Brevet FR2207808A1 — publié le 19740621

La présente invention concerne un procédé de fabrication de bobines minces semblables à des plaques. Pour former des bobines minces semblables à des plaques, on formait jusqu'à présent un motif de bobine prédétermin; sur des stratifiés cuivrés pour circuit imprimé par gravure d'une matière de réserve, et l'on construisait la bobine par gravure chimique; ou bien on poinçonnait la bobine dans une matière conductrice et on la fixait à une couche de résine synthétique ; ou encore on enroulait en plan du fil électrique au moyen dlun outil, et on le fixait par un adhésif. Cependant, lesdits procédés ne conviennent pas pour produire des bobines minces semblables à des plaques de haute compacité d'enroulement et de capacité de courant désirée. Ceci veut dire que, dans le procédé à gravure chimique, il est difficile de réduire le jeu entre conducteurs voisins dans la bobine à moins de 2 à 2,5 fois l'épaisseur du conducteur par un agent de sous-gravure,de de sorte que la compacité de l'enroulement est limitée à moins d'une valeur critique. Dans le procédé par poinçonnement, il est difficile de fixer le conducteur poinçonné par une couche de résine synthétique sans le déformer ; en particulier, pour les conducteurs minces et d'enroulement en bobines à haute compacité, il est très difficile de conserver la forme, de sorte que la production des bobines est limitée aux conducteurs épais et à Jeu élevé entre eux. Le procédé à enroulement de fil semble meilleur ; cependant, si le fil est de section circulaire, ce procédé est désavantageux en capacité de courant électrique car le taux de section du conducteur diminue. Si la section du fil est rectangulaire pour améliorer ce taux, il est difficile d'enrouler le fil sans torsion. La Demanderesse a étudié le moyen d'éliminer ces inconvénients pour obtenir des bobines plus minces et à plus haute compacité d 'enroulement que ladite bobine classique. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de bobines minces semblables à des plaques de compacité d'enroulement supérieure à celle d'une bobine classique, et elle a pour autre objet la fabrication facile de telles bobines de capacité de courant électrique choisie. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'un rouleau en cours d'enroulement par le procédé de fabrication selon la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective d'une bobine mince semblable à une plaque découpée à une épaisseur prédéterminée. La figure 5 est une coupe par la ligne A-A de la figure 2. La figure 4a est une coupe de ladite bobine après polissage mécanique. La figure 4b est une coupe de ladite bobine partiellement attaquée par gravure chimique. Les figures 5a et 5b sont des vues en coupe de ladite bobine après enduction d'un adhésif isolant sur ses faces terminales. Les figures 6 et 7 sont des vues en perspective d'une bobine selon un autre mode de réalisation de la présente invention. La figure i représente l'aspect d'un rouleau au cours du processus d'enroulement par le procédé de fabrication de la présente invention. Un conducteur en feuille 1, auquel sont stratifiéessssur sa face inférieure, une couche isolante 2 et une couche d'adhésif 3, est enroulé autour d'un mandrin en forme de colonne 4 en résine synthétique, en céramique ou en métal. Un cylindre presseur 5 prévu pour enrouler serré ledit conducteur en feuille 1 tourne en sens inverse de celui du mondrin 4, presse fe eonducteur en feuille i vers l'axe du mandrin et enroule serré ledit conducteur i. La pression dudit cylindre presseur 5 est établie de manière appropriée selon la dimension du rouleau à fabriquer. La couche isolante 2 du conducteur en feuille 1 sert à isoler électriquement entre elles les spires de conducteur. il est possible d'utiliser la manière usuelle pour faire adhérer une pellicule de résine synthétique, ou encore l'enduction, l'immersion ou la pulvérisation d'une résine synthétique telle que les résines polyvinyle-formaldéhyde, polyester, époxy, polyuréthane pour former la couche isolante 2 sur le conducteur en feuille 7. Si la couche d'adhésif est un isolant électrique il est possible d'éliminer la couche isolante 2 et dene garder que la couche d'adhésif 3. A peu près généralement, un adhésif à base de résine est aussi un isolant électrique et il est possible de l'utiliser comme isolant et comme adhésif; en particulier, on préfère dans ce cas des adhésifs à base de résines époxy, polyester, polyuréthane, de caoutchouc acrylique. Après enroulement sur le mandrin 4 dudit conducteur en feuille et formation d'un rouleau 6 de ce conducteur, on durcit la couche d'adhésif 3 par un traitement de durcissement approprié au but final. Ledit rouleau 6 est alors coupé ou fendu perpendiculairement à l'axe du mandrin 4 et l'on obtient une bobine mince 7 semblable à une plaque. La capacité en courant électrique de la bobine 7 varie selon son épaisseur d, de sorte qu'il est possible de fabriquer des bobines 7 de capacité en courant électrique nécessaire en choisissant son épaisseur de manière appropriée. Pour couper ladite bobine mince semblable à une plaque, il est possible d'utiliser une lame rotative en forme de disque dans laquelle est noyée de la poudre de diamant, un dispositif de coupe à fil métallique et poudre à meuler, ou un dispositif de coupe par cisaillement (appelé aussi "guillotine"). La surface coupée de ladite bobine mince comporte en général des bavures qui empochent de l'utiliser. La figure 3 représente en coupe ladite bobine 7 dans laquelle le conducteur en feuille 1 présente un court-circuit 8 dO auxdites bavures sur sa surface. Pour éliminer ce court-circuit, la face terminale de la bobine 7 est polie mécaniquement, ou bien ce eourt-circuit est éliminé en partie par voie chimique ou électrochimique. La figure 4a est une coupe de ladite bobine 7 après polissage mécanique. La figure 4b est une coupe de ladite bobine attaquée partiellement par gravure chimique ; dans ce cas, la distance d'isolement entre conducteurs en feuille augmente par élimination de cette face de sorte que la rigidité diélectrique de ladite bobine augmente aussi. Après ce traitement superficiel, la surface de la bobine 7 est recouverte d'une couche 10 d'adhésif isolant, comme représenté suries figures 5a et 5b, pour empêcher la formation de courts-circuits et augmenter la résistance physique. On a décrit ci-dessus une bobine circulaire, mais il est possible de fabriquer de la même manière des bobines rectangulaires, polygonales ou en forme d'étoile. L'exemple non limitatif suivant concerne un mode de réalisation de l'invention. EXEMPLE On enduit le conducteur en feuille 1 d'une résine polyvinyl-formaldéhyde dissoute dans une solution de crésol, suivant une épaisseur de 50 U, par le procédé dten duction à cylindre inversé, on la sèche et on la durcit pendant 30 mn à 200 C, et elle forme une couche isolante 2 de 15 ; d'épaisseur. On stratifie alors au conducteur en feuille 1 une couche d'adhésif 3 qui consiste principalement en une résine polyvinyl-butyral, dont l'épaisseur sur la couche 2 est de 25 ;. Ledit conducteur 1, avec la couche isolante 2 et la couche d'adhésif 3, est enroulé sur un mandrin en forme de colonne 4 en céramique de 20 mm de diamètre, de manière que lesdites couches soient du côté du mandrin, et l'on presse au moyen du cylindre presseur 5 pour mettre ces couches en contact serré, puis l'on forme un rouleau 6 de conducteur en feuille de 74 mm de diamètre à 300 spires. Pour durcir la couche d'adhésif 3, on place le rouleau 6 dans un four, on le durcit au préalable pendant 30 mn à 70 C, puis on le durcit pendant 30 mn à 1200C. Après ce traitement on coupe le rouleau 6 au moyen d'une scie rotative à lame mince dans laquelle est noyée de la poudre de diamant, dans un plan perpendiculaire au mandrin, pour obtenir une bobine mince 7 semblable à une plaque de 1 mm d'épaisseur. Finalement, on immerge ladite bobine 7 dans une solution de chlorure ferrique pour l'attaquer pendant 10 mn à 450C, on élimine les courts-circuits dus aux bavures du conducteur et aux surfaces terminales du conducteur, puis on enduite de résine époxy 10 la surface terminale de la bobine 7. La résistance électrique (en courant continu) de la bobine 7, de 1 mm d'épaisseur et de 74 mm de diamètre, est de 16 ohms et sa capacité est de 12 pF. On a décrit ci-dessus, de manière détaillée, un mode de réalisation de la présente invention ; pour expliquer maintenant la caractéristique de la bobine mince semblable à une plaque selon l'invention, on donnera maintenant une comparaison entre ladite bobine et une bobine classique consistant en du fil circulaire enroulé dont la section transversale a la meAme valeur. 1ère COMPARAISON Un fil rond de 0,25 mm de diamètre et de mSme section que la bobine 7 selon l'invention est enduit de couches dtisolantet d'adhésif de 20 ; d'épaisseur et enroulé sur un mandrin en céramique de 20 mm de diamètre, en une seule couche et 300 spires. Le diamètre de la bobine classique est de 194 min et sa résistance en courant continu est de 36,4 ohms. Par contre, la bobine selon l'invention a 75 mm de diamètre et une résistance de 16 ohms comme indiqué plus haut, ce qui représente moins de la moitié des valeurs de la bobine classique. 2ème COMPARAISON Le meme fil rond que ci-dessus est enroulé sur un mandrin en céramique en quatre couches, chaque couche consistant en 75 spires, le total des quatre couches constituant 300 spires. Pour la bobine classique, le diamètre est de 64 mm, l'épaisseur est de 1,2 mm et la résistance électrique est de 14,2 ohms. Cependant, la capacité de ladite bobine à bornes augmente à 30 pF, ce qui n'est pas avantageux. Par contre la bobine selon l'invention a une capacité de 12 pF comme indiqué ci-dessus, ce qui est préférable. Comme indiqué ci-dessus, il est possible de fabriquer selon la présente invention des bobines minces semblables à des plaques dont la compacité d'enroulement est supérieure à celle des bobines classiques. De plus, la présente invention permet de fabriquer des bobines de capacité choisie en courant électrique. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le rouleau 6 est coupé ou cisaillé dans un plan perpendiculaire à l'axe du mandrin 4, mais la présente invention n'est pas limitée à cette construction, car il est possible de couper ledit rouleau 6 par d'autres surfaces, planes ou gauches. Si ledit rouleau 6 est coupé par un plan oblique par rapport à l'axe du mandrin 4, comme représenté sur la figure 6, on obtient une bobine 7 elliptique. Si ledit rouleau 6 est coupé par une surface gauche, on obtient une bobine 7 gauche (courbe), comme représenté sur la figure 7, sans avoir à la travailler, REVENDICATIONS 1. - Procédé de fabrication de bobines minces semblables à des plaques, caractérisé en ce que l'on stratifie a un conducteur en feuille une couche isolante et une couche d'adhésif, ou une couche d'adhésif isolant, on enroule ledit conducteur en feuille sur un mandrin en un nombre de spires prédéterminé pour former un rouleau de conducteur en feuille et, après durcissement de ladite couche d'adhésif entre conducteurs en feuille, on coupe ledit rouleau à une épaisseur prédéterminée pour former une bobine mince semblable à une plaque, les bavures produites à la face terminale étant éliminées. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coupe ledit rouleau de conducteur en feuille dans un plan perpendiculaire à l'axe du mandrin. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coupe ledit rouleau de conducteur en feuille dans un plan oblique par rapport à l'axe du mandrin. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coupe ledit rouleau de conducteur en feuille suivant une surface gauche pour produire une bobine mince gauche. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coupe le rouleau de conducteur en feuille au moyen d'un dispositif de cisaillement tel qu'une cisaille à guillotine. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coupe ledit rouleau de conducteur en feuille au moyen d'une lame rotative en forme de disque dans laquelle est noyée de la poudre de diamant. 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coupe ledit rouleau de conducteur en feuille au moyen d'un fil métallique. 8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en-ce que l'on polit mécaniquement ladite face terminale de la bobine mince semblable à une plaque pour éliminer les courts-circuits produits par les bavures. 9.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on élimine une partie de ladite face terminale par voe chimique ou électrochimique, par exemple par gravure chimique, pour éliminer les courts-circuits produits par les bavures.