**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
1. Condensateur ajustable comprenant un stator isolant sur l'une des deux faces duquel est assujettie une première électrode métallique sensiblement semi-annulaire, un rotor en matériau diélectrique portant une deuxiéme électrode sur l'une de ses faces, ce rotor étant monté sur le stator de telle façon que sa face opposée à celle qui porte la deuxiéme électrode vienne au contact de la première électrode solidaire du stator, des moyens pour entraîner en rotation le rotor relativement au stator et deux pattes de connexion raccordées électriquement chacune à l'une des électrodes du condensateur, caractérisé en ce que le stator est constitué par une pièce de matériau souple, de faible épaisseur, revêtue de zones métalliques.
2. Condensateur ajustable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pattes de connexion sont formées d'une pièce avec le stator.
3. Condensateur ajustable selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque patte de connexion est munie d'un trou à son extrémité.
4. Condensateur ajustable selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement du rotor comprennent un axe traversant des passages axiaux du stator et du rotor, dont l'une des extrémités est munie d'une tête qui vient s'appuyer contre la face du stator opposée à celle qui porte la première électrode, et une rondelle élastique assujettie à l'autre extrémité de l'axe qui vient s'appuyer contre la face du rotor portant la deuxième électrode.
5. Condensateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre de la tête de l'axe est sensiblement égal à celui du rotor.
6. Procédé de fabrication d'une série de condensateurs ajustables selon la revendication 1 comportant les étapes de former une série de stators, d'assujettir à chaque stator les autres pièces constitutives d'un condensateur et de contrôler le fonctionnement de chaque condensateur ainsi assemblé, caractérisé en ce que:
: l'on réalise sur une bande de matériau isolant souple, par décou
page et métallisation, une série de stators adjacents, ces stators
restant solidaires de la bande, - I'on assujettit les autres pièces constitutives d'un condensateur à
chaque stator solidaire de la bande, - I'on contrôle chaque condensateur ainsi formé et solidaire de la
bande, la bande constituant un moyen de support, de transport
et de positionnement des condensateurs en cours de montage et
de contrôle, et l'on sépare enfin chaque condensateur contrôlé de la bande.
7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on prédécoupe la forme de chaque stator avant les opérations d'assujettissement des autres pièces constitutives et de contrôle.
8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que, simultanément à l'opération de prédécoupe, on isole électriquement les zones métallisées de chaque stator des zones correspondantes du stator adjacent.
La présente invention concerne les condensateurs ajustables ou variables de faibles dimensions, et leurs procédés de fabrication en série.
La plupart des condensateurs ajustables miniaturisés utilisés à l'heure actuelle dans les dispositifs électroniques comprennent un stator isolant sur l'une des faces duquel est assujettie une première électrode métallique sensiblement semi-annulaire, un rotor en matériau diélectrique portant une deuxième électrode sur l'une de ses faces, ce rotor étant monté sur le stator de telle façon que sa face opposée à celle qui porte la deuxième électrode vienne au contact de la première électrode solidaire du stator, des moyens pour entraîner en rotation le rotor relativement au stator et deux pattes de con
nexion raccordées électriquement chacune à l'une des électrodes du
condensateur.
A titre d'exemple, le brevet suisse No 611069, au nom de la titu
laire, décrit un tel condensateur, dans lequel le stator est constitué
par une pièce rigide, en céramique, sur laquelle est assujettie une pre
mière électrode par collage ou soudage.
Le brevet britanique No 1424199, au nom de Jackson Brothers
Limited, décrit un condensateur analogue, dont le stator est formé
par une pièce rigide en matériau à base de fibres de verre liées par de
la résine époxy, du type de ceux utilisés pour réaliser des circuits imprimés. Les deux faces du stator sont revêtues de zones métallisées
au moyen de procédés dérivées eux aussi de la technique des circuits imprimés.
Toutes ces réalisations présentent un certain nombre de désavantages. En particulier, pour assurer un contact parfait entre la première électrode et le rotor et éviter ainsi des variations de la capacité dues à l'introduction d'air ou d'humidité, il est toujours nécessaire de polir soigneusement la surface de cette électrode. La fabrication de ces condensateurs est également rendue délicate par le nombre de pièces à assembler et par la nécessité de souder la deuxième électrode à la tête d'un axe central pour assurer l'entraînement du rotor. En outre, on remarque quelles condensateurs connus présentent une certaine fragilité dans la mesure où leurs éléments en céramique sont généralement très exposés aux chocs.
Au contraire, I'un des objets de la présente invention est de proposer un condensateur variable de structure très simple, dont le nombre de piéces est réduit, pour la fabrication duquel un certain nombre d'opérations peuvent être supprimées et dont la protection contre les chocs est mieux assurée.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un procédé de fabrication en série de tels condensateurs variables.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante de l'un de ses modes de réalisation particuliers, faite en liaison avec les figures jointes, parmi lesquelles:
la fig. 1 est une vue éclatée et en perspective d'un condensateur variable selon l'invention;
la fig. 2 est une vue analogue à celle de la fig. 1, selon une direction légèrement différente;
la fig. 3 est une vue en coupe du condensateur des fig. 1 et 2, et
les fig. 4a, 4b et 5 représentent, vus en plans, différents stades successifs de la fabrication de condensateurs selon le procédé de l'invention.
Comme on le voit au mieux dans la fig. 1, le condensateur variable comporte, de façon classique, un stator 1 portant, sur l'une de ses faces, une première électrode métallique sensiblement semiannulaire 2, ainsi qu'une contre-pièce 3, de même matériau mais isolée électriquement de l'électrode 2. La contre-pièce 3 est prévue pour assurer un appui uniforme du rotor 4 contre le stator 1. Le rotor 4 se présente sous la forme d'un disque de matériau diélectrique, par exemple en céramique. La face du rotor 4 non destinée à venir au contact du stator porte une deuxième électrode 5, sensiblement semi-annulaire également, formée par exemple par sérigraphie.
Le stator 1 et le rotor 4 comprennent tous deux un passage axial permettant le passage d'un axe 6. L'axe 6 est muni à l'une de ses extrémités d'une tête 7 qui vient s'appuyer contre la face du stator opposée à celle qui porte la première électrode 2. Cette face d'appui du stator porte un revêtement annulaire métallique 9 (fig. 2). Une rondelle élastique 8 rivetée à l'autre extrémité de l'axe 6 assure le maintien de l'assemblage, en s'appuyant contre la face du rotor 4 qui porte la deuxième électrode.
Le stator 1 est formé dans une pièce de matériau souple et isolant, revêtu sur ses deux faces de zones métallisées formant l'électrode 2 et la contre-pièce 3, d'une part, et le revêtement annulaire 9, d'autre part. Le matériau du stator est de préférence à base de polyimide ou de polyester.
En outre, les pattes de connexion 11 et 12 du condensateur sont formées d'une pièce avec le stator 1, dont elles constituent des pro
longements. Les pattes 11 et 12 sont pourvues, sur les deux faces de leur extrémité, d'un revêtement métallique.
Les revêtements de chaque face de l'extrémité des pattes 11 et 12 sont raccordées électriquement, par exemple par l'intermédiaire du revêtement intérieur de trous 13 et 14 dans chaque extrémité.
L'extrémité de la patte de connexion 1 1 est reliée électriquement par une portion de revêtement 15 à la première électrode 2, tandis que celle de la patte 12 est reliée à la deuxième électrode 5 par l'intermédiaire d'un pont métallique 16 qui la raccorde au revêtement annulaire 9, de la tête 7, de l'axe 6, et de la rondelle 8. Les pattes 1 1 et 12 sont suffisamment déformables pour en garantir un raccordement aisé au circuit électronique prévu pour recevoir le condensateur.
L'utilisation d'un stator souple, formé par exemple par découpage dans une bande d'un matériau connu sous la dénomination
Kapton, revêtue préalablement de zones métallisées de forme adéquate, présente de nombreux avantages. En particulier, la souplesse du stator permet de garantir un appui uniforme de l'électrode 2 contre le rotor 4 sans qu'il soit nécessaire de polir cette électrode, ni la contre-pièce 3. De plus, les pattes de connexion étant intégrées au stator, le nombre de pièces à assembler se trouve réduit.
Comme on le voit au mieux sur la fig. 3, la rigidité de la partie active du stator, notamment celle qui porte l'électrode 2, est assurée par le double appui de la tête 7 et du rotor 9. De préférence, le diamètre de ces deux éléments sera sensiblement identique. La fig. 3 montre également que la tête 7 et la rondelle 8 masquent en grande partie le rotor 9, seul élément fragile du condensateur et le protègent ainsi parfaitement contre les chocs.
La géométrie retenue pour le condensateur et le choix des matériaux utilisés garantissent généralement qu'une rotation appliquée à la tête 7 provoque l'entraînement du rotor et sa rotation par rapport au stator, sans qu'il soit nécessaire de souder le rotor à la rondelle 8.
A titre d'exemple nullement limitatif, un condensateur de très faibles dimensions réalisé selon l'invention présente une hauteur totale inférieure à 1 mm, I'épaisseur du stator et du rotor étant de 0,2 mm environ, pour un diamètre de 2,2 mm. La plage de réglage de la capacité de ce condensateur s'étend de 6 à 24 pF environ.
Dans ce qui suit, on décrira de façon succincte un procédé de fa brication particulièrement adapté pour la réalisation automatique en série des condensateurs selon l'invention. Selon ce procédé, on réalise une série de stators adjacents sur une bande de matériau isolant et souple, cette bande constituant, tant que les stators en restent solidaires, un moyen de support, de transport et de positionnement des condensateurs en cours de montage et de contrôle. Ces condensateurs ne sont séparés de la bande pour former des dispositifs individuels qu'en fin de fabrication.
Les fig. 4a et 4b montrent les faces d'une bande 20 de matériau souple, sur laquelle a été formée une série de stators adjacents. Ces stators sont réalisés par des procédés classiques dans la technique de fabrication des bandes du type Kapton, utilisées par exemple pour la connexion automatique de circuits intégrés (Tape Automated
Bonding). Dans le cas présent, ces procédés comprennent le découpage du passage axial 21 de chaque stator et des trous de connexion 13, 14, puis la formation des zones métallisées constituant l'électrode 2, la contre-pièce 3, le revêtement annulaire 9, et celui des pattes de connexion 11, 12. Ces métallisations peuvent être obtenues soit par découpage électrolytique de feuilles métalliques préalablement déposées par laminage sur chaque face de la bande, ou par électrodéposition.
Le raccordement électrique des deux faces opposées des extrémités des pattes de connexion pourra être obtenu par la métallisation de la surface intérieure des trous 13 et 14.
De préférence, on procède à un prédécoupage du stator selon les lignes pointillées 22, destiné à faciliter la séparation finale des condensateurs formés et de la bande, ainsi qu'a. isoler électriquement les zones métallisées correspondantes de deux stators voisins. Cette dernière précaution permet de procéder ultérieurement à un contrôle électrique de chaque condensateur avant sa séparation de la bande 20.
La partie gauche de la fig. 4a montre l'aspect de la bande après découpage selon les lignes 22 représentées sur la partie droite de cette figure.
Ensuite, on assujettit les autres pièces constitutives d'un condensateur, soit l'axe, le rotor et la rondelle élastique, à chaque stator. Il reste alors à tester électriquement les condensateurs ainsi formés et, éventuellement, à les marquer de façon à pouvoir reconnaître ceux d'entre eux qui ne satisferaient pas au contrôle. Finalement, chaque condensateur est séparé de la bande 20 par découpage selon la ligne pointillée 23 de la fig. 5, dans laquelle on a représenté également sur la partie gauche l'aspect de la bande 20 après le découpage.
Bien qu'elle ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, la présente invention est susceptible de nombreuses modifications et variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.
Par exemple, il est clair que l'opération de découpage final, permettant l'extraction des condensateurs de leur bande-support, peut n'être réalisée qu'au moment du montage des condensateurs sur le substrat ou le circuit qui doit les recevoir, ce qui permet une automatisation poussée du montage.
** ATTENTION ** start of the DESC field may contain end of CLMS **.
CLAIMS
1. Adjustable capacitor comprising an insulating stator on one of the two faces to which a first substantially semi-annular metal electrode is subjected, a rotor of dielectric material carrying a second electrode on one of its faces, this rotor being mounted on the stator so that its face opposite to that which carries the second electrode comes into contact with the first electrode secured to the stator, means for rotating the rotor relative to the stator and two connection tabs each electrically connected to one of the electrodes of the capacitor, characterized in that the stator consists of a piece of flexible material, of small thickness, coated with metal zones.
2. Adjustable capacitor according to claim 1, characterized in that the connection tabs are formed in one piece with the stator.
3. Adjustable capacitor according to claim 2, characterized in that each connection tab is provided with a hole at its end.
4. Adjustable capacitor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the rotor drive means comprise an axis passing through axial passages of the stator and the rotor, one end of which is provided with a head which comes to bear against the face of the stator opposite to that which carries the first electrode, and an elastic washer fixed at the other end of the axis which comes to bear against the face of the rotor carrying the second electrode.
5. Capacitor according to claim 4, characterized in that the diameter of the head of the axis is substantially equal to that of the rotor.
6. A method of manufacturing a series of adjustable capacitors according to claim 1 comprising the steps of forming a series of stators, subjecting each stator to the other component parts of a capacitor and controlling the operation of each capacitor thus assembled. , characterized in that:
: one carries out on a strip of flexible insulating material, by décou
page and metallization, a series of adjacent stators, these stators
remaining integral with the strip, - the other component parts of a capacitor are subjected to
each stator secured to the strip, - we control each capacitor thus formed and secured to the
strip, the strip constituting a means of support, of transport
and positioning of the capacitors during assembly and
control, and finally each controlled capacitor is separated from the strip.
7. The manufacturing method according to claim 6, characterized in that the shape of each stator is precut before the securing operations of the other component and control parts.
8. The manufacturing method according to claim 7, characterized in that, simultaneously with the precut operation, the metallized zones of each stator are electrically isolated from the corresponding zones of the adjacent stator.
The present invention relates to adjustable or variable capacitors of small dimensions, and to their mass production methods.
Most of the miniaturized adjustable capacitors currently used in electronic devices include an insulating stator on one side of which is attached a first substantially semi-annular metal electrode, a rotor of dielectric material carrying a second electrode on the one of its faces, this rotor being mounted on the stator so that its face opposite to that which carries the second electrode comes into contact with the first electrode secured to the stator, means for rotating the rotor relative to the stator and two cunt legs
nexion electrically connected each to one of the electrodes of the
capacitor.
For example, Swiss Patent No 611069, in the name of the tit
laire, describes such a capacitor, in which the stator is constituted
by a rigid ceramic part, to which a pre is subjected
first electrode by bonding or welding.
British Patent No. 1,424,199, in the name of Jackson Brothers
Limited, describes an analog capacitor, from which the stator is formed
by a rigid piece of glass fiber material linked by
epoxy resin, of the type used to make printed circuits. Both sides of the stator are coated with metallized zones
by means of processes also derived from the technique of printed circuits.
All of these achievements have a number of disadvantages. In particular, to ensure perfect contact between the first electrode and the rotor and thus avoid variations in capacity due to the introduction of air or humidity, it is always necessary to carefully polish the surface of this electrode. The manufacture of these capacitors is also made difficult by the number of parts to be assembled and by the need to weld the second electrode to the head of a central axis to ensure the drive of the rotor. In addition, it is noted which known capacitors have a certain brittleness insofar as their ceramic elements are generally very exposed to shocks.
On the contrary, one of the objects of the present invention is to propose a variable capacitor of very simple structure, the number of parts of which is reduced, for the manufacture of which a certain number of operations can be eliminated and whose protection against shock is better assured.
Another object of the invention is to provide a method of mass production of such variable capacitors.
The invention will be clearly understood on reading the following description of one of its particular embodiments, made in conjunction with the attached figures, among which:
fig. 1 is an exploded and perspective view of a variable capacitor according to the invention;
fig. 2 is a view similar to that of FIG. 1, in a slightly different direction;
fig. 3 is a sectional view of the capacitor of FIGS. 1 and 2, and
fig. 4a, 4b and 5 represent, seen in plans, different successive stages of the manufacture of capacitors according to the method of the invention.
As best seen in fig. 1, the variable capacitor comprises, in a conventional manner, a stator 1 carrying, on one of its faces, a first substantially semiannular metal electrode 2, as well as a counterpiece 3, of the same material but electrically insulated from the electrode 2. The counterpiece 3 is provided to ensure uniform support of the rotor 4 against the stator 1. The rotor 4 is in the form of a disc of dielectric material, for example ceramic. The face of the rotor 4 not intended to come into contact with the stator carries a second electrode 5, also substantially semi-annular, formed for example by screen printing.
The stator 1 and the rotor 4 both comprise an axial passage allowing the passage of an axis 6. The axis 6 is provided at one of its ends with a head 7 which bears against the face of the stator opposite to that which carries the first electrode 2. This bearing face of the stator carries a metallic annular coating 9 (fig. 2). An elastic washer 8 riveted to the other end of the axis 6 maintains the assembly, pressing against the face of the rotor 4 which carries the second electrode.
The stator 1 is formed in a piece of flexible and insulating material, coated on its two faces with metallized zones forming the electrode 2 and the counter-piece 3, on the one hand, and the annular coating 9, on the other hand. The stator material is preferably based on polyimide or polyester.
In addition, the connection tabs 11 and 12 of the capacitor are formed in one piece with the stator 1, of which they constitute pro
lengths. The legs 11 and 12 are provided, on the two faces of their ends, with a metallic coating.
The coatings on each face of the end of the tabs 11 and 12 are electrically connected, for example by means of the internal coating of holes 13 and 14 in each end.
The end of the connection lug 1 1 is electrically connected by a coating portion 15 to the first electrode 2, while that of the lug 12 is connected to the second electrode 5 via a metal bridge 16 which the connection to the annular coating 9, of the head 7, of the axis 6, and of the washer 8. The tabs 1 1 and 12 are sufficiently deformable to guarantee an easy connection to the electronic circuit provided for receiving the capacitor.
The use of a flexible stator, formed for example by cutting from a strip of a material known under the name
Kapton, previously coated with metallized areas of adequate shape, has many advantages. In particular, the flexibility of the stator makes it possible to guarantee uniform support of the electrode 2 against the rotor 4 without it being necessary to polish this electrode or the counter-piece 3. In addition, the connection tabs being integrated in the stator, the number of parts to be assembled is reduced.
As best seen in fig. 3, the rigidity of the active part of the stator, in particular that which carries the electrode 2, is ensured by the double support of the head 7 and of the rotor 9. Preferably, the diameter of these two elements will be substantially identical. Fig. 3 also shows that the head 7 and the washer 8 largely mask the rotor 9, the only fragile element of the capacitor and thus protect it perfectly against shocks.
The geometry used for the capacitor and the choice of materials used generally guarantee that a rotation applied to the head 7 causes the rotor to drive and rotate relative to the stator, without it being necessary to weld the rotor to the washer. 8.
By way of nonlimiting example, a very small capacitor produced according to the invention has a total height of less than 1 mm, the thickness of the stator and of the rotor being approximately 0.2 mm, for a diameter of 2, 2 mm. The capacitance adjustment range of this capacitor ranges from approximately 6 to 24 pF.
In the following, a manufacturing process particularly suitable for the automatic production in series of the capacitors according to the invention will be succinctly described. According to this method, a series of adjacent stators is produced on a strip of insulating and flexible material, this strip constituting, as long as the stators remain integral therewith, a means of support, transport and positioning of the capacitors during mounting and control. These capacitors are not separated from the strip to form individual devices until the end of manufacture.
Figs. 4a and 4b show the faces of a strip 20 of flexible material, on which a series of adjacent stators has been formed. These stators are produced by conventional methods in the technique of manufacturing bands of the Kapton type, used for example for the automatic connection of integrated circuits (Tape Automated
Bonding). In the present case, these methods include cutting the axial passage 21 of each stator and the connection holes 13, 14, then forming the metallized zones constituting the electrode 2, the counterpiece 3, the annular coating 9, and that of the connection lugs 11, 12. These metallizations can be obtained either by electrolytic cutting of metal sheets previously deposited by rolling on each face of the strip, or by electrodeposition.
The electrical connection of the two opposite faces of the ends of the connection lugs can be obtained by metallization of the interior surface of the holes 13 and 14.
Preferably, the stator is precut along the dotted lines 22, intended to facilitate the final separation of the capacitors formed and of the strip, as well as. electrically isolate the corresponding metallized areas of two neighboring stators. This last precaution makes it possible to subsequently carry out an electrical check of each capacitor before its separation from the strip 20.
The left side of fig. 4a shows the appearance of the strip after cutting along the lines 22 shown on the right part of this figure.
Then, the other constituent parts of a capacitor, namely the axis, the rotor and the elastic washer, are subjected to each stator. It then remains to electrically test the capacitors thus formed and, possibly, to mark them so as to be able to recognize those of them which would not satisfy the control. Finally, each capacitor is separated from the strip 20 by cutting along the dotted line 23 in FIG. 5, in which the appearance of the strip 20 after cutting has also been shown on the left-hand side.
Although it has been described in relation to a particular embodiment, the present invention is susceptible of numerous modifications and variants which will appear to those skilled in the art.
For example, it is clear that the final cutting operation, allowing the extraction of the capacitors from their support strip, can only be carried out when the capacitors are mounted on the substrate or the circuit which is to receive them, which allows extensive automation of assembly.