Brevet FR2588124A1 — publié le 19870403

PROCEDE DE CONNEXION D'UN CIRCUIT ELECTRONIQUE SUR UN CABLE CONNECTEUR PLAT ET SOUPLE La présente invention se rapporte aux procédés qui permettent de raccorder au moins un circuit électronique sur un câble connecteur plat. On sait réaliser des circuits électroniques, par exemple sous la forme de circuits hybrides qui comportent, ainsi que représenté sur les figures 1 et 2, un substrat isolant en céramique 10 muni à sa surface supérieure de connexions 11 auxquelles sont reliés des composants 12 fixés à la surface de ce substrat. Les connexions 11 ont la forme de pistes, obtenues par exemple par sérigraphie, et les composants 12 y sont reliés soit par l'intermédiaire de fils 14 comme sur la figure, soit par l'intermédiaire de plots de contact comme dans la technique maintenant connue sous le nom de montage en surface. Des broches d'entrée et de sortie 13 sont reliées sur les bords du substrat aux extrémités des pistes de connexion. Ces broches d'entrée et de sortie doivent être reliées à des organes extérieurs tels que des capteurs ou des dispositifs de commande, et éventuellement aux broches d'entrée et de sortie d'autres circuits hybrides. Ces liaisons doivent parfois être souples. C'est en particulier le cas dans les dispositifs connus sous le nom de flûters marines qui comprennent un chapelet de capteurs munis de circuits électroniques associés, enfermés dans un long tuyau souple rempli d'huile. I1 est alors pratique d'utiliser un câble connecteur plat et souple ayant la forme d'un ruban tel que représenté sur la figure 3. Ce câble comprend un ensemble de conducteurs plats et parallèles 20 pris en sandwich entre deux couches d'isolant 21 et 22. Le procédé de fabrication d'un tel câble consiste le plus souvent à graver une couche métallique déposée sur l'une des couches d'isolant, selon la technique des circuits imprimés, en obtenant donc un ensemble de pistes qui forment les conducteurs désirés. Ceci permet de modifier éventuellement la largeur et le parcours de ces pistes selon l'utilisation ultérieure souhaitée. La deuxième couche d'isolant est ensuite collée sur les pistes et on obtient un câble plat, étanche et souple. Pour raccorder un circuit hybride à un tel câble, on peut par exemple placer toutes les broches correspondant à ce câble d'un même côté du substrat du circuit hybride et les raccorder à l'une des moitiés d'un connecteur démontable de type connu. On raccordera alors le câble à l'autre moitié de ce connecteur, et l'on enfichera les deux moitiés complémentaires du connecteur l'une dans l'autre pour réaliser la connexion désirée. Si le circuit doit être inséré le long d'un câble, en ayant par exemple des sorties d'un côté et des entrées de l'autre, on groupera les broches d'entrée d'un côté du substrat et les broches de sortie de l'autre côté et on utilisera deux connecteurs. Bien entendu un tel procédé de raccordement est long à mettre en oeuvre et coûteux, et il introduit des possibilités supplémentaires de pannes. Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose de connecter directement le circuit hybride sur la surface du câble connecteur plat et souple par l'intermédiaire de tiges qui traversent le substrat et les couches isolantes du câble. Le câble sera avantageusement pris en sandwich entre deux circuits hybrides. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui représentent: - les figures 1 et 2, des vues de profil et de dessus d'un circuit hybride connu; - la figure 3, une vue écorchée d'un câble connecteur plat et souple connu; - la figure 4, une vue en coupe de deux circuits hybrides connectés selon l'invention à un câble connecteur plat et souple; - la figure 5, une vue de dessus du câble connecteur de la figure 4. Dans la version représentée en coupe longitudinale sur la figure 4, - deux circuits hybrides de dimensions sensiblement identiques sont raccordés par le procédé selon l'invention à un câble connecteur plat et souple qu'ils prennent en sandwich. Le premier circuit comprend un substrat 31 surmonté de deux composants 310 et 311 reliés entre eux, à une entrée E1 et à une sortie S1. Le deuxième circuit comprend un substrat 32 surmonté de deux composants 320 et 321 reliés entre eux, à une entrée E2 et à une sortie S2. Le câble connecteur plat et souple auquel ils sont raccordés est représenté en vue de dessus sur la figure 5. I1 comprend deux couches isolantes 21 et 22 séparées par une couche conductrice 20 elle-même gravée sous la forme de trois pistes conductrices 40, 41 et 42. Dans cet exemple, l'entrée El est reliée à la piste 41, la sortie S2 à la piste 42, et la sortie S1 à l'entrée E2. La piste 40 n'est reliée à aucun des circuits de la figure 4 et sert simplement à relier au moins un circuit amont de ceux-ci au moins à un circuit aval. Bien entendu cet exemple est très simplifié et il peut y avoir un nombre bien plus grand de composants, d'entrées et de sorties. La première étape du procédé selon l'invention consiste à prévoir l'emplacement des entrées et des sorties des circuits hybrides de telle manière que lorsque ces circuits sont fixés sur le câble, selon l'emplacement représenté par le cercle - en pointillés 43 sur la figure 5, les positions des entrées et des sorties relativement aux pistes du câble soient celles souhaitées. Dans l'exemple de réalisation représentée sur la figure 5, les pistes du câble sont prévues pour présenter aux emplacements 410 et 420 correspondant à l'entrée E1 et à la sortie S2 un élargissement ayant la forme par exemple d'une rondelle. De même à l'emplacement 400 correspondant à la liaison entre la sortie S1 et l'entrée E2, on a prévu un détour des pistes 40 et 41 pour éviter tout risque de court-circuit. Un tel aménagement des pistes est très facile à obtenir en utilisant pour fabriquer le câble la technique citée plus haut de fabrication des circuits imprimés souples. On pourra par la même occasion prévoir des repères tels que 45, gravés dans la couche 20, permettant de placer avec précision les circuits hybrides lors de l'assemblage. A titre de variante on peut cependant utiliser un câble connecteur plat et souple ordinaire, ayant donc des pistes conductrices rectilignes sans aménagement particulier. I1 suffira simplement de choisir celui-ci pour que ces pistes soient suffisamment larges afin de ne pas se déchirer lors de l'assemblage, mais on devra bien entendu agir avec plus de minutie pour placer les circuits hybrides au bon endroit. On perce ensuite verticalement les substrats des circuits hybrides au niveau des entrées/sorties E1, E2, S1 et S2. On place ensuite de manière provisoire les substrats à leur place sur le connecteur en utilisant par exemple les repères 45, puis on perce les couches isolantes en introduisant dans les trous percés précédemment une tige pointue dont le diamètre est légèrement inférieur à celui des tiges de connexion dont on va parler plus loin. Pour S1 et E2 il est nécessaire de percer de part en part l'ensemble du câble, alors que pour E1 et S2 on peut s'arrêter dès que l'on entre en contact avec les pistes conductrices. I1 est cependant utile de perforer au moins légèrement ces pistes afin de préparer les opérations suivantes. On retire ensuite les substrat et en enfile dans les trous précédemment percés des tiges de connexion conductrices T1, T2 et T3, qui s'insèrent dans ces trous à frottement doux . Bien entendu T 1 est placée dans le substrat 31 et T2 dans le substrat 32, mais pour T3 on peut la placer dans l'un ou l'autre des substrats. Les longueurs de T1 et de T2 sont prévues pour permettre un raccordement, d'un côté à E1 et à S2, et de l'autre côté aux élargissements 410 et 420 en traversant les pistes 41 et 42 et en pénétrant éventuellement dans la couche isolante opposée, sans toutefois venir buter sur le substrat opposé. La longueur de T3 est par contre prévue pour permettre après l'assemblage final une connexion en S1 et E2.On soude alors T1 à El T2 à S2, et T3 à S1 ou à E2. On procède ensuite à l'assemblage définitif des circuits sur le câble en enfilant les tiges conductrices dans les trous préalablement percés dans ce câble après avoir disposé entre les substrats et les couches isolantes une couche de colle adhérant aussi bien sur la couche isolante que sur le substrat. Cette colle sera elle-même isolante, ce qui est le cas en général de la plupart des colles. L'assemblage ainsi réalisé sera maintenu en place sous une pression adéquate le temps nécessaire à la prise de la colle. Si le collage nécessite une pression importante, il sera préférable de procéder à cet assemblage avant d'avoir fixé les composants sur les substrats, de manière à pouvoir presser sur toute la surface de ceuxci. Si la pression nécessaire est faible, on pourra se contenter d'appuyer sur les deux substrats avec un outil comportant des touches qui viendront s'appuyer entre les emplacements des composants, de préférence en dehors des pistes de connexion portées par les substrats ; les composants pourront donc être fixés sur les substrats avant le collage. Dans une dernière étape on soude celle des extrémités de la tige T3 qui n'est pas encore soudée à la connexion correspondante, puis on implante éventuellement les composants sur les substrats, si cela n'a pas encore été fait. On comprend bien de cette description qu'il est nécessaire que les tiges de connexion aient un diamètre supérieur à celui de l'outil pointu qui a permis de perforer préalablement le câble. En effet le contact entre les pistes du câble et ces tiges de connexion s'effectue uniquement par frottement, et il faut donc qu'au moment où celles- ci viennent traverser les pistes aux endroits 410 et 420 le trou, qui a éventuellement été fait dans celles-ci par l'outil pointu, soit plus étroit que la tige de connexion, afin que celle-ci l'élargisse et assure un bon contact par frottement sur les bords du trou. Dans une variante de réalisation, on peut utiliser des tiges de connexion qui soient elles-mêmes pointues et qui simultanément perforent le câble et assurent les connexions. Dans ce cas, on pourra sauter l'étape du montage provisoire, coller directement et définitivement les circuits à leur emplacement et enfoncer ensuite les tiges de connexion. L'invention s'étend également au cas où il n'y a qu'un seul circuit hybride fixé sur le câble, ainsi qu'au cas où ce câble comporte plusieurs couches de pistes séparées par des couches d'isolant. Selon l'utilisation ultérieure du câble muni de ses circuits, on pourra encapsuler ou non ceux-ci, par exemple avec un capot métallique ou en céramique collé sur le substrat. Les matériaux utilisés, tant pour les substrats que pour les couches isolantes du câble, doivent être appropriés entre eux, et notamment avoir des coefficients de dilatation thermique relativement proches. Dans un exemple de réalisation, on a utilisé des substrats en alumine et un isolant en polyimide de marque déposée KAPTON en les collant ensemble avec une colle époxy. REVENDICATIONS 1. Procédé de connexion d'un circuit électronique comportant un substrat (31 ) supportant au moins un composant (310) réuni à des bornes d'entrée/sortie (E1, S2), sur un câble connecteur plat et souple comportant un ensemble de pistes conductrices (40-42) prises en sandwich entre deux couches isolantes (21, 22), caractérisé en ce que l'on fixe la position des bornes d'entrée/sortie (E1, S2) pour qu'elles correspondent aux pistes conductrices (41, 42), auxquelles elles doivent être réunies, que l'on perce le substrat (311) de part et d'autre au niveau de ces bornes, que l'on colle le substrat à sa position (43) sur une face du câble, que l'on insère dans les trous percés dans le substrat des tiges (T1, T2) qui viennent faire contact avec les pistes conductrices (41, 42) et que l'on soude ces tiges avec les bornes d'entrée/sortie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on connecte un deuxième circuit électronique sur l'autre face du câble (20-22) pour que celui-ci soit pris en sandwich entre les substrats (31,32) des deux circuits. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on relie au moins une borne (S1) de l'un des circuits (31) à au moins une borne (E2) de l'autre circuit (32) par une tige commune (T3) traversant de part en part le câble. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige commune (T3) n'entre en contact avec aucune des pistes (40-42) du câble. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors de la fabrication du câble on ménage sur les pistes (40, 41) un détour au niveau du passage de la tige commune (T3) pour éviter tout contact entre ces pistes et la tige commune. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lors de la fabrication du câble on ménage sur les pistes (41, 42) un élargissement (410, 420) au niveau du contact avec les tiges (T1, T2) pour éviter une rupture de ces pistes sous l'action des tiges. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'avant de mettre les tiges (T1-T3) en place, on perfore le câble en enfonçant dans les trous forés dans le substrat, une tige pointue dont le diamètre est inférieur au diamètre des tiges de connexion (T1-T3). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise un câble connecteur comportant plusieurs couches de pistes conductrices (40-42) séparées par des couches isolantes.