Brevet FR2137991A1 — publié le 19721229

La présente invention se rapporte à un procédé pour obtenir un circuit électrique ( qui sera appelé intégral) formé par un support isolant recouvert par une feuille métallique conductrice, divisée de façon appropriée en éléments du circuit, et aux circuits obtenus avec ce procédé. On connut la complexité et le coft des techniques nécessaires pour la production des circuits imprimés, et c'est ce qui empêche l'emploi de circuits imprimés de grandes dimensions dont le coût est prohibitif. D'autres facteurs qui contribuent à augmenter le codt des circuits imprimés ont pour origine : les différents matériaux de base, les substances de protection, les agents pour éviter l'attaque chimique, les temps de production, l'outillage comateux, etc..7 Au contraire, selon l'invention, un circuit électrique intégra: est obtenu par la réunion d'une feuille métallique entière et d'un support isolant; ensuite, on sépare et on isole électrique nuent l'une de l'autre deux zones contiguës de cette feuille, au moyen d'une opération simple et usuelle de découpage à 11 aide d'un emporte-pièce, c'est-à-direen coupant complètement la feuille m#tallique, et seulement partiellement son support isolant,selon un mode pré-établi.Ce procédé pour la formation d'un circtiit, mdme très complexe, comporte l'emploi d'un matériel de base ayant un coft très bas par unité de surface et se trouvant facilement dans le commerce, et de machines, elles aussi relativement peu conteuses, telles les machines communes à emporte-pièces. En o± tre, dans une forme plus simple destinée aux applications ne devant pas répondre à des critères sévères de fiabilité, on peut former des circuits satisfaisants en employant le carton métallin ordinaire, disponible dans le commerce, et comprenant précisément une feuille métallique et un support isolant. La présente invention a pour objet un procédé qui permette la formation de circuits électriques intégraux et qui soit économique et d'exécution simple, Un autre but de l'invention est de fournir un procédé pour former des circuits intégraux au moyen de machines relativement s- ples et d'emploi facile, par exemple une machine à emporte-piècese Un autre but est la réalisation d'un circuit électrique intégral, de coût peu élevé, dans lequel peuvent entre facilement incorporés des interrupteurs et prises pour dispositifs électriques, une lampe par exemple. La présente invention vise également un procédé de fabrication de circuits intégraux, avec un matériel peu coûteux, tel qu'une feuille métallique et un support isolant pour celle-ci, unis entre eux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente schématiquement, en vue fragmentaire ,l# stade du procédé suivant l'invention consistant dans la réunion au moyen d'un adhésif approprié, d'lue feuille métallique conductrice et d'un support isolant La figure 2 représente, en vue fragmentaire , la combina5 srn te la feuille et du support isolant, unis au moyen de l'adhésif. La figure 3 représente, en vue fragmentaire, l'opération de formation de l'entaille par l'emporte-pièce, avec coupe complète de la feuille métallique et la coupe partielle du support it m v . 6 La figure 4 montre le résultat de l'entaille par l'emporte- pièce. La fifre 5 montre un détail représentant un outil d'emporAea pièce, employé pour obtenir un élément de circuit de forcie correspondante à celle de l'outil. La figure 6 montre la façon selon laquelle on peut nsérer lampe dans un circuit suivant l'invention. La figure 7 est une coupe verticale de la pièce dela @@@@@@ La figure 8 montre en détail une partie d'une zone cols un élément de circuit, séparée et isolée au moyen de l'emnorte- pièce de la partie restante de la feuille conductrice dars laquel- le ont été effectués une entaille en forme de croix dans la feuil- le et un trou dans le support isolant, pour la formation de douil- les de contact aptes à accueillir des éléments de coiinexions tels que fiches banane ou broches. La figure 9 montre en détail et à plus grande échelle, une douille de contact analogue à celle de la figure 8 ,mais employée comme élément d'un interrupteur dans un circuit simple, La figure 10 est une vue schématique d'une combinaison de deux circuits obtenus par le procédé suivant l'invention, superposés dans le but de constituer un circuit composé complexe muni de douilles de contact formées en positions correspondantes et aptes à recevoir des éléments de liaison constitués par des broches, de façon à établir et interrompre le raccordement entre les différentes zones des deux circuits superposés pour former un circuit global très souple et complexe. La figure 11 est une coupe fragmentaire du circuit combiné de la figure 10 , comportant deux douilles obtenues par une opération, conforme au procédé suivant l'invention et places en positions correspondantes, La figure 12 est une vue semblable à celle de la figure ll,avec une broche engagée dans les deux douilles correspondantes, qui constitue l'élément de raccordement entre une zone du circuit supérieur et une zone du circuit inférieur. La figure 15 est une vue de détail qui illustre la manière selon laquelle, dans un circuit selon l'invention comprenant une feuille métallique d'aluminium, sont insérés des rivets d'un métal approprié, tel que le cuivre ,pour relier ce circuit au moyen de soudures, à d'autres éléments, tels qu'une pile sèche, etc,, L'invention enseigne essentiellement un procédé capable de permettre la formation de circuits, même très complexes, qui consiste à réunir solidement, par exemple au moyen d'un adhésif une feuille métallique conductrice et un support isolant approprié, et à séparer physiquement et à isoler électriquement l'une de l'au-tre les zones de cette feuille, au moyen d'une simple opération d'entaillage pratiquée avec un emporte-pièce qui coupe la feuille métallique dans toute son épaisseur, en interrompant sa continuité,mais qui entaille seulement d'une façon partielle son support isolant. Ce procédé peut aussi comprendre d'autres opérations consistant dans la formation d'entailles rectilignes dans la feuille métallique et de trous reliés à celles-ci dans le support isolant, pour permettre l'insertion de dispositifs électriques tels qu'une lampe, et dans la formation d'entailles en croix dans la feuille métallique et de trous communiquant avec celles-ci dans le support isolant pour la formation de douilles de contact qui peuvent être employées aussi comme interrupteurs. Le procédé permet d'établir des circuits méme très complexes et de grande dimension à très bas prix de revient; ces circuits peuvent entre obtenus en superposant plusieurs feuilles conductrices ayant des zones contiguës ou non, physiquement séparées, et électriquement isolées l'une de l'autre, pour constituer des parties du circuit , ces parties sont séparées par l'interposition de feuilles de matière isolante, et on forme en des points correspondants des parties du circuit appartenant aux différentes feuilles superposées, des douilles de contact qui peuvent recevoir des éléments appropriés de connexions, tels que fiches bananes, à travers le support isolant interposée L'examen des figures 1, 2 et 3 montre les phases principales du procédé suivant l'invention.On procède d'abord à l'application d'une couche de colle appropriée 10 sur une plaque 11 en matière isolante adéquate, par exemple, en matière plastique ;on réunit ce support à une feuille métallique 12,par exemple en cuivre, et on procède à la séparation physique et à l'isolement électrique des zones contiguës ou non de cette feuille, suivant un schéma de circuit prédéterminé, à l'aide d'un moyen de coupe qui traverse complètement toute l'épaisseur de la feuille 12 et entaille seulement partiellement le support isolant ll, comme cela est représenté sur la figure 4. Les zones ainsi obtenues constituent les parties du circuit;la figure 5 illustre de façon simple l'outil de coupe de l'emportepièce F qui permet d'obtenir une partie du circuit ayant une forme fermée correspondante. Les figures 6 et 7 illustrent la phase du procédé qui permet de constituer dans une zone du circuit le siège pour l'insertion dispositif électrique, telle qu'une lampe. Dans l'opération de découpage, deux parties 13 et 14 du circuit sont formées, isolées électriquement du reste de la feuille métallique 12 par les entailles périphériques 15, et, l'une de l'autre, par l'entaille transversale 16, et aussi par les deux petites entailles 17 perpendiculaires à l'entaille 16. Après cette opération, en correspondance de la zone délimitée par les entailles 17, un trou 18 est pratiqué dans le support isolant, le traversant de part en part (figure 7); dans ce trou se trouvent rabattues les ailettes 19.Dans le siège ainsi formé, vient s'insérer un bloc parallélépipédique constitué par une partie centrale 20, sur chacune des deux faces opposées de laquelle est fixée une lame métallique 21. A ce bloc, est associée une lampe 22 dont les bornes du filament sont reliées aux lames 21 du bloc. Il en résulte qu'en établissant le circuit de façon à ce qu'à la zone 13 soit relié le pole positif d'une source de courant et à la zone 14 le pale négatif de celle-ci, l'insertion du bloc dans le socle constitué par le trou 18 détermine l'allumage de la lampe. Dans la figure 8 est montré 1 phase de découpage pour former des distributeurs ou plaques de jonction dans la feuille. Dans l'opération d'entaillage sont formées : une partie du circuit 23 isolé électriquement du reste de la feuille 12 par l'effet des entailles périphériques 15, et une entaille en croix 24.Après cette opération, un trou 18, est pratiqué dans le support isolant en correspondance de l'entaille en croix 24 exécutée sur la feuille métallique 12, comme cela a été précédemment décrit; dans ce trou sont poussées les quatre parties triangulaires de la feuille for mbes par l'entsille en croix 24, et c'est ainsi que se trouve for u le distributeur ou la plaque de jonction 25, illustrée en coupe sur la figure ll dans l'application à un circuit complexe comprenant deux feuilles 12, 12' supportées par une feuille isolante 11 11' respectivement. La figure 9 représente une phase semblable à celle de la formation de la boite de la figure 8, mais dans laquelle cependant,dans l'opération de découpage, en plus de l'entaille en croix 24, est pratiquée également une entaille transversale 26 qui isole électriquement les zones du circuit,indiquées par les chiffres de référence 28 et 29, opposées par rapport à l'entaille en croix proprement dite. Ces zones cependant peuvent entre mises en communication entre elles en insérant dans la plaque de jonction ainsi formée une fiche banane 27 (figure 12). L'insertion de cette fiche détermine la fermeture du circuit entre les deux zones 28 et 29 à travers l'électrode conductrice 30 de la fiche 27, cependant que, si cette fiche est retirée, le mtme circuit est interrompu, l'ensemble servant alors d'interrupteur. La figure 10 représente schématiquement les parties séparées d'un circuit complexe possible réalisé gracie à l'utilisation du procédé selon l'invention. Ce circuit est constitué par une feuille métallique conductrice 12 solidement fixée par exemple au moyen d'une couche d'adhésif 10 à un support isolant 11 et par une seconde feuille métallique conductrice 12' fixée de la meme façon à un support isolant 11'.0n constate que dans la feuille 12, avec le procédé de demi-entaille selon l'invention, des zones séparées physiquement et isolées isolées électri- quement soit de la feuille mime, soit l'une de l'autre ont été produites et constituent les éléments du circuit; elles sont indiquées par les repères 31, 32, 33 et 34, cependant que dans la feuille 12' ont été produits de façon semblable les éléments du circuit 55, 36 et 37. Comme cela a été dit précédemment, toutes ces zones sont isolées électriquement l'une de l'autre parce qu'elles sont séparées au moyen d'une opération de découpage à demi-entaille qui détermine des interruptions de la feuille métallique; ces interruptions sont indiquées par le repère 15 sur la figure 4 sur laquelle on voit comment la zone 38 est séparée physiquement et isolée électriquement de la partie restante de la feuille métallique 124 Dans la figure 10 est aussi illustrée schématiquement la façon permettant d'obtenir des liaisons fixes ou mobiles entre les éléments de circuit de la feuille 12 et les éléments de circuit de la feuille 12'o Dans ces éléments sont en effet produites des plaques de jonction ou distributeurs comme cela a été mentionné précédemment, ceux-ci étant indiqués par les repères 25 (marqués d'une petite croix)0 Pour les applications de peu d'importance qui comportent des faibles valeurs de tension et de courant, comme par exemple les jouets électriques à piles, dans lesquelles il n1 est pas nécessaire que la fiabilité du circuit soit élevée, le procédé suivant l'invention peut entre exécuté, pour obtenir des circuits du type indiqué, à partir d'un matériel se trouvant sur le marché à court très bas tel que le carton métallisé normal. Cependant, meme en utilisant du carton métallisé les opérations de la réalisation des divers éléments constituant le circuit res tent exactement identiques, ctest-à-direqu'ils s'cxécutent à l'ai- de d'emporte-pièce pour isoler électriquement une zone de la feuille d'aluminium de la zone qui lui est contigu# ou de la partie restante de la feuille meme ; étant donnée l'impossibilité d'effectuer une soudure sur l'aluminium, les raccordements au circuit des éléments extérieurs s'effectuent en insérant dans les zones du circuit mime, en positions appropriées, des pièces rapportées, par exemple en cuivre, sur lesquelles se soudent les extrémités de conducteurs appropriés. Ces pièces rapportées, qui doivent entre solidement réunies au carton de base et entre en contact électrique avec la feuille d'aaluminium, peuvent entre constituées par des rivets de cuivre 38 (fig.13). La partie supérieure de chaque rivet 39 est en contact électrique avec la feuille d'aluminium 12" et sa base est rabattue audessous du carton lln qui forme le support isolant de la feuille 12 e Il est entendu que les circuits illustrés et décrits schématiquement dans ce qui précède, représentent seulement à titre d'exemple des formes simples de circuits pouvant entre obtenus en employant le procédé suivant l'invention et qu'avec ce procédé il est possible d'obtenir facilement et économiquement des circuits très complexes, soit en formant sur une meme feuille un grand nombre de zones séparées électriquement ,soit en employant plusieurs feuilles superposées, chacune portant des éléments de circuit ,écartées et isolées entre elles et reliées ,par exemple, comme cela est illustré sur les figures 10, 11 et 12 des dessins annexés. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de circuits électriques complets,caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer sur une plaque de matière isolante appropriée, constituant un support, une couche d'adhésif , à poser sur cette couche d'adhésif une feuille d'un métal conducteur afin qu'elle soit réunie solidement à ce support isolant, à séparer physiquement et isoler électriquement des zones contiguës ou non de cette feuille selon un modèle de circuit prédéterminé, à l'aide d'une entaille effectuée avec un emportepièce approprié qui traverse complètement l'épaisseur de la feuille de métal et entaille seulement partiellement le support isolant. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération de découper dans une feuille de carton métallisé ordinaire, une pièce de dimensions désirées et de séparer physiquement et d'isoler électriquement dans la feuille d'aluminium des zones contiguës ou non de cette feuille, selon un modèle de circuit prédéterminé. 3o- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sont placés en des positions prédéterminées des zones du circuit formé, des rivets en cuivre ayant la partie supérieure en contact avec la feuille de métal et la partie inférieure rabattue au-dessous du support, ces rivets étant utilisés pour réunir au circuit, au moyen de soudures, les fils conducteurs reliés aux éléments extérieurs, tels que, par exemple, une pile sèche. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend d'autres opérations pour former : au moment de l'entaillage à l'emporte-pièce, dans la partie de la feuille métallique appartenant à une zone de circuit, une entaille transversale croisée par deux entailles parallèles entre elles et perpendiculaires à l'entaille transversale; pratiquer dans le support isolant, en correspondance de la partie de l'entaille transversale comprise entre les deux entailles parallèles, un trou qui traverse l'épaisseur entière du support même, et pousser# dans le trou les ailettes formées dans la feuille métallique par ces entailles, cette zone de feuille métallique étant ainsi divisée en deux parties isolées électriquement et dont chacune peut entre reliée à un pôle d'une source de courant électrique, le trou constituant, de cette façon, dans le circuit une prise dans laquelle peut titre inséré un élément à fiche comprenant un corps central isolant ayant une forne parallélipipédique et sur les deux faces opposées, duquel sont fixées deux lames métalliques séparées et à chacune desquelles peut entre relié un conducteur aboutissant à un dispositif électrique tel qu'une lampe 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend d'autres opérations pour former, au moment de l'entsillage, dans la partie de feuille métallique appartenant à une zone du circuit, une entaille en croix, pratiquer dans le support isolant, en correspondance de cette entaille en croix, un trou intéressant toute l'épaisseur du support meme et pousser dans ce trou les quatre bords triangulaires de feuille métallique formés par cette entaille en croix, de façon à constituer dans cette zone de feuille métallique, une plaque de jonction dans laquelle il peut Entre inséré un élément de connexion tel qu'une fiche banane. 6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que dans la plaque, on effectue, en plus de l'entaille en croix, dans la feuille métallique comprise dans la zone du circuit, une entaille transversale dont la longueur est égale à la largeur de la zone mOrne, cette entaille isolant électriquement les parties de la zone opposées par rapport à elle, le circuit à travers la zone se trouvant normalement interrompu cependant que l'insertion, dans la plaque de jonction ainsi formée, de l'électrode conductrice d'une fiche banane ferme le circuit à travers cette électrode, qui a ainsi la fonction d'un élément mobile d'interruption0 7.- Circuit caractérisé en ce qu'il est constitué par une feuille d'un métal conducteur, uni solidement à un support isolant obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 6. 8.- Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est muni de prises formées au moyen des opérations du procédé suivant l'une des revendications 4 à 6. 9.- Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est muni de plaques de jonction formées au moyen des opérations du procédé suivant la revendication 5 ou 6. 10.- Circuit suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est muni d'éléments d'interruption formés au moyen des opérations du procédé selon la revendication 5 ou 6. 11.- Circuit complexe constitué par deux ou plusieurs circuits selon l'une des revendications 7 à 10, superposés et reliés au moyen de broches insérées dans des plaques de jonction, formées en positions correspondantes sur ces circuits.