Brevet FR3090813A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage à partir d'un circuit imprimé flexible [0001] L'invention concerne le domaine des dispositifs d'éclairage, notamment les dis- positifs d'éclairage pour véhicule automobile. Elle concerne en particulier un procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage. [0002] De manière à répondre à des critères esthétiques souhaités par les constructeurs au- tomobiles, on cherche à disposer des diodes électroluminescentes (LED) sur des éléments de carrosserie. En particulier, on cherche à les disposer de sorte à obtenir un dispositif d'éclairage reproduisant des motifs géométriques particuliers, comme par exemple des croix ou des rectangles, ou de façon tridimensionnelle, c'est-à-dire selon des plans de supports différents. [0003] Pour ce faire, il est connu d'utiliser des supports électroniques flexibles, tels que des circuits imprimés disposés sur un substrat pour supporter ces LEDs, sous forme de rubans comprenant une pluralité de LEDs alignées. Dans ce qui suit, on entend par « ruban » une bande mince de matière de forme allongée et étroite. [0004] Pour obtenir le motif choisi, on assemble de façon discrète les rubans de LEDs alignées. En particulier, lorsque le motif présente un coude ou une intersection dans un plan, on prend un premier ruban que l'on place selon une première direction et on l'assemble à un deuxième ruban placé selon und deuxième direction. Cette opération est répétée pour chaque « virage » du motif. De même, lorsqu'il est nécessaire de passer d'un plan de support à un autre, on intercale un ruban entre deux rubans placés sur des plans différents. [0005] L'assemblage discret de rubans flexibles pose des inconvénients importants au niveau de l'interconnexion des différents substrats. De plus, il requiert plusieurs sources d'alimentation des LEDs. Les difficultés deviennent particulièrement prégnantes pour des motifs complexes, par exemple présentant à la fois des changements de direction et s'étendant sur plusieurs plans. [0006] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage d'un véhicule automobile comprenant les étapes suivantes : [0007] - fourniture d'un substrat flexible sensiblement plan d'un circuit imprimé comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes, [0008] - disposition d'un circuit d'alimentation des diodes électroluminescentes sur le substrat flexible selon un chemin d'alimentation prédéterminé reliant les diodes électroluminescentes, le chemin d'alimentation étant continu. 2 [0009] Le procédé de fabrication comprend en outre les étapes suivantes : [0010] - découpe du substrat flexible le long du chemin d'alimentation de sorte à obtenir un ruban flexible, [0011] - disposition du ruban flexible selon un chemin lumineux formant une ligne continue reliant une extrémité libre du ruban flexible à une extrémité libre opposée du ruban flexible, [0012] - le chemin lumineux comprenant une première portion s'étendant selon unc première direction d'extension, comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes alignées selon la première direction d'extension et au moins une deuxième portion s'étendant unc deuxième direction d'extension, comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes alignées selon la deuxième direction d'extension, la deuxième direction d'extension étant transversale à la première direction d'extension, [0013] - la projection orthogonale du parcours du chemin lumineux sur un plan étant identique au parcours du chemin d'alimentation. [0014] En disposant le circuit d'alimentation sur le substrat flexible selon un chemin d'alimentation correspondant à la projection orthogonale du parcours du chemin lumineux, qui inclut les changements de direction du motif lumineux souhaité, il n'est pas nécessaire d'assembler plusieurs rubans pour obtenir des motifs lumineux particuliers. [0015] En effet, grâce à l'invention, on utilise un seul ruban continu pour dessiner le motif recherché, qu'il se trouve sur un seul ou plusieurs plans. Ainsi, il n'est pas nécessaire de procéder à des interconnexions entre différents substrats, un seul substrat étant utilisé. De même, il n'est pas nécessaire de prévoir plusieurs sources d'alimentation pour les LEDs, chacune d'entre elles pouvant être alimentée par une seule source d'alimentation, disposée à une extrémité du ruban par exemple. [0016] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé de fabrication comporte une étape de disposition du ruban flexible continu sur un support, le support comprenant une première portion s'étendant selon un premier plan, et au moins une deuxième portion s'étendant selon un deuxième plan, le deuxième plan étant distinct du premier plan. [0017] Par exemple, le premier et le deuxième plan sont sensiblement parallèles. [0018] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le chemin lumineux est en forme de spirale. [0019] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la première direction d'extension et la deuxième direction d'extension sont sensiblement perpendiculaire entre elles. [0020] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la première portion du ruban et la deuxième portion du ruban sont reliées entre elles par une portion courbe. 3 100211 Avantageusement, le ruban flexible est fixé sur le support par collage, à l'aide de rondelles à griffes ou de rivets etiou disposé dans une rainure latérale d'une forme latérale en surépaisseur du support. [0022] Afin de protéger le ruban flexible et de faciliter la diffusion de la lumière par les LEDs, le procédé de fabrication comprend en outre une étape de surmoulage d'un matériau transparent ou semi-opaque sur le ruban flexible. [0023] De préférence, le matériau transparent ou serai-opaque est choisi parmi : le polymé- thacrylate de méthyle, le polyamide, le polycarbonatc, le polyuréthane, le polypropylène, les cyclo-oléfines copolymères ou les cyclo-oléfines-polymères. [0024] L'invention concerne également un dispositif optique d'un véhicule automobile comprenant un dispositif d'éclairage fabriqué à l'aide du procédé de fabrication selon l' invention. [0025] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un dispositif optique selon l'invention. Brève description des figures [0026] Des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatifs vont maintenant être décrits à l'appui des figures annexées sur lesquelles : [0027] [fig.1] la figure 1 est une vue en perspective avec une coupe partielle d'un dispositif d'éclairage fabriqué à l'aide d'un procédé de fabrication selon un premier mode de réa- lisation de l'invention ; [0028] [fig.2] la figure 2 est une vue éclatée du dispositif d'éclairage de la figure 1 ; [0029] [fig.3] la figure 3 est un détail de la figure 1 ; [0030] [fig.4] la figure 4 est une vue de dessus d'un substrat flexible d'un circuit imprimé découpé selon le procédé de fabrication selon le premier mode de réalisation de l'invention ; [0031] [fig.5] la figure 5 est un détail de la figure 4 ; [0032] [fig.6] la figure 6 est une vue similaire à la figure 1 d'un dispositif d'éclairage fabriqué à l'aide d'un procédé de fabrication selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, selon le procédé de fabrication selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; [0033] [fig.7] la figure 7 est une vue éclatée du dispositif d'éclairage de la figure 6 ; [0034] [fig.8] la figure 8 est un détail de la figure 6. [0035] On a représenté à la figure 1 un dispositif d'éclairage 10 destiné à être intégré dans un dispositif optique d'un véhicule automobile (non représenté). [0036] Le dispositif d'éclairage 10 comprend un support 20, réalisé de préférence en matériau opaque, comprenant une surface continue 25 sensiblement plane, destinée à accueillir un ruban flexible 30. Un diffuseur de lumière 40 est disposé sur le support 20 et le ruban flexible 30. [0037] Un diffuseur de lumière permet de transmettre la lumière tout en évitant les effets « point chaud » et donne une lumière plus diffuse et homogène qu'une simple pièce transparente. Un diffuseur de lumière permet en outre d'élargir l'angle de diffusion de la lumière (au lieu d'une seule direction). [0038] Le support 20 comprend une première portion 21 s'étendant selon un premier plan, et au moins une deuxième portion 22 s'étendant selon un deuxième plan de support, le deuxième plan de support étant distinct du premier plan. [0039] Le premier plan de support et le deuxième plan de support sont ici transversaux, c'est-à-dire non parallèles entre eux. [0040] Plus précisément, le support 20 comprend une pluralité de portions 23 planes reliées entre elles de sorte à former des rampes formant une spirale. [0041] De façon classique, le ruban flexible 30 est composé d'une couche de substrat flexible 50, sensiblement plan, représenté à la figure 4. Le substrat flexible 50 est en l'occurrence, de façon classique, un substrat en matériau plastique (par exemple du polyimide ou du PEEK) destiné à accueillir un circuit d'alimentation 60, de préférence un circuit imprimé (ou PCB pour « printed circuit board » en terminologie anglo-saxonne) permettant d'alimenter les diodes électroluminescentes 70 (LEDs) Le circuit d'alimentation 60 peut notamment comprendre une source d'alimentation 65. Une partie du circuit d'alimentation 60 est représentée à la figure 5. [0042] En l'occurrence, et de façon classique, les diodes électroluminescentes 70 sont disposées sur une seule et même face du substrat flexible 50. Les diodes électroluminescentes 70 sont ici alignées par séries selon une direction d'alignement. [0043] Plus précisément, dans l'exemple représenté à la figure 4, le substrat flexible 50 comprend plusieurs séries de diodes électroluminescentes 70. Les diodes électroluminescentes 70 d'une même série sont alignées selon une même direction d'alignement, et les directions d'alignement des séries de diodes électroluminescentes 70 sont sensiblement parallèles entre elles. Comme on le verra plus loin, le ruban flexible 30 est obtenu par découpe du substrat flexible 50. [0044] Comme on peut le voir à la figure 2, le chemin lumineux forme une ligne continue reliant une extrémité libre 30a du ruban flexible à une extrémité libre opposée du ruban flexible 30b. [0045] Le ruban flexible 30 s'étend sur un chemin lumineux comprenant au moins une première portion 80 s'étendant selon une première direction d'extension et au moins une deuxième portion 90 s'étendant selon une deuxième direction d'extension transversale à la première direction d'extension. [0046] La première portion 80 comprend une pluralité de diodes électroluminescentes 70 alignées selon la première direction d'extension et la deuxième portion 90 comprend une pluralité de diodes électroluminescentes 70 alignées selon la deuxième direction d'extension. Sur l'exemple de la figure 2, la première direction d'extension et la deuxième direction d'extension sont sensiblement perpendiculaires entre elles. [0047] En l'occurrence, dans l'exemple représenté à la figure 2, le chemin lumineux comprend une pluralité de changements de direction entre les différentes portions de ruban reliant son extrémité libre 30a et son extrémité libre opposée 30h. On peut en compter sept sur la figure 2 de sorte à former huit portions 33 de ruban comprenant des diodes électroluminescentes 70 alignées selon les directions d'extensions desdites portions. [0048] Pour obtenir un tel chemin lumineux 30 continu comprenant des changements de direction, on a disposé le circuit d'alimentation 60 des diodes électroluminescentes sur le substrat flexible 50 selon un chemin d'alimentation prédéterminé reliant les diodes électroluminescentes 70. Le circuit d'alimentation 60 est de préférence imprimé sur le substrat flexible 60. [0049] Comme on peut le voir sur la figure 4, le chemin d'alimentation relie une extrémité libre du ruban 30a à l'extrémité libre opposée du ruban 30b de façon continue, en reliant toutes les diodes électroluminescentes 70 déjà disposées sur le substrat 50. [0050] Puis, on a découpé le substrat flexible 50 le long du chemin d'alimentation de sorte à obtenir un ruban flexible 30. De préférence, on a procédé à la découpe de sorte à économiser la matière du substrat 50 lorsqu'on le découpe le long du chemin d'alimentation. [0051] On a ensuite disposé le ruban flexible 30 selon un chemin lumineux formant une ligne continue reliant une extrémité libre 30a du ruban flexible à une extrémité libre opposée du ruban flexible 30b, de sorte que la projection orthogonale du parcours du chemin lumineux sur un plan soit identique au parcours du chemin d'alimentation. [0052] Grâce à la disposition du chemin d'alimentation en fonction du chemin lumineux, on peut faire suivre au ruban flexible 30, et donc à l'éclairage par diodes électroluminescentes 70, un motif lumineux prédéterminé. [0053] On entend par motif lumineux la réunion des portions du chemin lumineux diffusant de la lumière selon une même direction, le dispositif d'éclairage 10 étant destiné à être vu d'un seul côté, en l'occurrence celui en regard du diffuseur de lumière 40. 6 [0054] A cet effet, on peut imprimer le circuit d'alimentation 60 en fonction du motif lumineux voulu. [0055] La disposition du chemin d'alimentation et le découpage du substrat selon le motif lumineux permet en effet d'envisager des motifs lumineux dits tridimensionnels, c'est-à-dire ne s'étendant pas forcément sensiblement selon un seul plan. [0056] En particulier, le motif lumineux voulu étant une spirale, le chemin d'alimentation forme une spirale. [0057] Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3 notamment, à chaque portion du ruban 33 correspond une surface 25 d'une portion du support 23. Les plans d'extensions des portions du ruban 33 sont respectivement parallèles aux plans d'extensions des portions du support 33 lorsque le ruban flexible 30 est disposé sur le support 20. [0058] Après disposition du ruban flexible 30 sur le support 20, le ruban flexible 30 a été fixé sur les surfaces 25 du support 20 en matériau opaque. [0059] Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le ruban flexible 30 est fixé par collage. Cependant, on pourrait envisager d'autres modes de fixation, comme des rondelles à griffes ou des rivets. On pourrait aussi réaliser une forme latérale en sur-épaisseur du support 20 comportant une rainure permettant d'accueillir le ruban flexible 30. [0060] Par la suite, le diffuseur de lumière 40 est ici surmoulé sur le ruban flexible 30. Il en recouvre toute la surface en suivant le chemin lumineux. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, le chemin lumineux s'étendant selon plusieurs plans de support différents, le diffuseur de lumière 40 recouvre ces plans. [0061] Selon les besoins, le diffuseur de lumière 40 est réalisé en matériau transparent ou servi-opaque. Le matériau transparent ou serai-opaque étant de préférence choisi parmi : le polyméthacrylate de méthyle, le polyamide, le polycarbonate, le polyuréthane, le polypropylène, les cyclo-oléfines copolymères ou les cyclo-oléfines-polymères. [0062] Dans un mode de réalisation non représenté, le surmoulage permet également de couvrir toute la surface an-ière du support 20 avec une matière opaque. [0063] Le ruban flexible 30, le support 20 et le diffuseur de lumière 40 assemblés sont en général positionnés derrière un panneau de carrosserie (non représenté), panneau qui contient des zones transparentes, translucides ou semi-opaques. La fixation sur panneau est de préférence réalisée sur toute la longueur du panneau, pour garantir une bonne étanchéité, en utilisant par exemple des techniques de soudage à air chaud, de soudage par ultrasons, ou soudage miroir. Dans d'autres modes de réalisation, le diffuseur de lumière 40 peut affleurer le panneau carrosserie, en étant disposé à travers une fente ménagée à cet effet dans le panneau de carrosserie [0064] Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 6 à 9, 7 une première portion 80 de ruban s'étendant selon une première direction d'extension et une deuxième portion 90 de ruban s'étendant selon une deuxième direction d'extension sont reliés par une portion courbe 95. [0065] En l'occurrence, la première direction d'extension et la deuxième direction d'extension sont, en projection orthogonale sur un même plan, sensiblement perpendiculaires entre elles. La portion courbe 95 a un rayon de courbure lui permettant de relier la première portion 80 et la deuxième portion 90. Pour obtenir la portion courhe 95, on tord légèrement le ruban flexible 30 en tirant partie de sa flexibilité, ici selon une direction comprise dans un plan d'extension du ruhan. [0066] Dans ce mode de réalisation, le ruban flexible comprend une troisième portion 100, s'étendant selon une troisième direction d'extension transversale à la deuxième direction d'extension, reliée à la deuxième portion 90 par une deuxième portion courhe 105. En l'occurrence, la deuxième direction d'extension et la troisième direction d'extension sont, en projection orthogonale sur un même plan, sensiblement perpendiculaires entre elles. [0067] De la même façon que la première portion courhe 95, la deuxième portion courhe 105 a un rayon de courbure lui permettant de relier la deuxième portion 90 et la troisième portion 100. Pour obtenir la deuxième portion courbe 105, on tord légèrement le ruhan flexible 30 en tirant partie de sa flexibilité, ici selon une direction transversale au plan d'extension du ruhan. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible d'envisager d'autres chemins optiques pour le ruban flexible que ceux représentés sur les figures. Liste des références [0068] 10 : Dispositif d'éclairage [0069] 20 : Support [0070] 21 : Première portion du support s'étendant selon un premier plan [0071] 22 : Portion du support s'étendant selon un deuxième plan [0072] 23 : Portions du support [0073] 25 : Surface de support [0074] 30 : Ruban flexible [0075] 30a : Extrémité libre du ruban [0076] 30b : Extrémité libre opposée du ruban [0077] 33 : Portions du ruban [0078] 40 : Diffuseur de lumière [0079] 50 : Substrat flexible [0080] 60 : Circuit d'alimentation 8 [0081] 65 : Source d'alimentation [0082] 70 : Diodes electrolurninescentes [0083] 80 : Première portion du ruban [0084] 90 : Deuxième portion du ruban [0085] 95 : Portion courbe du ruban [0086] 100 : Troisième portion du ruban [0087] 105 : Deuxième portion courbe du ruban 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]