Brevet FR2593320A1 — publié le 19870724

I PROCEDE DE FABRICATION D'UN COMPOSANT INDUCTIF POUR REPORT A PLAT. - La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant inductif pour le report à plat, plus particulièrement un composant inductif du type à fil bobiné autour d'un noyau. Parmi les composants pour le report à plat souvent désignés par leur appellation anglo-saxonne de "chips", il existe différents types de composants inductifs. On connaît ainsi des inductances chips obtenues par sérigraphie ou par une technique de métallisation d'un dessin sur un substrat isolant ou sur des substrats isolants empilés les uns sur les autres et munis d'un passage conducteur assurant la continuité électrique entre chacune des couches réalisées. Ces chips sont généralement peu coûteux et bien adaptés aux besoins des constructeurs d'équipements grand public. Cependant, ils présentent des valeurs d'inductance comprises entre quelques nanohenry et quelques centaines de microhenry. D'autre part, leur coefficient de surtension est assez médiocre et ils ne tolèrent pas des courants d'utilisation supérieurs à 100 milliampères. On connaît aussi des inductances chips réalisées à la manière d'une self classique, en bobinant sur un noyau en un matériau magnétique ou non un fil isolé, généralement en cuivre émaillé. Ces composants couvrent une gamme d'inductance importante comprise entre quelques nanohenry et quelques millihenry et leur coefficient de qualité est souvent élevé. Toutefois, les procédés de fabrication de tels composants présentent de nombreux inconvénients qui résultent, entre autres, des faibles dimensions du noyau de bobinage, ce qui rend difficile l'enroulement du fil. D'autre part, une autre contrainte est constituée par la soudure des extrémités de l'enroulement aux connexions de sortie. Celle-ci est rendue difficile à cause des faibles dimensions du noyau, du diamètre du fil et de la présence de l'émail qui le recouvre. Tous les procédés de fabrication des inductances chips bobinées actuellement utilisés consistent à bobiner le fil autour du noyau en faisant tourner le noyau autour d'un axe, puis, une fois ce bobinage réalisé, à connecter les extrémités du fil aux connexions de sortie ou électrodes selon différents procédés. Ces procédés présentent un certain nombre d'inconvénients. En effet, il existe un risque non négligeable de débobinage du fil au cours des manipulations ultérieures. D'autre part, pour pouvoir automatiser les procédés ci-dessus, les noyaux sur lesquels sont bobinés les fils doivent présenter des dimensions les plus exactes possibles pour permettre le positionnement des électrodes et la soudure des extrémités du fil de bobinage sur ces électrodes. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'un composant inductif pour report à plat du type à fil bobiné autour d'un noyau peu coQteux et entièrement automatisable. En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un composant inductif pour report à plat, du type à fil bobiné autour d'un noyau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes prises ensemble ou isolément: a) fixation du noyau sur une bande de connexion en un matériau métallique, ladite bande étant munie de découpes permettant la réalisation des connexions électriques de sortie de part et d'autre du composant, b) bobinage d'un fil autour du noyau fixe, c) soudage de chaque extrémité du fil sur chaque partie de bande destinée à former les connexions électriques, d) enrobage du noyau bobiné, la bande de connexion servant de plan de joint pour le moulage, e) découpe de la bande de connexion pour délimiter chaque composant et les parties destinées à former les connexions électriques externes, f) pliage et fixation sur le composant des parties délimitées à l'étape précédente. Dans le procédé de la présente invention, le noyau est fixé dès le départ sur une bande de connexion qui servira pendant tout le cycle de fabrication, d'abord comme support du noyau pendant le bobinage, puis ensuite comme plan de joint pour le moulage de la résine d'enrobage. La fixation du noyau sur la bande peut être réalisée par collage, par clipsage ou par tout autre moyen équivalent. La découpe de la bande permet de réaliser les connexions électriques du composant inductif et l'étanchéité réalisée par cette bande lors du moulage permet d'éviter tout risque de salissures sur les connexions définitives du composant en s'affranchissant des tolérances. D'autre part, les deux extrémités du fil étant soudées sur les parties de bande destinées à former les connexions électriques immédiatement après le bobinage du fil autour du noyau, il n'y a plus de risque de débobinage. Pour faciliter l'automatisation du procédé, la bande de connexion sera équipée de moyens permettant son entraînement. Ces moyens peuvent être par exemple des trous percés sur les bords latéraux de la bande et destinés à recevoir les dents d'un dispositif d'entraînement. De plus, puisque le noyau est fixé dès le départ sur une bande destinée à former les connexions électriques finales, il n'est plus nécessaire d'utiliser un noyau présentant un profil précis et bien dimensionné. En conséquence, la fabrication du noyau est elle-même simplifiée. D'autre part, le procédé de la présente invention apporte de nombreux avantages au niveau du produit lui-même. En effet, dans ce cas, les connexions électriques sont éloignées de la bobine. Il est donc possible d'utiliser des bains plus durs car on a un meilleur isolement thermique. De plus, les connexions électriques sont en métal massif donnant ainsi une excellente soudabilité. Des résines d'enrobage de haute performance peuvent aussi être utilisées, ce qui permet une tenue climatique de type professionnel. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après avec référence aux figures ci-annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique représentant les différentes étapes du procédé de la présente invention, - la figure 2 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation de la bande de connexion utilisée dans le procédé de la présente invention, et - la figure 3 est une vue agrandie d'une partie de la bande de connexion de figure 2. Comme représenté sur la partie gauche de la figure 1, le composant inductif obtenu par le procédé de la présente invention est réalisé à partir d'un noyau en un matériau magnétique ou non magnétique. Ce noyau I comporte essentiellement une partie centrale 2 de forme parallélépipédique ou cylindrique et deux 1 flasques perpendiculaires 3 et 3' de manière à présenter une section longitudinale sensiblement en forme de H. Lorsque le noyau est réalisé en un matériau magnétique, il peut être en ferrite ou obtenu à partir de poudre plasto-ferrite, de ferrite ou de poudre de fer, par exemple. Si le noyau est réalisé en un matériau non magnétique, il peut être en céramique ou en une matière thermoplastique ou thermodurcissable. Dans le procédé de la présente invention, le noyau n'a pas besoin d'avoir une forme ou des dimensions très précises, en conséquence il peut être usiné directement à partir d'une plaque du matériau magnétique ou non magnétique. Le noyau pourra aussi être réalisé de manière conventionnelle par pressage ou injection ou par filage et tronçonnage puisque la forme du noyau est facilement extrudable. Conformément à la présente invention, le noyau 1 est tout d'abord amené sur une bande de connexion 4 qui sera utilisée pendant tout le cycle de fabrication. Cette première étape peut être réalisée, par exemple, en plaçant les noyaux dans un bol vibrant ou dans tout autre système de distribution qui alimente un magasin placé au-dessus de la bande de connexion. La bande de connexion 4 comporte des découpes 5 qui seront utilisées pour réaliser les connexions de sortie ou électrodes de part et d'autre du corps du composant comme cela sera expliqué de manière plus détaillée ci- après. Comme représenté en A sur la figure 1, les noyaux I sont déposés sur certaines découpes 5 constituées, dans ce mode de réalisation, par des rectangles, les autres découpes similaires 5' étant utilisées lors de la réalisation des connexions. Une fois les noyaux I positionnés sur la bande, ils sont collés sur cette bande en utilisant une technique de microcollage bien connue de l'homme de l'art. Selon un autre mode opératoire, les noyaux peuvent être clipsés sur la bande ou fixés par tout autre moyen. Une fois le collage du noyau réalisé sur la bande, celle-ci est amenée, en utilisant les moyens d'entraînement 6, dans une station de bobinage. Conformément à la présente invention, le bobinage est réalisé en maintenant le noyau I fixe et en enroulant le fil 7 autour de la partie centrale 2 en utilisant un dispositif de type connu appelé "flyer" en langue anglaise. De manière plus spécifique, en utilisant le dispositif de bobinage ou "flyer", le fil 7 est tout d'abord fixé sur un plot 8 positionné en aval du noyau par rapport au sens de défilement de la machine, ce plot étant monté sur une bande 10 avançant en même temps que la bande de connexion 4. Puis, le fil est bobiné autour de la partie 2 du noyau 1 et est fixé sur un autre plot 9 en amont du noyau 1. On se trouve donc dans la position représentée en B sur la figure 1. A la place des plots 8 et 9, il est évident pour l'homme de l'art qu'on pourrait utiliser des ergots 11 découpés et pliés à partir de la bande de connexion 4. Ceci permettrait de supprimer la bande suiveuse. Une fois le noyau bobiné, on réalise le soudage des deux extrémités du fil 7 sur les parties de bande métallique 12, 13 destinées à former les connexions. Le soudage peut être réalisé par tout procédé de soudure connu tel que la soudure étain-plomb au fer à souder ou outillage approprié, la pâte à souder, la soudure au jet de gaz chaud, la soudure électrique, la soudure par induction, la soudure laser, la soudure à froid avec colle conductrice. Cette opération est représentée en C sur la figure 1. Une fois le soudage réalisé, la bande conductrice est amenée dans une station d'enrobage. Dans ce cas, la bande 4 est utilisée comme plan de joint. L'enrobage peut être réalisé selon diverses techniques connues. On peut procéder par exemple à un moulage par injection liquide d'une résine auto-extinguible, à un moulage par transfert poudre, par coulée, etc. Un type de résine utilisable est une résine permettant d'assurer une bonne protection thermique du composant lors de la soudure à la vague. La résine peut être également non chargée à faible conductivité thermique, chargée ou alvéolée sous forme de mousse. D'autre part, une charge magnétique peut être incorporée à cette résine pour refermer le circuit magnétique et ainsi augmenter la qualité magnétique du composant. Après démoulage, le composant inductif se présente sous la forme représentée en D sur la figure 1. Le composant est alors envoyé dans une station de découpage et de cambrage pour réaliser les électrodes. Pour ce faire, comme représenté en E sur la figure 1, on découpe la bande de connexion suivant les lignes en pointillés 14. Dans le mode de réalisation représenté, ces lignes sont prévues entre les découpes 5-5' de la bande de connexion. On obtient ainsi le composant représenté en F sur la figure 1. Les parties de bande 12, 13 de chaque côté du composant sont alors repliées contre les deux bords latéraux pour former les électrodes. De préférence, la partie supérieure est cambrée et se rabat sur le composant pour obtenir une bonne fixation des électrodes. Toutefois, comme expliqué ci- après, il est évident pour l'homme de métier que d'autres formes de découpes peuvent être envisagées pour les électrodes de manière à obtenir une bonne fixation des électrodes sur le corps surmoulé du composant. D'autre part, le rabat est réalisé de manière qu'un minimum de connexion entre dans le circuit magnétique, ce qui assure un coefficient Q maximum. On décrira maintenant, avec référence aux figures 2 et 3, un mode de réalisation particulier de la bande de connexion 4 utilisée dans le procédé de la présente invention. Cette bande de connexion est du même type que la bande de connexion décrite dans la demande de brevet français n0 85 07148 déposée le 10 mai 1985 au nom de la demanderesse et utilisée plus particulièrement pour la fabrication de condensateurs "chips". La bande 4 est donc constituée d'une feuille souple métallique en un matériau de faible conductivité thermique tel que l'acier, le bronze, etc. Sur cette bande de connexion, on a prévu plusieurs types de découpes destinées à faciliter la réalisation des connexions de sortie ou électrodes du composant inductif pour report à plat. Il est donc nécessaire que les parties de bandes formant les connexions ou électrodes ne soient pas en court-circuit. En conséquence, la bande 4 présente des découpes 20 en forme de H qui ont été réalisées pour disposer de deux languettes métalliques 21 et 22 qui serviront de pattes de fixation des parties formant connexions ou électrodes sur un des flasques du noyau de bobinage. Il est préférable que la découpe soit réalisée de manière que le rattachement des languettes au reste de la feuille s'effectue selon des surfaces évasées comme représenté clairement sur la figure 3. Ceci facilitera leur pliage et donnera une meilleure élasticité aux pattes de fixation pour maintenir le noyau 1. D'autres découpes réalisées sur la bande 4 détermineront la forme des électrodes des futurs composants. Ce sont les découpes en forme de L telles que représentées sur la figure 2 sous la référence 23. A chaque découpe en H correspondent quatre découpes en L qui l'encadrent. D'autre part, chaque bord latéral de la bande est percé de trous 6 qui serviront à son entraînement par un dispositif approprié dans le cadre d'une fabrication automatisée du composant inductif. Avec la bande décrite ci-dessus, la découpe des électrodes sera réalisée comme représenté par les tiretés 25 et 24 sur la figure 3. Les traits en tiretés 25 relient chaque découpe en L 23 avec la découpe 20 et les traits en tiretés 24 relient les découpes en L 23 entre elles. D'autre part, comme représenté sur la figure 3, la bande est de préférence munie d'ergots 26 réalisés par découpe et pliage d'une partie de la bande ellemême. Les ergots 26 sont positionnés par exemple entre chaque paire de découpes en L 23 et sont utilisés, lors du bobinage, pour fixer le fil de bobinage avant soudure. Il est évident pour l'homme de l'art que la bande de connexion de la figure I ou la bande de connexion des figures 2 et 3 a été donnée à titre d'exemple, notamment en ce qui concerne la forme des découpes. En conséquence, cette bande pourra être munie de découpes de formes différentes du moment que lesdites découpes peuvent être utilisées pour réaliser les électrodes ou connexions d'un g composant inductif de type bobiné pour report à plat. D'autre part, le procédé a été décrit en se référant à un composant inductif de type bobiné; il est évident pour l'homme de l'art qu'il peut être utilisé pour la réalisation d'autre composants - nécessitant, plus particulièrement, le bobinage d'un fil autour d'un noyau. REVENDICATIONS. 1. Procédé de fabrication d'un composant inductif pour report à plat, du type à fil bobiné autour d'un noyau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) fixation (A) du noyau sur une bande (4) de connexion en un matériau métallique, ladite bande étant munie de découpes (5, 5 '; , 23') permettant d'obtenir des connexions électriques de part et d'autre du composant, b) bobinage (B) d'un fil (7) autour du noyau fixe, c) soudage (C) de chaque extrémité du fil sur chaque partie de bande destinée à former les connexions électriques, d) enrobage (D) du noyau bobiné, la bande de connexion servant de plan de joint pour le moulage, e) découpe (E) de la bande de connexion pour délimiter chaque composant et les parties (12, 13) destinées à former les connexions électriques externes, f) pliage et fixation sur le composant des parties délimitées à l'étape précédente. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation du noyau sur la bande est réalisée par collage ou clipsage. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bobinage est réalisé en fixant une extrémité du fil sur un moyen de fixation prévu en amont ou en aval de la bobine, en bobinant le fil autour du noyau et en fixant l'autre extrémité du fil sur un moyen de fixation prévu en aval ou en amont de la bobine. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités du fil sont fixées sur des ergots (11) prévus sur la bande de connexion (4). 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités du fil sont fixées sur des plots (8, 9) montés sur un support (10) suivant la bande de connexion. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que les opérations de collage, bobinage, soudage, enrobage et découpe sont réalisées en continu, la bande de connexion étant destinée à recevoir au moins un noyau et étant équipée de moyens permettant son entraînement.