Brevet FR2442570A1 — publié le 19800620

La présente invention concerne un procédé d'insertion dans un substrat recouvert, au moins sur l'une de ses faces, d'un réseau de connexions en forme de circuits imprimés, d'une plaque isolante comportant, au moins sur une portion de sa périphérie, des plages de contact métallisées devant être reliées au réseau de connexions dudit substrat. La présente invention concerne également le dispositif obtenu par ce procédé. En électrotechnique ou en électronique, le problème se pose de pouvoir incorporer de façon aisée et fiable, sur des supports isolants portant des réseaux de connexions électriques, des sousensembles représentant chacun une fonction complète et constitués d'éléments actifs et passifs reliés entre eux par des liaisons électriques disposées également sur des supports isolants. Dans la terminologie habituelle utilisée par les spécialistes, le support isolant portant des réseaux de connexions électriques est connu sous le nom de "circuit imprimé" et le sous-ensemble constitue un circuit hybride". Le circuit imprimé est réalisé, généralement, sur un support en papier phénolique recouvert d'une couche de cuivre soumise à une attaque chimique localisée et, pour des raisons de simplicité, cette couche de cuivre n'est disposée le plus souvent que sur une face, l'autre face étant réservée à la mise en place des éléments à fixer. Le circuit hybride est obtenu à partir d'un support de céramique ou de verre recouvert, sur l'une de ses faces, d'un revêtement métallique localisé. La façon habituelle de fixer. les circuits hybrides sur les circuits imprimés consiste à munir les premiers de connexions métalliques en forme de tiges pincées et soudées sur le support en céramique ou en verre desdits circuits hybrides et à insérer ces tiges dans des trous pratiqués dans le réseau de connexions des circuits imprimés, cette méthode se rapprochant de celle utilisée pour les autres composants. Pour augmenter le rendement d'une telle opération, il est souhaitable de pouvoir souder simultanément une pluralité de pinces sur le substrat en céramique et à insérer ensuite simultanément les tiges dans les trous pratiqués dans le support des circuits imprimés, cette opération étant d'ailleurs facilitée par le fait que lesdits trous pratiqués dans le support de cir cuits imprimés sont percés à un pas standard généralement multiple ou sous-multiple de 2,54 cm. Tel est le but recherché dans le brevet français 2 199 205 qui a pour objet l'insertion d'éléments de connexion de plaquettes où supports portant des circuits imprimés sur une plaque portant des conducteurs. Selon ce brevet, les pinces sont regroupées sous forme de grille, chacune d'entre elles représentant un motif de ladite grille séparé et maintenu à distance appropriée du motif voisin à l'aide d'au moins deux entretoises transversales. Chacune de ces deux entretoises est ensuite éliminée pour désolidariser les différents motifs les uns des autres de manière à permettre ainsi leur soudage, d'un côté, sur les plages du support portant le circuit imprimé et, de l'autre côté, dans les trous pratiqués à un pas déterminé dans la plaque portant des conducteurs. En conséquence, la mise en oeuvre de l'invention décrite dans ce brevet présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, les tiges constituant l'une des extrémités des pinces doivent être introduites unitairement dans les trous pratiqués dans la plaque portant des conducteurs : ainsi, la moindre déformation d'une tige empêche l'insertion de l'ensemble de la grille. Or, la coupe nécessaire de l'entretoise transversale avant l'insertion des tiges dans les trous peut provoquer la déformation ou le désalignement de celles-ci. De plus, le soudage des pinces, d'une part, sur le support du ou des circuits imprimés et,d'autre part, sur la plaque portant des conducteurs, doit être effectué nécessairement en deux étapes. Dans ces conditions, le soudage réalisé dans la seconde étape peut provoquer le dessoudage des éléments fixés lors de la première étape, ou encore peut provoquer éventuellement une détérioration de la matière synthétique fixant les pinces. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. En effet, la présente invention concerne un procédé d'insertion, dans un substrat recouvert, au moins sur l'une de ses faces, d'un réseau de connexions en forme de circuits imprimés, d'une plaque isolante comportant, au moins sur une portion de sa périphérie, des plages de contact métallisées devant être reliées au réseau de connexions dudit substrat, procédé notamment remarquable en ce que, dans le substrat portant les circuits imprimés, on incise une fente de longueur sensiblement égale à celle d'un côté de la plaque où ont été regroupées les plages de contact métallisées, ladite fente bordant les extrémités des connexions des circuits imprimés, en ce que l'on introduit, ensuite, dans la fente et perpendiculairement à la surface dudit substrat, ledit côté de la plaque qui porte les plages de contact, et en ce que l'on soude lesdites extrémités des connexions des circuits imprimés auxdites plages de contact en regard. L'un des avantages d'un tel procédé réside notamment dans la facilité et la rapidité d'exécution qu'il procure pour effectuer l'opération d'insertion, opération qui peut être réalisée de la même manière quel que soit le nombre de connexions et de plages de contact à raccorder. En effet, ce procédé permet d'éliminer l'opération fastidieuse et lente d'embrochage de tiges conductrices dans des trous du réseau de circuits imprimés, cet embrochage étant, d'ailleurs, lié à l'état desdites tiges. Ce procédé permet, également, de rendre automatisable 1 'opé- ration d'insertion. Par ailleurs, contrairement aux procédés utilisés jusqu'à ce jour, le soudage de toutes les connexions peut être réalisé en une seule étape, ce qui supprime les risques de dessoudage de certains éléments pendant le soudage des autres. Dans une forme préférentielle de mise en oeuvre du procédé, on donne à la fente créée dans le substrat portant le réseau de connexions une largeur qui, le long des extrémités des connexions, est sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque devant y être insérée, et une largeur supérieure dans les autres zones. Ainsi, lorsque la plaque est disposée dans la fente du substrat portant les circuits imprimés, apparait un évidement entre chacune des connexions. L'expérience montre que cet évidement constitue un évent utile pour l'échappement des gaz lors d'une opération de soudage au bain. Pour des raisons de facilité d'adaptation des outillages nécessaires à la confection de ladite fente, les extrémités des connexions sont généralement rectilignes et la portion de la fente située entre les extrémités de deux connexions voisines est sensiblement demi-circulaire. Pour limiter la profondeur d'enfoncement de la plaque isolante dans la fente lors de son insertion, au côté de la plaque portant les plages de contact on adjoint au moins une zone non métallisée, en retrait, dont la tranche s'appuie, après l'insertion de ladite plaque, sur la surface du substrat portant le réseau de connexions. Suivant les cas, on place cette zone non métallisée soit au centre du côté de la plaque qui porte les plages de contact, soit au moins à une, et de préférence aux deux extrémités dudit côté. La présence d'une fente de grandes dimensions peut parfois entraîner des complications dans l'implantation des connexions des circuits imprimés. En effet, certaines desdites connexions qui pourraient être rectilignes doivent contourner ladite fente et, de ce fait, leur longueur est considérablement augmentée, ce qui peut avoir des répercussions du point de vue électrique et du point de vue encombrement. Dans ce cas il est avantageux d'insérer, au préalable, dans la fente du substrat, un pontet à l'emplacement où l'on désire un raccordement court des connexions. De préférence, ce pontet est constitué par une bandelette réalisée dans un métal souple et élastique recourbée en son centre et il comporte une partie pliée à ses deux extrémités. Ainsi lorsque l'on insère la plaque isolante dans la fente, le pontet se trouve bloqué par le bord recourbé de ses extrémités. Ce pontet qui permet donc de réaliser des connexions courtes sur le substrat participe encore dans une certaine mesure à la tenue mécanique de la plaque isolante dans la fente, avant l'opération de soudage, du fait des forces élastiques qu'il développe sur les pièces dans lesquelles il s'insère. La présente invention concerne également le dispositif obtenu par le procédé selon l'invention et comportant une plaque isolante portant des plages de contact métallisées et un substrat recouvert sur au moins l'une de ses faces d'un réseau de connexions en forme de circuits imprimés, ladite plaque isolante étant insérée perpendiculairement dans une fente pratiquée dans le substrat de telle manière que les plages de contact soient en regard des connexions des circuits imprimés. La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif, aidera à bien comprendre en quoi réside l'invention. La figure 1 représente une illustration du procédé selon l'invention dans un premier exemple de mise en oeuvre. La figure 2 est une vue partielle et de dessous, de lten- semble obtenu après insertion, dans l'exemple correspondant à la figure 1. La figure 3 est une vue relative à un second exemple de mise en oeuvre de l'invention, exposant une variante de réalisation. La figure 4 est une vue partielle, de dessous, analogue à la figure 2, mais correspondant à un stade ultérieur du procédé selon l'invention. Il est à noter que sur les figures les dimensions ne sont pas proportionnées entre elles, ceci afin de rendre les dessins plus clairs. Comme on peut l'oberver sur les figures 1 et 2, qui portent, pour les mêmes éléments, les mêmes repères, le but du procédé selon l'invention est de relier électriquement aux circuits imprimés portés par un substrat les plages de contact d'une plaque isolante 1, porteuse elle-même d'une fonction électronique déterminée. Lesdites plages de contact métallisées 2a, 2b, 2c ont été regroupées le long d'un même côté la de la plaque 1. Le substrat 3, en matière isolante est muni d'un réseau de connexions 4a, 4b, 4c, 4d en forme de circuits imprimés auxquels sont reliés par soudure des composants actifs ou passifs comme représenté en 5, 6, 7. Conformément au procédé selon l'invention, on a incisé dans le substrat 3 une fente 8. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, et alors que le côté 8a de la fente 8 est rectiiigne, on a donné, au contraire, à des portions 8c du côté 8b, une forme évasée, sensiblement circulaire. Comme il est indiqué sur les figures 1 et 2, les portions évidées 8c de la fente 8 sont situées entre chaque extrémité 14a, 14b, 14c, des connexions 4a, 4b, 4c, de sorte que le long desdites extrémités de connexions, la fente 8 a une largeur qui est sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque 1 devant y être insérée, alors que ladite fente a une largeur supérieure dans les autres zones et donne lieu aux évidements 8c.Cette disposition utilisée dans le procédé selon l'invention offre l'avantage de favoriser une bonne soudure entre les parties métallisées à raccorder (plages 2a, 2b, 2c et extrémités de connexions 14a, 14b, 14c) du fait que l'assemblage est perméable au gaz notamment dans la région de la fente 8. Ainsi, lors de l'opération de soudage au bain, les gaz dégagés par la volatilisation du flux utilisé ne s'accumulent pas au voisinage de la fente 8 et les liaisons électriques réalisées sont parfaitement reproductibles. A défaut d'utiliser la disposition en question, la Demanderesse a constaté que, dans une proportion non négligeable, les liaisons électriques n'étaient pas réalisées au premier passage, et qu'il fallait opérer un contrôle rigoureux des soudures avec la nécessité d'effectuer de fréquentes réparations. Bien entendu, les portions évidées 8c de la fente 8 qui ont été représentées, dans l'exemple choisi, avec une forme sensiblement semi-circulaire, pourraient aussi bien avoir une autre forme, triangulaire ou trapézoidale par exemple, sans que l'effet avantageux qui en résulte n'en soit modifié. Cependant, la Demanresse a une préférence pour la forme semi-circulaire décrite, en raison de la simplicité des outils qui est liée à cette forme. D'autre part, si dans l'exemple choisi, le bord 8a de la fente 8 a été décrit comme étant rectiligne, on pourrait encore avantageusement prévoir qu'il comporte, lui aussi, des évidements symétriques des évidements 8c représentés sur le bord 8b. On obtient alors une plus grande perméabilité de l'assemblage visà-vis des gaz et la reproductibilité de l'opération de soudage est encore améliorée. La longueur de la fente 8 est sensiblement égale à celle du côté la de la plaque 1 où ont été regroupées les plages de contact 2a, 2b, ... Dans ses parties les plus étroites, la fente 8 a une largeur sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque 1 de sorte que le côté la de la plaque 1 peut être inséré facilement dans la fente 8 du substrat 3 comme représenté à la figure 2 sans avoir besoin d'exercer une pression importante, et sans présenter un jeu excessif. Pour limiter la profondeur d'enfoncement de la plaque 1 dans la fente 8, on a prévu, selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, d'adjoindre au côté la de la plaque 1, au moins une zone non métallisée, en retrait, dont la tranche s'appuie sur la surface du substrat 3 après l'insertion de ladite plaque. Dans l'exemple décrit, une zone non métallisée en retrait est placée à chaque extrémité du côté de la plaque 1 portant les plages de contact ce qui est représenté par les épaulements lb à la figure 1. Lorsque, pour des raisons de simplicité d'implantation, notamment, on désire qu'une connexion du substrat 3 franchisse sans discontinuité électrique l'emplacement occupé par la fente 8, on peut avantageusement utiliser un pontet métallique 9 comme représenté aux figures 1 et 2, permettant dans l'exemple choisi, d'assurer la continuité électrique entre les connexions 4c et 4d. Ce pontet 9 est constitué de préférence par une bandelette de métal souple et élastique, par exemple un alliage de cuivre d'une épaisseur de 0,1 mm recouvert d'étain. Le pontet 9 a une forme assimilable à un U, c'est-à-dire recourbé en son centre et comportant une partie pliée 9a à ses deux extrémités. Ainsi, il peut être inséré très aisément dans la fente 8 et il s'y maintient par le jeu des forces élastiques jusqu'à ce qu'on insère à son tour la plaque 1.Cette opération peut, de plus, être facilement mécanisée, le pontet 9 obtenu à partir d'un ruban métallique de grande longueur, dont la partie nécessaire est sectionnée et pliée en une suite d'opérations qui peuvent même être combinées avec l'insertion de la plaque 1. Selon l'exemple de la figure 2, les épaulements lb permettant de limiter la pénétration de la plaque 1 sont situés à chaque extrémité du côté de la plaque 1 portant les plages de contact. Il doit être entendu que le nombre de ces épaulements peut être quelconque ainsi que leur emplacement. Selon une mise en oeuvre avantageuse de l'invention, on place l'épaulement non métallisé au centre du côté de la plaque qui porte les plages de contact. Lesdites plages de contact sont alors divisées en deux groupes de part et d'autre de l'épaulement central, selon ce qui est représenté à la figure 3. A lafigure 3, on observe en effet que la plaque 11 supportant une fonction électronique déterminée, a ses plages de contact regroupées d'une part en 12a, 12b, 12c et d'autre part en 12d, 12e, 12f, de chaque côté de la zone non métallisée, en retrait, formant l'épaulement central 13 destiné à limiter l'enfoncement de la plaque 11 dans le substrat 30. Selon cette variante de réalisation de l'invention, on bénéficie de l'avantage de disposer d'une région axiale 31 du substrat 30 dans laquelle peut être prévu le passage des connexions ne devant pas être interrompues par les fentes 18a, 18b, ce qui peut dispenser d'avoir recours à l'utilisation d'un ou plusieurs pontets et permet l'économie correspondante. Il y a lieu de remarquer que l'obtention de la forme de plaque isolante telle que représentée à la figure 1 ou encore à la figure 3, forme présentant un ou plusieurs épaulements sur l'un des côtés, ne présente pas une difficulté technologique considérable, car il est connu des spécialistes que des plaques de ce type, en matière céramique comme l'alumine par exemple, peuvent être aisément prédécoupées dans un stade de fabrication, précédant le recuit final. Lorsque tous les éléments sont assemblés selon une forme donnée en exemple à la figure 2, on réalise la soudure des parties métalliques à relier par l'un des procédés bien connus des spécialistes, par exemple par le procédé dit "à la vague" ou encore du trempé dans un bain de soudure immobile à niveau constant. On obtient alors, en même temps que les liaisons électriques recherchées entre les plages de contact et les extrémités de connexions de circuits imprimés, une immobilisation mécanique de la plaque insérée dans le substrat du fait même des ménisques de soudure qui se produisent sur les métallisations disposées en regard les unes des autres. Le résultat obtenu est illustré à la figure 4 qui est une vue correspondant à la figure 2, mais précisément, après l'opération de soudage alors que la figure 2 représente les éléments tels qu'assemblés, avant soudage. On a représenté à la figure 4 les ménisques 15 de soudure tels qu'ils se forment pour les raccords électriques respectifs entre les plages de contact 2a, 2b, 2c et les extrémités de connexions 14a, 14b, 14c, 14d. Il est clair que l'on a le plus souvent avantage à combiner, en une seule opération de soudage, la liaison de la plaque insérée dans le substrat et, en même temps, la liaison des composants habituels aux circuits imprimés portés par le substrat. Ainsi, le procédé selon l'invention, est particulièrement économique et ne fait pas appel à des techniques de mise en oeuvre particulièrement difficile. - REVEND ICAT IONS 1.- Procédé d'insertion dans un substrat recouvert, au moins sur l'une de ses faces, d'un réseau de connexions en forme de circuits imprimés, d'une plaque isolante comportant, au moins sur une portion de sa périphérie, des plages de contact métallisées devant être reliées au réseau de connexions dudit substrat, caractérisé en ce que, dans le substrat portant les circuits imprimés, on incise une fente de longueur sensiblement égale à celle d'un côté de la plaque où ont été regroupées les plages de contact métallisées, ladite fente bordant les extrémités des connexions des circuits imprimés, en ce que l'on introduit ensuite, dans la fente et perpendiculairement à la surface du substrat, ledit côté de la plaque qui porte les plages de contact, et en ce que l'on soude lesdites extrémités des connexions des circuits imprimés auxdites plages de contact en regard. 2.- Procédé d'insertion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on donne à la fente créée dans le substrat portant le réseau de connexions une largeur qui, le long des extrémités des connexions, est sensiblement égale à l'épaisseur de la pâque devant y être insérée et une largeur supérieure dans les autres zones. 3.- Procédé d'insertion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portions de la fente situées entre chacune des extrémités des connexions sont évasées de manière sensiblement semi-circulaire. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au côté de la plaque portant les plages de contact, on adjoint au moins une zone non métallisée, en retrait, dont la tranche s'appuie, après l'insertion de ladite plaque, sur la surface du substrat portant le réseau de connexions. 5.- Procédé d'insertion selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on place la zone non métallisée au centre du côté de la plaque qui porte les plages de contact. 6.- Procédé d'insertion selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on place la zone non métallisée au moins à une extrémité du côté de la plaque qui porte les plages de contact. 7.- Procédé d'insertion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour raccorder une connexion d'un bord de la fente à une connexion située sur l'autre bord, on insère, au préalable, dans la fente du substrat, un pontet constitué par une bandelette métallique souple et élastique recourbée en son centre et qui comporte une partie pliée à ses deux extrémités. 8.- Dispositif obtenu par le procédé conforme aux revendications 1 à 7 et comportant une plaque isolante portant des plages de contact métallisées et un substrat recouvert sur au moins l'une de ses faces d'un réseau de connexions en forme de circuits imprimés, ladite plaque isolante étant insérée perpendiculairement dans une fente pratiquée dans e substrat de telle manière que les plages de contact soient en regard des connexions des circuits imprimés.