Brevet FR2909488A1 — publié le 20080606

LANGUETTE DE PUISSANCE A PROTECTION PAR FUSIBLE POUR CONNECTEUR ELECTRIQUE, PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE LANGUETTE ET D'UN CONNECTEUR COMPORTANT AU MOINS UNE TELLE LANGUETTE. La présente invention concerne une languette de puissance à protection par fusible pour connecteur électrique. Elle concerne également un procédé de fabrication d'une telle languette de puissance. Elle concerne aussi la fabrication d'un connecteur comportant au moins une telle languette de puissance. La puissance croissante des organes électriques, en particulier sur les véhicules automobiles, a pour conséquence des liaisons électriques dans lesquelles transitent des courants électriques de plus en plus puissants. Les éléments amovibles de ces liaisons électriques, les connecteurs, ne résistent pas toujours de manière parfaite aux agressions climatiques. Ainsi, suite à une défaillance ou simplement du fait de la respiration des boîtiers auxquels ces connecteurs sont reliés, il peut y avoir de l'humidité sur les parties entourant leurs points de contact et donc des liaisons électriques imparfaites. Plusieurs solutions sont employées pour améliorer ces liaisons. Une solution classique consiste à utiliser un revêtement d'étain, mais cette technique ne garantit pas toujours des liaisons électriques parfaites pendant toute la vie du véhicule. Une autre solution consiste à mettre de la graisse à l'intérieur du clip, mais cette solution présente l'inconvénient de protéger de façon imparfaite contre la poussière lorsque les liaisons sont mises en oeuvre en câblerie. Une autre solution consiste à utiliser un revêtement à base d'argent, mais cette solution est coûteuse, à cause du prix du métal employé et des caractéristiques particulières du procédé de fabrication, comme la dépollution des bains de métallisation. 2909488 2 On connaît également des languettes de contact avec deux revêtements distincts : à savoir un revêtement en étain pour la partie sertissage, et un revêtement doré pour la partie en contact avec le clip. Cette solution est coûteuse, 5 parce qu'elle oblige à une reprise des pièces dont la zone dorée a été auparavant protégée pour réaliser l'opération de dorure. Cette solution est, par conséquent, réservée à la réalisation des liaisons électriques de sécurité, fortement sollicitées en vibration ou à très haute fiabilité. 10 On sait que les éléments de contact dans lesquels transitent des intensités élevées peuvent présenter, en cas de détérioration des contacts, ou d'une dégradation de la pression de contact, des échauffements importants. Le risque résultant de cet échauffement ne peut pas être couvert par 15 l'utilisation de fusibles habituels, parce que cet échauffement se produit avec des courants nominaux qui ne permettent pas au fusible de fonctionner. On sait également que beaucoup de circuits internes d'organes électriques et électroniques sont réalisés selon 20 un procédé par lequel les circuits sont découpés dans une plaque de cuivre étamée, laquelle est ensuite surmoulée pour réaliser le corps de pièce, et enfin détourée. Il est à noter que la zone des contacts, qui est issue directement de cette plaque par une découpe particulière, ne peut être 25 revêtue que du même métal que le reste des pistes internes. Le but de la présente invention est de réaliser une nouvelle languette de puissance à protection par fusible pour connecteur électrique, qui offre une grande qualité de liaison électrique à forte intensité tout en restant peu 30 coûteuse. Un autre but de la présente invention est de réaliser une telle languette qui offre, de plus, un excellent moyen de prévention des courts-circuits aggravés (CCA). Un autre but de la présente invention est de réaliser 35 une telle languette dans laquelle puisse être mis en application le concept dit de seconde barrière , qui se définit par la possibilité de stopper automatiquement le 2909488 3 développement d'un point chaud, soit en interrompant le courant par fusion de conducteurs, soit en ne propageant pas la flamme par l'utilisation de matériaux auto extinguibles. C'est également un but de la présente invention de 5 fournir un procédé de fabrication d'une telle languette de puissance. Enfin, c'est aussi un but de la présente invention de fournir un procédé de fabrication d'un connecteur, en particulier de type à grille découpée (circuits de type dit 10 punch-grid ), comportant au moins une telle nouvelle languette, qui soit simple dans sa conception et sa mise en oeuvre, économique, et qui permette de fournir une connexion électrique fiable, et parfaitement protégée. Pour atteindre ces buts, la présente invention conçoit 15 une nouvelle languette de puissance à protection par fusible pour connecteur électrique. Cette nouvelle languette comporte trois parties : - une partie de base en cuivre étamé, - une partie de contact en cuivre argenté, et 20 - une partie intermédiaire, entre ladite partie de base et ladite partie de contact, réalisée en un matériau métallique à bas point de fusion, de façon à réaliser la protection par fusible. L'invention fournit un nouveau procédé de fabrication 25 d'une languette de puissance à protection par fusible telle que celle exposée ci-dessus dans ses grandes lignes. Ce nouveau procédé comporte les étapes suivantes : - on réalise un ruban de faible largeur par soudure bord à bord d'une bande de cuivre argenté en surface avec 30 une bande d'un matériau métallique à bas point de fusion, - on soude le ruban obtenu sur le chant d'une plaque dite plaque principale en cuivre étamé, la bande de matériau à bas point de fusion étant interposée entre la bande de cuivre argenté et la plaque principale de cuivre étamé, de 35 façon à obtenir une bande trimatière, et - on découpe transversalement à la direction longitudinale de la bande trimatière obtenue un tronçon de 2909488 4 ladite bande trimatière, de façon à réaliser une ou plusieurs languettes de puissance unitaires. De préférence, on soude le ruban sur le chant de la plaque principale en cuivre étamé pour obtenir ladite bande 5 trimatière au moyen d'une technique de soudure au laser. L'invention fournit également un procédé de fabrication d'un connecteur comportant au moins une languette de puissance à protection par fusible, qui comporte les étapes suivantes : 10 - on découpe un tronçon de faible largeur de bande trimatière telle qu'obtenue selon le procédé de fabrication d'une languette de puissance exposé ci-dessus dans ses grandes lignes, - on relie le tronçon trimatière obtenu à une plaque 15 de cuivre étamé, de façon à ce que ledit tronçon et ladite plaque soient dans un même plan, pour former la grille semi brute du connecteur, - on réalise une première découpe de la grille semi brute ainsi obtenue, de façon à dégager des languettes de 20 puissance dans le tronçon trimatière, des languettes de type signal dans la partie de plaque de cuivre étamé, et des barrettes de liaison reliant les pistes électriques du circuit obtenu, on réalise le surmoulage de l'ensemble de plaques 25 ainsi prédécoupé, et - on réalise une découpe des barrettes de liaison, de façon à séparer entre elles lesdites pistes électriques du circuit. De préférence, on relie le tronçon trimatière à la 30 plaque de cuivre étamé par relèvement d'un bord ou soyage de la plaque de cuivre étamé, de façon à ce que ledit tronçon trimatière et ladite plaque soient dans un même plan, pour former la grille semi brute du connecteur. De préférence également, une liaison par des points de 35 soudure est associée à ladite liaison par soyage. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un 2909488 5 mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1A est une vue de dessus, schématique, 5 d'une embase de boîtier électronique, - la figure 1B est une vue frontale, en coupe partielle, schématique, du boîtier de la figue 1A, - la figure 2A représente, de manière schématique, la plaque semi brute (grille), dans laquelle seront ensuite 10 découpées les languettes selon la présente invention, - la figure 2B est une vue latérale de la plaque de la figure 2A, en coupe selon la ligne II B de la figure 2A, - la figure 3A représente, de manière schématique, la plaque à l'état prédécoupé dans laquelle sont réalisées les 15 languettes selon la présente invention, - la figure 3B est une vue de dessus de la plaque de la figure 2A, en coupe selon la ligne III B de la figure 2A, - la figure 4 illustre, de façon schématique, le procédé de réalisation de la bande trimatière dans laquelle 20 sont réalisées les languettes de puissance de la présente invention. En référence aux dessins des figures 1A et 1B, on a représenté, de manière schématique, une embase d'un boîtier électronique 1 à grille prédécoupée avec des languettes de 25 type signal , référencées 2, et des languettes de type puissance référencées 3. Les languettes de type signal 2 sont des languettes ou broches de connexion aux fils transportant un signal, et sont de puissance inférieure à celle des languettes 3 de forte puissance. 30 Dans l'embase des figures 1A, 1B, 2A, 2B, 3A et 3B, donnée seulement à titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, il est représenté deux languettes de puissance 3 et six languettes de type signal 2. 35 Chaque extrémité libre de languette de puissance 3 comporte trois parties distinctes : 2909488 6 - une partie de base 4 en cuivre étamé, c'est-à-dire en cuivre revêtu d'une mince couche d'étain, qui protège le cuivre de la corrosion, - une partie de fusible 5, intermédiaire, en métal à 5 bas point de fusion, et - une partie de contact 6 en cuivre argenté, c'est-à-dire en cuivre revêtu d'une mince couche d'argent. Les languettes de type puissance 3, ainsi conçues et réalisées, offrent de nombreux avantages. Ainsi, on 10 bénéficie de l'avantage économique et anti-corrosion de l'étain sur la majeure partie de la surface du circuit découpé et pour les languettes de type signal 2, tandis que l'on bénéficie de l'avantage du revêtement d'argent pour la partie des contacts électriques de puissance. De plus, 15 les languettes de puissance 3 comportent une partie intermédiaire 4 en alliage fusible à bas point de fusion entre le cuivre étamé et le cuivre argenté ; cette interposition est l'application du concept dit de seconde barrière , qui se définit par la possibilité de stopper 20 automatiquement le développement d'un point chaud, soit en interrompant le courant par fusion de conducteurs, soit en ne propageant pas la flamme par l'utilisation de matériaux auto extinguibles. La présente invention concerne également un procédé de 25 fabrication d'un boîtier électronique comportant au moins une telle languette de puissance 3 à fusible de protection. En référence aux dessins des figures 2A et 2B, on a représenté une plaque semi brute à découper, à partir de laquelle est réalisée la grille du circuit avec ses 30 languettes de puissance 3 et ses languettes de signal 2. Cette plaque est en deux parties, référencées 7 et 8. En ce qui concerne la partie de plaque 7, elle est réalisée par la découpe d'un tronçon de largeur donnée d'une bande dite trimatière , parce quelle comprend les trois 35 matières suivantes : cuivre étamé pour la partie de base 4, alliage métallique à bas point de fusion pour la partie fusible intermédiaire 5 et cuivre argenté pour la partie de 2909488 7 contact 6. A titre d'exemple, ce tronçon peut être découpé dans une bande trimatière obtenue comme suit : - on réalise d'abord un ruban de faible largeur en bimétal, qui peut être produit en continu, par soudure d'une 5 bande de cuivre argenté en surface avec une bande en alliage à bas point de fusion, et - ce ruban de faible largeur est ensuite soudé sur le chant d'une plaque de cuivre étamé, la bande en alliage à bas point de fusion étant interposée entre la bande de 10 cuivre argenté et la plaque de cuivre étamé, de façon à obtenir la bande trimatière. La partie 8 ou plaque principale est une plaque de cuivre étamé. La partie de bord latéral 8a de la plaque principale 8 15 qui chevauche la partie de plaque 7 est relevée et placée sur le bord latéral de la partie de plaque 7, de manière à réaliser une liaison par soyage de la plaque principale 8 avec la partie de plaque 7. Cette liaison par soyage, désignée par la référence 10, permet de placer dans un même 20 plan la partie de plaque 7 et la plaque principale 8. La fixation de la partie de plaque 7 avec la plaque principale 8 est, de préférence, réalisée par des points de soudure 10a, 10b, associés au soyage. Les dessins des figures 3A et 3B représentent la 25 grille prête à être surmoulée. Elle est constituée par l'assemblage des plaques 7 et 8, tel que décrit précédemment en regard des figures 2A et 2B, mais les plaques 7 et 8 ont subi une première découpe, de façon à former les pistes principales encore reliées par des barrettes de liaison 12 30 destinées à maintenir mécaniquement ensemble les pistes au surmoulage. Comme représenté sur le dessin de la figure 3A, sur l'ensemble de plaques, de référence générale 11, obtenu après l'assemblage des plaques 7 et 8 et leur première 35 découpe, se dessinent les languettes 2 de type signal , de faible section, juxtaposées, de moindre puissance que les languettes 3 de type puissance , qui sont de section plus 2909488 8 importante, et qui présentent des extrémités 6 en cuivre argenté, reliées au circuit principal 4 par une partie intermédiaire 5 en alliage métallique à bas point de fusion. Après surmoulage, les barrettes de liaison 12 entre 5 les différentes pistes du circuit sont découpées. Sur le dessin de la figure 4, on a représenté, de manière schématique, le procédé de réalisation de la bande trimatière, référencée 7, constitutive des languettes de puissance 3. 10 Comme déjà exposé précédemment : - on réalise un ruban de faible largeur par soudure bord à bord d'une bande de cuivre argenté en surface avec une bande d'un matériau métallique à bas point de fusion (ce ruban bimétal étant désigné par la référence 20), et 15 - on soude le ruban 20 sur le chant d'une plaque principale 21 en cuivre étamé par une technique de soudure au laser. Un générateur de rayon laser 22 produit un rayon concentré dans un dispositif optique référencé 23, connu en soi et non décrit en détails. On obtient une bande 20 trimatière (cuivre argenté/alliage à bas point de fusion/cuivre étamé). La référence 25 désigne la zone de fusion entre l'alliage à bas point de fusion et la plaque principale. Il est important de souligner que la technique de 25 soudure au laser peut concentrer sur une très petite surface une très grande quantité énergie, par exemple une énergie de 4000 Watt sur une surface de 0,6 mm de diamètre. Cette très forte densité d'énergie permet une fusion rapide des métaux disposés bord à bord qui se soudent au moment du 30 refroidissement. La vitesse de montée en température permet de limiter à 1 ou 2 mm de chaque côté de la zone fondue la température susceptible de dégrader le revêtement de cuivre. A titre indicatif, pour de l'acier où cette technique est couramment utilisée dans la fabrication des tôles 35 d'épaisseur variable, la zone fondue fait 1 mm de large et la vitesse de soudure atteint de l'ordre de 4 mètres par minute. Il n'y a pas d'apport de matière. 2909488 9 L'invention, telle que décrite ci-dessus, présente à la fois les avantages dus à la présence d'un revêtement d'argent et non d'étain sur la seule surface des contacts électriques (meilleure qualité des liaisons électriques à 5 forte intensité) et les avantages déjà mentionnés précédemment liés à la mise en application du concept de seconde barrière dans la prévention des courts-circuits aggravés. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée 10 aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Languette de puissance (3) à protection par fusible pour connecteur électrique, caractérisée en ce qu'elle 5 comporte trois parties : - une partie de base (4) en cuivre étamé, - une partie de contact (6) en cuivre argenté, et - une partie intermédiaire (5), entre ladite partie de base (4) et ladite partie de contact (6), réalisée en un 10 matériau métallique à bas point de fusion, de façon à réaliser la protection par fusible. 2. Procédé de fabrication d'une languette de puissance conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 15 - on réalise un ruban (20) de faible largeur par soudure bord à bord d'une bande de cuivre argenté en surface avec une bande d'un matériau métallique à bas point de fusion, - on soude le ruban (20) obtenu sur le chant d'une 20 plaque dite plaque principale (21) en cuivre étamé, la bande de matériau à bas point de fusion étant interposée entre la bande de cuivre argenté et la plaque principale (21) de cuivre étamé, de façon à obtenir une bande trimatière (24), et 25 - on découpe transversalement à la direction longitudinale de la bande trimatière (24) obtenue un tronçon (7) de ladite bande trimatière (24), de façon à réaliser une ou plusieurs languettes de puissance (3) unitaires. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce 30 que l'on soude ledit ruban (20) sur le chant de la plaque principale (21) en cuivre étamé pour obtenir ladite bande trimatière (24) au moyen d'une technique de soudure au laser. 4. Procédé de fabrication d'un connecteur comportant 35 au moins une languette de puissance (3) à protection par fusible, caractérisé par les étapes suivantes : 2909488 11 - on découpe un tronçon (7) de faible largeur de bande trimatière (24) telle qu'obtenue selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, - on relie le tronçon (7) trimatière obtenu à une 5 plaque (8) de cuivre étamé, de façon à ce que ledit tronçon (7) et ladite plaque (8) soient dans un même plan, pour former la grille semi brute du connecteur, - on réalise une première découpe de la grille semi brute ainsi obtenue, de façon dégager des languettes de 10 puissance (3) dans le tronçon trimatière (7), des languettes de type signal (2) dans la partie de plaque (8) de cuivre étamé, et des barrettes de liaison (12) reliant les pistes du circuit obtenu, - on réalise le surmoulage de l'ensemble de plaques 15 (7, 8) ainsi prédécoupé, et - on réalise une découpe des barrettes de liaison (12), de façon à séparer lesdites pistes du circuit. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on relie le tronçon (7) trimatière à la plaque (8) de 20 cuivre étamé par relèvement d'un bord (8a) ou soyage de la plaque (8) de cuivre étamé, de façon à ce que ledit tronçon (7) trimatière et ladite plaque (8) soient dans un même plan, pour former la grille semi brute du connecteur. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 qu'une liaison par des points de soudure (10a, 10b) est associée à ladite liaison par soyage. 7. Connecteur électrique comportant au moins une languette de puissance à protection par fusible, et au moins une languette de type signal , caractérisé en ce qu'il 30 est obtenu selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 6.