Brevet FR2363260A1 — publié le 19780324

L'invention concerne la fabrication des circuits électriques et notamment une plaquette moulée pour circuit imprimé. La fabrication de circuits électriques utilisant les techniques des plaquettes de circuits imprimés est connue. Généralement, la plaquette est en un matériau isolant usiné pour recevoir les composants électriques, la connexion électrique entre les composants étant assurée par des surfaces métalliques conductrices sur un côté ou sur les deux côtés de la plaquette. L'usinage de la plaquette consiste à percer des trous à des endroits déterminés de la plaquette pour recevoir les conducteurs de certains composants électriques. L'usinage peut également consister à percer des trous plus grands de différentes dimensions et formes pour recevoir les éléments mécaniques correspondant à d'autres composants électriques tels que la forme cylindrique qui sert de support aux bobines conductrices formant des inductances.Pour des composants nécessitant des douilles, on usine des trous dans les plaquettes, a l'endroit adéquat pour pouvoir y introduire des douilles préfabriquées et les fixer a' la plaquette. Si la plaquette doit recevoir d'autres éléments tels que des potentiomètres, ou si elle doit être fixée à un châssis électrique, il est connu de fixer des brides à la plaquette. Les plaquettes connues sont difficiles à fabriquer et sont relativement onéreuses. L'usinage notamment la réalisation des trous à des endroits prédéterminés pour recevoir les composants, est extrêmement délicat, car si les trous ne sont pas à l'endroit précis, le montage est difficile notamment s'il s'agit de montage automatique. De plus, même si un trou est à un endroit précis, il faut que les dimensions du trou soient précises. Si le trou est trop petit, il est difficile d'introduire le conducteur du composant. Si par contre, le trou est trop grand, il n'y a plus d'effet capillaire agissant sur la brasure et cela se traduit par un branchement défectueux ou partiel.En outre, la fabrication de plaquettes de circuit, selon les techniques classiques est coûteuse, car elle nécessite des douilles, des brides ou analogues fabriquées par ailleurs, et qui doivent être fixées pour compléter l'assemblage. L'invention a pour objet de créer un assemblage de plaquette de circuit imprimé, amélioré, donnant un moyen précis et néanmoins économique, pour la réalisation de circuits électriques. En résumé, selon l'invention, la plaquette de circuit imprimé est moulée pour être mise en forme de façon prédéterminée et recevoir et porter des composants électriques. Les connexions entre les composants électriques sont assurées par un matériau conducteur prévu sur la plaquette, tel que du cuivre, suivant un modèle déterminé pour relier les composants. Comme la plaquette est moulée, on peut y pouler à des endroits précis des orifices de guidage pour les conducteurs des composants Le moulage permet d'évaser les trous pour faciliter l'introduction des composants. En outre, on peut mouler dans la plaquette en faisant corps avec celle-ci, des douilles pour composants, des brides de montage, des formes de bobines, des connecteurs de coin. L'invention sera décrite aux dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une plaquette de circuit, moulée. - la figure 2 est une coupe partielle d'un orifice de réception et d'une douille pour circuit intégré, selon la plaquette de la figure 1. - la figure 3 est une vue en coupe du connecteur de douille de la plaquette de la figure 1. La figure 1 montre une partie d'une pièce 10 composée de plaquettes de circuit, moulées selon l'invention. La vue en perspective montre de façon détaillée une premiére plaquette 12 qui est moulée en même temps qu'une autre plaquette 14 (représentée en partie) sur la même pièce 10. Deux lignes de découpe 16, 18 sont réalisées au moulage de la pièce 10, à la jonction de la première et de la seconde plaquettes 12, 14, permettant ainsi d'enlever facilement une plaquette de la pièce. Il est préférable d'utiliser des pièces comprenant plusieurs plaquettes puisque la plupart des chaînes de montage ont un rendement maximum avec des plaquettes de circuit ayant une dimension donnée. Le concept de la pièce permet à l'ouvrier de monter en même temps plusieurs plaquettes, ce qui supprime la perte de temps entre le montage de deux plaquettes.De plus, il est plus économique de souder par immersion ou à la vague, une pièce de dimensions normalisées et non des plaquettes séparées ayant des dimensions variables. Il est à remarquer qu'une pièce de dimension déterminée peut se composer de plusieurs plaquettes, distinctes, qui peuvent être différentes ou identiques. On peut utiliser des procédés de moulage très quelconques pour fabriquer les plaquettes de circuit de l'invention. Cependant, le mode de réalisation préférentiel de l'invention, consiste à utiliser comme composant de la résine époxy avec du verre, traitée par injection. Ces produits et ces procédés sont connus dans le domaine du moulage. Une caractéristique particulière de l'invention est que la plaquette de circuit, moulée, peut être mise en forme au préalable pour recevoir des composants électriques. Comme décrit ultérieurement, les composants électriques montés et logés sur les plaquettes peuvent être reliés par un matériau conducteur classique, prévu sur le côté inférieur de la plaquette. On peut prévoir plusieurs composants terminés par des conducteurs, et qui sont généralement montés sur les plaquettes par l'intermédiaire de trous percés ou perforés dans les plaquettes. Cependant selon l'invention, comme représenté par exemple à la référence 20, les trous de montage recevant les conducteurs des composants électriques peuvent être fabriqués au moulage de la plaquette de circuit. Etant donné la précision et les possibilités de répétition offertes par les procédés de moulage, les trous pour les composants peuvent être placés de façon précise d'une plaquette à l'autre, la dimension des trous restant dans des tolérances étroites. Cette caractéristique est particulièrement intéressante pour monter des composants électriques dans les plaquettes par une installation automatique. Un autre avantage de la plaquette moulée selon l'invention est d'avoir des trous pour des conducteurs électriques des composants qui peuvent avoir un avant-trou.Cela ressort clairement de la figure 2 qui est une vue en coupe partielle montrant une résistance 24 dont le conducteur 26 est destiné à venir dans le trou de guidage 20. Le trou de guidage 20 est moulé pour avoir un avant trou, si bien que le conducteur 26 de la résistance 24 est guidé dans le trou 20. Les dimensions du trou 20 sur le côté inférieur de la plaquette 12 sont critiques pour deux raisons. Si le trou 20 est trop petit, le conducteur 26 peut s'y introduire difficilement et le coût de la fabrication augmente. Si le trou 20 est trop grand, après que le conducteur 26 soit placé dans le trou et soudure de la plaquette, par exemple par soudure par immersion, l'effet capillaire de la soudure autour du conducteur 26 n'est pas suffisant pour donner une liaison solide. Il peut en résulter un contact intermittent. En résumé, le moulage des trous 20 dans la plaquette 12, offre de multiples avantages par rapport aux trous percés ou perforés dans les plaquettes connues. En premier lieu chaque trou est positionné précisément d'une plaquette à l'autre. En second lieu, la dimension des trous est constante et correspond à une valeur prédéterminée. En troisième lieu, on peut avoir un avant-trou au moulage, permettant ainsi d'introduire facilement les composants. Tous ces avantages sont extrêmement importants pour la réalisation de circuits électriques économiques et fiables sur des plaquettes de circuit. Bien que l'exemple ci-dessus concerne un composant avec un conducteur en saillie, tel qu'une résistance 24, il est clair que de multiples composants électriques ont des conducteurs en saillie, et peuvent se monter avantageusement sur une plaquette de circuit moulée de l'invention. A titre d'exemple, on a des condensateurs, des inductances, des cristaux, des diodes etc. Un élément usuel que l'on trouve dans un circuit est une inductance. De façon caractéristique, une inductance nécessite un noyau autour duquel se trouve un enroulement de fil électrique. Il est connu que la bobine peut être réalisée en perforant ou en perçant un trou de dimension adéquate dans la plaquette et en logeant de force dans le trou un support de bobine portant l'enroulement. Cependant suivant l'invention, on peut mouler directement dans la plaquette un support de bobine tel que le support 30, à un endroit précis. Etant donné la précision du procédé de moulage, le support. de la bobine se trouvera non seulement placé de façon prédéterminée mais il aura également le diamétre intérieur et le diamètre extérieur précis. Si la bobine doit être accordée, on peut prévoir des nervures ou un filetage adéquat sur le diamétre interne du support 30 de la bobine pour recevoir un noyau. Il est souvent souhaitable d'avoir une bride au bord du circuit pour fixer un composant sur le bord ou pour fixer la plaquette sur un autre dispositif. Cela se réalisait dans l'art antérieur en fixant une bride métallique à la plaquette par exemple en soudant ou en utilisant des organes de liaison mécaniques, classiques tels que des vis et écrous. A la figure 1, la plaquette selon l'invention comporte des brides faisant corps ; deux brides 32, 34 sont représentées à la figure. Ces brides sont obtenues par moulage. On peut mouler les brides en une seule pièce avec la plaquette 12. La bride 32 est destinée à la fixation de la plaquette 12 sur un élément externe tel qu'un châssis, à l'aide d'un moyen de liaison mécanique tel que par exemple une vis, un écrou. La bride 34 est destinée à la fixation d'un autre composant Par exemple: la sortie d'un potentiomètre, un indicateur lumineux un commutateur ou un composant quelconque peut être fixé à la bride 34 par les trous de montage 36. Il est clair que les trous 36 sont réalisés au moulage de la bride 34, et ces trous sont positionnés précisément et peuvent avoir n'importe quelles formes et dimensions. Dans la réalisation classique de plaquettes de circuit, il est souvent recommander d avoir des douilles sur la plaquette, pour recevoir des composants électriques. Cela se fait généralement en perçant ou en perforant des trous de dimension adéquate dans la plaquette, les dimensions et formes de trous permettant le montage d'une douille fabriquée séparément. Selon la figure 1, la douille de base 38 peut etre réalisée en une seule pièce avec la plaquette moulée 12. Dans ces conditions, la douille 38 est destinée à recevoir des circuits intégrés ayant des rangées parallèles de conducteurs. On remarque que la douille 38 ainsi que d'autres composants moulés sur la plaquette 12 peuvent être positionnés de façon précise sur la plaquette. Les trous de la douille 38 sont positionnés de façon précise et permettent une introduction très sûre du circuit intégré. Alors que les contacts électriques de composants du commerce peuvent être introduits dans les douilles 38 pour la mise en contact électrique des conducteurs du circuit, la figure 2 consiste à utiliser un moyen plus économique. Cette figure montre en coupe la douille moulée 38 avec deux trous 40 recevant chacun un conducteur d'un circuit intégré. La plaquette peut recevoir un matériau conducteur tel que du cuivre pour relier les composants électriques. On connaît plusieurs procédés pour relier les chemins métalliques de plaquettes de circuit imprimé. Selon un procédé, on recouvre completement la plaquette avec du cuivre, puis par un procédé de photorésistance, on enlève sélectivement le cuivre et on laisse un circuit de forme voulue.Un autre procédé connu utilise le dépôt d'une cole à un endroit précis sur la plaquette sur laquelle le cuivre doit se fixer, puis on dépose le cuivre. On connaît également d'autres techniques convenables. Selon la figure 2, le cuivre conducteur 46 qui revet la plaquette peut remonter dans les trous 40 pour assurer le branchement électrique entre les conducteurs des circuits intégrés et les autres composants de la plaquette, sans nécessiter de connecteurs complémentaires. Cela constitue un moyen peu coûteux, très fiable, pour monter des composants tels que des circuits intégrés, des transistors etc sur la plaquette. Comme représenté également à la figure 1, une bande conductrice 50 est moulée en une seule pince avec la plaquette 12. Le connecteur 50 peut recevoir un nombre quelconque de douilles d'enfichage et comme il est moulé, il peut avoir n'importe quelle forme, dimension et position sur la plaquette 12. La figure 3 est une-vue en coupe du connecteur 50. Une série de décrochements est moulée dans le connecteur 50, l'un des décrochements portant la référence 52. A la base du décrochement, on a un canal 54 qui descend jusqu'au chemin 46 en cuivre, revetant le côté inférieur de la plaquette. Le décrochement 50 est moulé à la dimension et à la forme adéquates pour recevoir un nombre quelconque de broches et/ou de douilles, du commerce, et qui s'introduisent simplement dans ce décrochement 52 et s'y maintiennent par frottement, au cours de la soudure par immersion ou à la vague, ou analogue, en fixant les broches oudcuilles à l'élément en cuivre 46. La figure 1 montre un certain nombre de trous de partie extrudée telle que le connecteur latéral 60 constituant des exemples en nombre réduit de multiples formes que peut prendre une plaquette de circuit moulée pour recevoir et/ou porter des composants électriques ou autres. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Plaquette de circuit électrique ou électronique caractérisée en ce qu'elle 112t est moulée à une forme prédéterminée (20, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 50, 52, 54, 60) pour recevoir et porter des composants électriques (24), la plaquette pouvant recevoir un matériau conducteur (46) suivant un modèle déterminé pour la connexion des composants électriques suivant un circuit donné. 2 ) Plaquette selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un des composants électriques (24) comporte des conducteurs en saillie (26) destinés à être introduits dans une douille de réception, la plaquette comportant une structure de douille (38), moulée, cette structure de douille ayant des dimensions prédéterminées pour recevoir les conducteurs des composants électriques. 30) Plaquette selon la revendication 2, caractérisée en ce que la douille moulée (38) pour recevoir un matériau conducteur (40) de façon lorsque les conducteurs électriques du composant sont introduits dans la douille, la matiere conductrice vient en contact avec les conducteurs pour former le branchement électrique. 40) Plaquette selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un des composants électriques est une inductance avec une partie de noyau et une partie d'enroulement enroulée sur le noyau, la plaquette comportant un noyau (30) faisant corps, de dimensions prédéterminées pour recevoir l'enroulement et former l'inductance. 50) Plaquette selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est combinée à d'autres plaquettes analogues, en étant moulée en une seule piece (10). 60) Plaquette selon la revendication 5, caractérisée en ce que des lignes de rupture (16, 18) sont moulées dans la piéce à des endroits prédéterminés par rapport aux plaquettes pour permettre d'enlever les plaquettes de la pièce.