FR2488739A1

FR2488739A1 - Automobile distribution panel multilayer flexible circuit interconnect - uses conducting plug inserted into window formed by precut flaps in printed circuit layers and rigid insulating upper and lower supports

Info

Publication number: FR2488739A1
Application number: FR8018033A
Authority: FR
Inventors: Francois Jaglin; Philippe Pioger
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1982-02-19
Also published as: FR2488739B1

Abstract

The interconnector may be used in making distribution panels to ease vehicle wiring installations. A stack of 125 micron thick Mylar (RTM) flexible printed circuits is sandwiched between two rigid plates of nylon or polypropylene. The layers are interconnected by male plugs introduced into precut and aligned windows in the layers which hinge against the thickness of the lower rigid support. One edge of the lower supports is extended downwards to form a platform against which to press the flaps. The window in the upper rigid layer also has a downward protrusion which hinges the flexible layers and passes through the larger window in the lower layer providing a space for the plug to enter and effectively a female socket. The protrusions and the male plug extend to the same level beneath the support. At least one of the protrusions are tapered to make the socket more elastic. Conductive tracks are precut to utilise the whole of the plug for interconnection and to partially overlap. The plugs may consist of spade connection links, reversible fusible bridges or device terminations.

Description

Dispositif d'interconnexions multi-couches à circuits souples.Multi-layer interconnection device with flexible circuits.

La présente invention se rapporte à un dispositif d'interconnexions électriques au moyen de circuits souples multi-couches et en particulier à la réalisation d'une platine de servitude facilitant l'installation électrique des véhicules automobiles.The present invention relates to an electrical interconnection device by means of flexible multi-layer circuits and in particular to the production of a service plate facilitating the electrical installation of motor vehicles.

Généralement, les véhicules sont équipés d'une platine de servitude permettant d'effectuer des connexions électriques entre les nombreux circuits de distribution ou de contrôle et sur laquelle sont regroupés divers composants tels que les fusibles, les relais etc. pour faciliter le câblage et la maintenance.Generally, vehicles are equipped with a service plate allowing electrical connections to be made between the numerous distribution or control circuits and on which various components such as fuses, relays, etc. are grouped. to facilitate wiring and maintenance.

Le plus souvent, les platines sont constituées d'un circuit imprimé sur un support isolant rigide sur lequel sont rapportés les divers composants. pour lesquels il est nécessaire de prévoir un support spécial ou un réceptacle assurant à la fois la liaison électrique avec le circuit imprimé et la fixation mécanique sur la platine.Most often, the plates consist of a printed circuit on a rigid insulating support on which are reported the various components. for which it is necessary to provide a special support or a receptacle ensuring both the electrical connection with the printed circuit and the mechanical fixing on the plate.

Par ailleurs, étant donné le nombre croissant des pistes électriques nécessaires, dû à la complication des installations électriques des véhicules et aux besoins de centralisation des informations et d'ordonnancement du câblage, les platines actuelles ne permettent plus de disposer d'un nombre suffisant de pistes conductrices dans un encombrement réduit et ne permettent pas le croisement des pistes sur une même platine pour relier par exemple des bornes de sorties éloignées et communes à plusieurs pistes.Furthermore, given the increasing number of electrical tracks required, due to the complication of the electrical installations of vehicles and the needs for centralizing information and scheduling of wiring, the current plates no longer provide a sufficient number of conductive tracks in a small footprint and do not allow the crossing of the tracks on the same plate to connect for example remote and common output terminals to several tracks.

L'homme de métier s'est alors tourné vers les techniques connues des circuits multi-couches, rigides ou souples.Those skilled in the art then turned to known techniques for multi-layer circuits, rigid or flexible.

Les circuits rigides peuvent être constitués soit de deux circuits imprimés sur les faces opposées d'un support isolant, les liaisons électriques entre faces étant obtenues au moyen de trous métallises par dépôt chimique de cuivre sur les parois des trous ou bien par l'introduction de pions métalliques soudés sur chaque face du circuit, soit d'un empilage alterné de couches de cuivre et de plaques isolantes, les contacts entre pistes étant réalisés par des fiches métalliques traversant ltempilage. The rigid circuits can be made up either of two printed circuits on the opposite faces of an insulating support, the electrical connections between faces being obtained by means of metallized holes by chemical deposition of copper on the walls of the holes or by the introduction of metal pins welded on each side of the circuit, either of an alternating stack of copper layers and insulating plates, the contacts between tracks being made by metal plugs passing through the stack.

Tous ces dispositifs sont de fabrication coûteuse, sont encombrants et lourds et nécessitent la fourniture et la fixation de supports rapportés pour la mise en place des fusibles, des relais, etc.All these devices are expensive to manufacture, are bulky and heavy and require the supply and attachment of attached supports for the installation of fuses, relays, etc.

Les circuits souples doivent être utilisés en plusieurs couches pour répondre aux besoins de multiplication des pistes selon la demande. Un circuit multi-couches connu est constitué d'une superposition de cir
souples cuits /imprimés sur une seule face et empilés sur un support isolant rigide, l'ensemble étant maintenu et les liaisons électriques entre pistes obtenues par le soudage des pions métalliques traversant l'empilage, comme dans le cas des circuits rigides.The flexible circuits must be used in several layers to meet the needs for multiplication of tracks according to demand. A known multi-layer circuit consists of a superposition of cir
flexible baked / printed on one side and stacked on a rigid insulating support, the assembly being maintained and the electrical connections between tracks obtained by welding the metal pins passing through the stack, as in the case of rigid circuits.

Mais il s'agit d'un dispositif coûteux, l'opération de soudage étant délicate, et il nécessite également l'utilisation de pièces intermédiaires supportant les composants à brancher sur les circuits.However, it is an expensive device, the welding operation being delicate, and it also requires the use of intermediate parts supporting the components to be connected to the circuits.

La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients qui précèdent et en particulier de réaliser une platine d'interconnexions à circuits souples multi-couches, qui soit d'encombrement réduit et de faible coût, permettant de multiplier les possibilités de liaisons électriques avec croisements de pistes conductrices tout en évitant les soudures et l'emploi de supports intermédiaires pour les composants à connecter.The object of the present invention is to avoid the above drawbacks and in particular to produce an interconnection plate with flexible multi-layer circuits, which is compact and low cost, making it possible to multiply the possibilities of electrical connections with crossings of conductive tracks while avoiding welding and the use of intermediate supports for the components to be connected.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'interconnexions entre les pistes conductrices d'une platine formée d'un empilage de plusieurs circuits imprimés souples superposés et maintenus entre deux plaquettes rigides en matériau isolant, caractérisé en ce que les liaisons électriques entre pistes appartenant à des circuits de couches différentes sont réalisées au moyen de fiches conductrices mâles introduites dans des lumières en regard des plaquettes extrèmes en coinçant des portions de pistes prédécoupées aux emplacements des lumières et rabattues contre l'épaisseur des lumières de la plaquette inférieure. To this end, the subject of the invention is an interconnection device between the conductive tracks of a plate formed by a stack of several flexible printed circuits superimposed and held between two rigid plates of insulating material, characterized in that the connections electrics between tracks belonging to circuits of different layers are produced by means of male conductive plugs introduced into lights facing the extreme plates by wedging portions of tracks precut at the locations of the lights and folded against the thickness of the lights of the lower plate .

Selon une autre caractéristique de l'invention, les bords des lumières des plaquettes sont prolongés inférieurement par des saillies en sur-épaisseur de telle manière que la saillie de la plaquette supérieure vienne s'encastrer dans la lumière de la plaquette inférieure en rabattant les pistes prédécoupées et se placer en regard de la saillie de cette dernière plaquette en laissant un espace suffisant pour constituer une cosse électrique femelle. L'introduction de la fiche conductrice mâle assure alors les liaisons électrique et mécanique entre ces différentes pistes par coincemnet élastique entre les saillies des plaquettes support.According to another characteristic of the invention, the edges of the lumens of the plates are extended lower by projections in excess thickness so that the projection of the upper plate comes to be embedded in the lumen of the lower plate by folding down the tracks. pre-cut and place themselves opposite the projection of this last plate, leaving enough space to constitute a female electrical terminal. The introduction of the male conductive plug then ensures the electrical and mechanical connections between these different tracks by elastic wedging between the projections of the support plates.

Il est alors possible de multiplier les pistes électriques qui se croisent sur différentes couches isolées les unes des autres et de réaliser des connexions électriques rapides par simples enfichages.It is then possible to multiply the electrical tracks which intersect on different layers isolated from each other and to make rapid electrical connections by simple plug-ins.

Avantageusement, les fiches mâles peuvent être conformées directement en bornes de sorties des circuits électriques ou encore peuvent être constituées par les broches des différents composants venant se brancher directement sur la platine en réalisant les contacts électriques inter-pistes.Advantageously, the male plugs can be shaped directly into the output terminals of the electrical circuits or else can be formed by the pins of the various components which are connected directly to the circuit board by making the inter-track electrical contacts.

D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faisant référence au dessin annexé sur lequel - les figures lA et IB illustrent en coupe éclatée puis assemblée , le
principe de la connexion selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une réalisation
d'une platine à deux circuits imprimés superposés, - les figures 3 et 4montrent deux exemples de réalisations des contacts
électriques entre deux pistes superposées - la figure 5 illustre la réalisation d'une borne de sortie et - la figure 6 illustre la liaison entre deux pistes par l'intermé
diaire d'un fusible. Other features of the invention will appear in the description which follows, referring to the appended drawing in which - FIGS. 1A and 1B illustrate in exploded section then assembled, the
principle of the connection according to the invention, - Figure 2 is an exploded perspective view of an embodiment
of a circuit board with two superimposed printed circuits, - Figures 3 and 4 show two examples of contact constructions
connections between two superimposed tracks - Figure 5 illustrates the construction of an output terminal and - Figure 6 illustrates the connection between two tracks by the intermediary
diary of a fuse.

Comme on le voit sur les figures l et 2, la platine se compose de deux plaquettes rigides 1,2 en matériau isolant entre lesquelles sont insérées une ou plusieurs feuilles souples 3,4 de très faible épaisseur, servant de support aux différentes pistes conductrices 5 des circuits imprimés.As can be seen in FIGS. 1 and 2, the plate consists of two rigid plates 1,2 of insulating material between which are inserted one or more flexible sheets 3,4 of very small thickness, serving as a support for the various conductive tracks 5 printed circuits.

Les plaquettes supérieure 1 et inférieure 2 peuvent être réalisées en matière plastique moulée, par exemple en Polypropylène, en Nylon, etc.The upper 1 and lower 2 plates can be made of molded plastic, for example polypropylene, nylon, etc.

Les circuits souples 3,4 peuvent être constitués par exemple d'une feuille de Mylar de 125 microns sur laquelle est collée une feuille de cuivre de 70 microns. Les pistes conductrices 5 du circuit imprimé sont alors réalisées de façon connue par attaque chimique, notamment par photogravure, puis prédécoupées sur trois côtés seulement aux emplacements 6 des connexions électriques à réaliser.The flexible circuits 3, 4 may consist of, for example, a 125 micron Mylar sheet onto which a 70 micron copper sheet is bonded. The conductive tracks 5 of the printed circuit are then produced in a known manner by chemical attack, in particular by photoengraving, then pre-cut on three sides only at the locations 6 of the electrical connections to be made.

Ces emplacements doivent correspondre aux emplacements des lumières 7, 8 pratiquées dans les plaquettes isolantes pour l'introduction de fiches mâles rigides 9, de dimensions appropriées aux lumières des plaquettes supérieures. Ces fiches plates sont métalliques, c'est-àdire conductrices d'électricité et permettent donc d'établir la liaison électrique entre les différentes pistes des circuits souples qui se rabattent à l'intérieur des lumières des plaquettes. Toutes ces fabrications sont facilement automatisables.These locations must correspond to the locations of the slots 7, 8 formed in the insulating plates for the introduction of rigid male plugs 9, of dimensions appropriate to the slots of the upper plates. These flat plugs are metallic, that is to say conductive of electricity and therefore make it possible to establish the electrical connection between the different tracks of the flexible circuits which fall back inside the openings of the wafers. All of these products can be easily automated.

Les figures lA et 1B montrent que l'un des bords de la lumière de la plaquette inférieure 2 est prolongé inférieurement par une saillie 10 en surépaisseur venant de moulage ou résultant d'un crevé à chaud de la lumière 8 correspondante, saillie servant de surface d'appui aux pistes conductrices rabattues par la saillie Il de la plaquette supérieure. FIGS. 1A and 1B show that one of the edges of the lumen of the lower plate 2 is extended below by a projection 10 in excess thickness coming from molding or resulting from a hot puncture of the corresponding lumen 8, projection serving as surface supporting the conductive tracks folded down by the projection II of the upper plate.

En effet, le bord opposé de la lumière de la plaquette supérieure 1 est prolongé inférieurement par une autre saillie il en sur-épaisseur venant s'encastrer au montage dans la lumière 8 de plus grandes dimensions de la plaquette inférieure. Les deux saillies complémentaires en regard des deux plaquettes respectives réalisent alors une cosse femelle 12 dont l'écartement est suffisant pour recevoir ltépaisseur 5a des pistes conductrices rabattues et la fiche mâle 9, comme on le voit sur la figure 1B.Indeed, the opposite edge of the lumen of the upper plate 1 is extended lower by another projection there in excess thickness coming to be fitted during mounting in the lumen 8 of larger dimensions of the lower plate. The two complementary projections opposite the two respective plates then produce a female terminal 12 whose spacing is sufficient to receive the thickness 5a of the folded conductive tracks and the male plug 9, as seen in FIG. 1B.

La liaison électrique est alors obtenue par le contact de la fiche métallique 9 sur la face conductrice Sa de la piste souple tandis que le coincement de cette même fiche entre les saillies de la cosse femelle 12 contribue à maintenir mécaniquement les composants branchés directement sur la platine lorsque lesdites fiches sont constituées par les broches de sorties des composants.The electrical connection is then obtained by contacting the metal plug 9 on the conductive face Sa of the flexible track while the wedging of this same plug between the projections of the female terminal 12 contributes to mechanically maintaining the components connected directly to the plate. when said plugs are constituted by the output pins of the components.

Pour améliorer le contact électrique et la liaison mécanique, il est recommandé de- réaliser une légère dépouille à l'intérieur de la cosse femelle en faisant converger légèrement les parois en regard des saillies 10,11, de manière que le premier contact mécanique entre la fiche 9 et son logement se situe environ à la moitié de la hauteur totale de la cosse femelle.To improve the electrical contact and the mechanical connection, it is recommended to make a slight draft inside the female terminal by slightly converging the walls opposite the projections 10, 11, so that the first mechanical contact between the sheet 9 and its housing is approximately half the total height of the female terminal.

Par ailleurs; l'épaisseur des saillies est de préférence décroissante vers l'extérieur afin de jouer sur l'élasticité du matériau. L'écartement élastique des saillies, plus souple aux extrémités, facilite alors l'introduction des fiches et améliore leur maintien en fin de course.Otherwise; the thickness of the projections is preferably decreasing towards the outside in order to play on the elasticity of the material. The elastic spacing of the projections, more flexible at the ends, then facilitates the introduction of the plugs and improves their retention at the end of the race.

Lorsque la connexion est réalisée, les deux saillies de la cosse femelle et la fiche mâle affleurent sensiblement au même niveau inférieur (figure 1B). When the connection is made, the two protrusions of the female lug and the male plug are exposed substantially at the same lower level (Figure 1B).

Par simplification, les figures 1A et 1B ne représentent qu'un seul circuit souple 3 pour illustrer le principe de la connexion selon l'invention. Mais la figure 2 montre deux circuits imprimés superposes/ dont le dessin des pistes conductrices est différent. Toutefois, lton remarque que les lumières 13,14 des plaquettes correspondent verticalement avec les découpes 15,16 des circuits et que de même les lumières 17,18 des plaquettes correspondent avec les découpes 19,20 des circuits, afin de réaliser la liaison électrique entre les pistes 21,22 du premier circuit par l'intermédiaire de la piste 23 du second circuit et des fiches de contact 24,25. For simplification, FIGS. 1A and 1B represent only a single flexible circuit 3 to illustrate the principle of the connection according to the invention. But Figure 2 shows two superimposed printed circuits / whose drawing of the conductive tracks is different. However, we note that the lights 13,14 of the plates correspond vertically with the cutouts 15,16 of the circuits and that similarly the lights 17,18 of the plates correspond with the cutouts 19,20 of the circuits, in order to make the electrical connection between tracks 21,22 of the first circuit via track 23 of the second circuit and contact sheets 24,25.

Cette liaison aurait été impossible avec un seul circuit en raison du croisement avec la piste 26 qui doit rester électriquement indépendante des deux autres 21,22
Les figures 3 et 4 illustrent à titre d'exemple deux possibilités de connexions entre les pistes conductrices prédécoupées 27,28 de deux circuits superposés.This link would have been impossible with a single circuit due to the crossing with runway 26 which must remain electrically independent of the other two 21.22
Figures 3 and 4 illustrate by way of example two possibilities of connections between the precut conductive tracks 27, 28 of two superimposed circuits.

Sur la figure 3, les extrémités des pistes sont encochées complémentairement (29,30) de façon qu'après leur rabattement dans la cosse femelle, la liaison électrique s'établisse sur la largeur de la fiche mâle 31 recouvrant partiellement les deux pistes, tout en conservant sensiblement l'épaisseur d'un seul circuit souple.In FIG. 3, the ends of the tracks are notched additionally (29, 30) so that after their folding into the female terminal, the electrical connection is established over the width of the male plug 31 partially covering the two tracks, while by substantially retaining the thickness of a single flexible circuit.

Sur la figure 4, la piste conductrice supérieure 27 est légèrement plus courte que la piste inférieure 28, si bien qutaprès rabattement, la liaison électrique s'établisse surla hauteur de la fiché mâle 31y recouvrant partiellement les deux pistes sur une double épaisseur de circuits
La figure 5 illustre le fait que les fiches de contact peuvent être conformées en bornes de sorties 32 appropriées aux dimensions et aux formes de différentes cosses de connexions classiques 33 et disponibles dans le commerce.In Figure 4, the upper conductive track 27 is slightly shorter than the lower track 28, so that after folding, the electrical connection is established on the height of the male plug 31y partially covering the two tracks on a double thickness of circuits
FIG. 5 illustrates the fact that the contact plugs can be shaped as output terminals 32 suitable for the dimensions and shapes of different conventional connection lugs 33 and available commercially.

La figure 6 représente la liaison électrique entre deux pistes voisines 34,35 d'un même circuit souple par l'intermédiaire d'un fusible réversible 36 dont les broches 37,38 sont directement utilisées comme fiches de contact. FIG. 6 represents the electrical connection between two neighboring tracks 34, 35 of the same flexible circuit by means of a reversible fuse 36, the pins 37, 38 of which are directly used as contact plugs.

Le dispositif selon l'invention peut avantageusement être utilisé comme platine de servitude pour l'installation électrique d'un véhicule automobile supportant directement les relais, les fusibles et autres composants dont les broches sont maintenues fermement par coincement dans les cosses femelles qui assurent en même temps les contacts électriques.The device according to the invention can advantageously be used as a service board for the electrical installation of a motor vehicle directly supporting relays, fuses and other components, the pins of which are held firmly by wedging in the female lugs which at the same time provide time the electrical contacts.

L'invention n'est pas limitée à cette application ni aux exemples de réalisation décrits mais englobe également les équivalents techniques à la portée de l'homme de métier. The invention is not limited to this application or to the embodiments described, but also encompasses the technical equivalents within the reach of the skilled person.

Claims

1 Interconnection device between the conductive tracks of a plate formed by a stack of several superimposed flexible printed circuits (3, 4) and held between two rigid plates (1, 2) made of insulating material, characterized in that the connections electrics between tracks (21, 22, 23) belonging to circuits of different layers are produced by means of male conductive plugs (24, 25) introduced into facing lights (13, 14 - 17, 18) of the extreme plates by wedging portions of precut tracks (15, 16 - 19, 20) at the locations of the lights and folded back against the thickness of the lights of the lower plate (2).

2. Device according to claim 1, characterized in that one of the edges of the lumen (8) of the lower plate (2) is extended below by a projection (10) in excess thickness serving as support for the conductive tracks (5a ) folded down.

3. Device according to claim 1 characterized in that the upper plate (1) has a lumen (7), one wall of which is extended below by a projection (ii) in excess thickness coming to be embedded in the lumen (8) of larger dimensions. the lower plate (2) so as to fold down the precut tracks and to provide a space for the introduction of the male plug (9) between the projections facing the two respective plates to thereby form a female electrical terminal (12).

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that, when the assembly is formed, the two projections (10, 11) of the female terminal (12) and the male plug (9) are flush with the substantially lower level .

5. Device according to claims 1 to 3, characterized in that at least one of the projections (10, 11) facing the same terminal is of decreasing section to improve the elasticity of the contact by wedging the plug (9)

6. Device according to claim 1, characterized in that the various superimposed conductive tracks (27,28) and precut are notched (29,30) so as to be electrically connected on the lar

plug connector (31).

7 Device according to claim 1, characterized in that the different superimposed conductive tracks (27,28) are pre-cut so as to partially overlap in order to be electrically connected over the height of the plug (31).

8. Device according to claim 1, characterized in that the contact plugs protrude above the plate and are shaped as output terminals (32) usable as elements of conventional connectors.

9. Device according to claim 1, characterized in that the connection plugs are constituted by the pins (37,38) of the various electrical components coming to connect directly on the plate by entering the corresponding slots of the plates.

10. Device according to claim 1, characterized in that it constitutes a service plate for the electrical installation of a motor vehicle, directly supporting the relays, fuses and other components and producing crossed electrical connections.

e between tracks belonging to different layers, in order to simplify the wiring