Brevet FR2834607A3 — publié le 20030711

FR 2834607 A3 20030711 FR 0200086 A 20020104 CARTE IMPRIMEE/CARTE A CIRCUIT IMPRIME PRESENTANT DES CIRCUITS CONDUCTEURS CHAUFFANTS PRE-AMENAGES La présente invention concerne une carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants pré-aménagés et, plus particulièrement, une carte imprimée/carte à circuit multi-couche dans laquelle un support métallique possédant un circuit conducteur chauffant pré-aménagé peut générer de la chaleur rapidement, directement et uniformément à la position de consigne pour obtenir une grande qualité de résistance de soudure et de durcissement. Les Figures 1 et 1A représentent le mode de fabrication classique des cartes imprimées à couches métalliques multiples pré-empilées, dans lesquelles une pluralité de supports de circuits métalliques lOa et une pluralité de couches de matériau isolant lia sont pré-empilées, rivetées et mises en place avec des rivets 20a. Au-delà de la perte du coût des rivets, cette méthode conventionnelle présente quelques problèmes. Si l'épaisseur du rivet n'est pas suffisante, l'intensité mécanique est relativement faible et une déformation est aisée lors du procédé de rivetage et de pressage. Si l'épaisseur du rivet est trop importante, il est difficile de riveter et de serrer fermement la carte. Autre problème, le fait que la hauteur finale du rivet riveté soit supérieure à la hauteur de la carte imprimée à couches métalliques multiples pré-empilées. En raison de cette faible différence de hauteur, la zone de la carte imprimée à couches multiples pré-empilées proche des rivets rivetés ne- peut pas recevoir une pression directe et une chaleur suffisante pour se laminer lors du procédé de laminage. À l'issue du procédé, il reste de nombreux vides à l'intérieur de la carte. Ces défauts affectent la performance de la carte, telle que la fiabilité électrique, thermique et l'isolation. Par ailleurs, en taille et en dimension, le corps principal du rivet 20b diffère de l'un à l'autre. Cet état de chose rend l'alignement d'une couche sur l'autre aléatoire. Les Figures 2 et 2A représentent le mode de fabrication classique des cartes imprimées à couches métalliques multiples pré-empilées par chauffage indirect, dans lesquelles une pluralité de supports de circuit lOa et une pluralité de couches isolantes lia (par ex. de résine) sont comprimées et chauffées avec une barrette chauffée 30a pour les souder ensemble. Lorsque ce mode de chauffage indirect est appliqué à des cartes imprimées métalliques, d'un plus grand nombre de couches, il existe une grande différence de température entre le point de contact de la barrette chauffée et le milieu de la carte dont le nombre de couches pré-empilées est supérieur. L'extérieur est à une température élevée, tandis que l'intérieur est à une faible température. La différence de température de chaque matériau isolant lia dans cette carte imprimée à couches multiples pré-empilées crée une viscosité et un degré de soudure et de durcissement différents. Cette viscosité différente provoque un décalage des couches. Selon que la température du chauffage et le temps de chauffage soient suffisants ou non, des degrés de soudure et de durcissement différents apparaissent. Si la température de la barrette chauffée ou le temps de soudure est augmenté, la couche intérieure peut avoir un degré d'adhésion supérieur, mais les couches extérieures sont brûlées et dénudées. Ces conditions affectent grandement la qualité et la résistance mécanique. Ainsi, les cartes imprimées à couches métalliques multiples pré-empilées classiques suscitées présententelles des inconvénients et des désavantages pour une utilisation pratique. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes de l'art antérieur. L'objet principal de la présente invention est de proposer une carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants préaménagés, dans lesquels de l'électricité est fournie à chaque couche par un système d'alimentation pour chauffer rapidement chaque couche. Le temps de soudure est court, là chaleur de chaque couche est uniforme, directe et facilement contrôlable et les consommables tels que les rivets ou la barrette chauffée ne sont plus nécessaires. Par ailleurs, le nombre de régions chauffantes peut être augmenté sans limite en fonction de la nécessité. Quel que soit le nombre des couches, chaque couche peut être chauffée simultanément pour adhérer et durcir en un même temps réduit et la résistance de soudure et le durcissement sont élevés et uniformes. Le coût peut également en être réduit considérablement. Pour parvenir à l'objectif susmentionné, la présente invention propose une carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants pré-aménagés qui comprennent une pluralité de supports de circuits métalliques et une pluralité de couches de matériau isolant. Les circuits conducteurs chauffants sont pré-aménagés sur les côtés des supports de circuits métalliques. Les circuits conducteurs chauffants sont disposés aux emplacements où le matériau isolant doit être soudé et scellé. Chacun des circuits chauffants conducteurs présente une pluralité de régions génératrices de chaleur directe. Le matériau isolant est placé entre les supports de circuits métalliques. Lorsqu'un système d'alimentation fournit les courants aux circuits conducteurs chauffants, la chaleur nécessaire pour sceller partiellement peut être générée de manière à ce que le matériau isolant et les positions correspondantes des régions de génération de chaleur directe sur les supports de circuits métalliques puissent être soudés ensemble et durcis. Les différents objets et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivant, en référence aux dessins en annexe, dans lesquels : La Figure 1 représente le mode de fabrication classique, avec des rivets, des cartes imprimées de circuits à couches métalliques multiples pré-empilées ; La figure 1A est une vue partiellement agrandie de la partie A présentée sur la Figure 1 ; La Figure 2 est une vue en coupe d'une carte de circuits à couches métalliques multiples classique chauffée indirectement ; La figure 2A est une vue partiellement agrandie de la partie A présentée sur la Figure 2 ; La figure 3 est une vue en perspective éclatée de la présente invention ; La figure 4 est une vue en perspective de la présente invention ; La figure 4A est une vue partiellement agrandie de la partie A présentée sur la Figure 4 ; La Figure 5 est une vue en perspective de la présente invention reliée à un système d'alimentation électrique ; La Figure 6 est un diagramme de la présente invention représentant la soudure et le durcissement à la finition ; et La figure 6A est une vue partiellement agrandie de la partie A présentée sur la Figure 6. Comme le montrent les Figures 3,4 et 4A, la présente invention propose une carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants pré-aménagés qui comprennent une pluralité de supports de circuits métalliques 10 et une pluralité de couches de matériau isolant 20 empilées de haut en bas. Des circuits métalliques appropriés 11 sont placés sur les supports de circuits métalliques 10 selon les besoins. Le matériau isolant 20 est placé entre les supports de circuits métalliques 10 pour les séparer. Selon la présente invention, les circuits conducteurs chauffants 12 et les régions de génération de chaleur directe 14 sont disposés sur chacun des supports de circuits métalliques 10. Les circuits conducteurs chauffants 12 et les régions de génération de chaleur directe 14 sont réalisés dans un matériau conducteur tel que du métal (par ex. cuivre, alliage de cuivre ou argent), une colle conductrice, une membrane conductrice ou un semi-conducteur. Les circuits conducteurs chauffants 12 sont disposés sur les régions où le matériau isolant 20 doit être soudé et durci et sont conçues pour avoir le dessin, la forme, la matrice ou la structure apte à générer facilement de la chaleur. Les circuits conducteurs chauffants 12 et les régions de génération de chaleur directe 14 sont disposés sur les faces supérieure et inférieure sur les côtés des supports de circuits métalliques 10. Les circuits conducteurs chauffants 12 et les régions de génération de chaleur directe 14 peuvent également être disposés uniquement sur les faces supérieure ou inférieure des supports de circuits métalliques 10. Chacun des circuits conducteurs chauffants 12 et chacune des régions de génération de chaleur directe 14, présentent au moins une région électrifiée 13, qui doit être de préférence située sur le bord du support de circuit métallique 10. Chacun des circuits conducteurs chauffants 12 présente une pluralité de régions de génération de chaleur directe 14 qui sont formées en rétrécissant la largeur du circuit. Lorsqu'un système d'alimentation électrique 30 fournit du courant à la région électrifiée 13, une résistante est générée aux régions de génération de chaleur directe 14. Plus de chaleur est générée aux positions présentant une plus grande résistance. Les circuits conducteurs de différentes largeurs peuvent donc provoquer des effets de génération de chaleur différents. Le circuit conducteur générateur de chaleur est une charge. Lorsque le circuit reçoit un courant, la chaleur nécessaire pour souder partiellement et durcir est générée. La carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants pré-aménagés selon la présente invention est ainsi formée. En outre, des trous de positionnement appropriés 15 et 21 sont disposés sur les supports de circuits métalliques 10 et le matériau isolant 20. Dans ce mode de réalisation de la présente invention, les trous de positionnement 15 et 21 sont disposés aux quatre coins des supports de circuits métalliques 10 et du matériau isolant 20 pour faciliter le passage des éléments de positionnement 40. Comme le montre la Figure 5, lorsque les supports de circuits métalliques 10 de la carte imprimée/carte à circuit imprimé de la présente invention sont prêts à être empilés et traités, il est nécessaire de passer à l'avance les éléments de positionnement 40 dans les trous de positionnement 15 et 21 des supports de circuits métalliques 10 et du matériau isolant 20, et de relier ensuite correctement les régions électrifiées 13 des circuits conducteurs chauffants 12 des supports de circuits métalliques 10 au système de l'alimentation électrique 30 pour fournir le courrant approprié, et générer ainsi la chaleur requise pour la soudure et le durcissement dans les circuits. Lorsque le courant passe dans les régions de génération de 1 1 1 chaleur directe 14, plus de chaleur sera générée aux régions de génération de chaleur directe 14. Une pression appropriée étant appliquée aux positions qui doivent être soudées et durcies, le matériau isolant 20 et les régions correspondantes des régions de génération de chaleur directe 14 sur les supports de circuits métalliques 10 sont soudés et durcis ensemble grâce à une quantité de chaleur et une température suffisantes. Comme le montrent les Figures 6 et 6A, les circuits chauffants conducteurs 12 et les régions de génération de chaleur directe 14 sont placés sur les 1 supports de circuits métalliques 10. La génération de chaleur par les régions de génération de chaleur directe peut être ainsi transférée uniformément à chacun des supports de circuits métalliques 10. Le temps de soudure et le durcissement sont courts, le chauffage de chaque couche est rapide, uniforme, et facilement contrôlable et les consommables tels que les rivets ne sont plus nécessaires. Par ailleurs, le nombre de régions chauffantes peut être augmenté sans limite en fonction de la nécessité. Quel que soit le nombre des couches, chaque couche peut être chauffée simultanément pour souder et durcir, et la résistance de la soudure et le durcissement sont élevés et uniformes. Plus encore, la chaleur générée par les régions de génération de chaleur directe 14 des circuits conducteurs chauffants 12 selon la présente invention peuvent être ré-alimentés au système d'alimentation électrique 30 pour un contrôle programmable du courant et de la température. Afin également d'obtenir le meilleur résultat, un contrôle programmable de la pression peut être appliqué sur les parties à souder et durcir. Lorsque la présente invention est appliquée à un système pré-empilé de cartes de circuits imprimés d'un grand nombre de couches (plus de 10), son résultat est plus évident. Les circuits conducteurs générant facilement-de la chaleur pouvant être assignés aux positions à souder et durci partiellement sur chaque couche, chaque couche peut générer de la chaleur uniformément de manière à ce que le matériau isolant entre les couches puisse être soudé et durci. Avec ce procédé de fabrication des cartes à circuits imprimés d'un grand nombre de couches, chaque couche présentant des corps de génération de la chaleur directe, les inconvénients des soudures et des durcissements défectueux, de l'ablation facile, de la détérioration, de la brûlure, de la lenteur et des coûts élevés de l'art antérieur ne se posent plus. Bien que la présente invention ait été décrite en référence à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est entendu que l'invention ne se limite pas aux détails de celle-ci. Différentes substitutions et modifications ont été suggérées pour la description cidessus et d'autres viendront aux hommes de l'art. De telles substitutions ou modifications sont tenues pour être incluses dans le domaine de la présente inventions telle qu'elle est définie dans les revendications cijointes. REVENDICATIONS 1. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, comprenant : une pluralité de supports de circuits métalliques, chacun présentant des circuits conducteurs chauffants (12) placés sur ceux-ci, lesdits circuits conducteurs chauffants (12) étant placés à des régions où un matériau isolant (20) doit être soudé et durci, chacun desdits circuits conducteurs chauffants (12) présentant une pluralité de régions de génération de chaleur directe (14) et une pluralité de couches de matériau isolant (20) disposées entre lesdits supports de circuits métalliques ; moyennant quoi la chaleur nécessaire pour souder et durcir partiellement peut être générée de manière à ce que ledit matériau isolant (20) et les positions correspondantes desdites régions de génération de chaleur directe (14) sur lesdits supports de circuits métalliques puissent être soudés et durcis ensemble grâce à une quantité de chaleur et une température suffisante lorsqu'un courant est fournit audits circuits conducteurs chauffants (12). 2. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants préaménagés, selon la revendication 1, dans laquelle les circuits métalliques appropriés sont placés sur lesdits supports de circuits métalliques. 3. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, selon la revendication 1, dans laquelle des trous de positionnement sont placés sur lesdits supports de circuits métalliques et ledit matériau isolant (20) pour faciliter le passage des éléments de positionnement (40). 4. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, selon la revendication 1, dans laquelle les circuits conducteurs chauffants (12) sont placés sur les faces supérieure et/ou inférieure desdits supports de circuits métalliques. 5. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, selon la revendication 1, dans laquelle chacun desdits circuits métalliques présente une région électrifiée. 6. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, selon la revendication 5, dans laquelle ladite région électrifiée est sur un bord de chacun desdits supports de circuits métalliques. 7. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, selon la revendication 5, dans laquelle les régions électrifiées sont reliées à un système d'alimentation électrique (30). 8. Carte imprimée/carte à circuit imprimé présentant des circuits conducteurs chauffants (12) pré-aménagés, selon la revendication 1, dans laquelle lesdites régions de génération de chaleur directe (14) sont formées en rétrécissant la largeur, le dessin ou la forme des circuits.