Brevet FR3090910A1 — 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 dcs motifs géométriques particuliers, comme par exemple dcs 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 ccs 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 dcs différents substrats. De plus, il requiert plusieurs sources d'alimentation des LEDs. Lcs difficultés deviennent particulièrement prégnantes pour des motifs complexes, par exemple présentant des intersections comme les motifs en croix. [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 une étape de fourniture d'un ruban flexible composé d'une couche de substrat flexible sur lequel est disposé un circuit d'alimentation d'une pluralité de diodes électroluminescentes alignées selon une direction d'alignement. [0007] Le procédé comprend en outre une étape de disposition du ruban flexible selon un chemin lumineux formant une ligne continue reliant une extrémité libre flexible du ruban à une extrémité libre opposée du ruban flexible ; 2 [0008] le chemin lumineux comprenant une première portion s'étendant selon une première direction d'extension, comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes alignées selon la première direction d'extension et [0009] au moins une deuxième portion s'étendant une deuxième direction d'extension, comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes alignées selon la deuxième direction d'extension, [0010] la deuxième direction d'extension étant transversale à la première direction d'extension, [0011] le changement de direction entre la première portion et la deuxième portion étant obtenu par pliage du ruban flexible. [0012] Grâce au changement de direction entre les portions du ruban flexible obtenu par pliage, il n'est pas nécessaire d'assembler plusieurs rubans pour obtenir des motifs géométriques particuliers. [0013] 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. [0014] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le chemin lumineux comprend une section formant une croix. [0015] Pour ne pas nuire à la diffusion de la lumière par les LEDs, les diodes d'une série étant espacées par des portions intermédiaires de substrat, le pliage est effectué dans les portions intermédiaires. [0016] De préférence, afin d'économiser la matière du substrat, l'étape de fourniture du ruban flexible comprend les sous-étapes suivantes : [0017] - disposition d'un circuit d'alimentation des diodes électroluminescentes sur un substrat sensiblement plan selon un chemin d'alimentation prédéterminé reliant les diodes, le chemin d'alimentation étant continu ; et [0018] - découpe du substrat le long du chemin d'alimentation. [0019] 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. [0020] Par exemple, le premier et le deuxième plan sont parallèles. [0021] Afin de protéger le ruban flexible, le procédé de fabrication comprend en outre une étape de fixation du ruban flexible sur un support en matériau opaque, le support 3 comprenant une gorge aménagée pour accueillir le ruban flexible. [0022] Avantageusement, le ruban flexible est fixé sur le support par collage, à l'aide de rondelles à griffes ou de rivets et/ou disposé dans une rainure latérale d'une forme latérale en surépaisseur du support. [0023] 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. [0024] De préférence, le matériau transparent ou semi-opaque est choisi parmi : le polymé- thacrylate de méthyle, le polyamide, le polycarbonate, le polyuréthane, le polypropylène, les cyclo-oléfines copolymères ou les cyclo-oléfines-polymères. [0025] 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. Brève description des figures [0026] Un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif va maintenant être décrit 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 le premier mode de réalisation 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 ; [0031] selon le procédé de fabrication selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; [0032] [fig.5] la figure 5 est un détail de la figure 4. [0033] 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). [0034] Lc dispositif d'éclairage 10 comprend un support 20, réalisé de préférence en matériau opaque, comprenant une gorge 25 aménagée pour accueillir un ruban flexible 30, sur lequel est disposé un diffuseur de lumière 40. [0035] 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). [0036] 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. [0037] 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, là encore de façon classique, alignées par série selon une direction d'alignement. [0038] 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. [0039] Sur le ruhan 30, les diodes électroluminescentes 70 sont disposées sur une face 72 du ruhan, dite face lumineuse 72. La face lumineuse 72 du ruban est opposée à une face ne comprenant que du substrat 50, ou face arrière 74. [0040] 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. [0041] Plus précisément, 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. [0042] 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. [0043] 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 70a et son extrémité libre opposée 70b. On peut en compter quatre sur la figure 2 de sorte à former cinq portions comprenant des diodes électroluminescentes 70 alignées selon les directions d'extensions desdites portions. [0044] Le chemin lumineux comprend notamment deux sections 95 formant une croix. [0045] Pour obtenir un tel chemin lumineux 30 continu comprenant des changements de direction, le ruban flexible 30 a été plié dans différentes zones de pliage 100. [0046] De préférence, les diodes électroluminescentes 70 étant espacées par des portions in- termédiaires de substrat 50, le pliage est effectué dans une zone de pliage 100 située dans les portions intermédiaires. Ceci permet d'éviter de perdre en diffusion lumineuse. [0047] Grâce au pliage du ruban flexible 30, on peut faire suivre au ruban flexible 30, et donc à l'éclairage par diodes électroluminescentes 70, un motif lumineux 75 prédéterminé. [0048] 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. [0049] Le motif lumineux 75 correspond ainsi à la réunion des portions du ruban 30 dont les diodes électroluminescentes 70 sont orientées en regard du diffuseur de lumière 40, par opposition aux portions non lumineuses composées de la réunion de portions pour lesquelles c'est la face arrière 74 qui est orientée dans cette direction. De préférence, et comme on peut le voir à la figure 2, le diffuseur de lumière 40 ne s'étend pas en regard de ces portions non lumineuses. [0050] On notera que le motif lumineux 75 ne correspond pas forcément au chemin lumineux, puisqu'il est possible de plier le ruban flexible 30 de sorte que certaines sections du chemin lumineux soient éclairées, et d'autres non. [0051] Sur la figure 2 par exemple, le motif lumineux 75 comprend deux segments 76 pa- rallèles, s'étendant selon une même direction, et un segment perpendiculaire 78, s'étendant selon une direction sensiblement perpendiculaire aux segments parallèles 76. Le motif lumineux 75 est discret, en ce sens qu'il n'est pas continu depuis l'extrémité libre 70a du ruban flexible à une extrémité libre opposée du ruban flexible 70b. Le motif lumineux 75 est en effet interrompu par deux segments non lumineux 79, où la face arrière 74 du ruban est en regard du diffuseur de lumière 40. [0052] Par ailleurs, 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, le premier plan de support et le deuxième plan de support étant de préférence parallèles. [0053] Le pliage permet en effet d'envisager des motifs lumineux dits tridimensionnels, c'est-à-dire ne s'étendant pas forcément sensiblement selon un seul plan. A cet égard, dans un mode de réalisation non représenté, les plans dans lesquels s'étendant la première portion 21 du support et la deuxième portion du support 22 ne sont pas parallèles. Dans encore un autre mode de réalisation non représenté, on peut également inclure des portions supplémentaires du support reliant deux portions parallèles du support formant des « pentes » entre ces deux portions parallèles du support. [0054] Selon les besoins, le diffuseur de lumière 40 est réalisé en matériau transparent ou servi-opaque. Le matériau transparent ou servi-opaque étant de préférence choisi 6 parmi : le polyméthacrylate de méthyle, le polyamide, le polycarbonate, le polyuréthane, le polypropylène, les cyclo-oléfines copolymères ou les cycleoléfines-polymères. [0055] 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. [0056] 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 sur deux plans de support différents, le diffuseur de lumière 40 recouvre ces deux plans. [0057] Dans un mode de réalisation non représenté, le surmoulage permet également de couvrir toute la surface arrière du support 20 avec une matière opaque. [0058] On notera qu'il n'est pas indispensable que le ruban flexible 30 soit soutenu sur toute la longueur du chemin lumineux. Dans l'exemple de la figure 2, le ruban flexible 30 traverse la gorge 25 comme un « pont » à un des croisements 95. [0059] 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 [0060] On va maintenant décrire un procédé de fabrication du dispositif d'éclairage 10, en référence aux figures 3 et 4. [0061] Au cours d'une première étape, on fournit le ruban flexible 30. A cet effet, on dispose, sur un substrat 50 sensiblement plan, un circuit d'alimentation 60 de diodes électroluminescentes 70 selon un chemin d'alimentation prédéterminé reliant les diodes 70, le chemin d'alimentation étant continu. [0062] Plus précisément, et comme on peut le voir sur la figure 4, le chemin d'alimentation 105 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. A cet effet, on peut imprimer le circuit d'alimentation 60 en fonction du chemin d'alimentation voulu. [0063] En outre, on peut choisir le chemin d'alimentation de sorte à économiser la matière du substrat 50. En particulier, le substrat flexible 50 étant sensiblement rectangulaire et 7 comprenant des séries parallèles de diodes électroluminescentes 70 alignées, le chemin d'alimentation forme un serpentin. Il pourrait également s'agir d'une spirale. [0064] Ainsi, on économise la matière du substrat 50 lorsqu'on le découpe le long du chemin d'alimentation selon une ligne de découpe 105. [0065] Une fois le ruban flexible 30 obtenu, on le plie dans diverses zones de pliage 100 de sorte à obtenir des changements de direction nécessaires à l'obtention du motif lumineux recherché, tel que celui entre la première portion 80 et la deuxième portion 90. [0066] Après le pliage, on fixe le ruban flexible 30 plié sur le support 20 en matériau opaque, ici dans les gorges 25 prévues à cet effet. [0067] Enfin, on surmoule le diffuseur de lumière 40 sur le ruban flexible 30 et le support 20. [0068] 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. Le chemin optique peut notamment être carré, en zig-zag, en L, etc. Les gorges dans lesquelles le ruban flexible 30 est positionné peuvent être remplacées par des nervures, qui peuvent être en pointillés, de part et d'autre du passage du ruban, sur un support 20 qui est plan. Liste des références : Dispositif d'éclairage 20 : Support 21 : Première portion du support s'étendant selon un premier plan 22 : Portion du support s'étendant selon un deuxième plan 25 : Gorge 30 : Ruban flexible 30a : Extrémité libre du ruban 30b : Extrémité libre opposée du ruban 40 : Diffuseur de lumière 50 : Substrat flexible 60 : Circuit d'alimentation 65 : Source d'alimentation 70 : Diode électroluminescente 72 : Face lumineuse 74 : Face arrière 75 : Motif lumineux 76 : Segments parallèles 78 : Segment perpendiculaire 79 : Segment non lumineux 80 : Première portion 90 : Deuxième portion 95 : Section en croix 100: Zone de pliage 105 : Ligne de découpe 8 9