Brevet FR2818489A3 — publié le 20020621

FR 2818489 A3 20020621 FR 0116454 A 20011219 La présente invention concerne des plaquettes à circuits imprimés et des systèmes de protection contre la corrosion pour ces plaques. En particulier l'invention concerne des plaquettes à circuits imprimés comportant des diodes à luminescence (LED) pour des lampes, qui sont soumises à des projections d'eau ou à d'autres sources d'humidité. Bien que la présente invention puisse être utilisée très largement pour des plaquettes à circuits imprimés utilisées de façon générale, elle va être décrite ci-après par rapport à l'état de la technique sur la base de plaquettes à circuits imprimés, qui sont équipées en série de diodes LED. De telles plaquettes à circuits imprimés sont fréquemment utilisées dans le domaine de l'automobile en tant que feux arrière ou feux stop (supplémentaires). Une telle lampe ou un tel feu est décrit dans le document EP 0 653 586. Une multiplicité de diodes LED peuvent être montées sur une plaquette à circuits imprimés. Un problème particulier se pose lorsqu'une telle plaquette à circuits imprimés est soumise à l'influence d'une humidité ou même de suintements. Pour obtenir une protection vis-à-vis de courants de rampement ou de fuite, qui conduisent, surtout dans le cas de la présence d'une humidité, à des endommagements sous l'effet d'une corrosion électrique, comme par exemple la corrosion de métaux, les plaquettes à circuits imprimés de l'état de la technique sont recouvertes d'une couche de protection. Une telle couche de protection, qui est constituée par exemple par une résine époxy, maintient l'humidité et la saleté à l'écart des éléments constitutifs électriquement conducteurs de la plaquette à circuits imprimés. Ce revêtement est une étape supplémentaire de fabrication et entraîne des coûts non négligeables. Dans le cas de contraintes thermiques, en raison de tensions entre le revêtement et la plaquette à circuits imprimés, des endommagements peuvent apparaître sur cette dernière et ce jusqu'à des ruptures. De même la mauvaise conductibilité thermique du matériau du revêtement entraîne une accumulation de chaleur dans les composants de la plaquette à circuits imprimés, qui s'échauffent lors du fonctionnement. D'une part une telle contrainte thermique réduit la capacité de tenue des composants et d'autre part ceci a surtout des effets sur des composants, dont l'aptitude au fonctionnement est influencée par la température. Cette altération thermique est particulièrement accusée précisément au niveau des diodes à luminescence (LED). Leur puissance d'éclairement diminue fortement lors de températures plus élevées, ce qui peut conduire à l'obtention d'une fraction de la puissance d'éclairement normale. C'est pourquoi en raison du revêtement de la plaquette à circuits imprimés, il faut utiliser une quantité multiple supplémentaire de diodes à luminescence. Ceci requiert un surcroît de dépense lors de la fabrication et entraîne des coûts supplémentaires pour des diodes à luminescence supplémentaires utilisées, et la probabilité qu'une diode soit défaillante augmente de façon correspondante. C'est pourquoi la présente invention a pour but d'agencer une plaquette à circuits imprimés non pourvue d'un revêtement de manière qu'en dépit de l'humidité, il n'apparaisse aucune perturbation ni aucun endommagement sous l'effet de courants de fuite et de courts-circuits. Ce problème est résolu conformément à l'invention au moyen d'une plaquette à circuits imprimés caractérisée par au moins un évidement pour éviter des courants de fuite sur la plaquette à circuits imprimés. L'idée à la base de l'invention réside dans le fait que les gouttes d'humidité, qui se rassemblent sur la plaquette, s'évacuent par des évidements de la plaquette à circuits imprimés, le long de ces évidements. Par conséquent des liaisons électriquement conductrices indésirables provoquées surtout par l'humidité ou par des particules de saleté par ailleurs non évacuées, sont évitées. Ceci réduit fortement la corrosion et le salissement et évite notamment des courts-circuits et des courants de fuite, qui sinon seraient la cause d'endommagements en raison d'une corrosion électrique comme par exemple la corrosion de métaux. La présente invention présente l'avantage consistant en ce qu'aucun revêtement de protection n'est plus nécessaire pour la plaquette à circuits imprimés. Ceci permet de réduire la dépense lors de la fabrication et les coûts pour le revêtement. Des endommagements dûs à des contraintes thermiques entre le revêtement, des composants et la plaquette à circuits imprimés ne peuvent plus apparaître. Et surtout il ne se produit aucune accumulation de chaleur dans le cas des composants qui s'échauffent et la chaleur peut être mieux évacuée dans l'environnement à partir de la plaquette à circuits imprimés non recouverte. L'échange de chaleur est amélioré d'un multiple. En raison de la contrainte thermique, ainsi réduite, la durée de la plaquette à circuits imprimés et de ses composants est prolongée. Des composants, dont l'aptitude de fonctionnement diminue ou est totalement absente à des températures plus élevées, peuvent être utilisés d'une manière plus efficace et d'une manière économisant l'énergie. On obtient un avantage particulier lorsque le ou les évidements séparent des points présentant une différence élevée de potentiel du circuit situé sur la plaquette à circuits imprimés. Les composés électriquement conducteurs indésirables, qui sont particulièrement susceptibles d'être présents dans ces zones, sous l'effet de l'humidité ou de la présence de particules de saleté ne peuvent de ce fait pas apparaître entre les échelons de potentiel. Ceci évite par conséquent la présence de courants de fuite ou des courts-circuits et sinon il n'apparaît par ailleurs à partir de là aucun endommagement consécutifs dûs à une corrosion électrochimique. Conformément à une autre variante de réalisation, la plaquette à circuits imprimés contient des diodes à luminescence (LED). La puissance d'éclairement de telles diodes à luminescence diminue fortement à des températures plus élevées. Etant donné que lors du fonctionnement, il n'apparaît aucune accumulation de chaleur produite par un revêtement, mais que l'échange thermique est nettement meilleur dans le cas de plaquettes à circuits imprimés non pourvues d'un revêtement, la température de fonctionnement est nettement plus faible que dans le cas des diodes à luminescence utilisées dans le cas de plaquettes à circuits imprimés pourvues d'un revêtement. Il en résulte une puissance lumineuse plusieurs fois supérieure des diodes à luminescence individuelles de sorte que pour une même intensité globale d'éclairement, leur nombre peut être réduit d'autant par rapport au cas de plaquettes à circuits imprimés pourvus d'un revêtement. Par conséquent on utilise un nombre correspondant plus faible de diodes à luminescence, ce qui conduit à une réduction de la dépense de fabrication, de coût et d'énergie. Conformément à une autre variante de réalisation préférée, des évidements s'étendent jusqu'au bord de la plaquette à circuits imprimés. Ces évidements possèdent une forme qui est appropriée pour évacuer des gouttes de liquide en direction du bord, dans une direction descendante prédéterminée par le montage de la plaquette à circuits imprimés. De ce fait le liquide, qui circule le long de ces évidements, est évacué de la plaquette de sorte que des circuits ou notamment des composants électriques situés plus au fond et plus bas sur la plaquette, ne viennent pas en contact avec le liquide qui s'évacue de la partie de la plaquette située au-dessus. Ceci réduit des perturbations et des endommagements liés à l'humidité. Conformément à une autre variante de réalisation préférée, les évidements s'élargissent vers le bas. Ceci garantit qu'une quantité accrue de liquide à évacuer peut s'évacuer vers le bas sur l'étendue de l'évidement. D'autre part l'élargissement permet d'éviter un effet capillaire. Conformément à une autre variante de réalisation préférée, un évidement élargi servant à l'évacuation séparée du liquide est situé au-dessus d'un contact empêchant l'évacuation du liquide. De ce fait un liquide arrivant à partir du haut ne peut se collecter devant un tel obstacle comportant des contacts électriques. Ceci permet d'éviter des perturbations et endommagements ou courts-circuits, qui sinon se produiraient. D'autre part, ces évidements élargis à leur partie supérieure évitent des effets capillaires dans le cas de rétrécissements, situés plus bas, des évidements entre des points de contact rapprochés. Le liquide peut par conséquent s'évacuer librement. Une autre variante de réalisation préférée pour une plaquette à circuits imprimés comportant des évidements est une configuration en forme de U de la voie conductrice, les branches du U étant tournées vers le haut. Dans le cas d'un circuit série des diodes LED le long du U, on obtient comme résultat le fait que dans le cas de l'immersion de la plaquette à circuits imprimés à partir du bas par exemple dans le cas de l'arrivée d'une très grande quantité de liquide dans un boîtier seulement protégé contre des projections d'eau, les différences de tension des conducteurs situés au-dessous du niveau du liquide sont faibles. Ceci permet le développement d'une corrosion électrochimique étant donné que cette corrosion augmente avec la différence de tension appliquée. Une autre variante de réalisation préférée réside dans un guidage tel de voies conductrices de la plaquette que la distance d'emplacements présentant une différence de potentiel élevée n'est pas inférieure à une distance minimale prédéterminée. Un éloignement suffisant entre des voies conductrices présentant une différence de potentiel élevée, empêche des courants de fuite et des courtscircuits. De même il ne se produit aucune projection d'étincelles. Par conséquent il n'apparaît aucun endommagement par corrosion électrochimique. Une autre variante de réalisation est une lampe, notamment pour véhicules utilitaires, qui contient une plaquette à circuits imprimés selon l'une des formes de réalisation précédentes, dans laquelle un évidement qui sépare des points présentant une différence de potentiel élevée, est rempli par une barrette associée au corps du boîtier de lampe et formée d'un matériau non conducteur. De ce fait ceci empêche un flux de courant possible par formation d'un arc électrique. Les perturbations ou endommagements qui sinon apparaissent à partir de là, sont exclus. D'autre part, la barrette forme un dispositif de retenue supplémentaire pour la plaquette à circuits imprimés dans le boîtier. Conformément à une autre variante de réalisation préférée, la plaquette à circuits imprimés peut être montée verticalement dans le boîtier et ce de telle sorte que l'humidité située sur la plaquette à circuits imprimés peut s'évacuer vers le bas le long des évidements. Ceci garantit une évacuation complète et non perturbée du liquide sur la plaquette à circuits imprimés. Conformément à une autre variante de réalisation préférée, la plaquette à circuits imprimés peut être montée en étant légèrement en porte-à-faux sur le côté arrière. Le liquide, qui s'écoule et évacue, s'égoutte vers l'arrière et il n'apparaît aucune perturbation due à l'humidité sur la face avant de la plaquette, sur laquelle sont situés les composants. Dans le cas de diodes à luminescence ayant un rayonnement focalisé, la position légèrement oblique peut être commencée par un montage correspondant des diodes à luminescence. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 montre une représentation d'une face avant d'une plaquette à circuits imprimés selon l'invention, pourvue de diodes à luminescence sans conducteurs ni composants conformément à une forme de réalisation préférée ; et - la figure 2 montre une représentation de la face avant d'une plaquette à circuits imprimés pourvue de diodes à luminescence comportant une voie conductrice et des composants représentés schématiquement. Sur les figures, les mêmes chiffres de référence désignent les composants identiques ou ayant des fonctions identiques. Sur la figure 1, on a représenté la face avant d'une plaquette à circuits imprimés sans aucun élément électrique ni aucune ligne électrique. Plusieurs évidements sont formés dans cette plaquette. Ceci conduit à un évidement 6 qui s'étend verticalement vers le bas en forme de barrette à partir du centre du côté supérieur. Les évidements 8,10, qui s'étendent obliquement vers le bas en direction des bords latéraux ou verticalement en direction du côté inférieur, ont une autre forme. Ils possèdent, à leur sommet, des élargissements respectifs ronds en forme de tête 12. Après un rétrécissement suivant 14, il s'élargissent à nouveau continûment dans la zone marginale 16. De même l'évidement 18 au centre de la plaquette possède en principe la même forme, à ceci près qu'aucune liaison avec le bord n'existe vers le bas. Seule la branche latérale supérieure droite 20 de cet évidement ne possède, au niveau de sa pointe, aucun élargissement en forme de tête, mais forme un entonnoir 22 à partir du bord supérieur. Trois autres évidements rectangulaires 24 dans la partie supérieure sont situés aux emplacements des contacts pour la source de courant. Sur la figure 2 on a représenté la face avant de la plaquette 2 équipée des voies conductrices électriques 30 ainsi que des composants électriques seulement marqués. La voie conductrice large 30, qui possède une largeur correspondant à environ à un sixième de la largeur de la plaquette à circuits imprimés, mais est représenté sur la figure uniquement sous la forme d'un trait pour une meilleure clarté du dessin, s'étend en forme de U sur la platine, auquel cas les voies latérales de droite et de gauche s'étendent en zig-zag de telle sorte que les évidements formés dans la plaque sont pontés uniquement au niveau des emplacements rétrécis 14. Les zones de contact 24 pour la source de courant et les résistances additionnelles sont situées sur les extrémités supérieures de la voie conductrice. Les huit diodes à luminescence (LED) 32 sont branchées en série sur l'étendue de la voie conductrice en forme de U 30 et sont fixées sur la plaquette à circuits imprimés essentiellement aux mêmes distances. Elles sont positionnées de telle sorte qu'entre leurs contacts respectifs un évidement 14 tel qu'un canal s'étend dans la direction verticale, cet évidement s'élargissant avec une forme de tête directement au-dessus de la diode à luminescence respective jusqu'à une"tête"12 ou bien se rétrécissant à la manière d'un entonnoir. Une tension respective d'environ 2, 5 volts chute dans les diodes à luminescence. La source de courant délivre aux contacts une tension continue d'environ 28 V. Entre les contacts est disposé, sur la plaquette à circuits imprimés, un évidement en forme de barrette 8,6, qui, pour la différence de potentiel relativement élevée, empêche des courts-circuits et des courants de fuite. La plaquette à circuits imprimés peut être ancrée par exemple selon une disposition verticale dans un boîtier de lampe. Sur le bord supérieur de la plaquette à circuits imprimés, l'évidement en forme de barrette 6 de la figure 2 peut faire partie du boîtier. La barrette empêche un éventuel arc électrique entre les contacts d'alimentation en courant de la plaquette à circuits imprimés des deux côtés de la barrette. La plaquette à circuits imprimés est ainsi insérée dans le boîtier de telle sorte que la direction d'évacuation des évidements est dirigée vers le bas. Deux ouvertures sont présentes dans la surface de base du boîtier, le côté intérieur de la surface de base s'abaissant légèrement en direction des ouvertures. Ceci garantit une bonne évacuation du liquide qui pénètre dans le boîtier ou s'y condense. Bien que la présente invention ait été décrite dans ce qui précède sur la base d'un exemple de réalisation préféré, elle n'est pas limitée à cet exemple et au contraire peut être modifiée de multiples façons. En particulier la forme des évidements peut être modifiée de multiples manières, en fonction du type de montage et du but d'utilisation, etc. REVENDICATIONS 1. Plaquette à circuits imprimés (2) caractérisée par au moins un évidement (6,8, 10,12, 18,24) pour éviter des courants de fuite sur la plaquette à circuits imprimés. 2. Plaquette à circuits imprimés selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou les évidements (6,8, 10,12, 18,24) séparent des points situés à différents potentiels du circuit situé sur la plaquette à circuits imprimés (2). 3. Plaquette à circuits imprimés selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient des diodes à luminescence (LED). 4. Plaquette à circuits imprimés selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un évidement (6,8, 10,12, 18,24) s'étend jusqu'au bord de la plaquette à circuits imprimés. 5. Plaquette à circuits imprimés selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins un évidement (8,10) de la plaquette à circuits imprimés possède une forme convenant pour évacuer, dans une direction descendante prédéterminée par le montage de la plaquette à circuits imprimés, des gouttes de liquide en direction du bord inférieur de la plaquette ou obliquement vers le bas en direction des bords latéraux de la plaquette. 6. Plaquette à circuits imprimés selon la revendication 5, caractérisé en ce que les évidements (6, 10) s'élargissent vers le bas. 7. Plaquette à circuits imprimés selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'au-dessus d'un contact empêchant l'évacuation du liquide, il est prévu un élargissement d'évidement (12) pour l'évacuation séparée de liquide. 8. Plaquette à circuits imprimés selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une ou plusieurs voies conductrices (30) pour un circuit série de composants (26), notamment de diodes LED (32) sont disposées en forme de U, le U étant ouvert vers le haut. 9. Plaquette à circuits imprimés selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'il est prévu une ou plusieurs voies conductrices (30), qui sont guidées de telle sorte que des emplacements présentant une différence de potentiel élevée sont séparés par une distance non inférieure à une distance minimale pouvant être prédéterminée. 10. Lampe, notamment pour véhicules utilitaires, contenant une plaquette à circuits imprimés (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'un évidement (6), qui sépare des points présentant une différence de potentiel élevée, est rempli par une barrette associée au corps du boîtier de lampe et réalisée en un matériau non conducteur. il. Lampe, selon la revendication 10, caractérisée en ce que la plaquette à circuits imprimés (2) peut être montée verticalement. 12. Lampe selon la revendication 11, caractérisée en ce que la plaquette à circuits imprimés peut être montée de manière à être légèrement en porte-à-faux sur le côté arrière.