Brevet FR2857166A1 — publié le 20050107

Procédé amélioré de sertissage d'au moins un contact de raccordement sur un circuit électronique souple L'invention concerne un procédé amélioré de sertissage d'au moins un contact de raccordement sur un circuit électronique souple. L'invention trouve des applications dans le domaine de la connectique et en particulier, de la connectique automobile. Les circuits électroniques souples, appelés aussi circuits flexibles ou flex sont des circuits constitués généralement d'une première feuille d'un matériau isolant souple, sur laquelle sont disposées des pistes conductrices d'électricité, par exemple en cuivre. Ces pistes conductrices sont elles-mêmes recouvertes, soit par une seconde feuille de matériau isolant soit par un vernis isolant. De tels circuits souples sont couramment utilisés dans l'industrie électrique et, en particulier, dans l'industrie électrique dédiée à l'automobile. II existe actuellement plusieurs techniques de connexions destinées à raccorder ces circuits souples à des contacts électriques ou à des composants électroniques. Une de ces techniques consiste à utiliser des plaquettes de connexion ou contact de raccordement. Ces plaquettes de connexion sont munies de dents de percement formant une ou plusieurs couronne(s). Une telle technique est décrite dans le document US-A-4 749 368. D'après ce document, la connexion se fait au moyen d'agrafes perçant le circuit souple. Ces agrafes sont réparties sur une plaquette de connexion au-dessus de laquelle est placé le circuit souple à connecter. Chacune des ces agrafes comporte une couronne de dent de percement qui traversent le circuit souple et sont ensuite serties sur le circuit souple. Les dents sont ainsi destinées à traverser le circuit souple depuis une face inférieure jusqu'à une face supérieure pour ensuite se rabattre par sertissage contre la face supérieure du circuit souple. Un tel circuit souple transpercé par une telle plaquette de connexion présente une résistance électrique acceptable pour permettre le passage d'une quantité de courant classiquement utilisée dans le domaine de la connectique à travers les pistes conductrices. Dans un exemple, la résistance électrique entre une piste conductrice du circuit souple destinée à être au contact de la dent et la dent est égale à 2 milliohms (mn). Cependant, cette résistance électrique n'est pas suffisamment faible pour permettre le passage d'une plus grande quantité de courant à travers les pistes du circuit souple. Habituellement, les pistes conductrices possèdent une épaisseur de l'ordre de 75 à 100 pm. Pour diminuer la résistance électrique entre la dent et la piste, on pourrait augmenter une zone de contact entre la dent et la piste au contact de la dent. Pour augmenter la zone de contact de la dent avec la piste, on pourrait augmenter l'épaisseur d'une telle piste conductrice. Or, augmenter l'épaisseur de la piste conductrice provoquerait un éventuel durcissement du circuit souple et rendrait le coût de fabrication d'un tel circuit souple élevé. On s'est rendu compte qu'après percement de la dent à travers le circuit souple, la dent n'était pas parfaitement au contact de la portion de piste qu'elle est censée traverser. Des espaces subsistent entre la dent et la piste à un endroit de la dent au contact avec la piste après l'avoir traversée. On s'est rendu compte que ces espaces sont à l'origine de la résistance électrique élevée d'un tel circuit souple muni du contact de raccordement. C'est pourquoi, l'invention prévoit de résoudre ce problème en augmentant une surface de contact entre la dent et la piste à un endroit de la dent destinée à être au contact de la piste. Plus particulièrement, l'invention prévoit un procédé amélioré de sertissage d'au moins un contact de raccordement sur un circuit électronique souple. Après avoir transpercé le circuit souple, la dent est chauffée de telle manière qu'elle se soude à un endroit de la piste qu'elle a déjà traversée. En se soudant à la piste, la dent comble les espaces existant entre la dent et la piste à l'endroit de la dent traversant la piste. En comblant ces espaces, la surface de contact de la dent avec la piste augmente et permet alors de diminuer la résistance électrique entre le contact de raccordement et la piste. Ce procédé fait intervenir le chauffage de la dent à l'aide d'une barre chauffante qui a la propriété de chauffer très rapidement en quelques secondes de manière à transférer immédiatement la chaleur à la dent sans entraîner de brûlure de la dent et sans brûlure du flex tout en provoquant une soudure de la dent avec la piste à l'endroit de la dent au contact avec la piste. Dans un exemple, la barre est une barre de tungstène susceptible de chauffer en 1 à 3 secondes. Cette barre chauffante a également la propriété de réaliser une soudure de la dent sans apport de matière supplémentaire. Pour ce faire, la dent est recouverte d'un produit conducteur fusible comme par exemple un mélange d'étain-plomb, un mélange d'étain cuivre, de l'étain pur, un mélange d'étain-argent-cuivre, ou du nickel. Dans une variante de l'invention, pour augmenter une zone de contact du contact de raccordement avec une piste du circuit souple, au moins une extrémité d'une dent est soudée sur la piste après s'être rabattue contre la face supérieure du circuit souple. L'extrémité de la dent est soudée sur la piste conductrice tout en transperçant à nouveau cette deuxième feuille isolante. La deuxième feuille est transpercée suite à une abrasion locale de cette même feuille par la barre chauffante et entraînée par le chauffage de l'extrémité de la dent. Pour réaliser un tel circuit électronique souple muni de ce contact de raccordement, l'invention a donc pour objet un procédé de sertissage d'au moins un contact de raccordement sur un circuit électronique souple, le contact de raccordement comportant au moins une dent de percement s'étendant perpendiculairement à un plan formé par le contact de raccordement, le circuit souple comportant une bande souple et épaisse délimitant une face inférieure et une face supérieure tout en étant formée par une première feuille d'un matériau isolant, par au moins une piste conductrice d'électricité, et par une deuxième feuille d'un matériau isolant, caractérisé en ce que - on recouvre la dent d'un produit conducteur fusible, - on transperce le circuit souple depuis la face inférieure jusqu'à la face supérieure de la bande par l'intermédiaire de la dent de percement, - on replie une extrémité de la dent contre la face supérieure de la bande, et - on chauffe la dent de manière à réaliser une soudure de la dent avec la piste à un au moins un endroit de la dent destiné à être au contact avec la piste. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: une représentation schématique d'un circuit électronique souple muni d'un contact de raccordement, selon l'invention; - Figures 2a à 2b: des représentations schématiques d'une réalisation d'une couronne de dents de percement d'un contact de raccordement, selon l'invention; - Figure 3: une représentation schématique tridimensionnelle d'un circuit électronique souple muni d'un contact de raccordement, selon l'invention; - Figures 4a à 4d: des représentations schématiques des différentes étapes d'un procédé de sertissage d'un contact de raccordement sur un circuit souple, selon l'invention. La figure 1 illustre un circuit électronique souple 1 muni d'un contact de raccordement 2, selon l'invention. Le circuit souple forme une bande souple et épaisse délimitant une face inférieure 3 et une face supérieure 4. Cette bande souple est formée depuis la face inférieure 3 jusqu'à la face supérieure 4 par une première feuille d'un matériau isolant souple 5, par au moins une piste conductrice d'électricité 6, et par une deuxième feuille de matériau isolant 7. Ces pistes conductrices peuvent être déposées sur la première feuille 5 et recouvertes par la deuxième feuille 7. Ces pistes conductrices peuvent former un ou plusieurs motifs de circuits imprimés. Ces pistes peuvent être formées suite à une impression d'une couche d'encre conductrice d'électricité sur la première feuille 5. Cette couche d'encre 6 peut être essentiellement constituée par du cuivre ou par du nickel ou un autre produit conducteur d'électricité. Dans un exemple, cette couche d'encre forme une épaisseur 20 de 75 à 100 micromètres (pm) d'épaisseur et le circuit souple peut former une épaisseur 18 de 300 pm. Dans le cas où la couche d'encre atteint environ 100 pm d'épaisseur, on utilisera préférentiellement du cuivre laminé. L'épaisseur 18 est mesurée selon une direction perpendiculaire à un plan formé par le circuit souple depuis la face inférieure 3 jusqu'à la face supérieure 4. Le contact de raccordement 2 est formé d'une plaque métallique conductrice d'électricité. Ce contact de raccordement 2 peut être formé par une plaque en cuivre ou autre matériau conducteur. Ce contact de raccordement 2 comporte également une face supérieure 8 et une face inférieure 9. Dans l'exemple préféré figure 1, le contact de raccordement 2 est placé avec sa face supérieure 8 accolée à la face inférieure 3 du circuit souple 1. Le contact de raccordement 2 comporte également au moins une dent de percement, telle que 10a, 10b, 10c, 10d, figures 1 et 2b. Cette dent de percement peut faire partie d'une couronne de dents 11 telle que représentée figures 2a à 2b. Cette couronne de dents 11 peut comporter quatre dents 10a, 10b, 10c et 10d. Cette couronne de dents 11 est formée après découpage de la matière formée par le contact 2 dans toute une épaisseur 12 de ce même contact 2. Pour réaliser cette couronne de dents Il, un découpage en forme de croix est réalisé dans toute l'épaisseur 12 du contact 2. Le découpage dans toute l'épaisseur 12 du contact de raccordement 2 est représenté en traits pointillés sur la figure 2a. La délimitation des dents en résultant est représentée sur la figure 2b. Ainsi après découpage dans toute l'épaisseur 12 du contact de raccordement 2, quatre triangles formant chacun une dent telles que 10a, 10b, 10c et 10d sont délimités. Les dents sont destinées à être orientées perpendiculairement par rapport au plan formé par le contact 2. De préférence, elles sont situées par un même côté du plan formé par le contact 2 de manière à renforcer le rapprochement du contact 2 au circuit souple 1. Dans une variante, certaines des dents de percement 10 pourraient être inclinées par un premier côté et d'autres par un deuxième côté du plan formé par le contact 2 (non représenté). Dans ce cas, il peut être prévu de disposer un circuit souple supplémentaire (non représenté) contre ce même contact de raccordement 2 de telle manière que la face inférieure 3 de ce contact de raccordement 2 soit accolée à une face supérieure (non représentée) de ce circuit souple supplémentaire. Le circuit souple 1 selon l'invention et le circuit souple supplémentaire seraient alors en communication l'un avec l'autre par l'intermédiaire du contact de raccordement 2. L'ensemble de ces dents 10a, 10b, 10c et 10d forme la couronne de dents 11 et délimitent un espace creux central 13. Chacune des dents comporte une extrémité 10e, 10f, 10g, et 10h respectivement avec une forme qui peut être avantageusement pointue pour faciliter le percement du contact 2 à travers le circuit souple. Ou bien chacune de ces extrémités peut comporter une forme arrondie ou bien une forme aplatie. Le procédé de sertissage du contact de raccordement 2 sur le circuit souple 1 peut être réalisé de la manière suivante, figures 4a à 4d. Les dents sont d'abord recouvertes d'un produit conducteur d'électricité fusible. Au moins une des dents peut être recouverte d'un produit conducteur fusible de 1 à 5 pm d'épaisseur. Ce produit conducteur d'électricité fusible peut être formé préférentiellement par un mélange d'étain plomb. Ce produit peut également être un mélange d'étain cuivre, ou bien un mélange d'étain- cuivre argent ou bien de l'étain pur. La figure 4a représente une coupe transversale du circuit souple 1 et du contact de raccordement 2 avec le circuit souple 1 détaché du contact de raccordement 2. Lors d'une première étape, le contact de raccordement 2 est destiné à venir au contact du circuit souple 1 de telle manière que la face supérieure 8 de ce même contact 2 vienne se placer au contact de la face inférieure 3 du circuit 1. Ce rapprochement de la face supérieure 8 à la face inférieure 3 est représenté par des flèches F sur la figure 4a. II en résulte figure 4b que les dents 10a, 10b, 10c, et 10d traversent entièrement le circuit souple 1 depuis la face inférieure 3 jusqu'à la face supérieure 4 en passant successivement à travers la première couche isolante 5, à travers la couche conductrice 6 et à travers la deuxième couche isolante 7. Chacune des dents 10a, 10b, 10c et 10d traverse entièrement le circuit 1 avec une position de chacune des dents relativement perpendiculaire à un plan formé par le contact 2. Le percement des dents 10a, 10b, 10c et 10d à travers le circuit souple 1 peut être facilité du fait de la forme pointue des extrémités des dents. Chacune des dents 10 est alors au contact de la piste selon une première portion 15 de la dent. La dimension de cette première portion 15 dépend d'une épaisseur 20 de la piste 6. Puis, après avoir traversé de part en part le circuit souple 1, chacune des dents 10a, 10b, 10c et 10d est sertie sur la face supérieure 4 de ce circuit souple 1, figures 3 et 4c. Le sertissage des dents est représenté par des flèches F' sur la figure 4b. La figure 3 illustre une représentation en perspective d'un circuit souple 1 muni du contact de raccordement 2 selon l'invention. On entend par sertir chacune des dents 10a, 10b, 10c et 10d sur la face supérieure 4 du circuit souple 1, le fait de rabattre contre la face supérieure 4 du circuit souple chacune de ces dents 10 en direction opposée à l'espace central 13. Les dents 10 sont rabattues contre la face supérieure 4 du circuit souple vers l'extérieur de la couronne de dents 11. Ces dents peuvent être rabattues au moyen d'un poinçon. Chacune des dents possède une hauteur 17 au moins supérieure à l'épaisseur 18 du circuit souple 1, figure 2b. Cette hauteur 17 est mesurée selon une direction perpendiculaire au plan formé par le contact 2 entre la face supérieure 8 du contact 2 et l'extrémité de chacune des dents. Dans un exemple, un circuit souple 1 possède une épaisseur de 300 pm et dans ce cas la hauteur 17 de chacune des dents doit être au moins supérieure à 300 pm pour permettre à la dent de se rabattre contre la face supérieure 4. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au moins une des dents telles que 10a, 10b, 10c et 10d est chauffée de manière à réaliser une soudure de la dent avec la piste à au moins un endroit de la dent au contact avec la piste. La dent est au contact de la piste selon une première portion 15 de la dent. Le produit conducteur permet à la dent de venir se souder à la piste par sa première portion 15. Chacune des dents peut subir un chauffage par l'intermédiaire d'une barre chauffante 14. Le chauffage est représenté par les flèches ondulées F" sur la figure 4c. La barre chauffante est destinée à réaliser une soudure qui s'apparente à une brasure de la dent sur la piste. On entend par brasure le fait qu'il se produit une soudure de la portion 15 de la dent avec la portion de piste correspondante sans apporter de matière supplémentaire mais uniquement un apport du produit conducteur fusible recouvrant la dent. Cette barre chauffante a également la propriété de réaliser un chauffage immédiat de la dent en quelques secondes tout en montant très haut en température de manière à transférer la chaleur à la dent immédiatement sans entraîner de brûlure de la dent ou du flex. Dans un exemple, la barre chauffe à 1000 C en 1 à 3 secondes. L'application d'une telle barre chauffante sur la dent peut s'effectuer en 1 à 3 secondes seulement. Cette barre chauffante 14 peut être une barre de tungstène. Cette brasure présente l'avantage de combler d'éventuels espaces 20 entre la dent et la piste à un endroit de la dent au contact de la piste. Ces espaces 20 sont susceptibles de subsister après le percement de la dent à travers le circuit souple 1. Ces espaces sont responsables d'une diminution de la surface de contact entre la dent et la piste. Ces espaces 20 sont comblés suite à la soudure de la dent à la piste à un endroit de la dent au contact de la piste. Plus précisément, la soudure de la dent avec la piste est réalisée de telle manière que des espaces 20 présents entre la portion 15 de la dent et la portion de piste correspondante sont comblés. La dent est alors au contact de la piste sur toute une surface délimitée par la portion 15. Ainsi, la conductivité électrique est augmentée et la résistance électrique diminuée. Dans un exemple, la résistance électrique d'un tel circuit souple muni de ce contact de raccordement selon l'invention est de 0,2 mS2. Selon une variante de l'invention, au moins une des dents peut également être soudée à un deuxième endroit 16 de la dent sur la piste conductrice 6. Cette dent est soudée une deuxième fois de telle manière que la deuxième feuille 7 est entièrement transpercée une nouvelle fois depuis la face supérieure 4 du circuit souple et en direction de la piste conductrice 6. Cette deuxième feuille 7 est entièrement transpercée suite à une abrasion locale dans une épaisseur 19 de la deuxième feuille isolante 7. L'abrasion localisée est réalisée suite à un chauffage par la barre chauffante 14 sur une extrémité de la dent. Le chauffage des extrémités 10e et 10g des dents 10a et 10c respectivement est représenté par une flèche F"' sur la figure 4d. Cette abrasion localisée à travers la deuxième couche isolante 7 est réalisée de manière à ce que l'extrémité de la dent vienne au contact de la piste conductrice 6, comme représenté figure 4d. Cette abrasion locale de la deuxième feuille isolante 7 est réalisée tout en chauffant une extrémité de chacune des dents de manière à faire fondre le produit conducteur recouvrant l'extrémité de la dent. Le produit conducteur ainsi fondu crée une soudure d'au moins une des extrémités des dents sur la piste conductrice 6 à un deuxième endroit de la dent 16. Le contact de raccordement 2 est alors en contact avec la piste conductrice 6 selon une première zone de contact 15 et selon une deuxième zone de contact 16, figures 1 et 4d. La première zone de contact 15 correspond à un endroit de la dent destiné à être au contact de la piste 6 suite à un premier percement de la dent de part en part à travers le circuit souple 1. La deuxième zone de contact 16 correspond à un endroit de la dent destiné à être au contact de la piste 6 suite à un deuxième percement de la dent à travers la deuxième feuille 7. Il en résulte un circuit électronique souple présentant une résistance électrique sensiblement diminuée par rapport à un autre circuit souple muni d'un contact de raccordement habituellement rencontré dans l'état de la technique. Dans un exemple, la résistance électrique peut être diminuée d'un facteur 10 ou de 2 mn à 0,2 mn. Il en résulte aussi une augmentation de la conductivité électrique. Cette conductivité électrique est d'autant plus importante que la première zone de contact 15 et la deuxième zone de contact 16 de l'extrémité de la dent sont étendues. REVENDICATIONS 1 - Procédé de sertissage d'au moins un contact de raccordement (2) sur un circuit électronique souple (1), le contact de raccordement comportant au moins une dent de percement (10a, 10b, 10c, 10d) s'étendant perpendiculairement à un plan formé par le contact de raccordement, le circuit souple comportant une bande (1) souple et épaisse délimitant une face inférieure (3) et une face supérieure (4) tout en étant formée par une première feuille (5) d'un matériau isolant, par au moins une piste conductrice d'électricité (6), et par une deuxième feuille (7) d'un matériau isolant, caractérisé en ce que - on recouvre la dent d'un produit conducteur fusible, - on transperce le circuit souple depuis la face inférieure jusqu'à la face supérieure de la bande par l'intermédiaire de la dent de percement, - on replie une extrémité de la dent contre la face supérieure de la bande, et - on chauffe la dent de manière à réaliser une soudure de la dent avec la piste à un au moins un endroit de la dent destiné à être au contact avec la piste. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe la dent pendant une durée de 1 à 3 secondes au moyen d'une barre chauffante. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise une barre chauffante de tungstène. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on recouvre la dent d'un produit conducteur fusible de 1 à 5 pm d'épaisseur. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on recouvre la dent d'un mélange d'étain-plomb, ou d'un mélange d'étaincuivre, ou d'un mélange d'étain-cuivre-argent, ou d'étain pur. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on obtient une résistance électrique entre la dent et la piste à un endroit de la dent au contact avec la piste de 0,2 milliohms (mg-2). 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que on chauffe une extrémité de la dent de telle manière que l'extrémité de la dent se soude à la piste conductrice d'électricité après avoir traversée une deuxième fois la deuxième feuille de matériau isolant.