Brevet FR2466172A1 — publié le 19810327

La présente invention a pour objet un dispositif à circuit imprimé résistif comprenant un dessin d'éléments résistifs en forme de bandes réalisées en un matériau ayant une résistivité électrique prédéterminée et déposées sur un support électriquement isolant. Pour de tels dispositifs, l'évacuation de la chaleur produite par le passage du courant à travers les éléments résistifs représente un problème délicat. Pour résoudre celui-ci, certains dispositifs à circuit imprimé sont pourvus du côté du support, qui est opposé à celui portant les éléments résistifs, d'une couche en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique. Ces dispositifs ont cependant une capacité de dissipation relativement faible et la température des éléments résistifs risque de dépasser des valeurs jugées admissibles pour des multiples applications. En cas de surcharge, même faible, il y a un risque sérieux de décollage du support des bandes résistives. Or l'industrie a un besoin grandissant de circuitsimprimésrésistifs de valeur de résistivité de plus en plus importante et capable de fonctionner à des intensités de courant élevées, tout en éta d'un encombrement réduit. Face à ces exigences sévères, l'insuffisance des dispositifs connus étaient manifestes. L'invention a pour objectif de pallier l'inconvénient d'une trop faible dissipation calorifique des dispositifs connus. Dans le dispositif selon l'invention, une couche en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique est appliquée au moins sur la surface de support qui porte le dessin d'éléments résistifs, tout en assurant l'isolation électrique desdits éléments. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le support pourvu du dessin d'éléments résistifs est monté en sandwich entre deux couches réalisées chacune en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique. L'assemblage du circuit imprimé et des couches précitées peut être effectué de toute façon appropriée, par exemple par collage ou rivetage. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention la couche appliquée sur la surface du support qui porte ledit dessin d'éléments résistifs est formée par une plaque par exemple en aluminium, l'isolation entre les éléments résistifs et la plaque étant assurée par l'interposition d'une feuille isolante ou par une couche isolante pratiquée sur la surface correspondante de la plaque. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels - La figure 1 représente en une vue éclatée les éléments essentiels formant le dispositif à circuit imprimé résistif selon l'invention - la figure 2 montre un rheostat réalisé selon l'invention, en une vue en coupe le long du plan médian parallèle au plan du circuit imprimé - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 - les figures 4 et 5 illustrent schématiquement la réalisation de l'invention sous forme d'un rheostat dans lequel les éléments résistifs sont déposés sur un support cylindrique, en une vue axiale et une vue en coupe axiale avec arrachement; et - la figure 6 montre en une vue en coupe un autre mode d'assemblage des éléments consécutifs du dispositif selon l'invention. Comme il ressort notamment de la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend essentiellement une plaque formant support électriquement isolante 1 sur une surface de laquelle est déposé un dessin d'éléments résistifs, sous forme d'une bande 2 qui ondule et a une résistivité électrique prédéterminée pour constituer un circuit résistif, une première plaque 3 en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique destiné à être appliqué sur la surface du support qui porte le circuit résistif, avec interposition d'une feuille isolante 4,et une deuxième plaque 5 en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique destiné à être monté sur la surface arrière du support 1, c'est-à-dire la surface opposée à celle sur laquelle est placé le circuit résistif 2.L'assemblage de ces éléments constitutifs du dispositif selon l'invention est effectué à l'aide par exemple de deux rivets 6, 7 passant à travers des orifices ou évidements appropriés pratiqués dans la plaque 3, la feuille 4, le support 1 et la plaque 5, de la façon indiquée sur la figure 1. La figure 6 illustre un autre mode d'assemblage. Au lieu d'utiliser des rivets séparés, on forme des crevées dans une des plaques 3 ou 5 pour obtenir des rivets venant de la matière de la plaque, sur lesquels on passe les autres éléments. Puis l'extrémité libre faisant saillie est rabattue sur la surface arrière de l'autre plaque. il est cependant à noter que l'assemblage pourrait être effectué par collage ou tout autre façon connue appropriée. Dans l'exemple représenté, les deux couches de matières à haut pouvoir de dissipation calorifique formées par les deux plaques 3 et 5, sont réalisées en métal, par exemple en aluminium, ce qui nécessite l'interposition de la feuille isolante 4 entre le circuit résistif 2 et la plaque 3 et permet d'utiliser la languette 8 de la plaque 5 comme contact extérieur du circuit résistif 2, le contact électrique de ce dernier avec la plaque étant assuré par le rivet 7. Cependant, à la place d'une feuille isolante 4, on pourrrait prévoir, sur la surface en regard du circuit résistif 2 de la plaque 3,un film isolant réalisé par oxydation du métal ou par anodisation électrolytique. En donnant à ce film la couleur noire, la capacité de dissipation calorifique devient encore plus grande. Au lieu d'être réalisée en un métal, la plaque 3 pourrait être de toute matière électriquement non conducteur, à condition que celle-ci ait à haut pouvoir de dissipation calorifique. Une feuille isolante ou un film isolant serait par conséquent superflu. Le circuit résistif 2 est réalisé par exemple en constantan déposé par exemple par sérigraphie ou en cuivre électrolytique. Mais toute autre matière appropriée et technique de dépôt pourrait zetre employée. Le support 1 est constitué, de préférence mais non obligatoirement, de tissu de verre imprégné de résine epoxy. Les éléments constitutifs du dispositif selon l'invention représentés sur la figure 1 ont une forme notamment conçue pour l'utilisation dans un rheostat tel qu'illustré sur les figures 2 et 3. Ce rheostat comprend deux ensembles selon la figure 1, un organe formant cadre d'assemblage 10 et un dispositif de contact mobile Il solidaire d'une mollette 12 rotative autour d'un axe 13 perpendiculaire au circuit imprimé 2 et destiné de venir en contact, par chacun de ces bras 14, avec des zones de contact 15 d'un circuit résistif 2. Les zones de contact fixes 15 sont situées sur une partie d'un arc de cercle, comme il ressort notamment de la figure 2. La plaque 3 et la feuille isolante 4 comportent des échancrures arrondies16 de forme appropriée pour ne laisser dégager que les zones de contact fixes 15 du circuit résistif. La partie supérieure 17 de chaque plaque 5 est conformée pour assurer, d'une part, le montage et la retenue de chaque ensemble dans le cadre 10 et, d'autre part, le logement de l'arbre 13 de la mollette 12. Chaque plaque 5 comprend à cet effet un alésage 18 qui forme palier pour une extrémité de l'arbre 13, comme le montre-la figure 3. Le cadre 10 est estd'uoestructure aérée, de forme sensiblement parallèlepipèdique et est formé essentiellement de quatre montants cornières 19 reliés en haut par une plaquette 20 ajourée pour le passage partiel de la mollette 12 et en bas par des barrettes horizontales relativement étroites 21. Chaque montant 19 est pourvu d'une rainure dans laquelle s-'engage et est retenu un bord longitudinal de la partie supérieure d'une plaque 5. Le cadre comprend en outre deux languettes latérales 22 élastiquement déformables pour permettre le montage facile du rhéostat sur un tableau de commande tel que par exemple le tableau de bord d'un véhicule automobile. Le cadre 10 et la mollette 12 sont réalisés de préférence en matière plastique. On constate encore que les évidements importants 23 dans la partie supérieure 17 de la plaque 5 ne laissent subsister pratiquement que les parties strictement nécessaires pour l'accomplissement de la fonction mécanique de cette partie 17. Dans le rheostat qui vient d'être décrit, les deux languettes 8 constituent les deux contacts électriques extérieurs et le dispositif formant contact mobile Il établit le contact électrique entre les deux circuits résistifs 2. Les figures 4 et 5 représentent de façon schématique un rheostat selon l'invention, dans lequel le support isolant 1' est par exemple souple et conformé pour être sensiblement cylindrique. Le circuit résistif 2' est déposé sur la surface cylindrique interne du support 1'. Celui-ci est monté en sandwich entre deux manchons chacun en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique 3' et 5', avec interposition d'un film isolant 4' entre le support 1' et le manchon 3'. Le contact mobile est formé par un curseur 14' rotatif autour de l'axe de l'ensemble cyclindrique. il est à noter que de nombreuses variantes peuvent être apportées. Si la plaque 3 ou 3' est formée par une couche en un matériau électriquement non conducteur, on pourrait recouvrir de cette couche également les parties du support isolant se trouvant entre les zones de contact fixes 15 ou 15', si bien que seules ces zones de contact soient dégagées. On obtiendrait ainsi un curseur capable d'un mouvement de pas à pas. Gracie au montage en sandwich du circuit imprimé entre deux couches ou plaques en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique et notamment grâce à la couche appliquée directement à la surface du support qui porte le circuit résistif, le dispositif à circuit imprimé selon l'invention assure l'évacuation efficace et rapide de la chaleur produite dans les éléments résistifs du circuit 2. Grâce aux mesures spécifiques de l'invention qui viennent d'être décrites, la température des éléments risistifs peut être maintenue à une valeur relativement basse, ce qui élimine tout risque de décollage du support, de la bande résistive. Ceci permet une augmentation de l'intensité maximum de courant admissible, qui est considérable par rapport aux valeurs correspondantes des dispositifs connus.La puissance admissible de la charge augmente également de façon importante pour une même surface. La structure en sandwich selon l'invention permet en outre au matériau du circuit résistif, par exemple au constantan, déposé sous forme d'une bande mince, d'atteindre les caractéristiques de résistance électrique et mécanique identiques à celles d'une résistance de section cylindrique égale. En raison de l'excellente dfi dissipation de chaleur selon l'invention, la densité des éléments résistifs du circuit résistif peut être augmentée et la largeur de ces éléments diminuée. Grâce à cette diminution relative de la surface nécessaire du circuit résistif, les évidements importants 23 ont pu être pratiqués dans la partie supérieure 17 de la plaque 5 du rheostat selon les figures 3 et 4 , ce qui est favorable à une circulation d'air efficace et améliore encore la dissipation calorifique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représents qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Dispositif à circuit imprimé résistif, comprenant un dessin d'éléments résistifs en forme de bandes minces réalisées en un matériau ayant une résitivité électrique prédéterminée et déposées sur un support électriquement isolant et des moyens de dissipation calorifique associés au support pour l'évacuation de la chaleur produite par le courant passant à travers lesdits éléments résistifs, caractérisé en ce qu'une couche en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique est appliquée au moins sur la surface du support qui porte ledit dessin, tout en assurant l'isolation électrique desdits éléments résistifs. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit imprimé résistif précité est monté en sandwich entre deux couches réalisées chacune en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique. 3. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support précité est souple et au moins une des couches précitées sert de support mécanique rigide. 4. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'assemblage du circuit imprimé et des couches de dissipation calorifique précitées est effectué de toute façon appropriée, avantageusement par collage, par riveNgeou par des crevées formées dans une couche et rabattues par les extrémités sur la surface extérieure de l'ensemble. 5. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche précitée appliquée sur le côté du support portant le circuit résistif précité est formée par une plaque en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique. 6. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'isolation précitée des éléments résistifs précités est assurée par une feuille en une matière isolante, interposée entre les éléments résistifs et la couche correspondante à haut pouvoir de dissipation calorifique. 7. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche à haut pouvoir de dissipation calorifique appliquée à la surface du support, qui porte le circuit résistif, est une plaque réalisée en un métal tel que par exemple de l'aluminium. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'isolation précitée des éléments résistifs du circuit résistif est assurée par un film isolant réalisé par oxydation ou par anolysation électrolytique sur la surface de la couche adjacente audit circuit résistif, au moins ce film pouvant être de couleur noire pour améliorer la dissipation calorifique. 9. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, formant un rheostat comprenant un circuit résistif par exemple en forme d'au moins une bande pourvue de zones formant contact fixe et un curseur susceptible de venir en contact avec ces zones, caractérisé en ce que le circuit résitif est recouvert d'une couche précitée en un matériau à haut pouvoir de dissipation calorifique, à l'exception des zones de contact fixe, devant venir en contact avec ledit curseur. 10. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qué le circuit imprimé monté en sandwich entre les deux couches à haut pouvoir de dissipation calorifique est comformé pour être cyclindrique, le circuit réslstif précité étant déposé sur la face cylindrique interne et le curseur étant monté rotatif autour de l'axe du support cylindrique. 11. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit résistif précité est réalisé en toute matière appropriée tel que du constantan ou du cuivre électrolytique et le support précité est formé par toute matière appropriée, par exemple du tissu de verre imprégné de résine époxy.