revêtement isolant a partir des extrémités de fils conducteurs par l'utilisation d'outils à main. Dans beaucoup de cas, le procédé était automatisé par l'utilisation de machi-10 nes commandées par programmes. Différents procédés ont été utilisés pour effectuer cette suppression du revêtement organique isolant de la surface de fils conducteurs pour permettre de les fixer d'une manière électriquement conductrice aux bornes. Des fils conducteurs de diamètre relativement important, c'est-à-dire, supé-rieurs à 0,5mm peuvent être de façon satisfaisante libérés de leur revêtement isolant par des procédés mécaniques tels que le brossage du fil ou le brossage par tapis brosse a fibres de verre. Cependant, ces procédés ne sont pas adaptés ou satisfaisants pour la suppression du revêtement isolant des fils conducteurs de diamètre égal ou inférieur à 0,5mm, parce que ces conducteurs 20 à faibles diamètres sont facilement et fréquemment endommagés par l'utilisation d'abrasifs mécaniques. Le brevet américain n° 1 835 801 décrit un dispositif de réalisation d'une suppression imparfaite de l'isolant aux extrémités des fils conducteurs par une opération supplémentaire entraînant la combustion de l'isolant restant dans une flamme. Le brevet américain n° 2 731 372 décrit 25 un dispositif permettant de réaliser la suppression du revêtement isolante des extrémités d'un fil conducteur en le carbonisant au travers une flamme à l'acétylène. L'isolant carbonisé est alors enlevé et le fil est alors nettoyé par frottement avec une brosse. Le brevet américain n° 3 33 718 décrit un fteocédé de suppression des zones choisies des films isolants résineux en mettant en contact les zones choisies du film isolant avec un réactif chimique qui supprime ou dissous le film. Le dispositif et procédé de la présente invention propose un moyen de suppression du revêtement isolant des tnicroconducteurs ou conducteurs 35 très fins de diamètre inférieur à 0,5mm. Le dispositifest particulièrement bien adapté aux nouveaux revêtements de matériaux isolants du type Téflon réalisés à partir de polymères TFE ou FEP. En résumé, le dispositif comporte une source d'azote gazeux, un dispositif de régulation du débit du gaz, un moyen contrôlable de chauffage du gaz, un tube de quartz comprenant un petit orifice permettant de diriger le flux 40 L 71 11217 2 2088397 10 15 20 du gaz chauffé, et des moyens permettant d'alimenter le microfil conducteur isolé en passant devant l'orifice dans le tube de quartz. De plus, le dispositif comporte un circuit et un appareil de test pour contrôler la zone de suppression du revêtement isolant pour déterminer si ce revêtement a été enlevé de façon satisfaisante sur la partie choisie du microfil. Un principal objet de l'invention est de proposer un dispositif efficace et sûr et un procédé de suppression du revêtement isolant du microfil. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence au dessin annexé à ce texte, qui représente un mode de réalisation préféré de celle-ci. La. figure est un schéma représentant le dispositif de suppression du revêtement isolant pour des microfils ou des fils conducteurs très fins, conformément à la présente invention. Un certain polymère disponible commercialement appelé Téflon TFE, ou polytétrafluoroéthylène fabriqué par duPont de Nemours depuis environ 1w50 sert maintenant couramment comme revêtement isolant des fils conducteurs. Un nouveau corps de type polymère appelé Téflon FEP ou éthylène-propylène fluoré est aussi maintenant utilisé pour recouvrir des fils conducteurs. Comme revêtement des fils conducteurs, le polymère "Téflon FEP" peut être appliqué par des techniques d'extrusion autour du conducteur électrique. 1.6S En conséquence, le Téflon FEP comprendra/chaînes moléculaires étendues obte- • nues par le procédé d'extrusion à température élevée maintenu en place à la température normale. A température élevée, ces contraintes sont supprimées et le revêtement se rétrécit par un phénomène d'élasticité rémanent. Avec le Téflon TFE, il se produit une situation différente. Le Téflon TFE doit être appliqué par un procédé de dispersion qui ne conserve pas les contraintes de plasticité rémanentes. En conséquence, on ne peut pas enlevé le revêtement des microfils par l'application de températures proches de la température d'extrusion. A cause de son inertie et de propriétés diélectriques, le Téflon est un matériau isolant particulièrement adéquat. Cependant, tandis que son inertie chimique est très souhaitable dans son utilisation, comme revêtement elle empêche la suppression de ce revêtement par procédé chimique. En outre, qr un le Twflon, est/des polymères les plus résistants à la chaleur. L'expérience a prouvé que le Téflon se dégrade presque complètement aux températures de l'ordre de 500°C. La figure représente de façon schématique le dispositif de suppression du revêtement isolant comprenant une source de gaz d'azote 10 qui est reliée 40 à un filtre 11. La sortie du filtre 11 est reliée à un régulateur de débit 25 30 71 11217 3 2088397 12 qui fonctionne pour commander le débit de l'azote gazeux. Le débit gazeux passe du régulateur 12 à travers un dispositif de chauffage en forme de serpentin -jui comporte un élément de chauffage de tunsgtène 14. Un dispositif 15 appelé "VARIAC" régie la tension appliquée à l'élément de chauffage 14. 5 Le dispositif de chauffage à serpentin 13 comprend un tube de quartz qui se rétrécit vers le bas jusqu'à avoir un orifice de très petit diamètre à sa partie inférieure. Le microfil recouvert d'un isolant est placé au-dessous de l'orifice dans le tube de quartz en l'enfilant dans les tubes de verre ou métalliques 17. Le fil conducteur 16 est amené de la bobine d'alimentation 16 à la bobine d'enroulement 19. Le mouvement latéral du fil 16 est commandé par des guides à pression 20 placés entre les tubes 17 et la bobine d'alimentation, et aussi entre les tubes 17 et la bobine d'enroulement 19. Des contacts électriques sont placés immédiatement avant, la bobine 15 ig comme élément d'un circuit de contrôle du parcours conducteur qui comporte le vibreur 22 et la batterie 23. Le circuit de contrôle est disposé de sorte que les contacts 21 excitent le vibreur 22 si le circuit est réalisé avec la partie du fil conducteur 16 dont le revêtement isolant a été supprimé sur une partie prédéterminée. 20 Le diagramme représente une plate-forme coulissante 24 qui sert de support. Dans un procédé préféré de l'invention, le fil conducteur se déplace sous le courant de gaz d'azote chaud émis à partir de l'orifice du tube de quartz du dispositif de chauffage 13. La température du courant gazeux d'azote est fonction du potentiel pour les différents réglages d'écoulement commandé. 25 L'efficacité de l'opération de suppression du revêtement isolant est aussi fonction de la distance entre le fil conducteur 16 et l'ouverture de l'orifice dans la partie du tube de quartz du dispositif de chauffage 13. De façon empirique il a été déterminé que pour le Téflon FEP, l'opération de suppression du revêtement isolant adéquat peut être obtenue lorsque la température est de l'ordre de 800°C à 900°C. Avec ce type de commande de température, on peut atteindre une dépolymèrisation complète du revêtement isolant de polymère. Conformément à la présente invention, des opérations de suppression du revêtement isolant adéquat et efficace peuvent être commandées par la sélection correcte des paramètres. Le dispositif est dépourvu d'arêtes en 35 lame de couteau qui useraient et endommageraient le conducteur électrique pendant l'opération de suppression du revêtement isolant. Aussi, une variation du diamètre du microfilm et de l'épaisseur de l'isolant, ou de la concentricité de l'isolant autour du conducteur ne pose pas de problèmes pour la réalisation de la suppression correcte du revêtement ^ isolant. 71 11217 4 2088397 Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur le dessin, les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 71 11217 5 2088397 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de suppression d'une partie choisie d'un matériau isolant recouvrant un fil électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: a. une source gazeuse, b. un tube de chauffage comportant un orifice pour diriger le courant gazeux, c. un dispositif conducteur du gaz reliant la source gazeuse au tube de chauffage, d. un dispositif relié audit tube de chauffage pour contrôler le chauffage du gaz passant à travers le tube, et e. un dispositif faisant passer le fil conducteur qui est isolé à l'aide d'un polymère à travers le gaz chauffé émis du tube pour supprimer par combustion certaines parties déterminées du matériau isolant. 2.- Dispositif de suppression des parties choisies d'un revêtement isolant d'un fil électrique caractérisé en ce qu'il comprend: a. une source d'azote gazeux, b. u dispositif conducteur du gaz comportant un dispositif de régulation du débit gazeux, c. un dispositif de chauffage du gaz connecté à un dispositif conducteur 20 du gaz et comprenant des moyens permettant de diriger le courant de gaz chauffé, et d. des moyens permettant de faire passer les parties choisies du conducteur qui sont recouvertes d'isolant du type polymer à travers le courant de gaz chauffé pour supprimer le revêtement isolant. 25 3.- Dispositif de suppression d'une partie choisie d'un matériau isolant d'un fil électrique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en outre en ce qu'il comprend un circuit de contrôle de continuité pour déterminer si l'isolant a été effectivement supprimé du fil conducteur. 30 4.- Dispositif de suppression d'une partie prédéterminée du matériau isolant d'un fil électrique caractérisé en ce qu'il comprend: a. une source d'azote gazeux, b. un filtre gazeux relié à la source d'azote gazeux, c. un dispositif de régulation du débit gazeux connecté au filtre 35 pour régler le débit gazeux, d. un tube de quartz comportant un orifice permettant de diriger le flot de gaz, et relié au régulateur de débit du gaz, 71 11217 6 2088397 e. le .tube de quartz étant équipé d'un dispositif de chauffage contrôlable pour chauffer le gaz qui le traverse et, f. un dispositif permettant de faire passer le fil électrique qui est recouvert d'un matériau isolant du type polymer au-dessous de l'orifice 5 dans le tube de quartz dans le but de supprimer des parties prédéterminées du revêtement isolant par combustion. 5.- Dispositif de suppression d'une partie prédéterminée d'un isolant d'un fil électrique selon la revendication 4 caractérisé en outre en ce qu'il comprend un circuit de contrôle pour vérifier la continuité électrique et 10 déterminer si l'isolant a été effectivement supprimé de la partie prédéterminée du fil conducteur. 6.- Dispositif de suppression d'une partie prédéterminée d'un revêtement isolant d'un fil électrique selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen audible dans le circuit de contrôle pour indiquer la condi- 15 tion de continuité comme déterminé par le circuit de contrôle. 7.- Procédé de suppression du revêtement isolant d'une partie prédéterminée d'un fil caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: 1. le chauffage contrôlable d'un courant de gaz filtré, et 2. le passage d'une partie prédéterminée du fil qui est recouvert 20 d'un matériau isolant de type polymère à travers le courant de gaz chauffé pour supprimer du fil le revêtement isolant. B.- Procédé de suppression d'une partie prédéterminée d'un matériau isolant d'un fil électrique selon la revendication 7 caractérisé en outre en ce qu'il comprend l'étape de contrôle de la continuité électrique de la partie 25 du conducteur sur laquelle on a supprimé le revêtement isolant.