Brevet FR2739488A1 — publié le 19970404

ELEMENT DE COUPE-CIRCUIT ELECTRIQUE AVEC RESISTANCE INTEGREE l'invention est relative à un élément de coupe-circuit électrique du genre comportant un support diélectrique et un élément résistif déposé sur ledit support et relié à des éléments conducteurs. Les éléments de coupe-circuit connus sont essentiellement décrits dans les brevets suivants (A) FR-2478369 qui concerne un coupe-circuit à fusible et qui consiste à créer une section réduite sur la partie conductrice du fusible de manière à provoquer sa fusion sous l'effet d'une surintensité. Il est réalisé par la superposition de couches conductrices qui délimitent une section réduite de coupure transversalement au sens de passage du courant. Celles-ci font intervenir les différences de conductivité des diverses couches. (B) EP-0269775 qui concerne un dispositif du type fusible par résistance fusible. Le substrat comporte deux éléments conducteurs paralléles et une résistance fusible reliant les deux. La section réduite concerne la résistance et est délimitée par des couches superposées. (C) WO-94/27302 qui concerne un film métallique résistif ayant une fonction de fusible. Le support est entouré par l'élément résistif qui comporte des zones rétrécies. Dans ces différents brevets - la fonction de fusible (lors d'un court-circuit par exemple) est assurée uniquement soit par l'élément conducteur (brevet A) soit par l'élément résistif (brevets B et C); - la fonction de résistance (apte à absorber les micro-impulsions de courant par exemple de quelques millisecondes) est assurée par l'élément qui sert également de fusible (brevets B et C); - le support n'est pas concerné par lesdites fonctions (dans les trois cas); - la section réduite est délimitée par des zones comportant des couches superposées (brevets A et B). De tels éléments de coupe-circuit présentent les principaux inconvénients suivants - lorsqu'ils ne sont que fusibles (brevet A) : il manque la fonction de résistance; - lorsque les deux fonctions sont réunies (brevets B et C) : ils manquent de souplesse et de performance car il est difficile de concilier sur la même couche une loi de variation de résistance bien déterminée avec une loi concernant la fusion d'une partie de celle-ci sous l'effet d'une surinten sité bien déterminée; - lors de la fusion, des parties résistives ou conductrices fondues peuvent se détacher et créer des court-circuits dans le reste du circuit électrique; - les techniques de fabrication nécessaires à leur réalisation sont souvent plus onéreuses que les techniques classiques. L'invention vise donc à réaliser un coupe-circuit électrique: - comportant sur le même support les deux fonctions de fusible et de résistance; - réalisant ces deux fonctions de manière séparée et selon une technique inédite et originale; - mettant en oeuvre pour sa réalisation un procèdé simple et économique. Elle concerne à cet effet un coupe-circuit électrique, du genre comportant un support diélectrique (par exemple en céramique) et un élément résistif déposé (par exemple par sérigraphie) sur ledit support et relié à des éléments conducteurs en relation avec les bornes de connexion, qui se caractérise en ce que - ledit support diélectrique comporte une zone apte à se briser sous l'effet d'un choc thermique provoqué par une surintensité dans ledit élément résistif; - ledit élément résistif comporte une zone située au voisinage immédiat de la zone apte à se briser; - la rupture du support, sous l'effet d'un choc thermique, provoque également la rupture de la continuité électrique de l'élément résistif et/ou des éléments conducteurs; - la zone du support, apte à se briser sous l'effet d'un choc thermique, possède une section plus petite que celle du reste du support. Le support utilisé ainsi que les éléments conducteurs et résistifs sont d'un type classique. Le changement de section ne concerne que le support. La chaleur dégagée dans l'élément résistif lors d'une surintensité se propage dans le support créant une accumulation dans la zone de section réduite qui est déterminée pour créer des tensions mécaniques internes qui occasionnent la rupture de celle-ci avec une énergie mécanique qui permet l'écartement des deux parties du support ainsi brisé avec la torsion des bornes de connexion, qui sont flexibles mais non élastiques, et la rupture de la continuité électrique. Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en élévation de l'élément coupe-circuit avec une coupe transversale du support d'application; - la figure 2 est une vue en coupe transversale dudit élément coupe-circuit; - la figure 3 est une vue équivalente à celle de la figure 2 après cassure de l'élément coupe-circuit; - la figure 4 est une vue en élévation d'une variante de l'élément coupecircuit; - la figure 5 est une vue en coupe transversale dudit élément coupe-circuit; - la figure 6 est une vue, partielle, équivalente à celle de la figure 4 après cassure de l'élément coupe-circuit. L'élément de coupe-circuit représenté aux figures 1, 2 et 3 comporte un support diélectrique (1) et un élément résistif (2) déposé sur ledit support et relié à des éléments conducteurs (3) et (4) eux-mêmes reliés à des bornes de connexion (7) et (8). Le support diélectrique (1) comporte une zone (5) apte à se briser sous l'effet d'un choc thermique provoqué par une surintensité dans l'élément résistif (2). Ledit élément résistif (2) comporte une zone (6) située au voisinage immédiat de ladite zone (5). La rupture du support (1), sous l'effet du choc thermique, provoque également la rupture de la continuité électrique de l'élément résistif (2) et/ou des éléments conducteurs (3,4). La zone (5) possède une section plus petite que celle du reste du support. La diminution de la section (5) du support (1) est réalisée au moyen d'une rainure (13) située sur la surface dudit support opposée à celle qui supporte l'élément résistif (2). Cette diminution de section peut être réalisée également au moyen d'une pluralité de micro-rainures, très proches, obtenues à partir d'un rayon laser. La zone (6) de l'élément résistif (2) s'étend sur la majeure partie de la zone (5) du support (1). L'élément de coupe-circuit représenté aux figures 4, 5 et 6 est une variante du précédent. L'élément résistif (2) est réalisé à partir de bandes paralléles reliées entre elles par des éléments conducteurs (10) et (11). La zone (6) de l'élément résistif (2) s'étend sur la majeure partie d'une zone (12) frontière avec la zone (5) du support (1). La loi de variation de l'élément résistif (2) représenté aux figures 4, 5 et 6, est différente de celle-représenté aux figures 1, 2 et 3. La cassure du support entraine la cassure du seul élément conducteur (11). D'une manière plus générale (ensemble des figures 1 à 6) - les bornes de connexion (7,8) sont reliées à un support d'application (9) par exemple du type circuit imprimé. Elles sont situées de chaque côté de la zone (5) de rupture du support (1) de manière à rester maintenues par lesdites bornes lors de la cassure dudit support; - la zone (5) du support (1) peut être située dans la partie médiane de celui-ci; - les bornes de connexion (7,8) sont flexibles mais non élastiques. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes essentiellement dans - la technique utilisée pour créer la zone à section réduite sur le support; - les formes et les lois de variation des éléments résistifs; - les matériaux utilisés pour les divers sous-ensembles; sans pour celà sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Elément de coupe-circuit électrique du genre comportant un support diélectrique (1) et un élément résistif (2) déposé sur ledit support et relié à des éléments conducteurs (3,4,10,11); caractérisé en ce que ledit support diélectrique (1) comporte une zone (5) apte à se briser sous l'effet d'un choc thermique provoqué par une surintensité dans ledit élément résistif (2); en ce que ledit élément résistif (2), qui est situé sur ledit support (1), comporte une zone (6,12) située au voisinage immédiat de ladite zone (5) et en ce que la rupture du support (1), sous l'effet du choc thermique, provoque également la rupture de la continuité électrique de l'élément résistif (2) et/ou desdits éléments conducteurs (3,4,11). 2- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone (5) du support (1), apte à se briser sous l'effet d'un choc thermique, possède une section plus petite que celle du reste du support (1). 3- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diminution de la section (5) du support (1) est réalisée au moyen d'une rainure (13) située sur la surface dudit support opposée à celle qui supporte l'élément résistif (2). 4- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diminution de la section (5) du support (1) est réalisée au moyen d'une pluralité de micro-rainures, très proches, obtenues à partir d'un rayon laser et situées sur la surface dudit support opposée à celle qui supporte l'élément résistif (2). 5- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone (6) de l'élément résistif (2) s'étend sur la majeure partie de la zone (5) du support (1). 6- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone (6) de l'élément résistif (2) s'étend sur la majeure partie d'une zone (12) frontière avec la zone (5) du support (1). 7- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des bornes de connexion (7,8), reliées à un support d'application (9), situées de chaque côté de la zone (5) de rupture du support (1). 8- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone (5) du support (1) est située dans la partie médiane dudit support (1). 9- Elément de coupe-circuit, selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bornes de connexion (7,8) sont flexibles mais non élastiques.