FR3042941A1 - FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD - Google Patents
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Abstract
Carte de circuit imprimé comprenant une feuille flexible comprenant des pistes d'interconnexion électrique, dans laquelle la feuille flexible inclut un matériau composite laminé incluant des fibres de verre ; la feuille flexible a au moins un emplacement adapté pour recevoir au moins un composant électronique de façon à ce que cet emplacement corresponde à un élément raidisseur, le composant électronique et l'élément raidisseur lui correspondant étant placés respectivement sur des faces opposées de la feuille flexible, et la carte de circuit imprimé est fixée à au moins un élément raidisseur adapté pour fixer la carte de circuit imprimé sur un support.A printed circuit board comprising a flexible sheet comprising electrical interconnection tracks, wherein the flexible sheet includes a laminated composite material including glass fibers; the flexible sheet has at least one location adapted to receive at least one electronic component so that this location corresponds to a stiffening element, the electronic component and the stiffening element corresponding thereto being respectively placed on opposite sides of the flexible sheet , and the printed circuit board is attached to at least one stiffening element adapted to fix the printed circuit board on a support.
Description
Carte de circuit imprimé flexibleFlexible printed circuit board
Domaine techniqueTechnical area
La présente invention concerne une carte de circuit imprimé. Plus précisément, la présente invention concerne une carte de circuit imprimé comprenant une feuille flexible fixée à des éléments raidisseurs disposés aux emplacements destinés à recevoir des composants électroniques.The present invention relates to a printed circuit board. More specifically, the present invention relates to a printed circuit board comprising a flexible sheet attached to stiffening elements disposed at the locations for receiving electronic components.
Etat antérieur de la techniquePrior state of the art
Une carte de circuit imprimé, parfois appelée PCB (acronyme de Printed Circuit Board en anglais: carte de circuit imprimé), est un support pour des composants électroniques, ce support comprenant des pistes en matériau conducteur qui connectent électriquement les composants et potentiellement des éléments extérieurs à la carte.A printed circuit board, sometimes called PCB (acronym for Printed Circuit Board), is a support for electronic components, this support comprising conductive material tracks that electrically connect components and potentially external elements. à la carte.
Lorsque l'environnement de la carte de circuit imprimé impose à celle-ci d'être courbe, la carte de circuit imprimé comprend généralement une feuille flexible en polyimide sur laquelle sont fixés les composants électroniques.When the environment of the printed circuit board requires it to be curved, the printed circuit board generally comprises a flexible sheet of polyimide on which are fixed the electronic components.
Une telle carte avec une feuille de polyimide présente au moins trois problèmes.Such a card with a polyimide sheet has at least three problems.
Premièrement, le polyimide est beaucoup plus cher que le FR4 (acronyme de Flame Retardant 4 en anglais : retardateur de flamme 4) qui est un autre matériau habituel pour les cartes de circuit imprimé, le FR4 étant un matériau composite de résine époxy renforcé de fibres de verre, le tout étant laminé.First, polyimide is much more expensive than FR4 (Flame Retardant 4), which is another common material for printed circuit boards, FR4 being a fiber-reinforced epoxy resin composite material of glass, the whole being rolled.
Deuxièmement, les composants électroniques sont fixés sur la carte de circuit imprimé au moyen de connexions qui sont particulièrement sensibles aux tensions latérales. Or, de telles tensions apparaissent sur ces connexions lorsqu'une carte de circuit imprimé flexible se déforme à proximité d'un composant électronique. Cette déformation peut être involontaire, par exemple lorsque la carte est manipulée en atelier, ou volontaire pour adapter la forme de la carte à la géométrie désirée. Que cette déformation soit volontaire ou involontaire, elle occasionne une tension sur les connexions des composants et les fragilise. Par conséquent, les cartes de circuit imprimé flexibles ont une faible fiabilité car les connexions des composants électroniques ont été fragilisées et cassent facilement.Secondly, the electronic components are attached to the printed circuit board by means of connections which are particularly sensitive to side voltages. However, such voltages appear on these connections when a flexible printed circuit board deforms near an electronic component. This deformation can be involuntary, for example when the card is manipulated in the workshop, or voluntary to adapt the shape of the card to the desired geometry. Whether this deformation is voluntary or involuntary, it causes tension on the component connections and weakens them. As a result, flexible printed circuit boards have poor reliability because the connections of the electronic components have been weakened and broken easily.
Troisièmement, un autre problème d'une carte de circuit imprimé avec une feuille en polyimide est qu’il est difficile de fixer la feuille de polyimide à un support, tel qu’un boîtier incorporant la carte. En effet, la feuille de polyimide étant flexible, l’utiliser comme point d’attache sur le support donne naissance à une fixation flexible, ce qui n’est pas nécessairement souhaitable, notamment quand les composants électroniques sont les LEDs (acronyme de Light Emitting Diode en anglais: diode électroluminescente) pour l’éclairage d’un véhicule, par exemple des feux de signalisation. En effet, l’éclairage avant comme arrière d’un véhicule est réglementé avec précision, et il n’est pas envisageable dans ce contexte que les sources lumineuses n’aient pas une position bien définie. Les composants électroniques eux-mêmes ne sont pas faits pour servir de point d’attache sur le support.Third, another problem of a printed circuit board with a polyimide sheet is that it is difficult to secure the polyimide sheet to a carrier, such as a housing incorporating the card. Indeed, the polyimide sheet is flexible, use as a point of attachment on the support gives rise to a flexible attachment, which is not necessarily desirable, especially when the electronic components are the LEDs (acronym for Light Emitting Diode in English: light emitting diode) for lighting a vehicle, for example traffic lights. Indeed, the front and rear lighting of a vehicle is regulated precisely, and it is not conceivable in this context that the light sources do not have a well-defined position. The electronic components themselves are not made to serve as a point of attachment on the support.
Divulgation de l’invention L’invention a pour but de résoudre ces problèmes en proposant une carte de circuit imprimé flexible bon marché, dans laquelle les composants électroniques et leurs connexions ne sont pas soumis à des tensions dues à une déformation de la carte et aisée à fixer sur un support. A cet effet, il est prévu, suivant l’invention, une carte de circuit imprimé comprenant une feuille flexible comprenant des pistes d'interconnexion électrique, caractérisée : a. en ce que la feuille flexible inclut un matériau composite laminé incluant des fibres de verre, b. en ce que la feuille flexible a au moins un emplacement adapté pour recevoir au moins un composant électronique de façon à ce que cet emplacement corresponde à un élément raidisseur, le composant électronique et l’élément raidisseur lui correspondant étant placés respectivement sur des faces opposées de la feuille flexible, et c. en ce que la carte de circuit imprimé comporte au moins un élément raidisseur adapté pour fixer la carte de circuit imprimé sur un support.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to solve these problems by proposing an inexpensive flexible printed circuit board, in which the electronic components and their connections are not subjected to voltages due to deformation of the card and easy to fix on a support. For this purpose, there is provided, according to the invention, a printed circuit board comprising a flexible sheet comprising electrical interconnection tracks, characterized: a. in that the flexible sheet includes a laminated composite material including glass fibers, b. in that the flexible sheet has at least one location adapted to receive at least one electronic component so that this location corresponds to a stiffening element, the electronic component and the corresponding stiffening element being placed respectively on opposite faces of the flexible sheet, and c. in that the printed circuit board comprises at least one stiffening element adapted to fix the printed circuit board on a support.
Une telle carte de circuit imprimé est moins chère que la carte de circuit imprimée faite de polyimide connue de l’art antérieur car le-matériau composite laminé incluant des fibres de verre est typiquement moins cher que le polyimide.Such a printed circuit board is less expensive than the printed circuit board made of polyimide known from the prior art because the laminated composite material including glass fibers is typically less expensive than the polyimide.
Les éléments raidisseurs permettent que la feuille flexible reste droite aux emplacements des composants et de leurs connexions. Cette absence de courbure au niveau des composants fait que les connexions des composants et les composants eux-mêmes ne sont pas soumis à des tensions qui risqueraient de les endommager, voire de les rompre, et de diminuer ainsi la fiabilité de l'ensemble carte de circuit imprimé et composants électroniques.The stiffening elements allow the flexible sheet to remain straight at the locations of the components and their connections. This lack of bending at the component level means that the connections of the components and the components themselves are not subjected to voltages which could damage them or even break them, and thereby reduce the reliability of the card assembly. printed circuit board and electronic components.
Une telle carte de circuit imprimé est aussi facile à fixer sur un support ou dans un boîtier car il est possible d’utiliser à cet effet au moins un des éléments raidisseurs.Such a printed circuit board is also easy to fix on a support or in a housing because it is possible to use for this purpose at least one of the stiffening elements.
Selon différents modes de réalisation de l’invention, qui peuvent être pris ensemble ou séparément : - le matériau composite laminé est du FR4; - la feuille flexible a une épaisseur au plus de sensiblement 600 micromètres; - la surface de contact entre l'élément raidisseur et la carte est au moins sensiblement égale à la surface sur la carte de l'emplacement adapté pour recevoir au moins un composant électronique; - l’élément raidisseur adapté pour fixer la carte de circuit imprimé sur un support comprend un moyen de fixation permettant de fixer ledit élément raidisseur sur le support; - le moyen de fixation comprend des trous sur l'élément raidisseur - le moyen de fixation comprend un adhésif; - la carte est percée d'au moins un trou contenant un matériau conducteur thermique permettant un contact thermique entre le composant électronique et l'élément raidisseur lui correspondant; - au moins un composant électronique est une diode électroluminescente; - la carte est adaptée pour une application d'éclairage; et - la carte est adaptée pour être utilisée pour des dispositifs d’éclairage et/ou de signalisation pour véhicules automobiles.According to various embodiments of the invention, which can be taken together or separately: the laminated composite material is FR4; the flexible sheet has a thickness of at most substantially 600 micrometers; - The contact surface between the stiffening element and the card is at least substantially equal to the surface on the map of the location adapted to receive at least one electronic component; - The stiffening element adapted to fix the printed circuit board on a support comprises a fixing means for fixing said stiffening element on the support; the fixing means comprises holes on the stiffening element; the fixing means comprises an adhesive; - The card is pierced with at least one hole containing a thermal conductive material for thermal contact between the electronic component and the stiffening element corresponding thereto; at least one electronic component is an electroluminescent diode; - the card is suitable for a lighting application; and the card is adapted to be used for lighting and / or signaling devices for motor vehicles.
Brève description des figures D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge from the description given below, in a nonlimiting manner and with reference to the appended drawings.
La figure 1 illustre une vue latérale d'un schéma de carte de circuit imprimé selon une réalisation de l'invention.Figure 1 illustrates a side view of a printed circuit board diagram according to an embodiment of the invention.
La figure 2 illustre une vue latérale d'un schéma de carte de circuit imprimé montée dans un boîtier selon une autre réalisation de l'invention.Figure 2 illustrates a side view of a printed circuit board schematic mounted in a housing according to another embodiment of the invention.
La figure 3 illustre une vue latérale d'un schéma de carte de circuit imprimé selon encore une autre réalisation de l'invention.Figure 3 illustrates a side view of a printed circuit board diagram according to yet another embodiment of the invention.
Modes de réalisation de l’inventionEmbodiments of the invention
La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitatifs. Dans les dessins, certains éléments ne sont pas à l’échelle.The present invention is described with particular embodiments and references to figures but the invention is not limited by them. The drawings or figures described are only schematic and are not limiting. In drawings, some elements are not scaled.
Dans les figures où un élément est représenté plusieurs fois, le nombre de fois qu’un élément est présent n’est pas nécessairement proche du nombre de fois que cet élément est présent dans des réalisations de l’invention.In the figures where an element is represented several times, the number of times an element is present is not necessarily close to the number of times that element is present in embodiments of the invention.
Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.In the figures, identical or similar elements may bear the same references.
La figure 1 illustre une vue de côté d'une carte de circuit imprimé selon une réalisation de la présente invention. Une carte de circuit imprimé 101 est un support pour un composant électronique 102 qui est connecté à la carte de circuit imprimé par des connexions 103. Un élément raidisseur 104 est disposé sur la face de la carte de circuit imprimé 101 opposée à celle du composant électronique 102, au droit de celui-ci, de façon à correspondre au composant électronique 102. L'élément raidisseur 104 est fixé à un support 105.Figure 1 illustrates a side view of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. A printed circuit board 101 is a carrier for an electronic component 102 which is connected to the printed circuit board by connections 103. A stiffener element 104 is disposed on the face of the printed circuit board 101 opposite to that of the electronic component. 102, at the right of the latter, so as to correspond to the electronic component 102. The stiffening element 104 is fixed to a support 105.
La carte de circuit imprimé 101 comprend une plaque de FR4 et des pistes d’interconnexion électrique en matériau conducteur. Elle comprend préférentiellement une seule couche de FR4 avec une couche de matériau conducteur par face. Une telle carte de circuit imprimé 101 est plus mince que les cartes de circuit imprimé habituelles, ce qui lui permet d'être flexible. Dans une réalisation de l'invention, la carte de circuit imprimé 101 a une épaisseur d’environ 150 à 600 micromètres. Dans une réalisation de l'invention, la carte de circuit imprimé 101 comporte une couche d’environ 100 micromètres de FR4 laminée avec une couche d’environ 35 micromètres de cuivre sur l'une de ses faces et une couche d’environ 35 micromètres de cuivre sur l'autre de ses faces. Une couche d’OSP (acronyme de Organic Soldering Preservative en anglais : composé organique de préservation de la soudure) ou des couches de nickel et or peuvent être présents sur le cuivre, afin d'empêcher l'oxydation du cuivre. La carte de circuit imprimé 101 peut éventuellement comprendre plus que deux couches de matériau conducteur et plusieurs couches de FR4 pour autant que la carte de circuit imprimé soit flexible.The printed circuit board 101 comprises a FR4 plate and electrical interconnection tracks made of conductive material. It preferably comprises a single layer of FR4 with a layer of conductive material per face. Such a printed circuit board 101 is thinner than the usual printed circuit boards, which allows it to be flexible. In one embodiment of the invention, the printed circuit board 101 has a thickness of about 150 to 600 microns. In one embodiment of the invention, the printed circuit board 101 comprises a layer of about 100 micrometers of FR4 laminated with a layer of about 35 microns of copper on one of its faces and a layer of about 35 microns copper on the other of its faces. A layer of OSP (acronym for Organic Soldering Preservative) or layers of nickel and gold may be present on copper to prevent oxidation of copper. The printed circuit board 101 may possibly comprise more than two layers of conductive material and several FR4 layers as long as the printed circuit board is flexible.
La carte de circuit imprimé 101 est courbable dans les zones 106, 107 où il n'y a pas d'élément raidisseur 104 et est contrainte de rester droite par l'élément raidisseur 104 à l'emplacement 108 du composant électronique 102 et des connexions 103. La carte de circuit imprimé 101 peut comporter des trous ou des via thermiques, un via thermique dans une carte de circuit imprimé étant un trou qui perce la carte de circuit imprimé entre ses deux faces et qui fournit un passage pour que la chaleur générée sur une face de la carte de circuit imprimé puisse s'évacuer vers l'autre face de la carte de circuit imprimé.The printed circuit board 101 is curvatable in the zones 106, 107 where there is no stiffening element 104 and is constrained to remain straight by the stiffening element 104 at the location 108 of the electronic component 102 and connections 103. The printed circuit board 101 may comprise holes or thermal via, a thermal via in a printed circuit board being a hole which pierces the circuit board between its two faces and which provides a passage for the heat generated. on one side of the printed circuit board can be evacuated to the other side of the printed circuit board.
Le composant électronique 102 peut être une LED (acronyme de Light Emitting Diode en anglais : diode électroluminescente).The electronic component 102 may be an LED (acronym for Light Emitting Diode).
Les connexions 103 ont une fonction électrique en reliant le composant électronique 102 à des pistes de matériau conducteur sur la carte de circuit imprimé 101 et une fonction mécanique en fixant mécaniquement le composant électronique 102 à la carte de circuit imprimé 101. Dans une réalisation de l'invention, les connexions 103 sont faites par du câblage par fil, comme illustré sur le figure 1. Dans une autre réalisation de l'invention, non représentée, les connexions 103 sont des billes de soudure, notamment si le composant électronique est une puce destinée à être montée en surface de la carte de circuit imprimé. L'élément raidisseur 104 est plus rigide que la carte de circuit imprimé 101. Il permet d'éviter les fortes déformations de la carte de circuit imprimé 101 à l'emplacement du composant électronique 102 et des connexions 103. En effet, de telles déformations fragiliseraient les connexions 103 et risqueraient de les briser. Il pourrait aussi arriver que le composant électronique 102 soit rompu, notamment s'il s'agit d'un condensateur en céramique. Dans une réalisation de l'invention, l'élément raidisseur 104 a une surface au moins sensiblement égale à la surface du composant électronique 102 et des emplacements prévus pour les connexions 103 sur la carte de circuit imprimé 101, ce qui force la carte flexible à rester droite sur l'ensemble de la zone sur laquelle des tensions endommageraient le composant électronique 102 et/ou ses connexions 103.The connections 103 have an electrical function by connecting the electronic component 102 to tracks of conductive material on the printed circuit board 101 and a mechanical function by mechanically fixing the electronic component 102 to the printed circuit board 101. In an embodiment of the In the invention, the connections 103 are made by wire wiring, as illustrated in FIG. 1. In another embodiment of the invention, not shown, the connections 103 are solder balls, especially if the electronic component is a chip. intended to be mounted on the surface of the printed circuit board. The stiffening element 104 is stiffer than the printed circuit board 101. It makes it possible to avoid the strong deformations of the printed circuit board 101 at the location of the electronic component 102 and the connections 103. Indeed, such deformations would weaken connections 103 and risk breaking them. It could also happen that the electronic component 102 is broken, especially if it is a ceramic capacitor. In one embodiment of the invention, the stiffening element 104 has a surface at least substantially equal to the surface of the electronic component 102 and locations provided for the connections 103 on the printed circuit board 101, which forces the flexible card to stay straight over the entire area on which voltages would damage the electronic component 102 and / or its connections 103.
Dans une réalisation de l'invention, l'élément raidisseur 104 est fait de plastique ou de métal. Avantageusement, l'élément raidisseur 104 ne comprend pas de piste conductrice, ce qui le rend particulièrement propre à fixer la carte de circuit imprimé 101 sur le support 105. Dans une réalisation de l'invention, l'élément raidisseur 104 est percé de trous pour être fixé sur la carte de circuit imprimé 101 et/ou le support 105. Dans une réalisation de l'invention, l'élément raidisseur 104 est fixé sur la carte de circuit imprimé 101 et/ou le support 105 par un matériau adhésif. Dans une réalisation de l'invention, l'élément raidisseur 104 est un radiateur capable de diffuser la chaleur reçue du composant électronique 102 par un ou plusieurs trous dans la carte de circuit imprimé 101 comprenant un conducteur thermique.In one embodiment of the invention, the stiffening element 104 is made of plastic or metal. Advantageously, the stiffening element 104 does not comprise a conductive track, which makes it particularly suitable for fixing the printed circuit board 101 on the support 105. In one embodiment of the invention, the stiffening element 104 is pierced with holes. to be fixed on the printed circuit board 101 and / or the support 105. In one embodiment of the invention, the stiffening element 104 is fixed on the printed circuit board 101 and / or the support 105 by an adhesive material. In one embodiment of the invention, the stiffener element 104 is a radiator capable of diffusing the heat received from the electronic component 102 by one or more holes in the printed circuit board 101 comprising a thermal conductor.
Le support 105 est préférentiellement plus rigide que la carte de circuit imprimé 101. Le support 105 peut être fait de plastique ou d'aluminium. Le support 105 peut être un boîtier de la carte de circuit imprimé 101. Le support 105 peut être fixé à l'élément raidisseur 104 par un adhésif ou des vis via des trous dans l'élément raidisseur 104 et/ou le support 105.The support 105 is preferably more rigid than the printed circuit board 101. The support 105 may be made of plastic or aluminum. The carrier 105 may be a housing of the printed circuit board 101. The carrier 105 may be attached to the stiffener element 104 by adhesive or screws through holes in the stiffener element 104 and / or the carrier 105.
La figure 2 illustre une vue de côté d'une carte de circuit imprimé selon une autre réalisation de la présente invention. Une carte de circuit imprimé 201 est un support pour des composants électroniques 202, 212, 222 qui sont connectés à la carte de circuit imprimé par des connexions respectives 203, 213, 223. Des éléments raidisseurs 204, 224 sont disposés sur la face de la carte de circuit imprimé 201 opposée à celle des composants électroniques 202, 212, 222 de façon, comme précédemment, à correspondre aux composants électroniques 202, 212, 222. Les éléments raidisseurs 204, 224 sont fixés à un support 251 qui fait partie d'un boîtier 250. Une glace de fermeture 252 fait aussi partie du boîtier 250 et ferme le boîtier 250 lorsqu'elle est fixée sur le support 251.Fig. 2 illustrates a side view of a printed circuit board according to another embodiment of the present invention. A printed circuit board 201 is a carrier for electronic components 202, 212, 222 which are connected to the printed circuit board by respective connections 203, 213, 223. Stiffening elements 204, 224 are disposed on the face of the printed circuit board. printed circuit board 201 opposed to that of the electronic components 202, 212, 222 so as, as previously, to correspond to the electronic components 202, 212, 222. The stiffening elements 204, 224 are attached to a support 251 which is part of a housing 250. A closure glass 252 is also part of the housing 250 and closes the housing 250 when attached to the support 251.
La carte de circuit imprimé 201 est courbée à l'endroit 210 où il n'y a pas d'élément raidisseur 204 224 et est rigidifiée par les éléments raidisseurs 204, 224 aux emplacements 205, 215, 225 des composants électroniques 202, 212, 222. L'élément raidisseur 204 correspond à deux composants électroniques 202, 212 tandis que l'élément raidisseur 224 correspond à un seul composant électronique 222.The printed circuit board 201 is curved at the location 210 where there is no stiffening element 204 224 and is stiffened by the stiffening elements 204, 224 at the locations 205, 215, 225 of the electronic components 202, 212, 222. The stiffening element 204 corresponds to two electronic components 202, 212 while the stiffening element 224 corresponds to a single electronic component 222.
Les éléments raidisseurs 204, 224 sont collés ou fixés par exemple par des vis au support 251. Le support 251 peut présenter une courbure, comme illustré sur la figure 2, qu'il impose à la carte de circuit imprimé 101 via la succession des éléments raidisseur 204, 224. La carte 101 présente alors une courbure dans certaines zones qui correspondent aux zones de la carte où il n'y a pas de composant électronique 102.The stiffening elements 204, 224 are glued or fastened for example by screws to the support 251. The support 251 may have a curvature, as illustrated in FIG. 2, which it imposes on the printed circuit board 101 via the succession of the elements stiffener 204, 224. The card 101 then has a curvature in certain areas corresponding to the areas of the card where there is no electronic component 102.
Ce système permet de mettre une carte de circuit imprimé dans un environnement courbe car la carte se courbe aux endroits où il n'y a pas d'éléments raidisseurs et reste droite aux endroits des éléments raidisseurs, évitant ainsi des tensions sur les connexions 203, 213, 223.This system makes it possible to put a printed circuit board in a curved environment because the card curves in places where there are no stiffening elements and remains straight at the points of the stiffening elements, thus avoiding tensions on the connections 203, 213, 223.
Le support 251 est emboîté avec la glace de fermeture 252 pour former le boitier 250. Dans une réalisation de l'invention, la glace de fermeture 252 est faite d'un matériau transparent.The support 251 is fitted with the closure glass 252 to form the housing 250. In one embodiment of the invention, the closure glass 252 is made of a transparent material.
Dans une réalisation de l'invention qui n'est pas montrée sur les figures, la carte 101 est courbée dans plusieurs directions.In one embodiment of the invention which is not shown in the figures, the card 101 is curved in several directions.
La figure 3 illustre une vue de côté d'une carte de circuit imprimé selon encore une autre réalisation de la présente invention. Une carte de circuit imprimé 501 est percée de trous 510, 520. Des composants électroniques 512, 522 sont disposés sur les trous 510, 520.Figure 3 illustrates a side view of a printed circuit board according to yet another embodiment of the present invention. A printed circuit board 501 is pierced with holes 510, 520. Electronic components 512, 522 are arranged on the holes 510, 520.
Le composant électronique 512 est disposé sur un trou 510 et est connecté à la carte de circuit imprimé 501 par des connexions 513. Le trou 510 est rempli d’un matériau 514 destiné à permettre à la chaleur engendrée par le composant de s’évacuer à travers la carte 501 vers des moyens de dissipation thermique. Ce matériau 514 doit être bon conducteur thermique et isolant électriquement. Ce peut être une colle ou une pâte thermique, par exemple une pâte thermique à base de silicone et/ou contenant des particules de céramique. Ce matériau 514 est en contact d'un côté de la carte 501 avec le composant 512 et de l'autre côté de la carte 501 avec une couche d’un matériau 515 analogue au matériau 514, pâte thermique par exemple. La couche de pâte thermique 515 est en contact avec les moyens de dissipation thermique, un radiateur 516 par exemple. La couche de pâte thermique 515 pourrait être absente au niveau du trou 510, ce qui permettrait un contact thermique direct entre l'élément conducteur thermique 514 et le radiateur 516.The electronic component 512 is disposed on a hole 510 and is connected to the printed circuit board 501 by connections 513. The hole 510 is filled with a material 514 intended to allow the heat generated by the component to evacuate to through the card 501 to heat dissipation means. This material 514 must be a good thermal conductor and electrically insulating. This may be an adhesive or a thermal paste, for example a thermal paste based on silicone and / or containing ceramic particles. This material 514 is in contact on one side of the card 501 with the component 512 and on the other side of the card 501 with a layer of a material 515 similar to the material 514, thermal paste for example. The thermal paste layer 515 is in contact with the heat dissipation means, a radiator 516 for example. The thermal paste layer 515 could be absent at the hole 510, which would allow direct thermal contact between the heat conducting element 514 and the radiator 516.
De façon analogue, le composant électronique 522 est disposé sur un trou 520 et est connecté à la carte de circuit imprimé 501 par des connexions 523. Le trou 520 est rempli d’une pâte thermique 524 qui est en contact d'un côté de la carte de circuit imprimé 501 avec le composant électronique 522 et de l'autre côté de la carte de circuit imprimé 501 avec une couche de pâte thermique 525. La couche de pâte thermique 525 est en contact avec un radiateur 526. La couche de pâte thermique 525 pourrait être absente au niveau du trou 520, ce qui permettrait un contact thermique direct entre l'élément conducteur thermique 524 et le radiateur 526.Similarly, the electronic component 522 is disposed on a hole 520 and is connected to the printed circuit board 501 by connections 523. The hole 520 is filled with a thermal paste 524 which is in contact with one side of the printed circuit board 501 with the electronic component 522 and the other side of the printed circuit board 501 with a thermal paste layer 525. The thermal paste layer 525 is in contact with a heat sink 526. The thermal paste layer 525 could be absent at the hole 520, which would allow direct thermal contact between the thermal conducting element 524 and the radiator 526.
Les composants électroniques 512, 522 peuvent être des composants électroniques dits "de puissance" qui génèrent une grande quantité de chaleur. Si cette chaleur n'est pas évacuée, la température à l'intérieur du composant électronique augmente ce qui dégrade les caractéristiques électroniques du composant et potentiellement peut conduire à sa destruction. Dans le cas d'une LED, un échauffement de la diode mène à une diminution de son efficacité. La réalisation de l'invention de la figure 3 permet un contact thermique via le trou 510 (respectivement 520) et en passant par les matériaux 514, 515 (respectivement 524, 525) entre le composant électronique 512 (respectivement 522) et l'élément raidisseur 516 (respectivement 526) lui correspondant, ce qui permet une bonne évacuation de la chaleur générée par le composant électronique et limite son échauffement.The electronic components 512, 522 may be so-called "power" electronic components that generate a large amount of heat. If this heat is not removed, the temperature inside the electronic component increases which degrades the electronic characteristics of the component and potentially can lead to its destruction. In the case of an LED, a heating of the diode leads to a decrease in its efficiency. The embodiment of the invention of FIG. 3 allows a thermal contact via the hole 510 (respectively 520) and passing through the materials 514, 515 (respectively 524, 525) between the electronic component 512 (respectively 522) and the element stiffener 516 (respectively 526) corresponding thereto, which allows a good evacuation of the heat generated by the electronic component and limits its heating.
La carte de circuit imprimé 501 présente une zone courbée 550.The printed circuit board 501 has a curved area 550.
La carte de circuit imprimé 501 a préférentiellement une épaisseur entre 150 et 600 micromètre, ce qui lui permet d'être flexible. La carte de circuit imprimé 501 a plus préférentiellement une épaisseur entre 150 et 500 micromètre, ce qui lui permet d'être plus flexible. La carte de circuit imprimé 501 a encore plus préférentiellement une épaisseur entre 150 et 400 micromètre, ce qui lui permet d'être encore plus flexible.The printed circuit board 501 preferably has a thickness between 150 and 600 micrometer, which allows it to be flexible. The printed circuit board 501 is more preferably between 150 and 500 microns thick, which allows it to be more flexible. The printed circuit board 501 even more preferably has a thickness between 150 and 400 micrometer, which allows it to be even more flexible.
Dans la réalisation de l'invention illustrée à la figure 3, les zones de la carte de circuit imprimé 501 où se trouvent les composants électroniques 512, 522 ne sont pas courbées. Elles sont maintenues non-courbées par les radiateurs 516, 526 qui jouent un rôle de raidisseurs.In the embodiment of the invention illustrated in Figure 3, the areas of the printed circuit board 501 where the electronic components 512, 522 are located are not curved. They are kept un-curved by radiators 516, 526 which act as stiffeners.
Le fait d'avoir des trous 510, 520 remplis d'un matériau conducteur de chaleur débouchant sur des radiateurs 516, 526 permet que la chaleur générée par les composants électriques 512, 522 soit évacuée à travers les trous 510, 520 vers les radiateurs 516, 526 où elle est évacuée vers l'air ambiant loin des composants électriques 512, 522 et sur une grande surface.Having holes 510, 520 filled with a heat conductive material opening on radiators 516, 526 allows the heat generated by the electrical components 512, 522 to be discharged through the holes 510, 520 to the radiators 516. , 526 where it is discharged to the ambient air away from the electrical components 512, 522 and over a large area.
Dans une réalisation de l'invention, la surface totale de section du ou des trous 510, 520 correspondant à un composant électronique 512, 522 est suffisante pour permettre une évacuation thermique suffisante vers les radiateurs 516, 526 afin que les composants électroniques 512, 522 restent dans un intervalle de température où leur caractéristiques ne sont pas détériorées par des effets thermiques.In one embodiment of the invention, the total surface area of the hole or holes 510, 520 corresponding to an electronic component 512, 522 is sufficient to allow sufficient thermal discharge to the radiators 516, 526 so that the electronic components 512, 522 remain in a temperature range where their characteristics are not deteriorated by thermal effects.
Dans une réalisation de l'invention, la surface totale de section du ou des trous 510, 520 correspondant à un composant électronique 512, 522 est supérieure ou substantiellement égale à la surface du composant qui fait face à la carte de circuit imprimé et la carte de circuit imprimé 501 a une épaisseur au plus d’environ 600 micromètres.In one embodiment of the invention, the total cross-sectional area of the hole or holes 510, 520 corresponding to an electronic component 512, 522 is greater than or substantially equal to the surface of the component that faces the printed circuit board and the card printed circuit board 501 has a thickness of at most about 600 micrometers.
Dans une telle carte de circuit imprimé mince, la distance que la chaleur doit parcourir entre le composant électronique et le dissipateur thermique est moindre que dans les cartes de circuit imprimé habituelles. De plus, puisque la surface totale de section du/des trou(s) est substantiellement égale ou est supérieure à la surface du composant électronique correspondant à ce(s) trou(s), la surface totale d'échange thermique entre le composant électronique et le dissipateur thermique est plus grande que pour de multiples vias thermiques étroits.In such a thin circuit board, the distance that the heat must travel between the electronic component and the heat sink is less than in conventional printed circuit boards. In addition, since the total cross-sectional area of the hole (s) is substantially equal to or greater than the area of the electronic component corresponding to the hole (s), the total heat exchange area between the electronic component and the heat sink is larger than for multiple narrow thermal vias.
La carte de circuit imprimé de la présente invention peut être utilisée dans des applications d'éclairage et/ou de signalisation, en particulier pour des véhicules automobiles. Une application particulière est le feu de freinage central surélevé, ou feu stop surélevé, également désigné sous les acronymes HMSL ou CHMSL en anglais. Une autre application est les feux de circulation diurne, également désignés sous l’acronyme DRL. Dans une réalisation de l'invention particulièrement appropriée pour le feu de stop surélevé, la carte comprend une seule couche de FR4, les composants électroniques sont une pluralité de LEDs, par exemple 6, un seul composant électronique est présent par élément raidisseur et les composants électroniques sont substantiellement alignés. La carte selon la présente invention permet que l'assemblage comprenant la carte et les LEDs suive la courbure du pare-brise arrière ou de la carrosserie d'un véhicule.The printed circuit board of the present invention can be used in lighting and / or signaling applications, particularly for motor vehicles. A particular application is the elevated central brake light, or raised brake light, also referred to as HMSL or CHMSL in English. Another application is the daytime running lights, also referred to by the acronym DRL. In one embodiment of the invention particularly suitable for the raised brake light, the card comprises a single layer of FR4, the electronic components are a plurality of LEDs, for example 6, a single electronic component is present per stiffening element and the components electronic devices are substantially aligned. The card according to the present invention allows the assembly comprising the card and the LEDs to follow the curvature of the rear windshield or the bodywork of a vehicle.
Dans une réalisation de l'invention, certains composants électroniques sont sur le dessus de la carte et ont leur élément raidisseur sur le dessous de la carte tandis que d'autres composants électroniques sont sur le dessous de la carte et ont leur élément raidisseur sur le dessus de la carte. La fixation au support se fait par un ou plusieurs éléments raidisseurs, placés d'un ou deux côtés.In one embodiment of the invention, some electronic components are on the top of the board and have their stiffening element on the underside of the board while other electronic components are on the underside of the board and have their stiffening element on the board. above the map. The attachment to the support is made by one or more stiffening elements, placed on one or two sides.
Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.It is understood that the present invention is in no way limited to the embodiments described above and that many modifications can be made without departing from the scope of the appended claims.
Claims (11)
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Applications Claiming Priority (2)
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FR1560044 | 2015-10-21 |
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FR3042941B1 FR3042941B1 (en) | 2019-04-05 |
Family
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Family Applications (1)
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FR1560044A Active FR3042941B1 (en) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD |
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