Brevet FR2447085A1 — publié le 19800814

Le demandeur a déjà décrit dans sa demande antérieure n0 79.01 195 déposée le 18 Janvier 1979, pour Procédé et machine pour la fabrication d'un condensateur-plan et condensateur obtenu, un procédé de fabrication en continu d'un condensateurplan à armatures rigides métalliques enserrant un diélectrique en résine synthétique. Dans cette demande de brevet antérieure, le demandeur a également décrit une forme de condensateur obtenu par un tel procédé. Le demandeur a également décrit dans sa demande antérieure ne 79.01 196 déposée le 18 Janvier 1979 peur Procédé de fabrication d'un condensateur à diélectrique de très faible épais- sueur, et condensateur obtenu, un procédé de fabrication, et un condensateur caractérisé par le fait qu'vil comporte un diélectrique au sein duquel sont distribués des granules isolants et durs, comme des grains de raisin dans un cake, lesdits grains comprimés eons- tituant une zone de sécurité délimitant l'épaisseur minimum sus- eeptible entre atteinte par le diélectrique. La présente invention a pour objet la fabrication d'un conden- sateur tel que défini structuralement dans la 1ère demande précitée, et utilisant à titre de diélectrique le composé résine synthétique- granules défini dans la 2ème demande précitée, à cette différence près que le processus utilisé n1 est pas dépendant de la technique en continu, mais dépend de la technique du " pièce-par-pièce . Le procédé conforme & l'invention est essentiellement caracté- risé par le fait qulil comporte - une première phase consistant i obtenir des plaquettes individuelles métalliques rigides parfait-- ment planes servant d'armatures, - une seconde phase consistant à accoler entre les armatures une pastille diélectrique meulé avec granules incorporés, - une troisième phase consistant i ramollir à la chaleur ladite pastille, - et une quatrième phase concomittante consistant à comprimer le " sandwich " i chaud jusqu'à ce qu'il soit réduit à une épaisseur de quelques dizaines de micron. Suivant un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, les armatures sont découpées dans du fer blanc (fer étamé) sur des petites presses automatiques à partir de plaquettes de quelques centièmes de m/m. Selon une variante, on utilise du. laiton étamé découpé dans des plaquettes de quelques dixièmes de m/m. Pendant la compression, les deux plaquettes devront rester rigoureusement parallèles et ne pas glisser l'une par rapport à l'autre En fin de compression, le condensateur sera formé. Il pourra outre éventuellement enrobé d'une matierfe extérieure protectrice. Une caractéristique intéressante du procédé est l'emploi de fer pour la réalisation des plaquettes; pour trois raisons - le fer est un métal qui a une mauvaise conductibilité thermique. On verra ultérieurement pourquoi cette propriété est intéressante (soudure du condensateur sur circuits isprlm - sa chaleur spécifique est élevée, - c'est un métal magnétique. D'autres particularités et avantages apparattront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, lesquelles sont faites en regard des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une presse pour la mise en oeuvre du procédé conforme & l'invention. La figure 2 est une vue en plan suivant la coupe II-II de la fig. 1. Les figures 3, 4 sont des vues en plan et en élévation de phases successives de mise on oeuvre du procédé. Les figures 5 et 6 sont des vues en plan et en élévation plus détaillées de la zone Â des fig. 3 et 4. Les figures 7 et 8 montrent la forme des armatures du cond-nsa- tour, et l'empilement de cinq d'entre elles avec quatre pastilles diélectriquos à granules incorporés formant quatre condensateurs en parallèle. En ce qui concerne la fabrication des armatures, elles sont obtenues par découpage. Ltoutillage de découpage sera très précis et permettra le fonctionnement de la presse en marche automatique. La forme de ces armatures est représentée à la fig. 7. I1 est préférable de découper les armatures 2 par 2 en les disposant tSte-bFche, dans la bande de métal de façon & ce qu'elles puissent tomber dans une bette dans la bonne position, bavures vers l'extérieur pour les 2 armatures. Pour la fabrication des pastilles de diélectrique à granules incorporés, on se référera utilement au contenu de la demande de brevet français du demandeur ne 79. En se référant aux fig. 3 à 6, on voit que les armatures 1 et 2 sont placées tête-bêche et qu'ainsi les pattes la, 2a sont alternées. Un des procédés d'empilage consiste à se servir dune petite botte à bords évasés 3. Les trois pièces (2 armatures et le diélectrique) tombent au fond de la bote et sty trouvent positionnées. La pré-fusion consiste à presser légèrement le "sandwich n tout en chauffant par-dessus et par-dessous juste pour provoquer l'adhérence des trois constituants. La pression atmosphérique est suffisante pour maintenir plaqués les trois composants du " sandwich ". Les fig. 3 à 6 montrent le principe du transfert des constituants de la zone A (empilage et pré-fusion) jusquà la presse de compression (à droite, zone c). Les figures 4, 5 et 6 montrent le détail de l'empilage, en élévation. La petite bote 3 à quatre côtés se compose en fait de deux c8tés fixes et deux côtés mobiles : une palette 4 mue par un piston 4a et une vanne 5. Les opérations de transfert sont les suivantes a) palette en position " 1 " - vanne en position n 1 n: chargement b) palette en position n 2 " - vanne en position n 1 ":pré-fusion c) palette recule en " 1 n - vanne s'escamote en " 2 n d) palette avance en poussant le " sandwich " vers la fusion e) palette avance en poussant le " sandwich " vers la haute pression La chaleur nécessaire à la pré-fusion peut entre apportée par deux jets d'air chaud (zone B) ou par le contact avec 2 pannes chaudes ou dtautres procédés. Le vérin qui assure le transfert du " sandwich " nla pratiquement aucun effort à accomplir. Si c'est un vérin à air, la pression pourra 8tre de 0,050 kg par exemple. Mais la course sera assez longue : 20 à 30 cm. Le n piston " peut etre une n corde à piano " cambrée de façon à faire constamment plaquer la palette au fond de la glissière. La palette est une pièce d'aluminium large de 10 mm, longue de 25 mm, épaisse de 2 à 3 mmO Sa longueur assure un guidage parfait dans la glissière et fait que la face d'appui 6 est bien perpendiculaire à la direction du transfert. La phase délicate du transfert n'est pas le trajet P1-P2, puis- que le " sandwich " est solidifié, mais plutôt la phase P2-P3. Par rapport à la pré-fusion, la phase de fusion est beaucoup plus poussée : le diélectrique entre à l'état p8teux, En raison de la chaleur spécifique élevée du fer, celui-ci conservera la chaleur plus longtemps que ne le ferait un métal bon conducteur; cela permet de transporter le " sandwich " jusqu'entre les plateaux de la presse, sans qu'il ne se refroidisse notablement (zone c). L'on peut envisager plusieurs sources de chaleur a) par raypnnement : un projecteur infra-rouge concentre sur " sandwich " une énergie calorifique importante. b) par haute fréquence. c) par convection : la zone de fusion est un petit four-tunnel à air chaud que traverse lentement le n sandwich " poussé par la palette. d) par conduction : une panne chauffée électriquement à une tempé rature de plusieurs centaines de degrés se pose sur l'armature supérieure (comme pour la pré-fusion), mais la température est beaucoup plus élevée et le contact dure plus longtemps. En même temps, on chauffe le " sandwich " par en-dessous. Dans ce système, il faut envisager un guidage avant et arrière comme dans la phase de fusion, sinon l'armature supérieure risque de glisser lors de la fusion du diélectrique (" flambage n). e) par Jet d'air chaud même remarque que ci-dessus, il faut empêcher tout " flambage 20 De toute façon, dans cette phase do fusion, la température obtenue doit être précise trop basse, l'on risque d'savoir besoin dlune pression énorme pour re-plastifier le diélectrique; trop levée, risque de " flambage Le " sandwich " dont l'intérieur est plastifié, se trouve entre les plateaux (zone K) (fig. 1 et 2) Il faut maintenant que la presse agisse, en comprimant le tout.La pression doit s'exercer entre deux plateaux 7 et 8 d'un parallélisme parfait, et les arma turnes ne doivent pas glisser dans le plan horizontal. Le plateau supérieur 7 mu par le vérin 9 est mobile, tandis que le plateau inférieur 8 est fixe. Ces deux conditions s'obtiennent par une fabrication très soignée de la presse et par le fait qu'en fin de course, le plateau supérieur vient buter sur quatre cales réglables 10, 11, 12, 13 portées par le plateau réglable 14, qui définissent exactement sa position par rapport au plateau inférieur. Si, nonobstant ces précautions, un " flambage " se produisait, un palliatif serait l'aimantation des plateaux de raçon à y assujettir les armatures. Bien entendu, ce moyen n'est envisageable qu'avec des armatures en ferO Les électro-aimants incorporés dans les plateaux ne seraient alimentés en courant électrique, que pendant l'application de la pression. La conception générale de la presse est représentée aux fig. 1 et 2. On voit en 15, 16, 17, 18 les colonnes de guidage des plateaux, et en 19 le vérin de réglage dtépaisseurO On remarquera que-les électro-aimants éventuels ne sont pas représentés, - lon peut presser simultanément n condensateurs (dans la figure n = 12), - pour tous les cas où n est supérieur à 1, il faudra un carrousel de n bottiers d'empilage, n lignes de transfert, n dispositifs de fusion. Un refroidissement ou un réchauffement des plateaux peut âtre nécessaire selon les cas. En outre, en fin d'opération, un jet dahir comprimé viendra balayer la zone K pour chasser les poussières et déchets éventuels et pour éjecter la pièce terminée. Les opérations de finition comportent d'abord un détourage Au cours de la compression, le compound stest répandu, en se oli- difiant, tout autour du condensateur. Il importe qu'un outil de découpage supprime l'excédent de matière et donne au condensateur sa forme définitive. Elles comportent ensuite une opération de contrOle électrique et de mesure: elles peuvent s'effectuer dès la sortie de la presse, ce qui permet d'intervenir immédiatement sur le réglage du vérin 19 si la valeur de la capacité C est différente de la valeur d rée. Une solution sophistiquée consiste à faire commander le vérin 19 par un servo-moteur obéissant aux valeurs de la capacité C mesurées par un pont. On peut ensuite procéder à un enrohage quoique celui-ci ne soit pas indispensable; toutefois, le condensateur ayant ses deux armatures métalliques à nu, il peut outre nécessaire d'enrober l'ensemble, soit par trempage dans un vernis approprié, soit par surmoulage. Dans les deux cas, aucune trace de vernis ou de matière plastique nr doit exister sur les sorties. L'opération de marquage se fait sur machine Offset ou & l'écran soie. Enfin, on peut empiler aisément les condensateurs élEmentaires. Il est avantageux de les empiler dans la zone A. Il existe plusieurs raisons d'avoir recours à l'empilement - obtenir des valeurs de C élevées, - obtenir des valeurs de C moyennes ou faibles sans avoir recours au compound et en employant simplement le polystyrène comme diélectrique, - auto-blinder le condensateur, armature soumise au potentiel HF étant enserrée entre deux armatures reliées à la masse. Les fig. 7 et 8 montrent l'empilement de 5 armatures et 4 pastilles diélectriques, formant 4 condensateurs en parallèle. Les armatures impaires étant à la masse, le condensateur résultant est auto-blindé. La mise en parallèle sZeffectue lors de la soudure au trempé des ll pattes " formées par l'empilement des serties. Siil s'agit de laiton 2/10 n soit que les pattes " impaires n feront 6/10 et les pattes paires 4/10. Ces épaisseurs sont tout & fait compatibles avec les perforations standard des circuits imprimés. I1 va de soi que l'on peut, sans sortir du cadre de la présente invention, apporter toute modification aux formes de réalisation qui viennent d'être décrites. REVENDICATIONS l - Procédé de fabrication diun condensateur-plan de très faible épaisseur, au pièce-par-pièce, caractérisé par le fait qu'il comporte - une première phase consistant à obtenir des plaquettes individuelles métalliques rigides parfaitement planes servant dar- matures, - une seconde phase consistant à accoler entre les armatures une pastille diélectrique moulée avec granules incorporés, - une troisième phase consistant à ramollir i la chaleur ladite pastille, - et une quatrième phase concomittante consistant i comprimer le " sandwich " à chaud jusqu'à ce qu'il soit réduit | une épaisseur de quelques dizaines de microns. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les armatures sont découpées dans du fer blanc (fer étamé) sur des petites presses automatiques à partir de plaquettes do quelques centièmes de m/mO 3 - Procédé selon la revendication l caractérisé par le fait que lton utilise du laiton étamé découpé dans des plaquettes de quelques dixièmes de m/mo