Brevet FR2763467A1 — publié le 19981120

L'invention concerne une structure permettant le raccordement de multiples composants électriques distants les uns des autres à une unité centrale, du type comprenant une plaquette à circuit imprimé flexible dans la zone intérieure de laquelle différentes pistes conductrices se terminent en surfaces de contact servant à réaliser un contact avec des contacts de jonction réalisés sur l'unité centrale, tandis que les autres extrémités des pistes conductrices sont prévues pour le raccordement des composants électriques. C'est à une telle structure que correspond une jonction électrique connue entre un groupe structurel hybride et une plaquette à circuit imprimé flexible qui comprend deux faisceaux de conducteurs comportant chacun plusieurs pistes conductrices qui, dans la zone d'une découpe de la plaquette à circuit imprimé, se présentent librement en vue de permettre la réalisation d'un contact avec des contacts du groupe structurel hybride (DE 38 13 566 Ai). La plaquette à circuit imprimé comporte des trous en vue de sa fixation sur un substrat réalisé sous forme d'un corps de refroidissement. Des pistes de raccordement réalisées aux extrémités libres des pistes conductrices prennent appui sur des surfaces de contact du groupe structurel hybride et sont reliées électriquement au moyen d'un procédé de soudage à l'étrier. Dans des cas d'application les plus divers, il se pose le problème de raccorder de multiples composants électriques distants les uns des autres à une unité centrale, cette unité centrale pouvant par exemple être pourvue d'un connecteur multiple par l'intermédiaire duquel ils peuvent être raccordés à un appareil de commande centrale ou analogue. Un exemple d'application est constitué par une boîte de vitesses automatique à l'intérieur de laquelle différents capteurs servant à détecter des vitesses de rotation, pressions et températures sont disposés et qui comprend des actionneurs électriques servant à l'actionnement d'embrayages ou d'organes de passage de vitesse. Par DE 44 30 798 Ai, il est connu de réaliser les pistes conductrices nécessaires à la jonction des composants avec l'unité centrale sous forme d'une grille découpée à la presse qui est par exemple constituée d'un alliage de cuivre. La grille est découpée à la presse dans une tôle, plus précisément une plaquette, et est montée dans un corps de support situé à l'intérieur du carter de boîte de vitesses. Pour être protégée de courts-circuits dus à des copeaux métalliques, la grille découpée à la presse est en outre pourvue d'un revêtement de matière plastique. Dans l'ensemble, l'utilisation d'une grille découpée à la presse est relativement onéreuse, également en raison de l'importance des outillages nécessaires. Il est aussi courant d'utiliser des plaquettes à circuit imprimé flexibles, plus précisément des feuilles à circuit imprimé flexibles, pour la jonction de multiples composants électriques distants les uns des autres. De telles plaquettes à circuit imprimé flexibles consistent par exemple en une feuille ou plaquette en polyimide sur laquelle est déposée, au moyen d'une colle, par exemple d'une colle acrylique, une couche conductrice de cuivre qui peut elle-même être revêtue d'argent. De telles plaquettes à circuit imprimé flexibles se plient très facilement, sans que les pistes électriquement conductrices en soit endommagées. Un avantage réside en outre dans le fait que les plaquettes à circuit imprimé flexibles peuvent être réalisées de façon à être résistantes aux huiles, de sorte qu'on peut les utiliser aussi à l'intérieur de carters de boîte de vitesses o elles viennent en contact avec l'huile de la boîte. Toutefois, les plaquettes à circuit imprimé flexibles résistantes aux huiles sont relativement chères, de sorte que, dans le cas d'une utilisation dans le but indiqué, la surface de matière utilisée est importante, ce qui entraîne dans l'ensemble des coûts élevés analogues à ceux de l'utilisation de grilles découpées à la presse. L'invention a pour but de mettre au point une structure du type précité, de façon telle qu'au moyen de celle-ci, il soit possible, à un faible coût et avec une fiabilité fonctionnelle élevée, de raccorder plusieurs composants électriques distants les uns des autres à une unité centrale. A cet effet, l'invention a pour objet une structure du type précité, caractérisée en ce que les pistes conductrices sont réalisées sur la plaquette à circuit imprimé flexible d'une façon telle que, lors de sa fabrication, la plaquette à circuit imprimé flexible comporte une surface de base de forme ramassée à partir des zones marginales respectives de laquelle les pistes conductrices peuvent être déployées après découpage à la presse, de façon telle que, pour le raccordement des composants distants les uns des autres aux extrémités des pistes conductrices, la plaquette à circuit imprimé flexible adopte une configuration se ramifiant vers l'extérieur qui couvre une surface plus grande en comparaison de la surface de base de forme ramassée. Grâce à l'invention, il est possible de raccorder de multiples composants électriques à une unité centrale en partant d'une plaquette à circuit imprimé flexible, par exemple rectangulaire, les distances séparant les composants les uns des autres et les distances séparant les composants de l'unité centrale étant considérablement supérieures aux dimensions de la plaquette à circuit imprimé flexible dans son état initial. La structure de raccordement conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - la plaquette à circuit imprimé flexible comporte une découpe dans une zone située au- dessous de l'unité centrale et est prise en sandwich dans la zone marginale de la découpe entre l'unité centrale et une pièce de fond, tandis que les contacts de jonction viennent au contact des surfaces de contact, l'unité centrale est fixée à la pièce de fond au moyen d'une colle conduisant la chaleur, - les surfaces de contact sont rendues solidaires des contacts de jonction au moyen d'une colle électriquement conductrice, - la plaquette à circuit imprimé flexible est prise en sandwich, tout autour de l'unité centrale et moyennant l'interposition d'une garniture d'étanchéité faisant tout le tour, entre un couvercle et une pièce de fond, - certaines des pistes conductrices menant aux composants distants les uns des autres passent les unes au-dessus des autres, - au moins certains des composants électriques distants les uns des autres sont disposés à l'intérieur d'un carter de boîte de vitesses et l'unité centrale est isolée de l'intérieur du carter de boîte de vitesses au moyen de la garniture d'étanchéité. L'invention est exposée ci-après à titre d'exemple et avec des détails supplémentaires en regard de dessins schématiques. On voit: à la figure 1, une vue en coupe transversale de la zone de raccordement d'une plaquette à circuit imprimé flexible à une unité centrale et, à la figure 2, une vue de dessus de l'agencement de la figure 1, couvercle enlevé. Conformément à la figure 1, une pièce de fond 2 est par exemple disposée dans la cavité d'un carter de boîte de vitesses (non représenté) et présente une surface étagée. La pièce de fond 2 est avantageusement réalisée en aluminium, étant donné que ce métal possède une bonne conductibilité thermique. La plaquette de base d'une unité centrale 4 est collée au moyen d'une colle conduisant la chaleur sur une zone de plus haut niveau de la pièce de fond 2, l'unité centrale 4 pouvant être réalisée sous forme d'un dispositif hybride et étant pourvue directement de contacts de jonction 6 qui se présentent librement le long de la face inférieure de son contour périphérique extérieur. Une plaquette à circuit imprimé 8 flexible est disposée tout autour de la zone de plus haut niveau de la surface de la pièce de fond 2, les pistes conductrices de cette plaquette 8 se terminant en surfaces de contact 10 qui sont rendues solidaires des contacts de jonction 6 au moyen d'une colle électriquement conductrice. Un couvercle 12 est fixé sur la pièce de fond 2 par exemple au moyen de vis ou rivets non représentés, tandis qu'il est prévu, disposée entre ce couvercle 12 et la plaquette 8, une garniture d'étanchéité 14 qui fait tout le tour et qui assure vers l'extérieur l'étanchéité vis-à-vis des huiles de l'espace servant à loger l'unité centrale 4 qui est située entre la pièce de fond 2 et le couvercle 12. L'ensemble de l'agencement représenté peut être monté à l'intérieur d'un carter de boîte de vitesses ou aussi directement sur la paroi extérieure du carter, l'unité centrale 4 étant dans chaque cas protégée d'une manière fiable vis-à-vis de l'huile de la boîte et des autres influences du milieu environnant. L'unité centrale 4 peut simplement être une unité qui relie de nombreuses pistes conductrices de départ à des pistes conductrices qui mènent à un connecteur multiple. Ce peut toutefois être aussi une unité qui contient elle-même des circuits d'alimentation en courant et de commande, les différents composants n'étant pas représentés. La pièce de fond 2 réalisée en aluminium et le collage de l'unité centrale 4 sur la pièce de fond 2 au moyen d'une colle conduisant la chaleur assurent une évacuation fiable de la chaleur. L'ensemble du groupe structurel de la figure 1 est par exemple disposé, en même temps qu'une pièce de support qui est réalisée séparément ou d'une pièce avec le couvercle et qui maintient les pistes conductrices de la plaquette à circuit imprimé flexible et se termine par un connecteur multiple, sur la plaque de commutation hydraulique d'une boîte de vitesses automatique, à l'intérieur du carter de boîte. La figure 2 représente une vue de dessus de l'agencement de la figure 1, couvercle 12 enlevé: On reconnaît clairement l'unité centrale 4 comportant les surfaces de contact 10 o se terminent les différentes pistes conductrices 16 de la plaquette à circuit imprimé 8 flexible, au- dessous de l'unité centrale 4. L'unité centrale 4 s'étend tout autour des surfaces de contact 10 en entourant la garniture d'étanchéité 14 qui prend appui sur la plaquette 8. A l'état de livraison, la plaquette à circuit imprimé 8 flexible a une forme de base rectangulaire conforme à la ligne périphérique 18 en trait interrompu. Elle présente une découpe au-dessous de l'unité centrale 4. En fonction des besoins ultérieurs, des pistes conductrices 16 sont réalisées sur la plaquette 8, ces pistes conductrices 16 se terminant en surfaces de contact 10 vers l'unité centrale 4 et se terminant en surfaces de contact 20 à leurs extrémités opposées. Les différentes pistes conductrices 16 sont réalisées, par exemple par impression, par gravure libre, etc., de façon à pouvoir être repliées ou rabattues vers l'extérieur en dehors d'une zone 22, entourant l'unité centrale 4, dans laquelle la garniture d'étanchéité 14 est disposée, apres découpage à la presse, suivant des lignes de découpage 24, de ces différentes pistes conductrices 16, plus précisément de bandes de feuille flexible 25 portant ces dernières, d'une façon telle que ces différentes pistes conductrices s'étendent à l'extérieur par rapport à la ligne de contour périphérique 18 et confèrent à la plaquette à circuit imprimé flexible une configuration dans l'ensemble ramifiée. Les surfaces de contact 20 réalisées aux extrémités des pistes conductrices 16 sont rendues solidaires, par exemple au moyen d'une colle électriquement conductrice, de contacts de raccordement 26 des composants 28 à raccorder. Dans l'exemple d'application à une boîte de vitesses automatique, les composants 28, dont un seul est représenté, sont des capteurs, des actionneurs ou des connecteurs. L'agencement des différentes pistes conductrices va être exposé à l'aide de l'exemple du groupe de contacts c situé en haut à droite à la figure 2: Il est représenté quatre surfaces de contact 10 de chacune desquelles part une piste conductrice c1-c4. Ces pistes conductrices sont d'abord réalisées sur la plaquette à circuit imprimé flexible d'une façon telle que les pistes conductrices sont situées côte à côte, parallèlement et de l'intérieur vers l'extérieur, à l'intérieur par rapport à la ligne de contour périphérique 18. Ensuite, des lignes de découpage à la presse 24 sont ménagées dans l'épaisseur de la plaquette entre les pistes conductrices c1-c4 et entre la piste conductrice la plus intérieure cl et la zone 22, de sorte que les différentes pistes conductrices cl-c4 peuvent être rabattues ou repliées vers l'extérieur et sont disponibles individuellement pour le raccordement de différents composants électriques (non représentés). Ainsi que cela est représenté pour le groupe de contacts situé en bas à gauche à la figure 2, il est possible sans restriction que certaines des pistes conductrices se croisent les unes par-dessus les autres, comme dans l'exemple représenté la piste conductrice d qui passe transversalement au-dessus de trois pistes conductrices s'éloignant vers la gauche. Ainsi qu'on peut le voir, il est possible de réaliser des pistes conductrices très longues, ces dernières s'étendant plusieurs fois dans un sens et dans l'autre sur la plaquette dans l'état initial de celle-ci, pour être ensuite rabattues plusieurs fois vers l'extérieur d'une manière appropriée. Vingt-huit surfaces de contact 10 sont disponibles dans l'exemple représenté. La surface qui peut être pourvue de surfaces de contact 20 lorsque la plaquette est "dépliée" est plus grande, d'environ le facteur 5, que la surface de base initiale de la plaquette. Il ne se présente dans ce cas aucune chute. La matière plastique flexible de base de la plaquette, dont fait chaque fois partie une bande de feuille flexible 25 respective correspondant à chaque piste conductrice 16, est totalement utilisée pour les ramifications de la plaquette qui mènent aux différents composants. Il est évident que les pistes conductrices 16 peuvent être réalisées sur la feuille de base sur une face ou sur les deux et que le tracé des pistes conductrices et des ligne de découpage à la presse réalisées entre celles-ci dépendent de considérations pratiques, telles que l'agencement spatial des composants à raccorder, les intensité de courant se présentant, les conditions thermiques, les influences électromagnétiques, etc.. Le chemin suivi par les différentes pistes conductrices, ou les ramifications de la plaquette, est d'un choix d'une souplesse extraordinaire. Un corps supplémentaire en matière plastique peut être prévu pour le soutien des différentes pistes conductrices qui s'étendent sur des trajets importants. Les pistes conductrices peuvent être pourvues d'une couche de matière plastique, de sorte que des isolations supplémentaires ne sont pas nécessaires. Des pattes de mise en contact, etc. supplémentaires sont superflues, étant donné que la mise en contact peut avoir lieu directement par l'intermédiaire des surfaces de contact 20 prévues aux extrémités des pistes conductrices. Il est donc possible de ne pas avoir recours à des opérations de collage, soudage ou rivetage. Les pistes conductrices peuvent en outre être fixés mécaniquement sur les composants à raccorder. La plaquette à circuit imprimé flexible est extraordinairement stable dans le temps sur le plan mécanique et sur le plan chimique, de sorte qu'une fiabilité fonctionnelle élevée est assurée. ANNEXE Liste des repères 2 pièce de fond 4 unité centrale 6 contacts de jonction 8 plaquette à circuit imprimé flexible surfaces de contact 12 couvercle 14 garniture d'étanchéité 16 pistes conductrices 18 ligne de contour périphérique surfaces de contact 22 zone 24 lignes de découpage à la presse bandes de feuille flexible 26 contacts de raccordement 28 composant c groupe de contact c1 - c4 pistes conductrices d piste conductrice REVENDICATIONS 1. Structure permettant le raccordement de multiples composants électriques (28) distants les uns des autres à une unité centrale (4), comprenant: - une plaquette à circuit imprimé (8) flexible dans la zone intérieure de laquelle différentes pistes conductrices (16) se terminent en surfaces de contact (10) servant à réaliser un contact avec des contacts de jonction (6) réalisés sur l'unité centrale (4), tandis que les autres extrémités des pistes conductrices sont prévues pour le raccordement des composants électriques, caractérisée en ce que: - les pistes conductrices (16) sont réalisées sur la plaquette à circuit imprimé (8) flexible d'une façon telle que, lors de sa fabrication, la plaquette à circuit imprimé flexible comporte une surface de base (18) de forme ramassée à partir des zones marginales respectives de laquelle les pistes conductrices (16) peuvent être déployées après découpage à la presse, de façon telle que, pour le raccordement des composants (28) distants les uns des autres aux extrémités des pistes conductrices, la plaquette à circuit imprimé flexible adopte une configuration se ramifiant vers l'extérieur qui couvre une surface plus grande en comparaison de la surface de base de forme ramassée. 2. Structure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la plaquette à circuit imprimé (8) flexible comporte une découpe dans une zone située au-dessous de l'unité centrale (4) et est prise en sandwich dans la zone marginale de la découpe entre l'unité centrale et une pièce de fond (2), tandis que les contacts de jonction (6) viennent au contact des surfaces de contact (10). 3. Structure suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'unité centrale (4) est fixée à la pièce de fond (2) au moyen d'une colle conduisant la chaleur. 4. Structure suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les surfaces de contact (10) sont rendues solidaires des contacts de jonction (6) au moyen d'une colle électriquement conductrice. 5. Structure suivant l'une des quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la plaquette à circuit imprimé (8) flexible est prise en sandwich, tout autour de l'unité centrale (4) et moyennant l'interposition d'une garniture d'étanchéité (14) faisant tout le tour, entre un couvercle (12) et une pièce de fond (2). 6. Structure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que certaines des pistes conductrices menant aux composants (28) distants les uns des autres passent les unes au-dessus des autres. 7. Structure suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'au moins certains des composants électriques (28) distants les uns des autres sont disposés à l'intérieur d'un carter de boîte de vitesses et en ce que l'unité centrale (4) est isolée de l'intérieur du carter de boîte de vitesses au moyen de la garniture d'étanchéité (14).