Brevet FR2513444A1 — publié le 19830325

Dispositif et procédé pour le branchement d'une borne sur un circuit souple ". L'invention concerne un dispositif et un pro- cédé pour le branchement d'une borne sur un circuit sou- ple, et plus précisément de montage d'un conducteur en forme de broche sur un élément de circuit flexible plat. Du fait de leur faible prix de revient, les éléments de circuits flexibles plats obtenus par revête- ment ou dépôt de zones conductrices sur un film de ma- tière plastique flexible, sont de plus en plus utilisés dans un très grand nombre d'applications Bien que ces éléments de circuits flexibles plats présentent de nom- breux avantages, on rencontre cependant des difficultés pour brancher les bornes sur ces éléments du fait de leur grande souplesse. Selon l'art antérieur, la mise en place des bornes sur les éléments de circuits flexibles plats se fait essentiellement par l'un ou l'autre de deux procé- dés. Dans un premier procédé appelé procédé par déplacement d'isolant, l'élément de circuit est percé par la partie de pointe d'une borne et cette borne est ensuite sertie ou rabattue et pincée sur l'élément de circuit. Dans l'autre procédé, on forme des trous pré-poinconnés dans l'élément de circuit et l'on insère ensuite la broche conductrice ou analogue dans ces trous. Le procédé par déplacement d'isolant est loin d'être optimal car le déplacement de cet isolant peut être incomplet et perturber les connexions électriques entre la zone conductrice de l'élément de circuit et la borne elle-même De plus, la souplesse de l'élément de circuit rend difficile l'opération permettant de sertir ou de pincer la partie de pointe de la broche sur l'élé- ment de circuit. Le procédé consistant à pré-poinçonner des trous dans l'élément de circuit présente l'inconvénient de nécessiter des frais supplémentaires augmentant le coût de production de l'élément de circuit. L'invention a pour but de pallier ces incon- vénients en créant un dispositif de circuit et un procédé de réalisation de celui-ci permettant de fixer des bornes constituées par des broches conductrices, sur un élément de circuit flexible plat, cette opération se faisant de manière très efficace et peu coûteuse, sans présenter les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne un disposi- tif de montage de bornes de branchement sous forme de bro- ches conductrices, sur un élément de circuit flexible plat sur lequel est formée une zone électriquement conduc- trice, et au moins une broche conductrice venant en con- tact électrique avec la zone conductrice en traversant l'élément de circuit, caractérisé en ce qu'il est consti- tué par une paire de plaquettes isolantes relativement rigides se faisant face de part et d'autre de l'élément de circuit, chacune étant percée d'un trou s'alignant avec le trou de l'autre plaquette, et s'appuyant contre la zone conductrice, et les broches conductrices traver- sant la zone conductrice en passant à travers les trous des plaquettes, leur extrémité dépassant à l'extérieur de l'une des plaquettes. L'invention concerne également un procédé permettant de réaliser le dispositif de circuit ci-dessus, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à disposer une paire de plaquettes opposées, relativement rigides, de part et d'autre de l'élément de circuit flexible, à aligner un trou percé dans chaque plaquette avec le trou de l'autre plaquette et avec la zone conductrice formée sur l'élé- ment de circuit, à enfoncer une broche conductrice dans les trous alignés et dans la zone conductrice pour for- mer ainsi un trou dans cette zone conductrice, et à fixer la broche dans chacun de ces trous de façon qu'elle soit en contact électrique avec la zone conductrice et dépasse à l'extérieur de l'une des plaquettes. L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle, en perspective, d'une forme de réalisation d'un dispositif de circuit selon l'invention; la figure 2 est une vue éclatée du dispo- sitif de circuit de la figure 1; la figure 3 est une vue agrandie et en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1; les figures 4 A à 4 C sont des vues partiel- les de face, en élévation, représentant les étapes du procédé de fabrication du dispositif de circuit de la figure 1. La figure 1 représente un dispositif de cir- cuit selon l'invention désigné dans son ensemble par la référence 10, ce circuit comprenant une paire de plaquet- tes isolantes opposées relativement rigides 12 a, 12 b, un certain nombre de broches conductrices 14 et un élément de circuit flexible plat 16 portant un certain nombre de zones conductrices 18 Les plaquettes 12 sont oppo- 13444 sées de part et d'autre de l'élément de circuit 16, tan- dis que les broches conductrices 14 traversent ces pla- quettes 12 et l'élément de circuit 16, de manière à immobiliser l'ensemble du dispositif 10 dans une struc- ture solide. Chaque plaquette 12 est convenablement for- mée en un matériau non conducteur tel que de la matière plastique ou autre présentant utne épaisseur suffisante pour conduite à une' plus grande rigidité que celle de l'élément de circuit flexible 16 Dans la forme préfé- rée de réalisation, les plaquettes 12 sont suffisamment rigides pour résister à une flexion manuelle Le terme de "plaquettes relativement rigides" utilisé ici, signi- fie simplement que ces plaquettes sont moins souples que l'élément de circuit flexible 16 de manière à donner un ensemble composé 10 de plus grande solidité Les pla- quettes 12 sont rectangulaires et identiques, et compor- tent à leurs extrémités opposées une paire d'ouvertures d'alignement 20, ainsi qu'un certain nombre d'ouvertures 22 de réception de broches conductrices, ces ouvertures 22 étant disposées en ligne entre les ouvertures d'ali- gnement 20. L'élément 16 est également muni d'une paire d'ouvertures d'alignement 20 A de même diamètre et de même écartement que les ouvertures 20 des plaquettes 12, ces ouvertures 20 A étant prévues de part et d'autre du point de branchement voulu Chaque plaquette 12 peut par exemple être convenablement réalisée en une matière plas- tique telle que de polyprcpylène moulé sous la forme d'un bloc rectangulaire d'environ 2,5 cm de longueur, 0,6 cm de largeur et 0,3 cm d'épaisseur, les ouvertures 20 et 22 étant formées au cours du processus de moulage La configuration des ouvertures 22 correspond à la section des broches conductrices 14, et, dans la forme de réali- sation illustrée ici utilisant des broches 14 à section carrée, les ouvertures 22 sont également de forme carrée. Comme indiqué sur la figure 3, une extrémité 24 de chaque broche conductrice 14 arrive à ras de la face supérieure extérieure 26 de la plaquette supérieure 12 a, tandis que l'autre extrémité 28 de chaque broche conductri- ce 14 sort à l'extérieur sur la face inférieure extérieure 26 de l'autre plaquette 12 b La longueur de dépassement extérieur de l'extrémité 28 dépend de l'application parti- culière recherchée, le seul impératif étant étant le dé- passement extérieur de la broche 14 soit suffisant pour qu'on puisse la brancher par enfichage dans un conducteur femelle classique de forme appropriée (non représenté). Dans une forme classique de réalisation de l'élément de circuit plat 16, les zones conductrices 18 formées sur la face supérieure d'un film de base 30, sont recouvertes par un mince film isolant 32 de marque "mylar" ou autre Dans une forme possible de réalisation de l'in- vention, la zone entourant immédiatement le point de bran- chement voulu de la zone conductrice 18 avec la broche conductrice 14, est maintenue séparée du film isolant 32 de manière à former un intervalle 34 comme indiqué sur la figure 3. De préférence, les ouvertures 22 de réception de broches sont de taille suffisamment petite pour assurer la fixation par frottement des broches 14 à l'intérieur de celles-ci Ce résultat peut être obtenu en prévoyant des tolérances très serrées entre la taille intérieure des ouvertures 22 et la forme extérieure des broches conduc- trices 14, de manière à obtenir un frottement suffisant lorsqu'on introduit les broches 14 dans les ouvertures 22, ce frottement retenant les broches 14 en place. On peut, en variante, réalise les plaquettes 12 en un matériau légèrement élastique tel que du caout- chouc dur, de la matière plastique élastique ou autre, de telle façon que les broches conductrices 14 restent bloquées élastiquement dans les plaquettes 12 après avoir repoussé le matériau de ces plaquettes au moment ou on les enfonce. Le procédé de réalisation du dispositif de circuit 10 est illustré sur les figures 2 et 4 A à 4 C, ce procédé consistant à placer les plaquettes 12 a et 12 b des deux côtés de l'élément de circuit flexible plat 16. Les ouvertures de réception de broches 22 d'une plaquet- te 12 sont alignées avec celles de la plaquette 12 oppo- sée, chaque plaquette venant à côté et de préférence en butée contre la partie de la zone conductrice 18 o l'on veut placer la borne de branchement Les ouvertures d'ali- gnement 20 de chaque plaquette 12 et les ouvertures 20 A de l'élément 16 sont également alignées Dans une forme de réalisation de l'invention, les broches conductrices 14 sont placées à l'avance dans la plaquette 12 a, comme indiqué sur la figure 2, de telle façon que ces broches 14 dépassent initialement à l'extérieur de la face supé- rieure extérieure 26 de la plaquette 12 a éloignée de l'élément 16. Comme indiqué sur la figure 4 A, le procédé de préférence utilisé pour aligner les ouvertures 22 avec les positions voulues des bornes, consiste à se servir d'une plaque 36 munie d'une paire de tiges verticales es- pacées 38 dirigées vers le haut Comme l'espacement des tiges 38 coïncide avec celui des ouvertures 20, les ex- trémités convenablement arrondies 40 de chaque tige 38 viennent se glisser dans les ouvertures 20 de la plaquet- te 12 b et dans les ouvertures de l'élément de circuit flexible plat 16 De cette manière, les ouvertures 22 de la plaquette 12 b viennent s'aligner avec précision dans la position voulue correspondant au point de branchement de l'élément de circuit 16 On place ensuite l'autre pla- quette 12 a sur la plaque 36 de telle façon que les tiges 38 passent également dans ses ouvertures d'alignement 20. Dans le cas o les broches conductrices 14 sont placées à l'avance dans la plaquette 12 a, cette der- nière est amenée sur le dessus de l'élément de circuit 16 de façon que les broches 14 dépassent vers l'extérieur du côté opposé à l'élément 16 On peut, si on le désire, ne pas charger à l'avance les broches 14 dans la plaquet- te 12 a, mais les enfoncer à la machine dans les plaquet- tes 12 au cours d'une opération venant après l'alignement de ces plaquettes. Dans la forme de réalisation illustrée ici utilisant une plaquette préchargée de broches, la presse 44 est initialement placée au-dessus des extrémités libres 24 des broches conductrices 14 faisant saillie vers le haut à partir de la plaquette supérieure 12 a On actionne alors la presse 44 pour la faire descendre sur le dispo- sitif 10, comme indiqué par la flèche de la figure 4 B, ce qui enfonce les broches conductrices 14 à travers l'élé- ment de circuit 16 en formant des ouvertures aux endroits voulus de la zone conductrice 18 lorsque les broches 14 traversent l'élément 16 pour pénétrer dans la plaquette 12 b Le mouvement vers le bas de la presse 44 se pour- suit jusqu'à ce que les broches conductrices 14, pénétrant de force dans les ouvertures 22, viennent dans la position de la figure 4 B de telle façon que les extrémités 24 de ces broches 14 arrivent à ras de la face supérieure de la plaquette 12 a, et que les extrémités 28 dépassent vers le bas au-dessous de la face inférieure 26 de la plaquet- te 12 b - Des ouvertures 46 sont prévues dans la plaque 36 pour recevoir les extrémités 28 des conducteurs 14 lorsque ceux-ci sont enfoncés dans la plaquette inférieu- re 12 b De préférence, les ouvertures 46 sont plus gran- des que les ouvertures 22 de telle façon que les conduc- teurs 14 glissent librement dans ces ouvertures 46 dont le jeu est juste suffisant pour permettre le mouvement 3444 des broches 14. On retire ensuite la presse 44 comme indi- qué sur la figure 4 C et le dispositif de circuit terminé peut atre soulevé de la plaque 36 Le dispositif 10 ainsi obtenu est très robuste et peut facilement se bran- cher à un connecteur femelle classique (non-représenté). Ainsi, malgré la nature flexible de l'élément de circuit 16, on obtient selon l'invention, une base de bonne solidité mécanique pour tout branchement ultérieur à d'autres composants. On peut, si on le désire, réaliser dans une même opération le montage de plusieurs dispositifs 10 sur un même élément 16 - R E V E N D I C A T I O N S ) Dispositif de montage de bornes de bran- chement sous forme de broches conductrices, sur un élé- ment de circuit flexible plat ( 16) sur lequel est formée une zone électriquement conductrice ( 18), et au moins une broche conductrice ( 14) venant en contact électrique avec la zone conductrice en traversant l'élément de cir- cuit, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué par une paire de plaquettes isolantes ( 12 a, 12 b) relativement rigides se faisant face de part et d'autre de l'élément de circuit ( 16), chacune étant percée d'un trou ( 20) s'alignant avec le trou de l'autre plaquette, et s'ap- puyant contre la zone conductrice ( 18), et les broches conductrices ( 14) traversant la zone conductrice en pas- sant à travers les trous des plaquettes, leur extrémité dépassant à l'extérieur de l'une des plaquettes. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une paire d'ouvertures ( 22) percées dans chacune des plaquettes et dans l'élé- ment de circuit pour faciliter l'alignement de ces pla- quettes avec l'élément de circuit, chacune de ces paires d'ouvertures étant également espacées. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les plaquet- tes prennent en sandwich l'élément de circuit, ces pla- quettes n'étant fixées à l'élément de circuit que par simple insertion des broches dans celles-ci, les broches se fixant par frottement dans les trous destinés à les recevoir. 4 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une partie de la zone conductrice est recouverte par un film protecteur isolant et en ce qu'une partie de la zone conductrice, au voisinage du point de branchement, est séparée du film. ) Procédé de réalisation du dispositif de circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à disposer une paire de plaquettes opposées ( 12), relativement rigides, de part et d'autre de l'élément de circuit flexible ( 16), à aligner un trou ( 20) percé dans chaque plaquette avec le trou de l'autre plaquette et avec la zone conductrice ( 18) formée sur l'élément de circuit, à enfoncer une broche conductrice ( 14) dans les trous alignés ( 22) et dans la zone conduc- trice pour former ainsi un trou dans cette zone conduc- trice, et à fixer la broche dans chacun de ces trous de façon qu'elle soit en contact électrique avec la zone conductrice et dépasse à l'extérieur de l'une des plaquet- tes. ) Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à mettre partiellement en place la broche conductrice dans le trou de l'une des plaquettes avant d'aligner les ouver- tures des plaquettes l'une avec l'autre et avec la zone conductrice. ) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend l'éta- pe consistant à introduire une paire de tiges d'aligne- ment dans une paire d'ouvertures également écartées dans chacune des plaquettes et dans l'élément de circuit, de manière à aligner le dispositif. ) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend l'éta- pe consistant à enfoncer la broche conductrice dans les plaquettes jusqu'à ce qu'une extrémité de cette broche vienne à ras de la surface de l'une des plaquettes, l'autre extrémité de la broche dépassant à l'extérieur de la face extérieure de l'autre plaquette. 90) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à percer les trous dans les plaquettes. ) Prccédé selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à recouvrir la zone conductrice d'un film isolant et à maintenir la zone entourant le point de branchement voulu, séparée du film. 11 ) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 10, caractérisé en ce qu'on enfonce de force la broche dans les plaquettes, cette broche se trou- vant ainsi fixée par le frottement existant entre celle- ci et les plaquettes.