Brevet FR3042942A1 — publié le 20170428

Carte de circuit imprimé flexible, et module lumineux pour véhicule automobile comportant une telle carte de circuit imprimé Domaine technique de l'invention L'invention a pour objet une carte de circuit imprimé flexible. Elle trouve son application plus particulièrement dans le cadre du montage de la carte de circuit imprimé flexible dans un module lumineux dynamique et/ou flexible, en particulier de projecteur d'éclairage pour véhicule automobile. Arrière-plan technique de l'invention Les cartes de circuit imprimé sont couramment utilisées pour assurer le montage et l'interconnexion de composants électroniques. Elles sont composées en général d'un substrat en plastique et métal rigide, sur lequel sont déposées des pistes conductrices de connexion électrique sur lesquelles sont soudées des composants électroniques. Il est connu d'utiliser des cartes de circuit imprimé flexibles, lorsque l'application l'impose, qui sont en général réalisées à l'aide de substrats en plastiques souples hautes performances, tels que des polyimides. Par exemple, le document EP2298599A1 divulgue un module optique équipé d'un organe de raccordement électrique comprenant un élément flexible intégrant des conducteurs électriques. Toutefois, dans certaines applications où il y a peu d'espace disponible et où l'environnement mécanique se trouve être très contraignant, le rayon de courbure imposé au circuit imprimé flexible peut être très petit et risquer, surtout dans un cadre dynamique, c'est-à-dire lorsque la carte de circuit imprimé relie deux composants électroniques en mouvement l'un par rapport à l'autre, d'endommager la carte de circuit imprimé et ses pistes conductrices. 3042 942 2 Résumé de l'invention L'invention a pour but de résoudre cette difficulté en procurant une solution simple, peu encombrante, nécessitant un minimum de pièces 5 supplémentaires, peu onéreuse, tout en permettant une fiabilité satisfaisante et un assemblage aisé et donc rapide des différents éléments du dispositif dans lequel elle est montée. A cet effet, l'invention a pour objet une carte de circuit imprimé flexible, configurée pour recevoir des composants électroniques, 10 comportant un élément flexible, électriquement isolant, configuré pour porter des pistes conductrices de connexion des composants, l'élément flexible étant en outre configuré pour être courbé selon une courbure, la carte comportant en outre au moins un élément de renforcement, électriquement isolant, solidaire mécaniquement de 15 l'élément flexible, s'étendant d'un côté de la courbure, et comportant deux parties : - une première partie étant sensiblement plane, - une deuxième partie présentant une courbure prédéfinie, disposée du côté de la courbure de l'élément flexible, 20 l'élément de renforcement étant disposé de sorte à laisser une partie libre pour l'élément flexible pour être courbée selon ladite courbure. De cette façon, les éléments de renforcement accompagnent la courbure de l'élément flexible sur leur deuxième partie, tout en permettant de la limiter, et permettent de gérer précisément la courbure restante, le 25 rayon de courbure et la longueur disponible de l'élément flexible étant alors déterminés, évitant ainsi des rayons de courbure trop petits, susceptibles d'endommager l'élément flexible et améliorant ainsi la fiabilité de l'ensemble. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront 30 être pris ensemble ou séparément : 3042942 3 - la carte de circuit imprimé comporte en outre au moins un élément raidisseur, disposé du même côté de sa partie libre que l'élément de renforcement et fixé sur l'élément flexible ou sur l'élément de renforcement; - l'élément de renforcement est disposé sur la face interne de 5 l'élément flexible; - l'élément de renforcement est disposé sur la face externe de l'élément flexible; - la carte de circuit imprimé comporte un deuxième élément de renforcement, chacun des élément de renforcement s'étendant de part et 10 d'autre de la courbure et les éléments de renforcement étant disposés de sorte à laisser entre eux la partie libre pour l'élément flexible pour être courbée selon ladite courbure; - la carte de circuit imprimé comporte au moins deux éléments raidisseurs, disposés de part et d'autre de sa partie libre et fixés chacun sur 15 l'élément flexible ou respectivement sur un des élément de renforcement; - la carte de circuit imprimé comporte quatre éléments de renforcement, disposés en vis-à-vis de part et d'autre de l'élément flexible ; - l'élément flexible comporte du polyimide ; - l'élément flexible a une épaisseur d'environ 110 micromètres ; 20 - les éléments de renforcement comportent du polyamide ; - les éléments de renforcement ont une épaisseur d'environ 100 à 600 micromètres L'invention se rapporte également à un module lumineux pour dispositif d'éclairage et/ou de signalisation, notamment pour véhicule 25 automobile, comportant une carte de circuit imprimé selon l'invention, les éléments raidisseurs étant en outre fixés à un composant du module. Selon un autre mode de l'invention, l'un des éléments raidisseurs est fixé à un composant fixe du module et l'autre des éléments raidisseurs, à un composant mobile du module. Il est aussi possible que l'un des éléments 30 raidisseurs soit fixé à un premier composant du module et l'autre des 3042942 4 éléments raidisseurs fixé à un deuxième composant du module, les deux composants du module étant prévus pour être en mouvement l'un par rapport à l'autre. Dans ce dernier mode, où on se trouve dans un environnement 5 mécanique mobile, ou dynamique, l'invention permet d'accompagner les mouvements de la courbure liés au mouvement du ou des composant(s) du module et d'éviter ainsi toute géométrie de la carte susceptible de l'endommager. 10 Bref descriptif des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, donnée à titre indicatif et illustrée par les dessins annexés, qui représentent : - la figure 1, une vue schématique de dessus d'un mode de 15 réalisation de la carte de circuit imprimé flexible selon l'invention ; - la figure 2, une vue schématique en perspective de la carte de circuit imprimé de la figure 1. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes 20 éléments. Description détaillée de l'invention La figure 1 représente un mode de réalisation de la carte de circuit imprimé selon l'invention, vu schématiquement de dessus. 25 La carte comporte des composants électroniques (non-représentés) et un élément flexible 10, électriquement isolant, et portant des pistes conductrices (également non représentées) sur une ou deux de ses faces, destinées à interconnecter les composants entre eux et avec des circuits électriques extérieurs à la carte. 3042 942 5 L'élément flexible 10 comporte par exemple un substrat plastique hautes performances, tels qu'un polyimide. Son épaisseur peut être classiquement d'environ 110 micromètres. Sur la figure, une partie de l'élément flexible est représentée, de part et d'autre d'une grande courbure 5 (supérieure à 90°) en sa partie centrale 11. La carte de circuit imprimé selon l'invention comporte préférentiellement au moins deux éléments de renforcement 22 et 24. Ils sont disposés de part et d'autre de la partie centrale 11 de l'élément flexible 10, par exemple sur la même face de celui-ci, par exemple sur la face 10 interne 13 par rapport à la courbure, en laissant libre la partie centrale 11 de l'élément flexible. Il est aussi possible que les deux éléments de renforcements 22 et 24 soient placés sur la face externe 12 par rapport à la courbure ou sur des faces opposées. Sur la figure 1, le dispositif comporte quatre éléments de 15 renforcement, les deux éléments supplémentaires 21 et 23 étant disposés sur l'autre face de l'élément flexible, face externe repérée 12, en vis-vis des éléments 22 et 24 respectivement. Chacun de ces éléments de renforcement 21-24 est électriquement isolant et rendu solidaire mécaniquement de l'élément flexible 10, par 20 exemple par collage. Ils sont destinés à renforcer la résistance mécanique de l'élément flexible 10 au voisinage de la courbure 11. Ils sont par exemple en polyamide, par exemple d'une épaisseur d'environ 100 à 600 micromètres. Chacun des éléments de renforcement 21-24 comporte au moins 25 deux parties, la première, repérée 220, étant sensiblement plane et la seconde, repérée 221, présentant un rayon de courbure prédéfini, plus grand que celui de la partie centrale. La fonction de cette partie courbe 221 est d'amorcer la courbure, en évitant toute pliure nette à la sortie des éléments de renforcement, susceptible d'endommager l'élément flexible 10 30 et les pistes conductrices qu'il porte. Il est à noter que ce rayon de courbure 3042942 6 peut n'être pas constant et diminuer en s'éloignant de la première partie. A cette fin, typiquement, le rayon de courbure de la deuxième partie ne doit pas être inférieur à 5 mm. Enfin, la carte de circuit imprimé selon l'invention comporte en outre 5 au moins deux éléments raidisseurs 31 et 32, situés respectivement de part et d'autre de la courbure 11 de l'élément flexible 10. Ces éléments raidisseurs ont par exemple au moins une surface sensiblement plane et sont par exemple constitués chacun par une pièce métallique rigide, en aluminium par exemple. 10 Les éléments raidisseurs 31 et 32 sont fixés d'une part à la carte de circuit imprimé par leur surface plane, par exemple du côté de la face externe 12. Ils sont fixés soit directement à l'élément flexible 10 si la carte ne comporte pas les éléments de renforcement 21 et 23, soit aux éléments de renforcement 21 et 23 s'ils existent. Les éléments raidisseurs 31 et 32 15 sont fixés d'autre part à l'environnement mécanique du circuit porté par la carte selon l'invention, par exemple à un composant, par exemple le boitier, d'un module lumineux pour véhicule automobile, et, ce, par tout moyen connu, tel que pions bouterolles ou sertis, clippage, rivetage ou adhésifs. L'un des éléments raidisseurs, 32, est par exemple fixé sur une partie 20 mobile de l'environnement mécanique, alors que l'autre (31) est par exemple fixé sur une partie fixe de cet environnement. Cette configuration peut être par exemple celle d'un projecteur tournant pour l'éclairage avant d'un véhicule automobile. Il apparaît, tout particulièrement dans le cas décrit ci-dessus où une 25 partie de la carte de circuit imprimé est mobile, entrainée par l'élément raidisseur 32, que les éléments de renforcement 21-24 évitent toute déformation trop importante et tout rayon de courbure trop petit, susceptibles d'endommager la carte, au niveau de la zone où sont fixés les éléments raidisseurs lors des mouvements de l'environnement ; de plus, par 30 leur seconde partie légèrement courbée, ils évitent que de telles 3042 942 7 déformations se produisent à la sortie des éléments de renforcement, comme indiqué plus haut, améliorant ainsi la fiabilité du montage électronique correspondant. Ce résultat est obtenu avec peu de pièces supplémentaires, donc de 5 façon peu onéreuse, la carte résultante n'ayant en outre pas un encombrement sensiblement augmenté, ce qui est important dans un environnement mécanique restreint. L'épaisseur des éléments de renforcement 21-24, comme leur longueur et la longueur de la partie centrale libre de l'élément flexible 10 peuvent bien entendu être choisis en fonction de l'environnement mécanique de la carte et de ses contraintes. La figure 2 est une vue schématique en perspective de la carte de circuit imprimé représentée figure 1. Sur cette figure, on retrouve l'élément flexible 10 courbé en sa partie 15 11. Sont visibles également sur cette figure les éléments de renforcement 22 (interne) et 23 (externe), dont on distingue les premières parties 220 et deuxièmes parties 221. Sur la figure 2, certains traits représentent la courbure de la carte de circuit imprimé. Les éléments raidisseurs 31 et 32 sont schématisés par de simples 20 plaques. Dans une réalisation de l'invention non-représentée, la carte de circuit imprimé selon l'invention comporte un seul élément de renforcement 22. La carte de circuit imprimé comporte alors préférentiellement un seul élément raidisseur 31 situé du même côté de la courbure 11 de l'élément 25 flexible 10 que l'élément de renfoncement 22. REVENDICATIONS1. Carte de circuit imprimé flexible, configurée pour recevoir des composants électroniques, comportant un élément flexible (10), électriquement isolant, configuré pour porter des pistes conductrices de connexion des composants, l'élément flexible étant en outre configuré pour être courbé selon une courbure (11), la carte étant caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre au moins un élément de renforcement (21,22,23,24), électriquement isolant, solidaire mécaniquement de l'élément flexible (10), s'étendant d'un côté de la courbure, et comportant deux parties : - une première partie (220) étant sensiblement plane, - une deuxième partie (221) présentant une courbure prédéfinie, disposée du côté de la courbure (11) de l'élément flexible (10), l'au moins un élément de renforcement (21,22,23,24) étant disposé de sorte à laisser une partie libre (11) pour l'élément flexible (10) pour être courbée selon ladite courbure. 2. Carte de circuit imprimé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre au moins un élément raidisseur (31), disposé du même côté de sa partie libre que l'au moins un élément de renforcement (21,22,23,24) et fixé sur l'élément flexible (10) ou sur l'au moins un élément de renforcement (21,22,23,24). 3. Carte de circuit imprimé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins un élément de renforcement (22,24) est disposé sur la face interne (13) de l'élément flexible (10). 4. Carte de circuit imprimé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'au moins un élément 3042942 9 de renforcement (21,23) est disposé sur la face externe de l'élément flexible (10). 5. Carte de circuit imprimé selon l'une des revendications 5 précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un deuxième élément de renforcement (24), chacun des éléments de renforcement (22, 24) s'étendant de part et d'autre de la courbure et les éléments de renforcement (22, 24) étant disposés de sorte à laisser entre eux la partie libre (11) pour l'élément flexible (10) pour être courbée selon 10 ladite courbure. 6. Carte de circuit imprimé selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux éléments raidisseurs (31, 32), disposés de part et d'autre de sa partie libre et 15 fixés chacun sur l'élément flexible (10) ou respectivement sur un des éléments de renforcement (22, 24). 7. Carte de circuit imprimé selon la revendication 5 ou 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte quatre éléments de 20 renforcement (21,22,23,24), disposés en vis-à-vis de part et d'autre de l'élément flexible (10). 8. Carte de circuit imprimé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'élément flexible (10) 25 comporte du polyimide. 9. Carte de circuit imprimé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'élément flexible (10) a une épaisseur d'environ 110 micromètres. 30 3042942 10 10. Carte de circuit imprimé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les éléments de renforcement (21-24) comportent du polyamide. 5 11. Carte de circuit imprimé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les éléments de renforcement (21-24) ont une épaisseur d'environ 100 à 600 micromètres 12. Module lumineux pour dispositif d'éclairage et/ou de 10 signalisation notamment pour véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comporte une carte de circuit imprimé selon l'une des revendications 6 à 11, les éléments raidisseurs (31, 32) étant en outre fixés à un composant du module. 15 13. Module selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'un des éléments raidisseurs (31) est fixé à un composant fixe du module et l'autre des éléments raidisseurs (32), à un composant mobile du module. 20 14. Module selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'un des éléments raidisseurs (31) est fixé à un premier composant du module et l'autre des éléments raidisseurs (32) est fixé à un deuxième composant du module, les deux composants du module étant prévus pour être en mouvement l'un par rapport à l'autre. 25