Brevet FR2530369A1 — publié le 19840120

La présente invention concerne des barres omnibus lamifiées et, plus particulièrement, des bar- res omnibus lamifiéesdu type dans lequel de petits condensateurs en microplaquettes céramiques sont fixés entre les conducteurs des barres omnibus afin dtaccroître sensiblement la capacitance de ces der- nières. Des barres omnibus lamifiées à plusieurs couches du type décrit dans la présente spécification sont habituellement utilisées pour alimenter les com- posants de circuits électriques pratiquement de n'importe quelle variété Spécifiquement, ces barres sont conçues pour avoir la plus haute capacitance possible Avant l'apparition de minces condensateurs en matière céramique, il était de pratique courante d'assurer cette capacitance désirée en fixant des condensateurs volumineux en des points choisis à l'extérieur de la barre et, dans certains cas, de lamifier un ou plusieurs condensateurs dans les extré- mités de la barre Toutefois, plus récemment, le pro- cédé préféré a consisté à lamifier, entre les conduc- teurs adjacents de la barre, plusieurs condensateurs espacés en matière céramique en galettes ayant spéci- fiquement une épaisseur se situant dans l'intervalle allant de 0,177 à 0, 254 mm, ainsi que des surfaces opposées de l'ordre d'une fraction d'un pouce carré ( 1 pouce carré = 64,5 mm 2), ce qui non seulement rend la manipulation des microplaquettes difficile, mais a également tendance à compliquer l'assemblage des barres. Hormis les difficultés rencontrées lors de l'assemblage des microplaquettes dans les barres, jusqu'à présent, la pratique a consisté à fixer les différentes microplaquettes de condensateurs sur les surfaces opposées des conducteurs adjacents en utili- sant 'un adhésif qui, dans certains cas, étaient conduc- teurs comme suggéré, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 236 046 et 4 2660091, et qui, dans deautres cas, étaient non conducteurs comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 236 038 Toutefois, ainsi qu'on l'a souligné dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 346 257, la présence d'an adhésif entre les surfaces extérieures métallisées d'un condensateur et les con- ducteurs adjacents a tendance à réduire l'efficacité des condensateurs dans la barre omnibus associée. En conséquence, il est souhaitable de minimiser la quantité d'adhésif utilisé à cet effet et, par consé- quent, d'accroître la proportion des surfaces métal- lisées de chaque condensateur, ces surfaces venant s'engager directement sur les surfaces opposées des conducteurs adjacents. En conséquence, un objet de la présente invention est d'éliminer pratiquement la nécessité il,-dis, It 1;,-o i ne 4 _i entre -no =icrcpaq,-c btp Vd_ cor^- densateur en matière céramique et les surfaces oppo- sées de conducteurs adjacents dans des barres omnibus lamifiées du type décrit. A cet effet, une barre omnibus réalisée conformément aux enseignements de la présente inven- tion comprend plusieurs condensateurs en micropla- quettes qui sont fixés dans des ouvertures surdimen- sionnées pratiquées dans la couche d'isolation qui sépare des conducteurs adjacents de la barre Dès lors, dans les barres omnibus réalisées conformément au procédé de fabrication perfectionné décrit dans la présente spécification, on utilise au maximum la capacitance fournie par des microplaquettes de con- densateurs en matière céramique qui sont interca- lées entre les surfaces opposées de conducteurs adjacents des barres omnibus lamifiées. On réalise un substrat portant des micro- S plaquettes en découpant à l'emporte-pièce plusieurs ouvertures rectangulaires espacées dans une bande d'isolation en matière plastique que l'on doit uti- liser pour séparer des bandes ou des conducteurs adjacents en cuivre dans une barre omnibus lamifiée. Chacune des ouvertures comporte une paire de petites pattes de retenue espacées longitudinalement et res- sortant de chacun des bords latéraux opposés de cette ouverture Un petit condensateur en microplaquettes en matière céramique de forme rectangulaire, qui est légèrement plus court et plus étroit que chaque ouver- ture, est fixé au centre de celle-ci en chassant la microplaquette dans l'ouverture ménagée entre les paires associées de pattes de retenue qui viennent ainsi s'engager sur les bords latéraux longitudinaux de la microplaquette en des points espacés le long de celle-ci Les bords marginaux extérieurs des microplaquettes sont ainsi maintenus à llécartl'un de l'autre sur les bords périphériques des ouvertures pratiquées dans la couche de matière plastique, sauf aux points espacés sur lesquels viennent s'engager les pattes de retenue. La couche de matière plastique renfermant les microplaquettes est ensuite durcie partiellement afin qu'une très petite quantité d'adhésif qui est appliqué sur les pattes, s'écoule pour venir s'enga- ger sur les côtés longitudinaux de chaque micropla- quette assujettissant ainsi davantage chaque micro- plaquette dans l'ouverture qui lui est associée La bande de matière plastique partiellement durcie est ensuite introduite, éventuellement à la machine, entre une paire de bandes conductrices en cuivre ou ana- logues qui-doivent faire partie d'un assemblage la- mifié de barres omnibus L'assemblage est ensuite lamifié entre une paire de feuilles extérieures diélectriques qui forment une enveloppe étanche en- fermant complètement les bandes conductrices empilées, ainsi que les bandes intermédiaires en matière plas- tique portant les condensateurs Pour raccorder les conducteurs dans un circuit, plusieurs pattes métal- liques ressortent de la manière habituelle d'un ou plusieurs des bords de chaque conducteur, ainsi qu'à travers l'enveloppe périphérique diélectrique, jusqu'à l'extérieur de celle-ci. Dans les dessins annexés: la figure 1 est une vue partielle en plan d'une bande d'isolation diélectrique à haute capaci- tance réalisée conformément à la présente invention; la figure 2 est une vue partielle en plan d'une barre omnibus lamifiée suivant une forme de réalisation de l'invention, cette barre omnibus com- portant des bandes d'isolation diélectrique du type illustré en figure 1, certaines parties de la barre étant élaguées pour la clarté de l'illustration; et la figure 3 est une vue partielle en élé- vation latérale de cette barre omnibus lamifiée dont certaines parties sont élaguées et illustrées en coupe. En se référant à présent aux chiffres de référence des dessins annexés et tout d'abord à la figure 1, le chiffre 10 désigne d'une manière géné- rale, une bande Il d'isolation diélectrique en ma- tière plastique à travers laquelle sont pratiquées plusieurs ouvertures ou fenêtres rectangulaires espacées 13, cette bande pouvant être réalisée en une matière vendue, par exemple, par "E I Du Pont de Nemours & Co, Inc" sous la marque commerciale "NOMEX" Deux paires coïncidentes de pattes ou de saillies espacées 15 ressortent de la bande 11 dans chaque ouverture 13 à partir des bords latéraux lon- gitudinaux de celle-ci Ces deux paires de pattes pratiquées dans chaque ouverture-13 assujettissent un mince condensateur en microplaquettes en matière céramique de forme rectangulaire 17, qui peut être réalisé à partir d'une composition à base de titanate de baryum et dont les faces opposées sont métallisées ou enduites d'une couche très mince de métal, cormme suggéré, par exemple, dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n 4 346 257 Les micropla- quettes 17 sont plus courtes et plus étroites que les ouvertures rectangulaires correspondantes 13, mais elles sont intentionnellement légèrement plus larges que la distance séparant les extrémités op- posées de chaque paire de pattes 15 formées dans une ouverture respective 13. L'assemblage des microplaquettes 17 dans les ouvertures 13 peut être effectué selon deux méthodes Dans la première méthode, les parties de la bande 11 qui sont adjacentes aux côtés opposés de chaque ouverture 13, sont étalées légèrement, après quoi les microplaquettes 17 sont introduites dans les ouvertures dont les côtés opposés sont ensuite re- lâchés pour revenir à la manière d'un ressort dans leur position initiale et pour accrocher élastique- ment les microplaquettes entre les extrémités oppo- sées des deux paires de pattes 15 situées dans chaque ouverture Cet assemblage est ensuite par- tiellement durci ou chauffé, simplement pour amener une partie du revêtement de résine déposé sur les pattes 15 à s'écouler et venir s'engager sur les bords latéraux opposés de la microplaquette associée 17 Lors du refroidissement, chaque microplaquette 17 est alors fixée dans chaque ouverture 13 à l'écart des bords latéraux marginaux de celle-ci, sauf à l'endroit o elle vient s'engager sur les pattes 15. S L'autre méthode en vue d'assembler des microplaquettes 17 dans les ouvertures 13 consiste à placer les microplaquettes directement sur les ex- trémités opposées des pattes 15 sans étaler tout d'abord les bords opposés de chaque ouverture Ensuite, alors que chaque patte 17 prend appui sur deux paires de pattes espacées 15, la bande 11 est partiellement durcie ou chauffée au cours d'une période juste suffi- sante pour provoquer la fusion de la résine déposée sur les pattes 15 et qui vient alors adhérer sur une surface de la microplaquette en quatre points espacés le long de celle-ci. Dans l'une ou l'autre des méthodes indi- quées ci-dessus, lorsque les microplaquettes 17 ont été fixées dans les ouvertures 13, la bande associée 1 l peut alors être manipulée à des fins d'assemblage. Afin d'assembler la bande 1 l portant des microplaquettes en une barre omnibus, on intercale une ou plusieurs de ces bandes (par exemple, deux, comme représenté dans les figures 2 et 3) entre des bandes conductrices de forme semblable qui, dans la pratique, ont habituellement une dimension générale légèrement plus petite que celle des bandes dlisola- tion intermédiaires 11 Comme représenté dans les figures 2 et 3, on peut réaliser une barre omnibus -30 lamifiée 20 à partir de ces bandes 11 en intercalant deux de celles-ci entre trois conducteurs allongés de forme rectangulaire 21, 22 et 23 d'un ou de plu- sieurs bords desquels ressortent les pattes habituel- les 21 t, 22 ' et 23 ' respectivement pour le raccorde- : 35 ment à un circuit Comme on l'a indiqué ci-dessus, la dimension globale de chaque bande 11 est supérieure à celle des bandes conductrices associées 21-23, si bien que les bandes 1 l ressortent au-delà des bords marginaux des bandes conductrices devant être lami- fiées de la manière habituelle avec les bords d'une paire de couches extérieures d'isolation 25 qui peu- vent être réalisées avec la même matière diélectri- que que les bandes 11. Après llassemblage effectué conmme repré- senté dans les figures 2 et 3, les surfaces opposées des microplaquettes 17 sont en contact électrique direct avec les surfaces opposées des paires adjacen- tes de conducteurs 21, 22 ou 22, 23, augmentant ainsi sensiblement la capacitance globale de la barre lami- l S fiée 20 comparativement à des barres de ce type selon la technique antérieure De plus, les bords périphé- riques extérieurs de chaque microplaquette 17 sont légèrement espacés du bord marginal périphérique de l'ouverture associée 13, sauf aux endroits o les extrémités opposées des paires associées de pattes viennent s'engager sur les bords latéraux longi- tudinaux des microplaquettes En conséquence, une résine ou un adhésif qui pourrait avoir été trans- féré des pattes 15 aux microplaquettes associées 17, viendra, en majeure partie, s'engager uniquement sur les bords latéraux longitudinaux des microplaquettes respectives plutôt que sur leurs surfaces opposées conductrices d'électricité Comme on l'indiquera ci-après, ctest ce contact pratiquement exempt d'adhésif entre les surfaces opposées des micropla- quettes 17 et les bandes conductrices adjacentes opposées qui, en définitive, assure la haute capaci- tance de la barre 20, capacitance à laquelle on ne pouvait s'attendre comparativement aux barres de ce type selon la technique antérieure. De plus, quelle que soit la méthode ini- tiale adoptée pour assembler les microplaquettes 17 dans les ouvertures 13, lors de létape de lamiifica- tion réelle, les paires opposées de pattes 15 se trouvant dans chaque ouverture 13 sont tirées laté- ralement à l'écart des faces opposées de la micro- plaquette associée 17 si bien que, dans l'assemblage lamifié définitif 20, les microplaquettes sont espa- cées des bords périphériques des ouvertures associées 13, sauf aux quatre points espacés o leurs bords latéraux sont engagés sur les extrémités des pattes associées 15. Afin d'illustrer la meilleure capacitance qui a été obtenue suivant la présente invention, on 515 a comparé les valeurs de capacitance de barres omni- bus réalisées conformément à cette dernière avec les valeurs de barres omnibus réalisées conformément aux enseignements du brevet précité des Etats-Unis d'Amé- rique n 4 346 257 On a effectué un premier essai (essai n 1) sur quinze barres omnibus lamifiées conformément à ce brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 346 257, tandis que l'on a effectué un deuxième essai (essai no 2) sur quinze barres réalisées con- formément aux enseignements de la présente invention. Dans chacun de ces essais, on a adopté les mêmes paramètres concernant la durée, la température et la pression; de même, chaque barre d'essai comportait huit plaquettes de condensateurs en matière céramique- choisies parmi le même lot De même, pour chaque essai, les valeurs de capacitance par barre ont été relevées à 21 C avant l'assemblages ainsi qu'à 21 C, 24 heures après l'assemblage Les résultats en microfarads étaient les suivants: ESSAI No i Capacitan'ce avant l'as- semblage- (microfarads) oe 361 O.,347 os 357 O.,374 Oe 385 Oe 347 O'à 405 O.,367 O.,353 0; 357 0:377 Oe 368 0 > 340 0,377 O.,370 ESSAI NO 2 Capacitance Capacitance avant l'as 24 heures après semblage ramification (microfar Ads) -(microfarads) O.,352 0,,328 O.,355 0,323 0 > 388 0,,346 0.051 0:315 0.,341 O q.,367 O,322 O.,384 0,,348 0,36 i 0,338 O,374 0; 347 0,,à 73 0,353 0,362 O 0,,388 O,362 0,,380 0,354 O.,373 0,350 0 -359 Insuffisante Capacitance 24 heures après ramification (microfarads) O.,266 Insuffisante Oo 253 0,270 O,285 Qj 257 0;.276 0; 251 0-; 247 O.,257 O.,254 O.,253 O.,243 0; 283 0,266 Barre no il D r\) t A (j C> Lq (N NO Les résultats des essais indiquent que, alors que la chute de capacité des barres réalisées conformément au brevet précité des Etats-Unis d'Amé- rique 4 346 257 était de l'ordre de 29 %, elle n'était que de l'ordre d'environ 8 % pour les barres réalisées conformément aux enseignements de la présente inven- tion Chaque essai a été effectut en utilisant un appareil de mesure d'impédance modèle n 252 de "Electro Scientific Industries" Avant l'assemblage, les huit plaquettes devant tre utilisées dans une barre respective ont fait l'objet d'essais afin de déterminer leur capacitance collective; de même, 24 heures après l'assemblage et la lamification de ces plaquettes en une barre> la capacitance de cette dernière a fait l'objet d'un essai de la manière habituelle avec l'équipement indiqué cidessus afin d'obtenir un chiffre de comparaison avec la capaci- tance collective déterminée avant l'assemblage. On comprendra que le nombre et la disposi- tion des pattes ou des saillies 15 peuvent être'modi- fiés sans se départir de la présente invention De plus, on comprendra que chaque barre ne doit comporter que deux bandes conductrices ou plus pour réaliser une barre à haute capacitance conformément à la pré- sente invention et que les trois bandes 21-23 ont été choisies simplement à titre d'illustration De même, au lieu de chauffer toute la bande 1 l etlesmicro- plaquettes 17 déposées sur cette dernière, on pour- rait durcir partiellement cet assemblage simplement -en chauffant les microplaquettes 17 elles-mêmes plutôt que toute la bande 11 ou en utilisant un solvant liquide pour dissoudre le revêtement de résine déposé sur la bande 11 aux endroits des pattes 15. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'une barre omnibus lamifiée ( 20) du type dans lequel une couche ( 11) de matière plastique diélectrique revêtue d'une résine et plusieurs condensateurs de faible épaisseur ( 17) sont lamifiés entre deux conducteurs en bande ( 21, 22), caractérisé en ce que, dans cette couche revêtue de résine ( 11), on prévoit plusieurs ouver- tures espacées ( 13) autour desquelles sont formées plusieurs pattes solidaires espacées ( 15) ressortant partiellement dans une ouverture, on place un de ces condensateurs ( 17) par-dessus chacune de ces ouver- tures ( 13) et des pattes y associées ( 15): chacun de ces condensateurs ayant une configuration sembla- ble à celle de l'ouverture associée, cependant qu'il est plus petit que cette dernière, de telle sorte que les parties marginales de chaque condensateur soient supportées, sur un côté de ce dernier, sur les pattes associées adjacentes aux extrémités intérieures de ce condensateur, puis on durcit partiellement cette couche afin d'y fixer les condensateurs avant de lamifier cette couche entre les conducteurs en bandes. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on place chaque condensateur ( 17) dans l'ouverture associée ( 13) pratiquée dans la couche diélectrique ( 11) avant de durcir partiel- lement cette couche et de telle sorte que chaque con- densateur soit élastiquement accroché entre les ex- trémités intérieures des pattes associées ( 15). 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on étale les faces de cette couche ( 11) qui sont adjacentes à chaque ouverture' ( 13) afin de pouvoir placer chaque condensateur entre les extrémités intérieures des pattes associées ( 15). 4 Barre omnibus lamifiée comportant au moins un condensateur de faible épaisseur ( 17) dis- posé dans une ouverture ( 13) pratiquée dans une cou- che d'isolation diélectrique (il) qui est lamifiée entre deux bandes conductrices métalliques ( 20, 21), caractérisée en ce que le condensateur ( 17) a géné- ralement une configuration semblable à celle de l'ou- verture ( 13), cependant qu'il est légèrement plus petit que cette dernière tandis que, sur cette couche et autour de la périphérie de cette ouverture, sont formées plusieurs pattes solidaires espacées ( 15) ressortant pour venir s'engager sur la périphérie de ce condensateur en des points espacés autour de ce dernier. 5 Barre omnibus lamifiée suivant la re- vendication 4, caractérisée en ce -que, entre ces points espacés, la surface périphérique extérieure de ce condensateur est opposée à et espacée de la péri- phérie de cette ouverture. 6 Barre omnibus lamifiée suivant la re- vendication 4 ou 5, caractérisée en ce que l'ouverture ( 13) et le condensateur ( 17) ont généralement une configuration rectangulaire, tandis que deux paires de pattes espacées ( 15) ressortent dans cette ouver- ture respectivement à partir des côtés opposés de cette dernière, pour venir s'engager respectivement sur les bords latéraux opposés de ce condensateur en des points espacés le long de ce dernier. 7, Barre omnibus lamifiée suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la couche diélectrique comporte plusieurs ouvertures de forme rectangulaire, tandis que chacun de ces différents condensateurs est fixé dans une de ces ouvertures avec ses bords latéraux et embouts espacés de la périphérie de l'ouverture associée, sauf aux endroits o les pattes viennent s'y engager. 8 Barre omnibus lamifiée suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins deux pattes ( 15) sont formées sur cette couche ( 11) pour ressortir dans l'ouverture ( 13) à partir des côtés op- posés de cette dernière, tout en s'engageant sur les bords latéraux opposés de ce condensateur ( 17). 9 Barre omnibus lamifiée suivant la re- vendication 8, caractérisée en ce que deux paires de pattes espacées ( 15) ressortent respectivement à partir des c 8 tés opposés de l'ouverture pour venir s Iengager respectivement sur les bords latéraux op- posés du condensateur.