Brevet FR2638594A1 — publié le 19900504

PROCEDE DE REALISATION D'UN CIRCUIT ELECTRIQUE DE PUISSANCE MONOCOUCHE OU MULTICOUCHES, ET CIRCUIT OBTENU PAR CE PROCEDE La présente invention se rapporte à un procédé de réalisation d'un circuit électrique monocouche ou multicouches, ce circuit étant plus particulièrement un circuit de puissance, comportant selon le cas une lame métallique prédécoupée, ou au moins deux lames métalliques predecoupées parallèles et séparées par un espace contenant une matière isolante. Les circuits de puissance multicouches sont actuellement réalisés en superposant alternativement des lames métalliques prédécoupées et des lames isolantes, puis en solidarisant l'ensemble par compression à chaud, avec collage au moyen d'une résine. Cette façon de faire s'avère très onéreuse, de sorte qu'elle est mal adaptée à la production en grande série de circuits imprimés multicouches de puissance. L'invention vise à remédier à cet inconvénient. Elle se rapporte à cet effet à un procédé de réalisation d'un circuit monocouche ou multicouches, en particulier d'un circuit de puissance de ce type, procédé qui consiste à placer cette ou ces lames métalliques prédécoupées dans un moule d'injection, en les positionnant dans ce moule de façon à y être maintenues l'une au dessus de l'autre, parallèles l'une à l'autre et séparées par des espaces dans le cas d'au moins deux lames, des colonnes étant prévues dans ce moule perpendiculairement à cette ou ces lames métalliques, afin de laisser libres, après injection dans le moule d'une matière isolante injectable et durcissable, puis refroidissement et démoulage, des cheminées orthogonales à cette ou ces lames, de façon d'une part à livrer passage à des composants, fils ou cavaliers de liaison, et d'autre part à laisser à nu sur cette ou ces lames une surface métallique suffisante pour pouvoir y souder au moins une patte de connexion d'un composant ou une arrivée ou passage d'un fil ou cavalier de liaison. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, à l'aide de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 1 montre, en coupe verticale transversale, la phase d'injection au moule après positionnement des lames métalliques dans celui-ci; Figure 2 montre de même le circuit obtenu après démoulage et soudage des composants et liaisons Figure 3 montre, selon III-III de figure 2, l'opération finale de découpe des connexions d'entrée/sortie du circuit Figure 4 est une vue similaire à figure 2, montrant une variante de ce circuit de puissance Figure 5 est une autre variante qui montre un circuit à trois couches ; et Figure 6 montre un exemple de lame pour ce genre de circuit. En se référant à la figure 1, il est utilisé, pour la confection de ce circuit de puissance, un moule en deux parties, dont un fond de moule 1 et un couvercle de moule 2. Entre ces parties de moule I et 2 sont coincées deux lames métalliques prédécoupées 3 et 4. De manière très classique, ces lames métalliques sont découpées selon une configuration prédéterminée, de façon à constituer les connexions entre les composants à souder en des points précis de ces lames - voir figure 6. Les lames 3 et 4 sont maintenues, dans la cavité 5 du moule, parallèles l'une à l'autre et parallèles aux parois supérieure 6 et inférieure 7 de la cavité 5. Les écartements - a entre les lames 3 et 4, b entre la lame 3 et la paroi horizontale supérieure 6, c entre la lame 4 et la paroi horizontale inférieure 7 - sont définis avec précision, et il en est de même du décalage latéral, dans le sens horizontal, de ces deux lames métalliques prédécoupées 3 et 4. A cet effet, des pions 8 de positionnement et de maintien sont prévus pour la lame 3, et d'autres pions semblables 9 sont prévus pour la lame 4. Les pions 9 se présentent sous la forme de cylindres pleins 10, de hauteur égale à c, et qui sont fixés par leur base sur la face inférieure 7 du moule. Ils sont surmontés d'un téton 11 qui s'encastre dans un perçage 12 prévu à cet effet dans la lame métallique 4. Ce téton Il a une hauteur égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur e de la lame 4. Les pions 8 ne diffèrent des pions 9 que par leur hauteur, qui est égale à: c + e + a, afin d'assurer l'écartement a désiré entre les lames métalliques 3 et 4. Des orifices 13 sont prévus dans la lame inférieure 4, afin de livrer passage à ces pions 8. En outre, il est nczessaire de prévoir la possibilité de placer et souder les divers composants, cavaliers et fils de liaison, du circuit de puissance à constituer. Dans ce but, des plots de serrage 14,15 de forme tronconique sont prévus entre la face inférieure de chaque lame métallique et la face de fond 7 du moule d'une part, et entre la face supérieure de la même lame, et la face de plafond 6 de ce même moule. Ces plots 14,15 sont groupés par couples, dont un plot 15 de relativement faible hauteur, égale selon le cas à l'écartement b ou à l'écartement c précités (dans l'exemple représenté, b et c sont égaux, de sorte que ces "petits" plots sont tous de même hauteur), et un plot 14 de hauteur plus importante, égale selon le cas à: a + c + e, ou à: a + b + e. Dans le cas représenté, ces "grands" plots 14 sont tous de même hauteur, b étant égal à c, les épaisseurs e des lames 3 et 4 étant bien entendu supposées égales. Les plots tronconiques 14,15 de chacun des couples précités sont superposés et d'axe vertical 16 commun. Pour livrer passage aux grands plots 14, des orifices 17 sont prévus dans la lame métallique, 3 ou 4, qu'ils sont amenés à traverser. Ces plots 14,15 enserrent étroitement la lame correspondante, 3 ou 4, entre leurs petites bases 18,19, tandis qu'ils s'appuient, par leurs grandes bases 20,21, sur les faces supérieure 6 et inférieure 7 de la cavité 5 du moule. Afin de ménager un orifice de passage pour les extrémités à souder (pattes des composants, extrémités des fils et cavaliers de liaison), les grands plots 14 sont surmontés d'un téton axial 22 dont la hauteur est égale à l'épaisseur e de la lame métallique, 3 ou 4. Chaque téton 22 traverse la lame métallique correspondante, 3 ou 4, par un orifice 23, percé à cet effet dans cette lame. Tous ces éléments étant positionnés dans le moule 1,2 comme schématisé sur la figure 1, il est injecté, par la conduite d'injection 24 prévue à cet effet, une matière plastique injectable dans la cavité 5 du moule. Cette matière remplit l'intégralité de l'espace intérieur de la cavité, comme indiqué en pointillés sur la figure 1. Après durcissement de cette matière et démoulage, le produit obtenu est tel que schématisé sur la figure 2. il consiste en deux lames métalliques prédécoupées 3 et 4, parallèles et espacées, qui sont noyées dans une épaisse plaque ou bloc de résine 37, ce bloc 37 comportant néanmoins des cheminées 25, orthogonales à ces lames métalliques 3 et 4. Ces cheminées 23 sont dues aux plots 14,15 précités, et elles sont aptes d'une part à livrer passage aux composants, fils ou cavaliers de liaison 26 du circuit, et d'autre part à laisser à nu sur ces lames métalliques 3,4, une surface métallique 27,28 suffisante pour y souder au moins une patte de connexion 29,30 d'un cavalier 26, d'un composant, ou une arrivée ou passage d'un fil de liaison. Après l'opération de soudure de ces composants, cavaliers, fils ou autres éléments de câblage, ou juste avant cette opération de soudure, les connexions d'entrée et de sortie 31 (voir figure 3) du circuit sont coupées, comme indiqué sur la figure 3, le long d'une ligne 32 (voir aussi figure 6), comme cela se fait classiquement par exemple pour la fabrication des circuits intégrés. Les déchets métalliques restants 33, formant notamment une bande latérale, peuvent alors être évacués, et la fabrication de ce circuit de puissance est alors terminée. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, et elle peut être mise en oeuvre selon de nombreuses variantes. Il est par exemple possible de réaliser ce circuit multicouches sans utiliser de pions de positionnement 8 pour la lame métallique supérieure 3, mais en plaçant une lame isolante 34 entre la lame 4 et cette lame 3 : la figure 4 montre le circuit alors obtenu (sur cette figure ont été dessinés deux composants électroniques 35, à titre illustratif). L'invention est bien entendu applicable aux circuits de puissance comportant trois lames métalliques, prédécoupées ou non, ou plus. La figure 5 montre, à titre d'exemple, un circuit de puissance à trois couches, 3,4,36, réalisé conformément à la présente invention. Enfin, l'invention est également applicable à la réalisation d'un circuit monocouche. REVENDICATIONS I - Procédé de réalisation d'un circuit électrique de puissance monocouche ou multicouches, ce circuit comportant une lame métallique prédécoupée, ou au moins deux lames métalliques prédécoupées (3,4) parallèles et séparées par un espace (a) contenant une matière isolante, caractérisé en ce qu'il consiste à placer cette ou ces lames (3,4,36) dans un moule d'injection (1,2), en les positionnant dans ce moule de façon qu'elles soient maintenues l'une au dessus de l'autre, parallèles l'une à l'autre, et séparées par des espaces dans le cas d'au moins deux lames, des colonnes (14,15) étant prévues dans ce moule perpendiculairement à cette ou ces lames métalliques (3,4,36) afin de laisser libres, après injection dans ce moule d'une matière isolante injectable et durcissable, puis refroidissement et démoulage, des cheminées (25) orthogonales à cette ou ces lames (3,4,36), les cheminées étant d'une part aptes à livrer passage à des composants (35), fils ou cavaliers (26) de liaison, et laissant d'autre part à nu sur cette ou ces lames métalliques (3,4,36) une surface métallique (27,28) suffisante pour y souder au moins une patte de connexion d'un composant (35) ou une arrivée (29,30) ou passage d'un fil ou cavalier (26) de liaison. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une lame isolante (34) est positionnée dans le moule entre deux lames métalliques (3,4). 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les colonnes sont composées de plots tronconiques (14,15) qui s'appuient respectivement et par leurs petites bases (18,19) sur les deux faces opposées d'une même lame métallique (4). 4 - Procédé selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce qu'au moins une lame (3,4) est maintenue en place dans le moule (1,2) au moyen de pions de positionnement (8,9) qui sont perpendiculaires à ces lames (3,4) et qui sont chacun munis d'un téton (11) de maintien de la lame. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on découpe, après démoulage du circuit, ses connexions (31) d'entrée et de sortie par sectionnement de bandes latérales (33) extérieures au bloc isolant (37) noyant les lames (3,4). 6 - Circuit imprimé de puissance monocouche ou multicouches réalisé par le procédé selon l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une lame métallique, ou plusieurs lames métalliques (37 > , perpendiculairement aux lames (3,4,36), pour livrer passage à des composants (35), cavaliers (26), ou fils, et permettre leur soudure sur la lame ou sur au moins une des lames (3,4,36).