Brevet FR2736214A1 — publié le 19970103

La présente invention est relative à un procédé de montage d'une broche de connexion électrique sur un substrat flexible et plat portant sur une face un circuit électronique et, plus particulièrement, à un tel procédé appliqué à un circuit électronique comportant au moins une plage conductrice de l'électricité à connecter à cette broche, l'autre face du substrat étant accolée à un support rigide. On connaît du brevet US-A- 4 503 611 un procédé de montage de broches de connexion électrique sur un substrat flexible isolant portant à sa surface des plages conductrices de l'électricité, ce procédé consistant à 1 forcer des broches à travers des trous percés dans une première plaquette jusqu'à ce que les extrémités de ces broches soient de niveau avec une face de cette plaquette, 2 ) disposer cette plaquette et une deuxième plaquette sur des faces opposées du substrat de manière à aligner coaxialement des trous percés dans les deux plaquettes et les centres de plages conductrices du substrat et 3") forcer les broches dans les trous alignés en perçant le substrat pour établir une connexion électrique entre les plages conductrices et les broches.Les deux plaquettes et le substrat sont fixés les uns aux autres suivant un assemblage serré et les broches débordent de l'assemblage pour autoriser un raccordement d'un circuit électronique porté par le substrat à des circuits ou sources d'alimentation électrique extérieurs. L'assemblage décrit dans le brevet précité convient bien pour rigidifier un substrat flexible au niveau de ses connexions avec l'extérieur. Cependant il n'est pas transposable au cas, courant, où le substrat flexible est monté sur un support rigide, un boîtier de protection par exemple, les broches devant alors traverser la paroi du boîtier pour établir des liaisons électriques avec l'extérieur de ce boîtier. Suivant une technique couramment utilisée actuellement pour fixer une broche à un substrat rigide portant un circuit, on passe les broches à travers le substrat et on soude les extrémités des broches au substrat du côté opposé à celui qui porte les composants du circuit. Si, comme cela est souvent le cas, le circuit est réalisé avec des composants à montage en surface soudés par refusion d'une pâte sur une face du substrat, il faut alors prévoir une soudure à la vague des broches sur l'autre face, ce qui n'est pas économique. C'est pourquoi les broches d'entrée/sortie d'un circuit réalisé avec de tels composants sont couramment mises en place et soudées sur la même face que les composants, par les mêmes moyens que les autres composants.Les broches prennent alors souvent une forme en "S" pour rejoindre le connecteur d'entrée/sortie du boîtier protégeant le circuit, en couvrant une surface substantielle du substrat ,ce qui est contraire aux objectifs actuels de miniaturisation maximale des circuits. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de montage d'une broche de connexion électrique sur un substrat flexible plat accolé à un support rigide, qui ne présente aucun des inconvénients ou limitations évoqués ci-dessus des procédés de la technique antérieure et qui, en particulier, permette de réaliser un montage de broche d'encombrement réduit, de construction économique compatible avec le montage en surface de composants électroniques, utilisant une broche de forme simple et de coût de fabrication réduit. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de montage d'une broche de connexion électrique sur un substrat flexible et plat portant sur une première face un circuit électronique comportant au moins une plage conductrice de l'électricité à connecter à cette broche, l'autre face du substrat étant accolée à un support rigide, ce procédé étant remarquable en ce qu'on affaiblit le substrat flexible suivant un contour entourant ladite plage conductrice et en ce qu'on force la broche à travers le substrat et le support, à partir de ladite plage conductrice de manière que celle-ci fléchisse sous la poussée de la broche, pour s'appliquer élastiquement contre la broche. Avantageusement on soude ensuite la plage conductrice à la broche. Grâce au procédé suivant l'invention on réalise un montage de broche remarquable en ce que : (a) une languette est découpée dans la partie du substrat recouverte par la plage conductrice, ladite languette étant fléchie par rapport au plan du substrat de manière que la plage conductrice s'applique contre la surface de la broche et (b) le support rigide du substrat est creusé d'un logement conformé pour recevoir la languette à l'écart du plan du substrat. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique, en perspective et en coupe, du montage de broche résultant de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, - la figure 2 est une vue partielle en coupe du montage de la figure 1, - la figure 3 est un schéma d'un mode de réalisation d'une découpe de languette dans le substrat du montage des figures 1 et 2, - la figure 4 est un schéma d'une variante de découpe de languette, adaptée à la formation d'un groupe de languettes alignées, - les figures 5 à 7 sont des représentations schématiques d'autres modes de réalisation du montage suivant l'invention, et - la figure 8 est une vue en coupe d'un montage suivant l'invention, adapté à un connecteur monté sur un boîtier de protection d'un circuit électronique muni de broches montées suivant le procédé selon l'invention. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé ou l'on a représenté un premier mode de réalisation du montage suivant l'invention, constitué par un substrat 1 flexible et plat en un matériau isolant, portant sur une première face, supérieure du point de vue du dessin, un circuit électronique constitué classiquement par des composants (non représentés) montés sur un réseau de pistes conductrices formées sur cette face, par sérigraphie par exemple. Ce réseau comprend classiquement des plages conductrices terminales par lesquelles des broches métalliques telles que la broche 2 établissent des connexions électriques avec d'autres circuits, ou des sources d'alimentation électrique du circuit, par exemple. La présente invention est relative à l'établissement d'un contact électrique entre une plage conductrice du substrat et une telle broche dans le cas ou le substrat 1 est accolé, par sa face opposée à celle qui porte le circuit, à un support rigide 3 tel qu'une paroi d'un boîtier de protection du circuit et, plus particulièrement, tel qu'un connecteur d'entrée/sortie intégré à cette paroi. Pour la clarté du dessin on n'a représenté à la figure 1 que la région du substrat 1 et du support rigide 3 qui entoure le passage d'une broche 2, étant entendu qu'un connecteur comprend classiquement une ou plusieurs rangées de telles broches et que la description qui va suivre s'applique au montage de chacune d'entre elles. C'est ainsi que, comme représenté à la figure 1, une piste conductrice 4 formée sur le substrat présente à son extrémité une plage conductrice 5 formée sur une partie affaiblie du substrat flexible. Dans le mode de réalisation représenté, l'affaiblissement est obtenu par une découpe particulière 6 du substrat au niveau de la plage conductrice 5. Cette découpe peut, à titre d'exemple illustratif et non limitatif, prendre la forme d'un "H" délimitant une languette intérieure 7 représentée sur la vue en plan de la figure 3. Le substrat ainsi découpé est monté sur le support rigide 3, en repérage avec un logement 8 formé dans l'épaisseur du support 3. Comme représenté en plus de détail sur la vue en coupe partielle de la figure 2, prise suivant le trait II de la figure 1, le logement 8 comprend une partie qui traverse perpendiculairement toute l'épaisseur du support 3 pour recevoir la broche 2 et une deuxième partie plus ouverte, à proximité du substrat 1. Cette partie est limitée du côté de la piste conductrice 4, par une paroi incurvée 81 inscrite dans l'angle défini par la surface du support 3 et la face en regard de la broche 2. La paroi 81 descend dans le support 3 à une profondeur où elle est sensiblement parallèle à la broche, à une distance de celle-ci sensiblement égale à l'épaisseur du substrat 1. Suivant le procédé de montage selon l'invention, on force la broche 2 à travers la plage conductrice 5 du substrat et le logement 8 du support, suivant la flèche F de la figure 2. La pointe de la broche vient alors s'appuyer d'abord sur la languette 7 qui fléchit du fait de la présence de la découpe 6 qui l'entoure. La broche descendant dans le logement 8 entraîne avec elle la languette qui se cintre sur la paroi incurvée 81 du logement 8. Dans sa position finale, la broche 2 immobilise la languette 7 dans la position atteinte, la plage conductrice formée à la surface de la languette étant alors pressée contre la broche suivant une surface relativement étendue, avec une force de contact sensiblement perpendiculaire à la surface de la broche, ce qui assure une bon contact électrique entre cette plage conductrice et la broche. Avantageusement un point de soudure 9 est formé pour renforcer la liaison mécanique et électrique de la broche et de la plage conductrice. Dans le cas d'un circuit équipé de composants à montage en surface, ce point de soudure est formé en même temps que ceux associés à ces composants, par dépôt sérigraphique d'une pâte à souder et refusion, par exemple, ce qui est très économique. Les soudures peuvent aussi être réalisées à l'aide d'une colle conductrice de l'électricité. On notera encore que la broche peut être installée sur le circuit par les mêmes machines de positionnement que les composants à montage en surface, ce qui renforce encore l'intérêt du montage de broche suivant l'invention. A titre d'exemple, pour une broche de 0,8mm d'épaisseur, la partie élargie du logement 8 peut présenter une profondeur de 2mm et la languette une longueur de 2mm environ sur une largeur de lmm environ. Comme on l'a vu plus haut, le procédé suivant l'invention s'applique évidemment au montage simultané de plusieurs broches en ligne, comme cela est le plus souvent le cas notamment quant il s'agit de broches de connexion d'entrée/sortie de l'ensemble d'un circuit. On a représenté à la figure 4 une variante de découpe du substrat permettant d'individualiser, par une seule opération de découpe, plusieurs languettes 71 (i de 1 à 4) dans le substrat 11. Le contour 10 de la découpe 6' prend la forme d'un peigne.Elle est réalisée par tout moyen connu, estampage ou autre, sur une plage conductrice terminale 5', commune à une pluralité de pistes conductrices 4i. Lors du montage des broches correspondantes, les languettes 7 ainsi individualisées fléchissent sous la poussée des broches, comme décrit ci-dessus en liaison avec les figures 1 à 3. Incidemment on remarquera sur la figure 4 des trous d'alignement 11,, 112 utilisés pour centrer le substrat 1 sur son support de manière à mettre en repérage les languettes 7i avec des logements sous-jacents associés à chacune d'entre elles. De tels trous d'alignement peuvent servir au centrage du substrat sur le support dans tous les modes de réalisation du montage suivant la présente invention. On a représenté schématiquement aux figures 5 à 7 diverses variantes de ce montage. A la figure 5 le montage représenté est utilisé pour la connexion des broches d'un composant électronique 12 à des pistes conductrices formées sur le substrat 12. Dans ce cas une broche 2' du composant 12 ne traverse plus le support rigide 31. Elle est connectée à une plage conductrice par une languette 7' du substrat 12 comme décrit ci-dessus en liaison avec les figures 1 à 3. A la figure 6 le substrat 13 n'est pas muni d'une découpe telle que 6 ou 6' au niveau d'une plage conductrice de contact avec une broche 2. La découpe est remplacée par une ligne d'affaiblissement, par exemple en forme de "H", la broche pressant au montage la barre du "H" pour détacher deux languettes 7t 7"3 2 du substrat en brisant les attaches de ces languettes au substrat au niveau de cette ligne d'affaiblissement. On remarquera que le logement 83 formé dans le substrat 33 n'est pas, dans cette variante, conformé pour recevoir les languettes en appui sur des parois du logement, bien qu'un logement conformé de cette manière (voir figure 1) soit aussi possible. A la figure 7, le substrat 14 porte une ligne d'affaiblissement en forme de U, la poussée de la broche 2 au montage ne détachant alors du substrat qu'une seule languette 7'''. Bien entendu les contacts languette-broche des modes de réalisation des figures 5 à 7 peuvent avantageusement être renforcés par des points de soudure ou de colle conductrice, tout comme le mode de réalisation des figures 1 à 3. A la figure 8, on a représenté schématiquement une partie de la paroi d'un boîtier de protection 13 d'un circuit électronique porté par un substrat 15, cette partie étant conformée de manière à constituer un connecteur d'entrée/sortie à n broches pour le circuit placé dans le boîtier. A ce niveau du boîtier, le support 3s du substrat 15 prend alors la forme d'un insert en forme de coin complémentaire d'un logement prévu dans le boîtier 13 pour l'accueillir. Le boîtier peut être réalisé en un matériau métallique, muni éventuellement d'ailettes de refroidissement, alors que l'insert est moulé dans une matière plastique électriquement isolante. L'insert porte deux rangées parallèles de perçages tels que 14, 15 propres à recevoir complémentairement des broches 2 (j de 1 à n). Une grille d'entretoisement 16 peut éventuellement être formée d'une pièce avec le boîtier 13 pour s'insérer dans des rainures complémentaires de l'insert de manière à maintenir les positions relatives des broches 25 les unes par rapport aux autres. Les broches peuvent être couplées au substrat comme celles des figures 1 à 3. I1 est clair que la surface occupée par les broches de connexion 2, sur la surface du substrat 15 est très faible, très inférieure à celles des broches classiques en "S", conformément à l'un des objectifs de la présente invention. Il apparaît maintenant que celle-ci permet bien d'atteindre les objectifs annoncés, à savoir fournir un procédé de montage de broches assurant au montage, outre un encombrement minimum des broches sur le substrat, un coût de réalisation réduit, notamment dans le cas ou le substrat est garni de composants à montage en surface. REVENDICATIONS 1. Procédé de montage d'une broche (2;2;2j) de connexion électrique sur un substrat (1;1i) flexible et plat portant sur une première face un circuit électronique comportant au moins une plage (5;5') conductrice de l'électricité à connecter à cette broche, l'autre face du substrat étant accolée à un support rigide (3;3i), procédé caractérisé en ce qu'on affaiblit le substrat (3;3i) suivant un contour (6;6') entourant ladite plage conductrice (5;5') et en ce qu'on force la broche (2;2';2j) à travers le substrat (1;1,) et le support (3;3i) à partir de ladite plage conductrice de manière que celle-ci fléchisse, sous la poussée de la broche (2;2,;2) en s'appliquant élastiquement contre la broche. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, en outre, on soude la plage conductrice (5;5') à la broche (2;2';2j) 3. Montage de broche résultant de la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, la broche (2;2';2j) traversant un substrat (1;1i) flexible et plat portant sur une première face un circuit électronique comportant au moins une plage conductrice (5;5') de l'électricité électriquement connectée à cette broche, l'autre face du substrat étant accolée à un support rigide (3;3i), caractérisé en ce que (a) une languette (7;7i;7';7'';7''') est découpée dans la partie du substrat recouverte par la plage conductrice (5;5'), ladite languette étant fléchie par rapport au plan du substrat (l;;li) de manière que la plage conductrice s'applique contre la surface de la broche (2;2/;2j) et (b) le support rigide (3;3i) du substrat est creusé d'un logement (8;83) conformé pour recevoir la languette (7;71;7'; 7'';7''') à l'écart du plan du substrat (1;11). 4. Montage conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'une découpe (6;6') du substrat (1;1, ) délimite la languette (7;7,). 5. Montage conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'une découpe (6') en forme de peigne délimite plusieurs languettes (7i) adjacentes et alignées, associées à autant de broches. 6. Montage conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'une ligne d'affaiblissement du substrat délimite la languette (7''i,7'';7''') 7. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un point de soudure (9) assemble la languette à la broche associée. 8. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'une colle conductrice assemble la languette à la broche associée. 9. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la languette (7) est pincée entre la broche et une paroi incurvée (81) du logement (8). 10. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la languette (7tt1, 7'';7''') est en appui libre contre la broche (2). 11. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que la broche (2') dépend d'un composant (12) du circuit électronique porté par le substrat (12) et traverse seulement partiellement le support (33). 12. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le support prend la forme d'un insert (35) en matière isolante, propre à s'adapter à une partie d'un boîtier de protection (13) du circuit porté par le substrat pour constituer un connecteur d'entrée/sortie pour le circuit. 13. Montage conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisée en ce qu'il comprend une pluralité de broches alignées, associées à autant de languettes (7i) découpées dans le substrat et de logements formés dans le support. 14. Substrat flexible et plat de circuit électronique, adapté au montage conforme à l'une quelconque des revendication 3 à 13. 15. Support rigide pour substrat flexible et plat de circuit électrique, adapté au montage conforme à l'une quelconque des revendication 3 à 13.