Brevet FR2669179A1 — publié le 19920515

i "Appareil électrique, notamment appareil de commuta- tion et de commande pour véhicules automobiles, et procédé pour sa fabrication " L'invention conerne un appareil électrique, notamment un appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, avec une carte de circuit imprimé portant le circuit électronique, avec une barrette de connexion munie de fiches, et avec au moins un élément de puissance devant être refroidi, d'un circuit électronique. Dans des appareils connus de ce type, des éléments de puissance s'échauffant fortement sont placés sur des éléments refroidisseurs qui sont fixés sur ou contre la carte de circuit imprimé ou le boîtier Ces éléments refroidisseurs sont constitués de profilés refroidisseurs spéciaux grâce auxquels les éléments de puissance sont disposés à une certaine distance de la carte de circuit imprimé, ou bien en faisant saillie à partir de celle-ci De tels éléments refroidisseurs présentent l'inconvénient qu'ils sont constitués de profilés de fabrication complexe et que l'équipement ne peut être automatisé que difficilement En outre, cette disposition des éléments de puissance restreint fortement la surface présentée par les cartes de circuits imprimés Du fait de la conception des éléments refroidisseurs et de l'apport des éléments de puissance, de tels appareils doivent avoir de grandes dimensions et exigent un emplacement d'installation important. L'appareil électrique conforme a l'invention, caractérisé en ce que la carte de circuit imprimé revêt la forme d'une feuille de circuit imprimé qui est rapportée sur la face interne de deux plaques en un matériau bon conducteur thermique placées l'une en face de l'autre, tandis que cette feuille de circuit imprimé constitue en même temps une paroi intermédiaire entre les deux plaques, et en ce que, à cette feuille de circuit imprimé est fixée à l'aide de couteaux au moins une barrette de contacts à couteaux en un matériau électriquement conducteur, barrette sur laquelle est disposée la barrette de connexion, présente l'avantage que grâce à la disposition des éléments de puissance, une forme de construction particulièrement plate de l'appareil électrique est possible Il n'est pas nécessaire de faire appel à des moyens supplémentaires pour relier la carte de circuit imprimé aux éléments de puissance. Les plaques porteuses de la feuille, constituent en même temps la paroi externe, grâce à quoi un très bon refroidissement est possible En outre, les parties constitutives métalliques nécessaires sont également réduites Du fait de la bonne évacuation de la chaleur, un plus grand nombre d'éléments de puissance peut être rapporté sur la carte de circuit imprimé En outre, du fait de la bonne évacuation de chaleur, une température environnante plus élevée est possible, telle qu'elle règne par exemple dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile Le boîtier peut être équipé et brasé automatiquement avec un petit nombre d'étapes de fabrication Les barrettes de contacts à couteaux pour la fixation des barrettes à fiches, peuvent être divisées et réalisées en nombres différents Elles ont en même temps une double fonction et servent comme pièces de séparation entre les deux surfaces de carte de circuit imprimé et comme pièces de contacts pour les barrettes à fiches. L'appareil électrique peut être réalisé d'une manière particulièrement simple de façon fermée, étanche et de façon non étanche. Des compléments avantageux de l'appareil indiqué ci-dessus, sont possibles. Suivant une caractéristique de l'invention, les éléments de puissance sont disposés à plat sur la feuille de circuit imprimé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les couteaux sont recouverts par une feuille d'étain. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel appareil, caractérisé en ce que sur deux plaques planes est laminée sous pression, une feuille de circuit imprimé jouant le rôle de carte de circuit imprimé, tandis que les éléments de puissance et les parties électriques constitutives sont placés sur la feuille de circuit imprimé, que dans les prolongements, faisant saillie au-delà des plaques de la feuille de circuit imprimé, les couteaux d'au moins une barrette de contacts à couteaux constituée d'un matériau électriquement conducteur sont mis en place et sont recouverts par une feuille d' étain, et qu'ensuite, pour obtenir la conductibilité électrique l'appareil est brasé selon un procédé de brasage par fusion. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les prolongements de la feuille de circuit imprimé sont repliés à environ 900 par rapport à la feuille de circuit imprimé et les deux plaques sont placées l'une sur l'autre de façon que les barrettes de contacts à couteaux s'appliquent l'une sur l'autre. Suivant une autre caractéristique, les barrettes de connexion sont enfichées sur les barrettes de contacts à couteaux. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins et va être exposé plus en détail dans la description ci-après. la figure 1 est une représentation en perspective de l'appareil électrique à l'état déplié, la figure 2 est une représentation en perspective de l'appareil à l'état replié, la figure 3 est une vue de dessus sur un appareil replié avec plusieurs barrettes à fiches, la figure 4 est une vue de dessus selon la flèche III de la figure 3. Sur la figure 1, une première et une seconde plaques rectangulaires en matériau thermiquement bon conducteur, par exemple de l'aluminium, sont désignées par 10 et 11, plaques sur une face desquelles une feuille de circuit imprimé 13 a est laminée sous pression Par laminage on entend l'application au moyen d'une colle, et sous l'action de la pression (environ 1,4 à 2,8 M Pa) et de la chaleur (environ 1800 à 200 ) d'une feuille, dans ce cas, la feuille de circuit imprimé 13, sur une structure de base métallique Les plaques 10, 11 font partie d'un appareil électrique 12, notamment d'un appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, et jouent le rôle des parois externes du boîtier La surface de la feuille de circuit imprimé 13 est inférieure à celle des plaques 10 ou 11, de sorte que les bords restent libres notamment au voisinage des côtés longs La feuille de circuit imprimé 13 comporte, au voisinage des côtés les plus courts de chaque plaque 10, 11, respectivement un prolongement 14 qui fait saillie au-delà des plaques 10 ou 11 A chacun de ces prolongements 14 est fixée, à l'aide de couteaux 15, une barrette de contacts à couteaux 16 en un matériau électriquement conducteur La barrette de contacts à couteaux 16 se trouve alors sur la face de la feuille de circuit imprimé 13 tournée vers les plaques 10, 11, de sorte que les couteaux 15 traversent la feuille 13 et sont recouverts sur cette face par une feuille d'étain La largeur b des barrettes de contacts à couteaux 16 est d'une grandeur telle que dans l'état replié, tel qu'il est représenté sur la figure 2, deux barrettes de contacts à couteaux 16 correspondent à la largeur de l'intervalle de deux plaques 10, 11, ce qui signifie que les barrettes de contacts à couteaux 16 déterminent la hauteur de l'appareil. Les parties 17 constitutives d'un circuit électronique, dont seulement quelques unes sont représentées sur les figures 1 et 2, sont collées sur la feuille du circuit imprimé 13 dans la zone des plaques 10, 11, et sont ensuite reliées de façon électriquement conductrice avec la feuille de circuit imprimé 13 par un procédé de brasage par fusion En outre, des éléments de puissance 18 se trouvent sur la feuille de circuit imprimé 13 En ce qui concerne les parties électroniques constitutives 17, il s'agit d'éléments constitutifs SMD (SMD = dispositif monté en surface) Par un processus de brasage par fusion, on entend une liaison par fusion Grâce à une pâte de brasage imprimée sur la face supérieure de la plaque, on obtient dans un four de fusion, une liaison entre les éléments constitutifs SMD et la plaque, grâce à la pâte de brasage ainsi imprimée. Sur les figures 3 et 4, on peut voir les barrettes à fiches 20 enfichées sur les barrettes de contacts à couteaux repliées, avec leurs fiches 21 disposées en plusieurs rangées Sur ces figures 3 et 4, on peut voir également que plusieurs barrettes de contacts à couteaux 16 peuvent être disposées sur une face frontale de l'appareil 12 Le nombre des barrettes à fiches 20 dépend des possibilités de liaisons électriques désirées Sur la figure 2, l'appareil est représenté selon un mode de construction ouvert non étanche, tandis que sur les figures 3 et 4, il est représenté avec un carter étanche qui le protège contre les influences environnantes A cet effet, des parois de séparation complémentaires 22 sont indiquées sur les côtés longs des deux plaques 10, 11. Le procédé de fabrication est parti- culièrement avantageux et simple, car l'appareil 12 peut être fabriqué selon un processus à peu près automatique A cet effet, les deux plaques 10 et 11 sont placées l'une à côté de l'autre, à une distance qui est au moins de 2 x d, c'est-à-dire le double de la largeur des barrettes de contacts à couteaux 16. Ensuite, la feuille de circuit imprimé 13 est laminée sur les deux plaques 10, 11 La zone entre les deux plaques 10, 11 est également recouverte par cette feuille de circuit imprimé 13 Ensuite, les barrettes de contacts à couteaux 16 sont fixées à l'aide des couteaux 15 sur les prolongements 14 de la feuille de circuit imprimé 13 et sont recouvertes par la feuille d'étain Les parties électriques constitutives du circuit électronique sont collées sur la feuille de circuit imprimé 13 et sont reliées de façon électriquement conductrice à cette feuille 13 par le brasage par fusion Au cours du processus opérationnel suivant, on replie les prolongements 14 avec les barrettes de contacts à couteaux 16, d'environ 900 vers le haut, c'est-à- dire en direction de la feuille 13 Les deux plaques 10 et 11 sont alors repliées l'une sur l'autre grâce à la feuille de circuit imprimé 13 librement mobile se trouvant entre elles et les barrettes de contacts à couteaux 16 sont placées les unes sur les autres On obtient ainsi l'appareil 12, tel qu'il est représenté sur la figure 2 Si maintenant les barrettes à fiches 20 sont enfichées sur les barrettes de contacts à couteaux 16, les plaques 10 et 11 sont reliées ensemble de façon inamovible L'appareil 12 peut alors être utilisé et être monté dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile Pour la forme de réalisation fermée de l'appareil 12, les côtés longitudinaux doivent être fermés par les parois de séparation 22. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique ( 12), notamment appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, avec une carte de circuit imprimé ( 13) portant le circuit électronique, avec une barrette de connexion ( 20) munie de fiches ( 21), et avec au moins un élément de puissance ( 18), devant être refroidi, d'un circuit électronique, appareil électrique caractérisé en ce que la carte de circuit imprimé revêt la forme d'une feuille de circuit imprimé ( 13) qui est rapportée sur la face interne de deux plaques ( 10, 11) en un matériau bon conducteur thermique placées l'une en face de l'autre, tandis que cette feuille de circuit imprimé constitue en même temps, une paroi intermédiaire entre les deux plaques ( 10, 11), et en ce que, à cette feuille de circuit imprimé ( 13) est fixée à l'aide de couteaux ( 15) au moins une barrette de contacts à couteaux ( 16) en un matériau électriquement conducteur, barrette sur laquelle est disposée la barrette de connexion ( 20). 2. Appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de puissance ( 18) sont disposés à plat sur la feuille de circuit imprimé ( 13). 3 Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et/ou 2, caractérisé en ce que les couteaux ( 15) sont recouverts par une feuille d'étain. 4. Procédé pour la réalisation d'un appareil électrique ( 12) notamment d'un appareil de commutation et de commande pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que sur deux plaques planes ( 10, 11) est laminée sous pression, une feuille de circuit imprimé ( 13) jouant le rôle de carte de circuit imprimé, tandis que les éléments de puissance ( 18) et les parties électriques constitutives ( 17) sont placés sur la feuille de circuit imprimé, que dans les prolongements ( 14), faisant saillie au-delà des plaques ( 10, 11), de la feuille de circuit imprimé ( 13), les couteaux ( 15) d'au moins une barrette de contacts à couteaux ( 16) constituée d'un matériau électriquement conducteur sont mis en place et sont recouverts par une feuille d' étain, et qu'ensuite, pour obtenir la conductibilité électrique l'appareil ( 12) est brasé selon un procédé de brasage par fusion. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les prolongements ( 14) de la feuille de circuit imprimé ( 13) sont repliés à environ 900 par rapport à la feuille de circuit imprimé ( 13) et les deux plaques ( 10, 11) sont placées l'une sur l'autre de façon que les barrettes de contacts à couteaux ( 16) s'appliquent l'une sur l'autre. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les barrettes de connexion ( 20) sont enfichées sur les barrettes de contacts à couteaux ( 16).