FR2506999A3 - Composant electronique et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

LE COMPOSANT ELECTRONIQUE COMPREND UN SUBSTRAT ELECTRIQUEMENT ISOLANT 2 SENSIBLEMENT PLAT QUI COMPORTE UNE SURFACE 3 PORTANT UN CIRCUIT ELECTRIQUE 4, 5 CONDUCTEUR ETOU RESISTANT ET DES CONNEXIONS DE SORTIE 29, 30, 31 RELIEES AUX BORNES 6, 7, 8 DE CE CIRCUIT ELECTRIQUE. CES CONNEXIONS DE SORTIE COMPRENNENT DES LAMELLES METALLIQUES 12, 13, 14 APPLIQUEES SUR LA FACE DU SUBSTRAT 2 OPPOSEE AU CIRCUIT ELECTRIQUE 4, 5, CES LAMELLES PORTANT A LEURS EXTREMITES LIBRES DES LANGUETTES 17, 18, 19 REPLIEES VERS LES BORDS 9, 10 DU SUBSTRAT 2 ET PRESENTANT DES CROCHETS DONT LES EXTREMITES LIBRES 17B... 19B PRENNENT APPUI SUR LES BORNES 6, 7, 8 DU CIRCUIT ELECTRIQUE. UTILISATION POUR LA FABRICATION DES POTENTIOMETRES MINIATURES.

Description

La présente invention concerne un composant électronique comprenant un substrat électriquement isolant, sensiblement plat, présentant une surface qui porte un circuit électrique conducteur et/ou résistant et des connexions de sortie reliées aux bornes de ce circuit électrique.

L'invention vise également le procédé de fabrication d'un tel composant.

Les bornes des circuits électriques de tels composants sont habituellement constituées par des zones conductrices, par exemple métallisées déposées sur le substrat électriquement isolant.

Pour fixer des connexions de sortie au substrat et assurer le contact électrique de ces connexions de sortie avec les zones métallisées déposées sur le substrat, on utilise généralement des fils conducteurs ou des languettes métalliques qui sont brasées et/ou pincées sur les zones conductrices du substrat.

Cette façon de procéder présente de nombreux inconvénients.

En effet, il est connu que le brasage présente des aléas en fabrication, du fait de la dissolution du métal des zones conductrices dans l'alliage de la brasure et du fait des contraintes thermiques engendrées lors de cette brasure.

Par ailleurs, lorsque la fixation est assurée par pinçage de languettes métalliques, on est limité par les caractéristiques mécaniques et notamment, la limite élastique du métal ou alliage de ces languettes.

Ces languettes métalliques et les connexions de sortie constituent souvent une seule et même pièce; elles doivent par conséquent présenter un appui suffisamment élastique sur le substrat pour assurer une fixation et un contact électrique suffisant et être suffisamment malléables pour pouvoir être pliées sans risquer de casser.

De plus, les pinces formées par les languettes doivent etre suffisamment élastiques pour se prêter aux variations d'épaisseur du substrat, sans dépasser leur limite élastique.

Par ailleurs, à ces contraintes s'ajoute une contrainte dimensionnelle pour ces languettes, compatible avec la miniaturisation du composant.

Un tel mode de fixation des connexions n'est par conséquent, pas satisfaisant.

Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un composant électronique présentant des connexions de sortie fixées d'une manière aisée et fiable au substrat électriquement isolant et assurant un excellent contact électrique avec les bornes du circuit électrique porté par ce substrat.

Le composant électronique visé par l'invention comprend un substrat électriquement isolant, sensiblement plat, présentant une surface quiparbe un circuit électrique conducteur et/ou résistant et des connexions de sortie reliées aux bornes de ce circuit électrique.

Suivant l'invention, ce composant électronique est caractérisé en ce que les connexions de sortie comprennent des lamelles métalliques appliquées sur la face du substrat opposée au circuit électronique, ces lamelles portant à leurs extrémités libres des languettes repliées vers les bords du substrat et présentant des crochets dont les extrémités libres prennent appui sur les bornes du circuit électrique porté par ce substrat.

Ces crochets permettent à la fois d'assurer une excellente fixation des lamelles au substrat et d'établir un contact électrique particulièrement satisfaisant avec les zones conductrices (ou bornes du circuit électrique) ménagées sur le substrat.

Selon une réalisation avantageuse de l'invention, les crochets sont sensiblement pliés suivant un U, l'une des ailes étant en contact avec une face latérale du substrat, l'autre aile étant en contact par son extrémité libre avec une borne du circuit électrique et la base du U étant située à une certaine distance de la surface du substrat qui présente le circuit électrique.

Lors de la fabrication du composant, les crochets sont repliés vers le substrat jusqu'à ce que l'extrémité libre de ces crochets prenne-Xppui sur les bornes ou zones conductrices du circuit électrique.

Lors de cette opération, l'une des ailes des crochets prend appui contre la face latérale du substrat, de sorte qu'on évite de dépasser la limite élastique du métal des languettes.

Selon une version préférée de l'invention, les lamelles comportent chacune une partie élargie raccordée à un crochet, et en appui contre la face du substrat opposée au circuit électrique, ces parties élargies constituant des radiateurs thermiques et étant prolongées par des parties plus étroites laissant saillie à l'extérieur du substrat et constituant les connexions de sortie.

Ces parties élargies des lamelles constituant des radiateurs en contact avec la face du substrat opposée au circuit électrique, permettent ainsi d'éviter tout risque d'échauffement excessif du composant.

L'invention vise également le procédé de fabrication du composant électronique conforme à l'invention.

Suivant la caractéristique principale de ce procédé, on découpe dans une feuille métallique les lamelles métalliques munies à l'une de leurs extrémités de languettes repliables et à l'autre extrémité de connexions de sortie, ces lamelles métalliques étant réunies ensemble par au moins une bande métallique, on replie ces languettes vers les lamelles pour former des crochets, on pose le substrat sur la feuille découpée, on glisse le substrat sous les crochets jusqu'à ce que ces derniers soient en regard des surfaces conductrices constituant les bornes du circuit électrique, on replie les crochets vers le substrat jusqu'à ce que les extrémités libres de ces derniers prennent appui sur les surfaces conductrices précitées et on découpe la bande métallique pour séparer les lamelles et les connexions de cette bande.

L'utilisation d'une telle feuille métallique coupée, facilité considérablement la réalisation des connexions de sortie et leur mise en place sur le substrat.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront encore dans la description ci-apres.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
- la figure 1 est une vue en plan avec arrachements d'une feuille métallique découpée, destinée à la réalisation d'un composant électronique conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1;
- la figure 3 est une vue suivant la fléche
F de la figure 1;
- la figure 4 est une vue du substrat du composant électronique, avant sa mise en place sur la feuille métallique représentée sur la figure 1;
- la figure 5 est un ruban métallique pouvant recevoir plusieurs substrats; - - la figure 6 est une vue du substrat de la figure 4, après sa mise en place sur la feuille représentée sur la figure 1;
- la figure 7 est une vue en coupe à plus grande échelle suivant le plan VII-VII de la figure 6,
les crochets étant partiellement repliés sur le substrat;;
- la figure 8 est une vue en coupe partielle, analogue à la figure 7, à échelle agrandie, montrant un crochet complètement replié sur le substrat.

La feuille métallique découpée 1 représentée sur la figure 1, est destinée à recevoir le substrat électriquement isolant 2, représenté sur la figure 4.

Cette feuille 1 est en alliage de cuivre ou tout autre métal ou alliage suffisamment écroui ou traité thermiquement pour etre à la fois, ductile afin de permettre au moins deux pliages à angle
relativement droit sans casser, et/élastique afin d'assurer une force de contact durable et efficace.

Le substrat 2, réalisé par exemple en alumine, est un parallélipipède plat portant sur sa grande face 3 une piste résistante 4 en arc de cercle, qui entoure une zone conductrice (par exemple métallisée)5. Les eXtrémités de cette piste résistante 4 et la zone conductrice centrale 5, sont reliées à trois surfaces conductrices, également métallisées 6, 7, 8, constituant les bornes du composant que l'on veut réaliser.

Les surfaces conductrices 6, 7 reliées aux extrémités de la piste résistante 4, sont disposées le long de deux bords adjacents 9, 10 du substrat 2 et la surface conductrice 8 reliée à la zone centrale 5 est disposée dans un coin 11 du substrat entre les deux surfaces 6, 7.

Le substrat 2 est destiné à la réalisation d'un potentiomètre miniature, présentant un rotor (non représenté) monté en rotation autour d'un axe perpendiculaire au substrat et passant par la zone centrale 5, ce rotor présentant un contact en appui contre la piste résistante 4.

La feuille métallique découpée 1 est destinée à la réalisation des connexions de sortie du potentiomètre précité. Ces connexions sont destinées à être reliées respectivement aux zones conductrices 6, 7, 8 du substrat 2.

Conformément au procédé selon l'invention, on découpe dans la feuille métallique 1 trois lamelles métalliques 12, 13, 14 séparées par deux fentes parallèles 15, 16 et inscrites dans un rectangle ou un carré dont la surface correspond sensiblement à celle du substrat 2.

Les lamelles extérieures 12 et 14 sont droites.

La lamelle; 12 est plus longue que la lamelle 14. La lamelle intermédiaire 13 présente un coude à angle droit 13a qui s'étend au-delà de ltextrémité de la lamelle courte 14. Cette lamelle courte 14 et la lamelle intermé du aire 13 présentent, à leurs extrémités, des languettes 17, 18 repliées en forme de crochets (voir également figures 2 et 3), vers la lamelle intermédiaire 13.

Ces languettes 17, 18 font saillie par rapport à l'un des bords de la surface rectangulaire qui est inscrite sur les lamelles.

La troisième lamelle 12 présente une languette 19, également repliée en forme de crochet vers la lamelle intermédiaire 13 et faisant saillie par rapport à l'autre bord de la surface rectangulaire précitée.

La lamelle 12 et la lamelle intermédiaire 13 sont réunies à une bande métallique 20 par des zones découpables 21, 22, 23 situées le long du bord 24 de la surface rectangulaire, qui est adjacent aux deux bords présentant les languettes repliables 17, 18 et 19.

Les extrémités des lamelles 12, 13 et 14 opposées à la bande 20 sont réunies à une autre bande 25, parallèle à la précédente par des parties plus étroites 26, 27, 28. Cette seconde bande 25 présente dans le prolongement des lamelles 12, 13, 14 des languettes découpées 29, 30, 31 destinées à constituer les connexions proprement dites du composant.

Le découpage précité peut être réalisé en continu sur un ruban métallique la comme indiqué sur la figure 5, enroulé sur une bobine 32.

Ce ruban métallique la comporte, après découpage, deux bandes métalliques parallèles 20, 25, adjacentes aux deux bords longitudinaux de ce ruban. Ces deux bandes 20 et 25 sont séparées par des séries de trois lamelles perpendiculaires à ces deux bandes. Ces deux bandes 20 et 25 présentent des trous 33, 34, pouvant s'engrener avec des tétons 35a, ménagés sur la bobine 32.

Après découpage de la feuille 1, comme indiqué sur la figure 2, et pliage des lamelles 17, 18, 19 en forme de crochet comme on le voit également sur les figures 2 et 3, le substrat 2 est posé sur cette feuille puis est glissé sous les crochets Jusqu'à ce que ces derniers soient en regard des zones métallisées 6, 7 et 8 du substrat 2, comme indiqué sur la figure 7.

Le glissement du substrat 2 sous les crochets 17, 18, 19 est possible du fait que les ailes extérieures 19a ... 17a des crochets 19 ... 17 (voir figure 7) forment un angle obtus avec les lamelles 13a ... 12 correspondantes et que les extrémités libres 19b ... 17b des crochets sont situées à une distance des lamelles 13a ... 12 légèrement supérieure à l'épaisseur du substrat 2.

On replie ensuite les lamelles en forme de crochets 17, 78 et 19 vers le substrat 2, suivant le sens de la flèche F indiquée sur la figure 8 jusqu'à ce que ces Iamiies 17, 18, 19 prennent appui contre le substrat 2.

Dans ce mouvement, les extrémités libres 17b ... 19b de ces crochets prennent appui sur les zones métallisées 6, 7 et 8 du substrat 2, puis glissent sur leur surface en s'écartant élastiquement de la branche opposée.

Une force de contact, relativement élevée, résulte de la déformation élastique de la branche libre des crochets.

Elle subsiste après pliage en assurant un contact électrique parfait et une tenue mécanique satisfaisante des connexions sur les zones métallisées du substrat.

Cette opération étant terminée, on découpe la feuille 1 suivant les zones 21, 22, 23 qui séparent les lamelles 12 et 13 de la bande 20 et suivant les lignes 35, 36, 37, 38, 39 et 40 situées dans le prolongement des languettes 26, 27, 28 et des connexions 29, 30 et 31 (voir figures 1 et 7). Après cette opération, ces lamelles et ces connexions sont isolées les unes des autres.

Toutes ces opérations peuvent être effectuées en continu et automatiquement sur le ruban la qui est déroulé en continu de la bobine 32.

Dans le composant terminé, les crochets 17, 18 et 19 forment un pli en U, dont la base (voir figure 8, référence 19d) est située à une certaine distance de la surface du substrat 2.

-Par ailleurs, les lamelles 12, 13 et 14 appliquées sur la surface du substrat 2 opposée aux zones métallisées 6, 7 et 8 présentent des surfaces relativement larges qui forment des radiateurs thermiques permettant de régulariser la température du composant.

Les connexions 29, 30 et 31 plus étroites que les lamelles 12, 13, 14, et qui font saillie à l'extérieur du composant sur une distance relativement grande peuvent être raccordées facilement à un circuit électronique extérieur.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire.

Ainsi, le procédé conforme à l'invention peut s'appliquer à la réalisation de connexions électriques sur d'autres composants électroniques que des potentiomètres.

Un tel composant pourrait avoir par exemple plus de trois bornes et plus de trois connexions, pourvu que les crochets ménagés sur les lamelles raccordées à ces connexions soient disposés de façon à permettre la mise en place du substrat isolant du composant sur les lamelles prédécoupées et que ces crochets puissent être repliés sur les bornes du circuit porté par ce substrat.

Dans une autre version de l'invention, une autre disposition des lamelles adaptée à d'autres formes géométriques des substrats, peut être envisagée. Il peut être alors possible, si la manipulation le permet, de supprimer l'une des bandes 20 ou 25.

Ce substrat 2 pourrait bien entendu présenter toute forme géométrique compatible avec la mise en place de la fixation des connexions.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Composant électronique comprenant un substrat électriquement isolant (2) sensiblement plat, et présentant une surface (3)quipcrt:e un circuit électrique (4, 5) conducteur et/ou résistant et des connexions de sortie (29, 30, 31) reliées aux bornes (6, 7, 8) de ce circuit électrique, caractérisé en ce que ces connexions de sortie comprennent des lamelles métalliques (12, 13, 14) appliquées sur la face du substrat (2) opposée au circuit électrique (4, 5), ces lamelles portant à leurs extrémités libres des languettes (17, 18, 19) repliées vers les bords (9, 10) du substrat (2) et présentant des crochets dont les extrémités libres (17b 19b) pnwist appui sur les bornes (6, 7, 8) du circuit électrique.

2. Composant conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les crochets (17, 18, 19) sont pliés sensiblement suivant un U, l'une des ailes (17a 19a) étant en contact avec une face latérale du substrat (2), l'autre aile étant en contact par son extrémité libre (17b ... 19b) avec une borne (7, 8, 9) du circuit électrique et la base (19d) du U étant située à une certaine distance de la surface du substrat (2) présentant le circuit électrique.

3. Composant conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les crochets (17, 18, 19) sont repliés vers deux bords opposés (9, 10) du substrat (2).

4. Composant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3; caractérisé en ce que les lamelles (12, 13, 14) comportent chacune une partie élargie raccordée à un crochet et en appui contre la face du substrat opposée au circuit électrique (4, 5) ces parties élargies constituant des-radiateurs thermiques et étant prolongées par des parties plus étoites (26, 29; 27, 30; 28, 31Y faisant saillie à l'extérieur du substrat (2) et constituant les connexions de sortie.

5. Composant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, destiné à la réalisation d'un potentiomètre miniature, le substrat électriquement isolant (2) étant un parallélépipéde portant sur l'une de ses faces (3) une piste résistante (4) en arc de cercle entourant une zone conductrice centrale (5), les extrémités de cette piste résistante et cette zone conductrice étant reliées à trois surfaces conductrices (6, 8, 7) séparées les unes des autres, caractérisé en ce que les surfaces conductrices (6, 7) reliées aux extrémités de la piste résistante (4) sont disposées le long de deux bords adjacents (9, 10) du substrat et la surface conductrice (8) reliée à la zone conductrice centrale (5) est disposée dans un eotM du substrat (2) entre les deux surfaces conductrices précitées et en ce que les extrémités libres (17b ... 19b) des crochets fixés aux lamelles des connexions de sortie prennent appui respectivement sur ces trois surfaces conductrices.

6. Procédé pour fabriquer un composant électronique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on découpe dans une feuille métallique (1) les lamelles métalliques (12, 13, 14) munies à l'une de leurs extrémités de languettes repliables (17, 18, 19) et à l'autre extrémité de connexions de sortie (29, 30, 31), ces lamelles métalliques étant réunies ensemble par au moins une bande métallique (25), on replie les languettes (17, 18, 19) vers les lamelles pour former des crochets, on pose le substrat (2) sur la feuille découpée, on glisse le substrat (2) sous les crochets (17, 18, 19) jusqu'à ce que ces derniers soient en regard des surfaces conductrices (7, 8, 9) constituant les bornes du circuit électrique, on replie ces crochets (17, 18, 19) vers le substrat (2) jusqu'à ce que les extrémités libres (17b ... 19b) de ces derniers prennent appui sur les surfaces conductrices précitées, et on découpe la bande métallique (25) pour séparer les lamelles et les connexions de cette bande.

7. Procédé pour fabriquer un composant électronique conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'on découpe dans la feuille métallique (1) trois lamelles (12, 13, 14) séparées par deux fentes parallèles (15, 16) et inscrites dans un rectangle dont la surface correspond sensiblement à celle du substrat (2), la lamelle (13) intermédiaire formant un angle droit, cette lamelle (13) présentant une languette repliable (17) en saillie par rapport à la surface rectangulaire précitée, une autre lamelle (14) présentant une languette repliable (18) située dans-l'alignement de la languette précitée, la troisième lamelle (12) présentant une languette repliable (19) faisant saillie par rapport aux bords de la surface rectangulaire à l'opposé des languettes (17, 18) des deux autres lamelles, cette lamelle (12) et la lamelle intermédiaire (13) étant réunies par une bande métallique (20) par des zones découpables (21, 22, 23) situées le long du bord (24) de la surface rectangulaire adjacente aux deux bords présentant les languettes repliables (17, 18) et les extrémités des lamelles (12, 13, 14) opposées à cette bande (20) étant réunies par des zones découpables (35, 36, 37, 38, 39, 40) à une seconde bande (25) parallèle à la première et en ce qu'après mise en place du substrat (2) sur les trois lamelles (12, 13, 14) et pliage des languettes (17, 18, 19) en forme de crochets vers les surfaces conductrices (6, 7, 8) du substrat (2), on découpe les deux bandes (20, 25) le long desdites zones découpables.

8. Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que la feuille métallique est une bande métallique (la), présentant après découpage des lamelles, deux bandes métalliques (20, 25) parallèles et adjacentes aux bords longitudinaux du ruban, ces deux bandes étant séparés par des séries de trois lamelles sensiblement perpendiculaires à ces deux bandes.

9. Procédé conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que les opérations de découpage des lamelles dans le ruban métallique (1) de mise en place des substrats (2),de repliage des crochets (17, 18, 19) sur ces derniers et de découpage des bandes métalliques (20, 25), sont réalisées en continu.

10. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise une feuille (1) en laiton, bronze, cupro-nickel ou en un métal ou alliage présentant une limite élastique analogue aux alliages précités.