FR3107143A1 - Dispositif électronique destiné à être raccordé à un connecteur électrique et procédé de raccordement associé - Google Patents
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Abstract
Dispositif électronique destiné à être raccordé à un connecteur électrique et procédé de raccordement associé L’invention concerne un dispositif électronique (20), notamment flexible, destiné à être raccordé à un connecteur électrique (26), comprenant : - un module électronique (22), avantageusement flexible, comprenant une bande conductrice (37A, 37B), - un organe de raccordement électrique (24) du module au connecteur comprenant : - une partie de raccordement (44) assemblée sur une bande conductrice, et - une partie déportée (46) située à l’extérieur du module et présentant une première dimension et une deuxième dimension, la partie déportée présentant une languette (54) destinée à être raccordée électriquement au connecteur, la languette présentant une première dimension strictement inférieure à la première dimension de la partie déportée et une deuxième dimension strictement inférieure à la deuxième dimension de la partie déportée, - un premier et un deuxième films d’encapsulation (28) encapsulant le module et l’organe de raccordement, l’un des films présentant une ouverture en regard de la languette. . Figure pour l'abrégé : Figure 2
Description
La présente invention concerne un dispositif électronique, notamment un dispositif électronique flexible, destiné à être raccordé à un connecteur électrique et un procédé de raccordement d’un module électronique, notamment un module électronique flexible, à un connecteur électrique.
Les dispositifs flexibles comprennent des empilements de type conducteur/couche mince/conducteur, classiquement utilisés dans des dispositifs électroniques. De tels dispositifs sont, par exemple, des diodes redresseuses de courant, des cellules solaires, des cellules photodétectrices, des capacités, des diodes laser, des dispositifs de types capteurs, des mémoires, ou encore des diodes électroluminescentes. Il s'agit notamment de dispositifs de l'électronique sur substrat plastique souple.
L'invention s'applique plus particulièrement au domaine du photovoltaïque organique, souvent désignée par son acronyme anglais OPV pour «Organic PhotoVoltaic». Un dispositif photovoltaïque est un dispositif propre à convertir de l’énergie solaire reçue en énergie électrique. La problématique du rendement du dispositif est une problématique récurrente. Aussi, il est souhaitable d’augmenter le plus possible le rendement d’un tel dispositif, c’est-à-dire le ratio entre la puissance électrique produite par le dispositif et l’énergie solaire captée par le dispositif.
Un dispositif photovoltaïque organique comporte au moins un module photovoltaïque organique. Un module photovoltaïque organique est un ensemble comprenant au moins une cellule photovoltaïque.
Chaque cellule est obtenue par le dépôt de plusieurs couches dont au moins une couche active est composée de molécules organiques. De ce fait, l’effet photovoltaïque est obtenu à l’aide des propriétés spécifiques de matériaux semi-conducteurs organiques.
Les matériaux semi-conducteurs organiques sont solubles dans les solvants organiques et permettent de réaliser le dépôt de couches par technique d’enduction ou d’impression sur des substrats flexibles. Ces méthodes de fabrication sont compatibles avec la production à grande échelle, réalisée grâce à des procédés continus, tels que les procédés au déroulé, plus connus sous le nom anglais de roll-to-roll.
En outre, les modules photovoltaïques organiques présentent une épaisseur relativement faible. Il est entendu par une épaisseur relativement faible une épaisseur inférieure ou égale à 500 micromètres (µm). Cela permet de disposer d’un générateur d’énergie de très faible épaisseur.
La légèreté, la souplesse mécanique et la semi-transparence des modules photovoltaïques organiques ouvrent des possibilités d’intégration de la technologie photovoltaïque à des champs d’applications inédits pour des applications mobiles ou incluant des surfaces courbes (automobile, électronique portable, tente…).
Cependant envisager le déploiement de cette nouvelle génération de module photovoltaïque sur de nouveaux marchés implique de pouvoir garantir certaines caractéristiques du module, notamment la performance de conversion de la lumière en électricité et la durée de vie des dispositifs.
Un module photovoltaïque 22 organique est notamment illustré par la figure 1.
Le module photovoltaïque 22 comporte notamment un substrat 23, formé d’un film de matériau électriquement isolant et transparent à la lumière visible, notamment de type polymère. Le substrat 23 comporte notamment une surface 23A sensiblement plane, délimitée par au moins un bord 23B.
Le substrat 23 est, par exemple, un substrat flexible en matière plastique, par exemple du type PET (poly(téréphtalate d'éthylène), plus connu sous le nom anglais de polyethylene terephthalate (parfois francisé de manière impropre en «polyéthylène téréphtalate») ou PEN (poly(naphtalate d'éthylène ou polyéthylène naphtalate).
On définit une base orthonormée (X, Y, Z), la surface 23A formant un plan (X,Y).
Le module photovoltaïque 22 comporte au moins une cellule photovoltaïque 36A, 36B et 36C, disposée sur le substrat 23. Le module photovoltaïque 22 comporte, en outre, au moins une connexion électrique 11A et 11B entre deux cellules photovoltaïques 36A, 36B, 36C.
Chacune des cellules photovoltaïques 36A, 36B et 36C est formée par l’empilement de bandes enduites longitudinalement selon la direction X.
De préférence, le module photovoltaïque 22 comporte une pluralité de cellules photovoltaïques 36A, 36B et 36C, par exemple un nombre de cellules photovoltaïques supérieur à trois. Le module photovoltaïque 22 comporte préférentiellement quatre, neuf ou vingt cellules photovoltaïques en forme de bandes, le nombre de cellules n’étant pas contraint à ces seules valeurs (trois cellules photovoltaïques 36A, 36B et 36C sont représentées dans le cas de la figure 1).
Les cellules photovoltaïques 36A, 36B et 36C sont sensiblement identiques et adjacentes selon la direction X. Les cellules photovoltaïques adjacentes 36A et 36B, 36B et 36C sont reliées par une connexion électrique 11A et 11B.
Une première cellule photovoltaïque 36A est adjacente selon la direction X à un bord 23B du substrat 23. Une deuxième cellule photovoltaïque 36B est disposée entre la première 36A et une troisième cellule photovoltaïque 36C. Ladite deuxième cellule 36B est connectée électriquement à chacune desdites première et troisième cellules 36A et 36C respectivement par une première connexion électrique 11A et par une deuxième connexion électrique 11B.
Les première et deuxième cellules photovoltaïques 36A, 36B et 36C seront décrites simultanément ci-après. La troisième cellule photovoltaïque 36C, partiellement représentée sur la figure 1, est considérée comme identique à la deuxième cellule photovoltaïque 36B.
Chaque cellule photovoltaïque 36A, 36B et 36C comporte une électrode inférieure 13A, 13B et 13C au contact de la surface 23A du substrat 23. L’électrode inférieure 13A, 13B et 13C est formée d’une couche d’un premier matériau électriquement conducteur, transparent à la lumière visible. A titre indicatif, l’électrode inférieure 13A, 13B et 13C présente une largeur selon la direction Y comprise entre 10 millimètres (mm) et 20 mm.
Chaque électrode inférieure 13A, 13B et 13C est séparée de la ou des deux électrodes inférieures adjacentes par un sillon 14A, 14B et 14C s’étendant selon la directionX. Par exemple, les première et deuxième électrodes inférieures 13A et 13B des première et deuxième cellules photovoltaïques 10A et 10B sont séparées par le sillon 14A. La deuxième électrode inférieure 13B est délimitée selon la direction X par les sillons 14A et 14B.
En outre, le module photovoltaïque 22 comprend encore une autre électrode inférieure 13D, au contact de la surface23A du substrat 23, adjacente au bord 23B du substrat 23 et séparée de l’électrode inférieure adjacente 13C par le sillon 14D.
Un fond du sillon 14A, 14B et 14C est formé par le substrat 23 électriquement isolant. Ainsi, chaque sillon 14A, 14B et 14C isole électriquement les électrodes inférieures13A, 13B et 13C situées de part et d’autre dudit sillon 14A, 14B et 14C.
Les électrodes inférieures 13A, 13B, 13C et 13D ont une épaisseur selon la directionZ préférentiellement inférieure à 1 µm. Plus préférentiellement, ladite épaisseur est comprise entre 50 nanomètres (nm) et 500 nm.
Chaque cellule photovoltaïque 36A, 36B et 36C comporte en outre une première bande électriquement isolante 15A, 15B et 15C et une deuxième bande électriquement isolante 16A, 16B et 16C s’étendant selon la direction Y. Chacune desdites bandes électriquement isolantes 15A, 15B, 15C, 16A, 16B et 16C forme un relief selon la directionZ par rapport aux électrodes inférieures 13A, 13B et 13C.
Chaque première bande électriquement isolante 15A, 15B et 15C s’étend dans un sillon 14A, 14B et 14C et par-dessus ledit sillon 14A, 14B et 14C. Chaque deuxième bande électriquement isolante 16A, 16B et 16C s’étend à distance des sillons 14A, 14B et 14C. Ainsi, chaque deuxième bande électriquement isolante 16A, 16B et 16C sépare l’électrode inférieure 13A, 13B et 13C correspondante en deux zones 17A, 17B et 17C d’une part et 18A, 18B et 18C d’autre part adjacentes selon la direction Y.
Une première zone 17A, 17B et 17C est dite «zone active» et une deuxième zone18A, 18B et 18C est dite «zone inactive». Sur la figure 1, chacune des zones actives17A, 17B et 17C est respectivement comprise entre la première bande 15A et la deuxième bande 16A, entre la première bande 15B et la deuxième bande 16B et entre la première bande 15C et la deuxième bande 16C.
La zone inactive 18A de la première cellule photovoltaïque 36A est comprise entre le bord 23B du substrat 23 et la deuxième bande 16A. La zone inactive 18B de la deuxième cellule photovoltaïque 36B est comprise entre la première bande 15A séparant les cellules photovoltaïques 36A et 36B, et la deuxième bande 16B. La zone inactive 18C de la troisième cellule photovoltaïque 36C est comprise entre la première bande 15B, séparant les cellules photovoltaïques 36B et 36C, et la deuxième bande 16C.
Au niveau de la zone active 17A, 17B et 17C, chaque cellule photovoltaïque 36A, 36B et 36C comporte un empilement 19 de couches de matériaux. L’empilement 19, ou zone active, comprend au moins une électrode supérieure 19A et une couche photo-active19B.
L’électrode supérieure 19A est formée d’une couche d'un deuxième matériau électriquement conducteur, notamment métallique, préférentiellement transparent à la lumière visible. Il s’agit par exemple d’une encre à base de nanoparticules d’argent ou de nanofils d’argent.
La couche photo-active 19B, disposée entre les électrodes inférieure 13A, 13B, 13C et supérieure 19A, est constituée d’un matériau photo-actif. Le matériau photo-actif est de nature semi-conducteur. Il s’agit de préférence d’un semi-conducteur organique. Avantageusement, le matériau photo-actif est constitué d'un mélange d'un matériau donneur d'électrons, dit matériau de type p, et d'un matériau accepteur d'électrons, dit matériau de type n. Le matériau photo-actif est par exemple un mélange intime, à l'échelle nanométrique, desdits matériaux de type p et n. Alternativement, la couche photo-active19B peut être une hétérojonction d'un matériau de type p et d'un matériau de type n, sous la forme d'une couche ou d'un empilement de plusieurs couches.
La zone active 17A, 17B et 17C comporte en outre une première et une deuxième couches d’interface 19C et 19D, ayant un rôle de transport d’électrons ou de trous entre les électrodes 13A, 13B et 13C et la couche photo-active 19B. Chaque couche d’interface 19C et 19D est disposée entre ladite couche photo-active 19B et l’une des électrodes inférieure 13A, 13B et 13C ou supérieure 19A.
Les matériaux utilisés dans les cellules OPV, tels que les polymères conjugués, sont connus pour être instables à l'air ambiant et particulièrement sensibles à la dégradation induite par l'oxygène et l’humidité (voir notamment l’article de Morgado, J., R. H. Friend, and F. Cacialli, "Environmental aging of poly (p-phenylenevinylene) based light-emitting diodes", Synthetic metals 114.2 (2000): 189-196 et l’article de Sutherland, D. G. J., et al. "Photo-oxidation of electroluminescent polymers studied by core-level photoabsorption spectroscopy." Applied physics letters 68.15 (1996): 2046-2048).
Le squelette conjugué des polymères semi-conducteurs photoactifs combiné à l'introduction de chaînes latérales permettant la solubilisation de ces produits, est très instable. Ce caractère instable est notamment montré dans l’article de Manceau M et al, “Photochemical stability of π-conjugated polymers for polymer solar cells: a rule of thumb”.J. Mater. Chem.,(2011), 21, 4132.
Dans l’article de Norrman, Kion, et al. "Degradation patterns in water and oxygen of an inverted polymer solar cell."Journal of the American Chemical Society132.47 (2010): 16883-16892, il a été prouvé que sous irradiation lumineuse, les polymères semi-conducteurs se dégradent. Dans une première étape, les chaînes latérales sont oxydées, initiant une réaction chaîne qui conduit à la dégradation de la structure même du polymère. Cela modifie les propriétés optiques et conductrices des matériaux photosensibles et impacte les rendements des dispositifs.
Dans l’article de Tournebize A. et al. “Is there a photostable conjugated polymer for efficient solar cells?”Polymer Degradation and Stability112 (2015): 175-184, il est aussi décrit que l’eau peut affecter l’interface entre les électrodes métalliques et les couches de semi-conducteurs organiques par un processus électrochimique provoquant la délamination de l’électrode.
Ces phénomènes de dégradation des modules OPV peuvent être induits par des causes intrinsèques (instabilité des matériaux, interaction chimique aux interfaces, résidus solvantaires, délamination…) ou extrinsèques (diffusion d’oxygène ou d’humidité à travers l’encapsulation, problème de filtration des rayons ultra-violets (UV), écrasement des couches, interaction chimique avec la colle…). Cela est notamment décrit dans l’article Grossiord, Nadia, et al. "Degradation mechanisms in organic photovoltaic devices."Organic Electronics13.3 (2012): 432-456.
Il est primordial d’assurer la stabilité extrinsèque des modules OPV directement liée à la qualité de l’encapsulation mais également aux conditions d’utilisation. Le choix des matériaux (film barrière, adhésifs, connectiques) et du design d’encapsulation sont déterminants pour les performances des modules dans le temps. Les problématiques de vieillissement spécifiques au photovoltaïque organique imposent donc une encapsulation des modules après enduction. Les modules photovoltaïques organiques sont donc encapsulés entre des matériaux ou films ultra-barrières les protégeant de l’intrusion de l’oxygène et de l’humidité.
Les films barrières disponibles sont généralement constitués d’un empilement de films polyester et de couches d’oxyde métallique (oxyde d’alumine en général) assurant l’isolation et la protection contre les intrusions d’oxygène et d’humidité. Ces films barrières sont notamment caractérisés par les paramètres de perméabilité du film à l’eau (usuellement noté WVTR pour Water Vapor Transmission Rate) et de perméabilité à l’oxygène (usuellement noté OTR pour Oxygen Transmission Rate). L’adhésion entre les films barrières et le module photovoltaïque est assuré par un adhésif de types adhésifs sensibles à la pression (désignés généralement par le sigle «PSA» signifiant en anglais «Pressure Sensitive Adhesive»), colles réticulables via les UV, ou films thermoplastiques.
Le courant électrique généré par un module OPV transite vers des bandes conductrices métalliques ou collecteurs de courant (jusqu’à 0,2 mm en épaisseur et 10 mm de large) qui sont déposés sur les électrodes métalliques enduites des cellules périphériques du module. Les cellules et les collecteurs de courant sont inclus dans l’encapsulation afin d’étanchéifier le module.
La nécessaire étanchéité du module ne permet pas de fabriquer des modules dont les collecteurs de courant seraient accessibles à l’extérieur du module comme c’est le cas dans la fabrication des modules photovoltaïques en silicium ou couches-minces. Les collecteurs de courant sont donc posés sur les électrodes et encapsulés et scellés pour former le dispositif final. De ce fait, il convient de disposer d’un procédé permettant de reprendre le contact au niveau des collecteurs de courant pour alimenter une application ou une batterie.
Les dispositifs de connexion des modules photovoltaïques existants appelés boîtier de jonction assurent la connexion électrique entre les collecteurs de courant du module photovoltaïque et un fil électrique externe. Traditionnellement la connexion établie par le boitier et le collecteur de courant se fait au moyen d’une languette. Le brevetUS7705234B2 décrit un boîtier de jonction positionné sur un module solaire et comportant une languette métallique appliquée dynamiquement directement sur une électrode exposée à l’air du module solaire et reliant le module à un câble électrique.
Ces ouvertures, pour créer une zone de reprise de contact, créent des zones d’exposition à l’oxygène et à l’humidité accélérant le vieillissement du module et annulant les effets des dispositions prises pour encapsuler hermétiquement le module OPV.
Il existe donc un besoin pour un dispositif électronique, notamment un dispositif photovoltaïque organique flexible connecté électriquement, présentant un meilleur rendement et une durée de vie plus longue.
A cet effet, la présente description décrit un dispositif électronique, notamment un dispositif électronique flexible, destiné à être raccordé à un connecteur électrique, le dispositif électronique comprenantun module électronique, avantageusement un module électronique flexible, comprenant au moins une bande conductrice, un organe de raccordement électrique du module au connecteur électrique, l’organe de raccordement comprenantune partie de raccordement assemblée sur au moins une bande conductrice pour assurer une conduction électrique entre la partie de raccordement et la bande conductrice, et une partie déportée, la partie déportée étant située à l’extérieur du module, la partie déportée présentant une première dimensionle long d’une première direction et au moins une deuxième dimension le long d’une deuxième direction, la deuxième direction étant orthogonale à la première direction et la partie déportée présentant au moins une languette, la languette étant destinée à être raccordée électriquement au connecteur électrique, la languette présentant une première dimension le long de la première direction et une deuxième dimension le long de la deuxième direction, la première dimension de la languette étant strictement inférieure à la première dimension de la partie déportée et la deuxième dimension de la languette étant strictement inférieure à la deuxième dimension de la partie déportée, au moins un premier film d’encapsulation et un deuxième film d’encapsulation encapsulant le module électronique et l’organe de raccordement, au moins l’un des films d’encapsulation parmi le premier film d’encapsulation et le deuxième film d’encapsulation présentant une ouverture en regard de la languette.
Suivant des modes de réalisation particuliers, le dispositif électronique comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles:
- l’ouvertureprésente une première dimension le long de la première directionet une deuxième dimension le long de la deuxième direction, la première dimension de l’ouverture étant strictement inférieure à la première dimension de la partie déportée et la deuxième dimension de l’ouverture étant strictement inférieure à la deuxième dimension de la partie déportée.
- une épaisseurest définie pour le dispositif électronique, l’épaisseur étant définie selon une troisième direction orthogonale à la première direction et à la deuxième direction, l’épaisseur du dispositif électronique étant inférieure à 500 micromètres(µm), de préférence inférieure à 100 µm, et encore préférentiellement inférieure à 50 µm.
- lequel la languette est découpée dans l’organe de raccordement.
- l’organe de raccordement comprend, en outre, une partie intermédiaire, la partie intermédiaire reliant la partie de raccordement et la partie déportée.
- la partie intermédiaire présente la forme d’un coude.
- lequel la partie intermédiaire comporte un ou plusieurs composants électroniques, tels que des diodes de dérivation, des régulateurs, des diodes électroluminescentes, des transistors, des circuits imprimés, présentant une fonction, notamment une fonction d’éclairage, une fonction de communication sans fil, et/ou une fonction de surveillance.
- la partie déportée présente au moins deux zones, les deux zones étant isolées électriquement l’une de l’autre et reliées mécaniquement l’une à l’autre et dans lequel chaque zone présente une languette.
La présente description décrit aussi un procédé de raccordement d’un module électronique, notamment un module électronique flexible, à un connecteur électrique, le procédé comprenant les étapes de fourniture du module électronique comprenant au moins une bande conductrice, fourniture du connecteur électrique, fourniture d’un organe de raccordement électrique du module au connecteur électrique, l’organe de raccordement comprenantune partie de raccordement adaptée pour être assemblée sur au moins une bande conductrice pour assurer une conduction électrique entre la partie de raccordement et la bande conductrice, et une partie déportée, la partie déportée étant configurée pour être située à l’extérieur du module, la partie déportée présentant une première dimensionle long d’une première direction et au moins une deuxième dimension le long d’une deuxième direction, la deuxième direction étant orthogonale à la première direction et la partie déportée présentant au moins une languette, la languette étant destinée à être raccordée électriquement au connecteur électrique, la languette présentant une première dimension le long de la première direction et une deuxième dimension le long de la deuxième direction, la première dimension de la languette étant strictement inférieure à la première dimension de la partie déportée et la deuxième dimension de la languette étant strictement inférieure à la deuxième dimension de la partie déportée, fourniture d’un premier film d’encapsulation et d’un deuxième film d’encapsulation pour encapsuler le module électronique et l’organe de raccordement, le procédé comprenant en outre les étapes de: assemblage de la partie de raccordement de l’organe de raccordement sur la bande conductrice, soudure de la partie de raccordement de l’organe de raccordement sur la bande conductrice, encapsulation du module électronique et de l’organe de raccordement entre le premier film d’encapsulation et le deuxième film d’encapsulation, réalisation d’une ouverture dans l’un des films d’encapsulationparmi le premier et le deuxième films d’encapsulation en regard de la languette, retrait de la partie de film d’encapsulation délimitée par l’ouverture, et pliage de la languette, et connexion électrique de la languette au connecteur électrique.
Suivant un mode de réalisation particulier du procédé de raccordement, la languette présente une première face et une deuxième face et l’organe de raccordement comprend, en outre, un film de protection recouvrant au moins l’une des faces de la languette, le procédé comprenant, en outre, le retrait du film de protection après la réalisation de l’ouverture en regard de la languette.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en références au figures qui sont:
- figure 1, une vue en coupe d’un module photovoltaïque organique,
- , figure 2, une représentation schématique d’un exemple de dispositif électronique comprenant un organe de raccordement à un connecteur électrique,
- , figure 3, une représentation schématique de détail du dispositif électronique de la figure 2 dans laquelle une languette d’un organe de raccordement du dispositif électronique est à plat,
- , figure 4, une vue schématique de profil de l’organe de raccordement de la figure 2,
- , figure 5, une représentation agrandie de l’organe de raccordement de la figure 3,
- , figure 6, une représentation en coupe du dispositif électronique au cours d’un procédé de raccordement d’un module électronique à un connecteur,
- , figure 7, une représentation en coupe du dispositif électronique de la figure6, la coupe étant repérée par les flèches VII-VII sur la figure 3,
- , figure 8, une représentation en coupe du dispositif de la figure 7, dans laquelle une languette d’un organe de raccordement du dispositif électronique est pliée,
- , figure 9, une représentation schématique d’un autre exemple de dispositif électronique, et
- , la figure 10, une représentation schématique d’encore un autre exemple de dispositif électronique.
Dans la description qui suit, il est à noter que les différents éléments représentés sur les figures ne sont pas à l’échelle. Certains éléments ont été agrandis pour des soucis de compréhension.
En outre, dans la description qui suit, il est défini une direction longitudinale, repérée par un axe X et nommée dans la suite «direction longitudinale X». Il est aussi défini une direction transversale repérée par un axe Y, perpendiculaire à la direction longitudinale X et nommée dans la suite «direction transversale Y». Il est également défini une direction verticale repérée par un axe Z, perpendiculaire à la direction longitudinale X et à la direction transversale Y et nommée dans la suite «direction verticale Z».
En outre, il est entendu, dans la suite, par « longueur» une dimension mesurée le long de la direction longitudinale X, par «largeur», une dimension mesurée le long de la direction transversale Y et par «épaisseur», une dimension mesurée le long de la direction verticale Z.
Dans la suite, pour simplifier la lecture, la longueur d’un élément X est notée lX. Similairement, la largeur d’un élément X est notée LX et l’épaisseur d’un élément X est notée EX.
Un dispositif électronique 20 est représentée sur la figure 2.
Dans le présent exemple de réalisation, le dispositif électronique 20 est un dispositif électronique photovoltaïque de type organique.
Un dispositif photovoltaïque est un convertisseur d’énergie solaire en énergie électrique.
Un dispositif photovoltaïque est qualifié d’organique lorsque le matériau actif du dispositif photovoltaïque est organique. Un matériau est considéré comme organique dès lors que le semi-conducteur comprend au moins une liaison faisant partie du groupe constitué par les liaisons covalentes entre un atome de carbone et un atome d’hydrogène, les liaisons covalentes entre un atome de carbone et un atome d’azote, ou encore des liaisons entre un atome de carbone et un atome d’oxygène.
En outre, le dispositif électronique 20 est un dispositif électronique organique flexible.
Il est entendu par «flexible» que le dispositif électronique 20 peut être enroulé ou courbé.
Le dispositif électronique 20 s’étend dans le plan P perpendiculaire à la direction verticale Z.
Une épaisseurE20 (non représentée sur les figures) est définie pour le dispositif électronique 20.
L’épaisseur E20 est inférieure à 500 µm, de préférence inférieure à100 µm, et encore préférentiellement inférieure à 50 µm.
Le dispositif électronique 20 comprend un module électronique 22 (nommé dans la suite «module 22»), un organe de raccordement électrique 24 du dispositif électronique20 à un connecteur électrique 26, au moins une couche de colle 27A, 27B et au moins un premier film d’encapsulation 28 et un deuxième film d’encapsulation 29.
Plus précisément, l’organe de raccordement 24 est destiné à raccorder le module22 au connecteur électrique 26.
Le dispositif électronique 20 et le connecteur électrique 26 forment lorsqu’ils sont connectés, un ensemble électrique.
Comme visible sur la figure 2, un tel connecteur électrique 26 est, par exemple, un fil électrique.
En variante, le connecteur électrique 26 est un boîtier de jonction.
Le boîtier de jonction assure la connexion électrique entre le module 22 et un fil électrique.
Le boîtier de jonction comprend généralement un boîtier, une patte conductrice et un fil électrique.
Dans le présent exemple de réalisation du dispositif électronique 20, le module 22 est un module photovoltaïque. Le module 22 est analogue au module décrit en regard de la figure 1 et de nouveau décrit brièvement en référence à la figure 2.
Le module 22 comprend un substrat 23, des composants de production d’électricité36 et au moins une bande conductrice 37A, 37B.
En outre, selon cet exemple, le module 22 est un module flexible.
Selon l’exemple de la figure 2, les composants de production d’électricité 36 sont des cellules photovoltaïques 36.
Les cellules photovoltaïques 36 sont arrangées sous forme de bandes connectées en série les unes aux autres.
Chaque cellule photovoltaïque 36 présente la forme d’une bande s’étendant principalement le long de la direction longitudinale X.
Dans le présent exemple, le module 22 comprend deux bandes conductrices 37A, 37B, à savoir une première bande conductrice37A et une deuxième bande conductrice37B. La première bande conductrice37A et la deuxième bande conductrice37B sont aussi appelées «collecteurs de courant».
Dans le présent exemple, chaque bande conductrice 37A, 37B est déposée sur les première et dernière électrodes inférieures 13A et 13D du module 22.
La première bande conductrice 37A et la deuxième bande conductrice 37B s’étendent principalement le long de la direction longitudinale X.
La première bande conductrice 37A et la deuxième bande conductrice 37B sont réalisées en métal.
En fonctionnement, le courant électrique généré par le module 22 transite vers la première bande conductrice 37A et vers la deuxième bande conductrice 37B.
Comme expliqué précédemment, l’organe de raccordement 24 est destiné à raccorder le module 22 au connecteur électrique 26.
Les propriétés, et notamment la forme, de l’organe de raccordement 24 sont choisies pour assurer un bon raccordement entre le module 22 et le connecteur électrique26.
L’organe de raccordement 24 de l’exemple décrit est visible sur les figures 2 à 5, 7 et 8. La figure 6 correspond à une vue du dispositif électronique20 au cours d’un procédé de raccordement du module 22 au connecteur électrique 26 et sera décrite par la suite.
Dans ces figures, l’organe de raccordement 24 comprend une partie de raccordement 44, une partie déportée 46 et une partie intermédiaire48.
L’organe de raccordement 24 présente une longueur l24, une largeur L24 et une épaisseur E24.
La longueur l24 de l’organe de raccordement 24 est comprise entre 20 millimètres(mm) et 400 mm. Par exemple, la longueur l24 est égale à 80mm.
La largeur L24 est comprise entre 5 mm et 400 mm. Par exemple, la largeur L24 est égale à 24 mm.
L’épaisseur E24 est comprise entre 0,02 mm et 0,3 mm. Par exemple, l’épaisseurE24 est égale à 0,07 mm.
La partie de raccordement 44 est assemblée sur la bande conductrice 37A.
La partie de raccordement 44 comprend une partie de positionnement 50.
Selon l’exemple proposé, la partie de raccordement 44 présente une forme rectangulaire.
La partie de raccordement 44 présente une longueur l44 et une largeur L44.
La longueur l44 est, par exemple, comprise entre 10 mm et 200 mm. A titre d’illustration, la longueur l44 est égale à 30 mm.
La largeur L44 est, par exemple, comprise entre 3 mm et 30 mm. A titre d’illustration, la largeur L44 est égale à 6 mm.
La partie de positionnement 50 est agencée à une extrémité libre de la partie de raccordement 44.
La partie de positionnement 50 présente une longueur l50 et une largeur L50.
Dans l’exemple proposé, la longueur l50 de la partie de positionnement 50 est comprise entre 0,5 mm et 20 mm.
La largeur L50 est égale à la largeur L44 de la partie de raccordement 44.
La partie déportée 46 est située à l’extérieur du module 22.
Autrement dit, la partie déportée 46 est située à l’extérieur d’un volume délimité par le module 22.
En outre, dans le cas d’espèce, la projection orthogonale de la partie déportée 46 dans le plan P n’est pas superposée avec le module 22.
Du point de vue de la forme, la partie déportée 46 présente une forme sensiblement rectangulaire. Selon l’exemple décrit, la partie déportée 46 présente au moins un coin libre de forme arrondie.
La partie déportée 46 présente une longueur l46 et une largeur L46.
La longueur l46 est, par exemple, comprise entre 20 mm et 100 mm. A titre d’illustration, la longueur l46 est égale à 40 mm.
La largeur L46 est, par exemple, comprise entre 4 mm et 25 mm. A titre d’illustration, la largeur L46 est égale à 12 mm.
La partie intermédiaire 48 est agencée entre la partie de raccordement 44 et la partie déportée 46. Autrement dit, la partie intermédiaire 48 relie la partie de raccordement 44 et la partie déportée 46.
La partie intermédiaire 48 raccorde la partie de raccordement 44 à la partie déportée46.
Dans le présent exemple de réalisation, la partie intermédiaire 48 présente une forme de coude.
En outre, la partie intermédiaire 48 présente une longueur l48 et une largeur L48.
La longueur l48 est, par exemple, comprise entre 10 mm et 400 mm. A titre d’illustration, la longueur l48 est égale à 30 mm.
La largeur L48 est, par exemple, comprise entre 10 mm et 40 mm. A titre d’illustration, la largeur L48 est égale à 12 mm.
Selon un exemple de réalisation particulier, la partie intermédiaire 48 comporte des composants électroniques tels que des diodes de dérivation (bypass), des régulateurs, des LEDs (acronyme pour «Light-Emitting Diodes» en anglais, signifiant en français «diode électroluminescentes»), des transistors, des circuits imprimés (connus sous l’acronyme PCB signifiant en anglais «Printed Circuit Board») présentant une fonction, notamment une fonctions d’éclairage, une fonction de communication sans fil, et/ou une fonction de surveillance («monitoring» en anglais).
De tels composants électroniques sont, par exemple, agencés sur l’une ou les deux faces de la partie intermédiaire 48 de l’organe de raccordement24.
L’organe de raccordement 24 est en matériau conducteur. Le matériau conducteur est, par exemple, un métal, tel que du cuivre. De préférence, les faces l’organe de raccordement 24 sont en cuivre étamé.
A titre d’illustration, chaque partie 44, 46, 48 de l’organe de raccordement 24 est sur certaines portions empilées avec d’autres couches.
Par exemple, dans la partie de positionnement 50, l’organe de raccordement 24 est recouvert d’une couche d’adhésif 52 (visible sur la figure 4). Selon un exemple particulier, une seule couche d’adhésif 52 sur la face de la partie de raccordement 44 agencée sur la bande conductrice 37A.
En outre, dans la partie déportée 46, l’organe de raccordement 24 comporte une languette 54.
La languette 54 est destinée à être raccordée électriquement au connecteur 26.
Comme visible en particulier sur la figure 8, la languette 54 est orientable dans un plan distinct du plan P.
Dans le présent exemple de réalisation, la languette 54 est découpée dans la partie déportée 46 de l’organe de raccordement 24. La languette 54 est découpée dans l’épaisseur de l’organe de raccordement 24.
Dans le cas de la figure 2, la languette 54 présente une forme rectangulaire.
La languette 54 présente deux bords libres longitudinaux 57 s’étendant le long de la direction longitudinale X et un bord libre transversal 58 s’étendant le long de la direction transversale Y.
La languette 54 présente une longueur l54, une largeur L54 et une épaisseur E54.
La longueur l54 est strictement inférieure à la longueur l46 de la partie déportée 46. En outre, la largeur L54 est strictement inférieure à la largeur L46 de la partie déportée 46.
La longueur l54 est, par exemple, comprise entre 4 mm et 30 mm. A titre d’illustration, la longueur l54 est égale à 13 mm.
La largeur L54 est, par exemple, comprise entre 2 mm et 20 mm. A titre d’illustration, la largeur L54 est égale à 5 mm.
Dans le présent exemple de réalisation, l’épaisseur E54 de la languette 54 est égale à l’épaisseur E24 de l’organe de raccordement 24.
Ainsi, les bords libres 57, 58 de la languette 54 sont distincts des bords de la partie déportée 46.
La languette 54 est raccordée au reste de l’organe de raccordement 24 par un pont de matière 62. Le pont de matière 62 forme une charnière flexible.
Les couches de colles 27A et 27B sont visibles sur les figures 7 et 8.
La première couche de colle 27A recouvre en partie une face de l’organe de raccordement24. En particulier, la zone de l’organe de raccordement 24 comprenant la languette 54 est dépourvue de première couche de colle 24A.
La deuxième couche de colle 27B recouvre l’autre face de l’organe de raccordement24.
A titre d’exemple, la première couche de colle 27A et la deuxième couche de colle27B comprennent chacune une colle auto-adhésives (type PSA ou UV).
Le premier film d’encapsulation 28 et le deuxième film d’encapsulation 29 sont aussi communément appelés «films barrières».
Chaque film d’encapsulation 28, 29 est adapté pour protéger le module 22 de l’humidité et des rayons ultra-violets (UV).
Les films d’encapsulation 28, 29 encapsulent le module 22, la partie de raccordement 44, la partie intermédiaire 48 et au moins en partie la partie déportée 46.
Le premier film d’encapsulation 28 recouvre l’une des faces du module 22 et au moins en partie l’organe de raccordement 24. Dans le cas d’espèce, le premier film d’encapsulation 28 recouvre intégralement l’une des faces du module 22, intégralement l’une des faces de la partie de raccordement 24, intégralement l’une des faces de la partie intermédiaire 48 et en partie la partie déportée 46.
En référence aux figures 7 et 8, le premier film d’encapsulation 28 présente une ouverture 64 au moins en regard de la languette 54.
L’ouverture 64 présente une forme rectangulaire et présente une longueur l64 et une largeurL64.
La longueur l64 est strictement inférieure à la longueur l46 et la largeur L64 est strictement inférieure à la largeur L46.
La longueur l64 est, par exemple, comprise entre 5 mm et 40 mm. A titre d’illustration, la longueur l64 est égale à 15 mm.
La largeur L64 est, par exemple, comprise entre 2 mm et 20 mm. A titre d’illustration, la largeur L64 est égale à 10 mm.
Le deuxième film d’encapsulation 29 recouvre intégralement l’autre des faces du module 22 et l’ensemble de l’organe de raccordement24 de l’autre côté du premier film d’encapsulation 28.
Autrement dit, le module 22 et l’organe de raccordement 24 sont complètement inclus à l’intérieur des premier et deuxième films d’encapsulation 28, 29 à l’exception de la portion de partie déportée 46 de l’organe de raccordement 24 en regard de l’ouverture 64.
Le premier film d’encapsulation 28 et le deuxième film d’encapsulation 29 comprennent un empilement de couches de polyester et de couches d’oxyde métallique (oxyde d’alumine en général).
En variante, l’ouverture 64 est réalisée dans le deuxième film d’encapsulation 29.
Dans ce cas, la deuxième couche de colle 27B recouvre en partie l’autre face de l’organe de raccordement 24. En particulier, la zone de l’autre face de l’organe de raccordement 24 comprenant la languette 54 est dépourvue de la deuxième couche de colle 27B.
Encore en variante, une ouverture 64 est réalisée dans chaque film d’encapsulation28, 29.
En référence à la figure 8, la languette 54 est pliée au niveau du pont de matière 62.
Ainsi, la languette 54 traverse l’ouverture 64.
Selon un exemple de réalisation particulier, l’organe de raccordement 24 comprend un repère physique, tel qu’un trou.
L’ensemble électrique est obtenu par la mise en œuvre d’un exemple procédé de raccordement du module 22 au connecteur électrique 26 qui est maintenant décrit.
Le procédé de raccordement comprend la fourniture du module 22, la fourniture du connecteur électrique 26 et la fourniture de l’organe de raccordement 24.
Lors de la fourniture de l’organe de raccordement 24, l’organe de raccordement 24 comprend au moins un film de protection 65 (visible sur la figure 6) superposé au moins sur l’une des faces de la languette 54. Ainsi, le film de protection 65 recouvre au moins l’une des faces de la languette 54.
Le film de protection 65 présente, par exemple, une forme sensiblement rectangulaire dans le plan P.
Par exemple, le film de protection 65 présente une longueur l65 et une largeur L65.
La longueur l65 est supérieure ou égale à la longueur l54 de la languette 54.
Par exemple, la longueur l65 est égale à la longueur l64 de l’ouverture 64.
La largeur L65 du film de protection 65 est supérieure ou égale à la largeur L54 de la languette 54.
Par exemple, la largeur L65 est égale à la largeur L64 de l’ouverture 64.
Le film de protection 65 est réalisé en PET enduit d’une couche de colle en silicone disposée entre l’organe de raccordement 24 et le film de protection 65. A titre d’exemple, la couche de colle présente une épaisseur inférieur ou égale à 10µm.
Le procédé comprend, également, l’assemblage de la partie de raccordement 44 de l’organe de raccordement 24 sur au moins l’une des bandes conductrices 37A, par exemple par soudure par capillarité parallèle.
Le procédé comprend, en outre, la fourniture du premier film d’encapsulation 28 et la fourniture du deuxième film d’encapsulation 29.
Ensuite, le premier film d’encapsulation 28 est enduit de la première couche de colle27A sur l’une de ses faces destinée à être positionnée sur le module 22 et sur l’une des faces de l’organe de raccordement 24. En outre, le deuxième film d’encapsulation 29 est enduit sur l’une de ses faces destinée à être positionnée sur le module 22 de la deuxième couche de colle 27B et sur l’autre face de l’organe de raccordement 24. Puis, le module 22 et l’organe de raccordement 24 sont encapsulés dans le premier film d’encapsulation 28 et dans le deuxième film d’encapsulation 29 recouverts de la première couche de colle 27A et de la deuxième couche de colle 27B.
Le module 22 et l’organe d’encapsulation 24 sont alors encapsulés entre les premier et deuxième films d’encapsulation 28, 29.
Le premier film d’encapsulation 28 et le deuxième film d’encapsulation 29 sont soudés l’un à l’autre, par exemple par un adhésif.
Lors de l’encapsulation, la languette 54 s’étend dans le plan P du dispositif électronique 20.
A l’issue de l’encapsulation visible sur la figure 6, le film de protection 65 est intercalé entre l’une des faces de la languette 54 et la première couche de colle 27A. En outre, la deuxième couche de colle 27B est intercalée entre l’organe de raccordement 24 et le deuxième film d’encapsulation 29.
Ensuite, en référence à la figure 7, l’ouverture 64 est réalisée dans le premier film d’encapsulation 28.
L’ouverture 64 est réalisée, par exemple, par gravure laser dans le premier film d’encapsulation 28.
Une fois l’ouverture 64 réalisée, la partie de film d’encapsulation 28 délimitée par l’ouverture 64 est retirée.
En outre, le film de protection 65 situé entre l’organe de raccordement 24 et le premier film d’encapsulation 28, en regard de la languette 54, est également retiré afin d’accéder à la languette 54. La partie de la première couche de colle 27A en regard de l’ouverture 64 est aussi retirée.
A ce stade du procédé, le dispositif électronique 20 est obtenu.
Comme visible sur la figure 7, la languette 54 est ensuite pliée au niveau du pont de matière 62 pour former un angle avec le plan P. Autrement dit, la languette 54 fait saillie du reste de l’organe de raccordement 24.
Une fois la languette 54 pliée, le connecteur électrique 26 est connecté électriquement à la languette 54.
Par exemple, le connecteur électrique 26 est connecté électriquement sur l’une des faces de la languette 54.
La connexion électrique entre la languette 54 et le connecteur électrique 26 est réalisée par soudage par capillarité parallèle ou par soudure thermique.
A ce stade du procédé de raccordement, le module électronique 22 est dans une configuration dite configuration raccordée.
En variante et préférentiellement, l’organe de raccordement 24 comprend un deuxième film de protection 65 recouvrant l’autre face de la languette 54. Ainsi, le deuxième film de protection 65 est intercalé entre l’autre face de la languette 54 et la deuxième couche de colle 27B.
En variante, l’ouverture 64 est réalisée dans le deuxième film d’encapsulation 29.
Encore en variante, une ouverture 64 est réalisée dans le premier et dans le deuxième films d’encapsulation 28, 29. Dans ce cas il est possible de plier la languette 54 dans deux directions différentes à travers chacune des ouvertures 64. Ainsi, la languette54 peut s’étendre d’un côté ou d’un autre du plan P.
En variante, la languette54 est découpée dans l’épaisseur de l’organe de raccordement 24 et la languette 54 présente une épaisseur E54 inférieure à celle de l’organe de raccordement E24.
Le dispositif électronique 20 tel que décrit précédemment présente un meilleur rendement et une durée de vie plus longue.
En particulier, le dispositif électronique 20 permet un meilleur rendement du fait de la qualité de l’assemblage obtenu avec le connecteur 26.
En effet, le déport de la languette 54 à l’extérieur du module 22 permet d’éloigner la connexion du dispositif électronique 20 au connecteur électrique 26 à l’extérieur du module22.
En particulier, il est possible de raccorder le connecteur électrique sur l’une ou l’autre des faces de la languette 24.
Ainsi, la ou les ouverture(s) 64 réalisée(s) dans les films d’encapsulation 28, 29 sont éloignées de la zone du module 22. De ce fait, le dispositif électronique 20 proposé permet de réduire au maximum l’exposition des couches actives du module 22 à l’air et à l’humidité.
Par ailleurs, la ou les ouverture(s) 64 réalisées dans le ou les film(s) d’encapsulation28, 29 sont localisées sur une zone du ou des film(s) d’encapsulation 28, 29 en regard de la languette 54. En outre, la ou les ouverture(s) sont éloignées des bords du dispositif électronique 20 et notamment du bord du premier et du deuxième films d’encapsulation 28, 29. Ainsi, la mise à l’air et à l’humidité est très limitée.
En outre, lors de la réalisation de l’ouverture 64 dans le premier film d’encapsulation28, l’organe de raccordement 24 protège le deuxième film d’encapsulation29.
Lorsqu’une ouverture 64 est réalisée dans le premier et dans le deuxième films d’encapsulation 28, 29 en regard d’une languette 54, il est possible de plier la languette dans deux directions différentes au travers des ouvertures 64, ce qui offre davantage de positions de raccordement du connecteur électrique 26 au module 22. Ainsi, la languette54 peut s’étendre d’un côté ou d’un autre du plan P.
Ainsi, la reprise de connectique peut se faire sur l’une ou l’autre face du module22 selon les besoins d’intégration dans un produit final.
De plus, l’organe de raccordement 24 agencé entre les films d’encapsulation 28, 29 confère de la rigidité au niveau la partie déportée 46 pour fixer le connecteur électrique 26 ou tout autre élément extérieur au dispositif électronique 20.
Grâce à la partie de positionnement 50, le procédé de raccordement est mis en œuvre de manière plus simple. En effet, la partie de positionnement 50 permet de maintenir l’organe de raccordement 24 sur la bande conductrice 37A.
La partie intermédiaire 48 permet de rendre la partie déportée 46 indépendante mécaniquement du module 22, par exemple lors d’un enroulement du module 22. Dans ce cas, la partie déportée 46 et la languette 54 peuvent ne pas être enroulées.
En outre, la partie intermédiaire 48 permet d’éloigner la languette 54 des bords du module 22. En effet, les bords du module 22 sont des zones sensibles à l’entrée d’eau et d’humidité qui dégradent les performances du module 22 et dont il faut préserver l’intégrité.
La partie intermédiaire 48 permet aussi de personnaliser la conception du dispositif électronique 20, en adaptant notamment la forme de la partie intermédiaire 48. Le ou les film(s) de protection 65 permettent de protéger la languette 54. En particulier, le ou les film(s) de protection 65 permettent à la languette 54 de rester parfaitement propre sans résidu puisqu’elle n’est pas enduite de la colle présente sous le ou les premier et deuxième films d’encapsulation 28, 29.
Le retrait du ou des film(s) de protection 65 au niveau de l’ouverture 64 permet d’obtenir une languette 54 propre dépourvue de première et deuxième couches de colle27A, 27B et de résidus de colle. La conductivité électrique entre la languette 65 et le connecteur électrique 26 est améliorée.
La connexion est alors de meilleure qualité et présente une meilleure conduction électrique.
En outre, l’organe de raccordement 24 peut présenter des formes variées et est donc adaptable au module 22 et au connecteur électrique 26. En particulier, le choix de la conception de l’organe de raccordement 24 en termes de géométrie, de dimension et de matériau permet de connecter électriquement des systèmes électroniques existant de natures différentes.
En outre, la nature de chaque bande conductrice 37A, 37B peut être choisie parmi différentes natures de bandes conductrices. Par exemple, chaque bande conductrice 37A, 37B peut être obtenue par enduction d’une électrode, par dépôt sur une électrode, etc.
L’organe de raccordement 24 offre une solution de raccordement au connecteur électrique 26 qui est légère.
En outre, l’organe de raccordement 24 permet de raccorder le module 22 à un connecteur électrique 26 sans créer de surépaisseur au niveau du module 22.
L’organe de raccordement 24 permet la mise en série ou en parallèle de plusieurs modules 22 dans le même dispositif électronique 20
Enfin, le repère physique permet le prépositionnement automatique ou semi-automatique d’équipements de soudure et d’ouverture laser/mécanique par reconnaissance optique.
Un autre mode de réalisation du dispositif électronique 20 est décrit dans la suite de la présente description. Le dispositif électronique 20 diffère du dispositif électronique précédemment décrit en référence aux figures 2 à 8 seulement par l’organe de raccordement 24.
L’organe de raccordement 24 est un circuit imprimé flexible à la place d’être en un matériau conducteur comme décrit précédemment.
Le circuit imprimé flexible comprend un film comportant des composants électroniques et au moins une piste conductrice sur au moins une de ses faces.
Un tel film présente une épaisseur relativement faible. Par exemple le film présente une épaisseur inférieure ou égale à 100 µm.
Par exemple, le film est réalisé en un matériau électriquement isolant. A titre d’illustration, le matériau électriquement isolant comprend un ou plusieurs polymère(s), tel qu’un polyimide.
L’au moins une piste conductrice est destinée à au moins interconnecter entre eux la bande conductrice 37A, la partie de raccordement 44 et la partie déportée 46.
Par exemple, une portion de la partie de raccordement 44 est enduite sur ses deux faces d’un matériau électriquement conducteur en contact électrique avec la piste conductrice.
En outre, la piste conductrice s’étend au moins sur l’une des faces de la languette54.
Selon un exemple particulier, l’organe de raccordement 24 comporte des composants électroniques. Dans ce cas, la piste conductrice interconnecte entre eux la bande conductrice 37A, la partie de raccordement 44, la partie déportée 46 et les composants électroniques.
Le procédé de raccordement du dispositif électrique 20 au connecteur électrique26 est décrit dans la suite uniquement par différence au procédé de raccordement du dispositif électrique 20 décrit en références aux figures 6 à 8.
Dans ce mode de réalisation, une fois la languette 54 pliée, le connecteur électrique26 est connecté électriquement à la partie de piste conductrice s’étendant sur la languette 54.
Un autre mode de réalisation du dispositif électronique 20 est décrit dans la suite de la présente description en référence à la figure 9.
Le dispositif électronique 20 diffère du dispositif électronique précédemment décrit en référence aux figures 2 à 8 seulement par l’organe de raccordement 24.
Ainsi, l’organe de raccordement 24 de la figure 9 est uniquement décrit par différence par rapport à l’organe de raccordement 24 décrit en références aux figures 2 à8.
L’organe de raccordement 24 comprend deux parties de raccordements 44 et deux parties intermédiaires 48. En outre, la partie déportée 46 présente deux languettes 54.
Chaque partie de raccordement 44 est assemblée sur une bande conductrice distincte 37A, 37B du module 22.
Chaque partie de raccordement 44 présente une forme rectangulaire à bords, par exemple, arrondis. En outre, la partie déportée 46 comporte les deux languettes 54.
La partie déportée 46 présente une bande isolante 66.
La bande isolante 66 isole électriquement deux zones distinctes de la partie déportée 46, chaque zone comportant une languette 54. La bande isolante 66 est constitué d’un matériau électriquement isolant, de type polymère isolant.
A titre d’exemple, les deux zones de la partie déportée 46 sont reliées mécaniquement l’une à l’autre par un liant de type adhésif.
Chaque partie intermédiaire 48 présente une longueur l48 et une largeur L48 adaptées à la largeur du module 22 et qui permettent aux deux zones de la partie déportée46 d’être jointes.
Deux ouvertures 64 sont ménagées dans le premier film d’encapsulation 28. Chaque ouverture 64 est ménagée en regard d’une languette 54 donnée.
Le connecteur électrique 26 est par exemple un boîtier de jonction bipolaire.
Le procédé de raccordement du dispositif électrique 20 au connecteur électrique26 est décrit dans la suite uniquement par différence au procédé de raccordement du dispositif électrique 20 décrit en références aux figures 6 à 8.
Dans ce mode de réalisation, chaque partie de raccordement 44 est assemblée sur une bande conductrice distincte 37A, 37B du module 22.
Le module 22 et l’organe de raccordement 24 sont encapsulés entre le premier film d’encapsulation 28 et le deuxième film d’encapsulation 29. Lors de l’encapsulation, les deux languettes 54 s’étendent dans le plan P.
Puis, deux ouvertures 64 sont réalisées dans le premier film d’encapsulation 28 en regard d’une languette 54 respective.
En variante, les deux ouvertures 64 sont réalisées dans le deuxième film d’encapsulation 29 en regard d’une languette 54 respective.
Encore en variante, deux ouvertures 64 sont réalisées dans chaque film d’encapsulation 28, 29 en regard d’une languette 54 respective.
Enfin, chaque languette 54 est pliée et raccordée électriquement à un connecteur électrique 26.
Ainsi, la géométrie de l’organe de raccordement 24 peut être personnalisée d’une part en fonction du module 22 et d’autre part en fonction du connecteur électrique 26 tout en garantissant un meilleur rendement et une durée de vie plus longue du dispositif électronique 20.
En outre, le fait que les ouvertures 64 soient réalisées localement en regard de chacune des deux languettes 54 minimise les mises à l’air du dispositif électronique 20.
Il en résulte que le dispositif électronique décrit en référence aux figures 2 à 9 présente un meilleur rendement et une durée de vie plus longue.
Un autre mode de réalisation du dispositif électronique 20 est décrit dans la suite de la présente description en référence à la figure 10.
Le dispositif électronique 20 diffère du dispositif électronique précédemment décrit en référence aux figures 2 à 8 seulement par l’organe de raccordement 24.
Ainsi, l’organe de raccordement 24 de la figure 10 est uniquement décrit par différence par rapport à l’organe de raccordement 24 décrit en références aux figures 2 à8.
L’organe de raccordement 24 comprend deux parties de raccordements 44 et deux parties déportées 46 reliées par une partie intermédiaire 48.
La partie intermédiaire 48 relie les deux parties déportées 48. L’organe de raccordement 24 comprend donc une partie intermédiaire 48 commune pour deux parties déportées 46.
En outre, l’organe de raccordement 24 comporte des extensions rectangulaires 100 en saillie de la partie intermédiaire 48. Les extensions 100 sont disposées entre la partie intermédiaire 48 et le module 22.
Chaque extension 100 présente une première dimension l100 le long de la direction longitudinale X et une deuxième dimension L100 le long de la deuxième direction transversale Y.
Chaque extension 100 est en contact avec une électrode supérieure 19A de chaque cellule 36 du module22 pour établir une connexion électrique avec la partie intermédiaire48. Les extensions 100 sont connectées électriquement aux cellules36 via des points de contact 101.
En outre, dans ce mode de réalisation, l’organe de raccordement 24 est un circuit imprimé flexible tel que décrit précédemment, comprenant un film électriquement isolant tel que le film électriquement isolant décrit ci-dessus et au moins une piste conductrice 106.
La piste conductrice 106 interconnecte les bandes conductrices 37A et 37B, les deux parties de raccordement 44, la partie intermédiaire 48, les deux parties déportées 46 et les extensions 100. Comme visible sur la figure 10, la piste conductrice 106 s’étend au moins en partie sur l’une des faces de chaque languette 54.
Par exemple, chaque point de contact 101 est réalisé en un matériau électriquement conducteur reliant électriquement une cellule 36 à la piste conductrice 106.
En outre, le dispositif électronique 20 comprend des composants électroniques de type diode de dérivation 102, appelées «diodes 102» par la suite.
Les diodes 102 sont connectées à la piste conductrice 106 via des points de contact 104. Chaque point de contact 104 est situé sur la partie intermédiaire 48 dans le prolongement d’une extension 100.
Le premier film d’encapsulation 28 présente des ouvertures 110 superposées à la partie intermédiaire 48 et dans le prolongement de chaque extension 100.
Chaque ouverture 110 est réalisée localement en regard d’un point de contact 104.
Chaque ouverture 110 présente une longueur l110 inférieure à la longueur l48 de la partie intermédiaire 48 et chaque ouverture 110 présente une largeur L110 inférieure à la largeur L48 de la partie intermédiaire 48.
En outre, deux ouvertures 110 successives sont séparées par une portion de premier film d’encapsulation 28.
Chaque diode 102 est agencée au-dessus du film d’encapsulation 28 et autrement dit, à l’extérieur de l’espace délimité entre le premier film d’encapsulation 28 et la partie intermédiaire 48. Chaque diode 102 est connectée électriquement entre deux points de contact 104 successifs.
Chaque diode 102 est connectée électriquement à une partie de raccordement 44 et à une extension 100 ou à deux ou trois extensions 100. En outre, les diodes 102 sont connectées électriquement les unes aux autres.
Chaque cellule 36 du module 22 est alors connectée en parallèle avec chaque diode102.
Ainsi, la piste conductrice 106 interconnecte la partie de raccordement 44, la languette 54 de la partie déportée 46, les points de contact 101 des extensions 100, les points de contact 104 agencés sur la partie intermédiaire 48 dans le prolongement de chaque extension 100 et les diodes 102.
Le procédé de raccordement du dispositif électrique 20 au connecteur électrique26 est décrit dans la suite uniquement par différence au procédé de raccordement du dispositif électrique 20 décrit en références aux figure 6 à 8.
Dans ce mode de réalisation, chaque partie de raccordement 44 est assemblée sur une bande conductrice distincte 37A et 37B du module 22.
En outre, chaque extension 100 est raccordée à une cellule 36 au niveau d’un point de contact 101.
Le module 22 et l’organe de raccordement 24 sont encapsulés entre le premier film d’encapsulation 28 et le deuxième film d’encapsulation 29 préalablement enduits respectivement de la première et de la deuxième couche de colle 27A, 27B. Lors de l’encapsulation, les deux languettes 54 s’étendent dans le plan P.
Puis, deux ouvertures 64 sont réalisées dans le premier film d’encapsulation 28 chacune en regard d’une languette 54 donnée.
En variante, les deux ouvertures 64 sont réalisées dans le deuxième film d’encapsulation 29 en regard d’une languette 54 respective.
Encore en variante, deux ouvertures 64 sont réalisées dans chaque film d’encapsulation 28, 29 en regard d’une languette 54 respective.
En outre, les ouvertures 110 sont réalisées pour réaliser les points de raccordement104 des diodes 102 pour assembler les diodes 102 au-dessus du premier film d’encapsulation 28.
Enfin, chaque languette 54 est pliée et raccordée électriquement à un connecteur électrique 26.
Chaque diode 102 permet ainsi de protéger chaque cellule 36 en constituant un circuit de dérivation si une cellule 36 présente des défauts de fonctionnement lors par exemple d’un défaut de fabrication ou d’effets d’ombrage lors de l’utilisation du module 22 et ainsi maintenir les performances électriques du module 22.
En outre, du fait que les ouvertures 110 sont réalisées localement au-dessus de chaque point de raccordement 104 des diodes 102, la mise à l’air du dispositif 20 est limitée.
Chacun des modes de réalisation présentés permet d’obtenir un dispositif électronique présentant un meilleur rendement et une durée de vie plus longue. Ces modes de réalisation peuvent être combinés pour former de nouveaux modes de réalisation lorsqu’ils sont techniquement compatibles.
Claims (10)
- Dispositif électronique (20), notamment un dispositif électronique flexible (20), destiné à être raccordé à un connecteur électrique(26), le dispositif électronique (20) comprenant:
- un module électronique (22), avantageusement un module électronique flexible, comprenant au moins une bande conductrice (37A, 37B),
- un organe de raccordement électrique (24) du module (22) au connecteur électrique (26), l’organe de raccordement (24) comprenant:
- une partie de raccordement (44) assemblée sur au moins une bande conductrice (37A, 37B) pour assurer une conduction électrique entre la partie de raccordement (44) et la bande conductrice (37A, 37B), et
- une partie déportée (46), la partie déportée (46) étant située à l’extérieur du module (22), la partie déportée (46) présentant une première dimension(l46) le long d’une première direction (X) et au moins une deuxième dimension (L46) le long d’une deuxième direction (Y), la deuxième direction (Y) étant orthogonale à la première direction (X) et la partie déportée (46) présentant au moins une languette(54), la languette (54) étant destinée à être raccordée électriquement au connecteur électrique (26),
la languette (54) présentant une première dimension (l54) le long de la première direction (X) et une deuxième dimension (L54) le long de la deuxième direction (Y), la première dimension (l54) de la languette (54) étant strictement inférieure à la première dimension (l46) de la partie déportée (46) et la deuxième dimension (L54) de la languette (54) étant strictement inférieure à la deuxième dimension (L46) de la partie déportée (46),
- au moins un premier film d’encapsulation (28) et un deuxième film d’encapsulation (29) encapsulant le module électronique (22) et l’organe de raccordement (24), au moins l’un des films d’encapsulation (28, 29) parmi le premier film d’encapsulation (28) et le deuxième film d’encapsulation (28, 29) présentant une ouverture (64) en regard de la languette (54). - Dispositif électronique selon la revendication 1, dans lequel l’ouverture(64) présente une première dimension (l64) le long de la première direction(X) et une deuxième dimension (L64) le long de la deuxième direction (Y), la première dimension (l64) de l’ouverture (64) étant strictement inférieure à la première dimension (l46) de la partie déportée (46) et la deuxième dimension (L64) de l’ouverture (64) étant strictement inférieure à la deuxième dimension (L46) de la partie déportée (46).
- Dispositif électronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une épaisseur(E20) est définie pour le dispositif électronique (20), l’épaisseur étant définie selon une troisième direction (Z) orthogonale à la première direction (X) et à la deuxième direction (Y), l’épaisseur (E20) du dispositif électronique (20) étant inférieure à 500 micromètres (µm), de préférence inférieure à 100 µm, et encore préférentiellement inférieure à 50 µm.
- Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la languette (54) est découpée dans l’organe de raccordement (24).
- Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’organe de raccordement (24) comprend, en outre, une partie intermédiaire (48), la partie intermédiaire (48) reliant la partie de raccordement (44) et la partie déportée (46).
- Dispositif électronique selon la revendication 5, dans lequel la partie intermédiaire (48) présente la forme d’un coude.
- Dispositif électronique selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la partie intermédiaire (48) comporte un ou plusieurs composants électroniques, tels que des diodes de dérivation (102), des régulateurs, des diodes électroluminescentes, des transistors, des circuits imprimés, présentant une fonction, notamment une fonction d’éclairage, une fonction de communication sans fil, et/ou une fonction de surveillance.
- Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la partie déportée (46) présente au moins deux zones, les deux zones étant isolées électriquement l’une de l’autre et reliées mécaniquement l’une à l’autre et dans lequel chaque zone présente une languette (54).
- Procédé de raccordement d’un module électronique (22), notamment un module électronique flexible (22), à un connecteur électrique (26), le procédé comprenant les étapes de:
- fourniture du module électronique (22) comprenant au moins une bande conductrice (37A, 37B),
- fourniture du connecteur électrique (26),
- fourniture d’un organe de raccordement électrique (24) du module (22) au connecteur électrique (26), l’organe de raccordement (24) comprenant:
- une partie de raccordement (44) adaptée pour être assemblée sur au moins une bande conductrice (37A, 37B) pour assurer une conduction électrique entre la partie de raccordement (44) et la bande conductrice (37A, 37B), et
- une partie déportée (46), la partie déportée (46) étant configurée pour être située à l’extérieur du module (22), la partie déportée (46) présentant une première dimension(l46) le long d’une première direction (X) et au moins une deuxième dimension (L46) le long d’une deuxième direction (Y), la deuxième direction (Y) étant orthogonale à la première direction (X) et la partie déportée (46) présentant au moins une languette (54), la languette (54) étant destinée à être raccordée électriquement au connecteur électrique (26),
la languette (54) présentant une première dimension (l54) le long de la première direction (X) et une deuxième dimension (L54) le long de la deuxième direction (Y), la première dimension (l54) de la languette (54) étant strictement inférieure à la première dimension (l46) de la partie déportée (46) et la deuxième dimension (L54) de la languette (54) étant strictement inférieure à la deuxième dimension (L46) de la partie déportée(46),
- fourniture d’un premier film d’encapsulation (28) et d’un deuxième film d’encapsulation (29) pour encapsuler le module électronique (22) et l’organe de raccordement (24),
le procédé comprenant en outre les étapes de:
- assemblage de la partie de raccordement (44) de l’organe de raccordement (24) sur la bande conductrice (37A),
- soudure de la partie de raccordement (44) de l’organe de raccordement sur la bande conductrice (37A),
- encapsulation du module électronique (22) et de l’organe de raccordement (24) entre le premier film d’encapsulation (28) et le deuxième film d’encapsulation (29),
- réalisation d’une ouverture (64) dans l’un des films d’encapsulation(28) parmi le premier et le deuxième films d’encapsulation (28, 29) en regard de la languette (54),
- retrait de la partie de film d’encapsulation (28) délimitée par l’ouverture (64), et
- pliage de la languette (54), et connexion électrique de la languette (54) au connecteur électrique (26). - Procédé selon la revendication 9, dans lequel la languette (54) présente une première face et une deuxième face et dans lequel l’organe de raccordement (24) comprend, en outre, un film de protection (65) recouvrant au moins l’une des faces de la languette (54), le procédé comprenant, en outre, le retrait du film de protection (65) après la réalisation de l’ouverture (64) en regard de la languette (54).
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| FR2001170A FR3107143A1 (fr) | 2020-02-06 | 2020-02-06 | Dispositif électronique destiné à être raccordé à un connecteur électrique et procédé de raccordement associé |
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