FR2675254A1 - Liquid level detector comprising a semiconductor component - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des détecteurs de niveau de liquide contenu dans un réservoir. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement à la détection du niveau d'huile dans le carter d'un moteur de véhicule automobile. The present invention relates to the field of liquid level detectors contained in a tank. It applies in particular, but not exclusively to the detection of the oil level in the crankcase of a motor vehicle engine.
On a déjà proposé de détecter des niveaux minimaux de fluide contenu dans un réservoir à l'aide de capteurs comprenant un élément semi-conducteur dopé thermorésistif dont la pente de résistivité s'inverse lors du franchissement d'une température critique. It has already been proposed to detect minimum levels of fluid contained in a reservoir using sensors comprising a thermoresistive doped semiconductor element, the resistivity slope of which is reversed when a critical temperature is crossed.
De tels capteurs sont décrits par exemple dans les documents
US-A-3412610, US-A-3600946 et US-A-4065760.Such sensors are described for example in the documents
US-A-3412610, US-A-3600946 and US-A-4065760.
Plus précisément encore, le document US-A-3412610 décrit un dispositif de détection comprenant un composant semi-conducteur qui présente, comme illustré sur la figure I annexée, un coefficient de température positif en-dessous d'un seuil de température critique Tc et un coefficient de température négatif au-dessus de ce seuil. La figure 1 représente trois courbes a, b, c, de résistivité d'un tel composant semi-conducteur en fonction de la température, pour trois valeurs de dopage différentes du composant. More precisely still, the document US-A-3412610 describes a detection device comprising a semiconductor component which has, as illustrated in the appended FIG. I, a positive temperature coefficient below a critical temperature threshold Tc and a negative temperature coefficient above this threshold. FIG. 1 represents three curves a, b, c, of resistivity of such a semiconductor component as a function of the temperature, for three different doping values of the component.
Comme représenté sur la figure 2 annexée, le document
US-A-3412610 propose d'utiliser le dispositif de détection précité pour surveiller le franchissement d'un niveau prédéterminé par un liquide 10, contenu dans un réservoir 12. Pour cela, selon le document US-A-3412610, le capteur 20 comprenant le composant semi-conducteur à coefficient de température variable est placé dans une paroi 14 du réservoir pour être en relation d'échange thermique avec le liquide 10. Le capteur 20 est placé à la hauteur du niveau à détecter. Le capteur 20 est alimenté par une source de tension 40 par l'intermédiaire d'une résistance série 42. Le capteur 20 est le siège d'un échauffement dû à l'effet Joule. Un témoin 44 est placé en parallèle de la résistance 42.As shown in Figure 2 attached, the document
US-A-3412610 proposes to use the aforementioned detection device to monitor the crossing of a predetermined level by a liquid 10, contained in a reservoir 12. For this, according to document US-A-3412610, the sensor 20 comprising the semiconductor component with variable temperature coefficient is placed in a wall 14 of the reservoir to be in heat exchange relationship with the liquid 10. The sensor 20 is placed at the level of the level to be detected. The sensor 20 is supplied by a voltage source 40 via a series resistor 42. The sensor 20 is the seat of heating due to the Joule effect. A witness 44 is placed in parallel with the resistor 42.
Lorsque le niveau du fluide 10 est supérieur au niveau du capteur 20, celui-ci est refroidi correctement. La température du capteur 20 reste en dessous du seuil critique Tc. Sa résistance est donc élevée et le courant dans le capteur 20 ainsi que dans la résistance série 42 est faible. When the level of the fluid 10 is higher than the level of the sensor 20, the latter is cooled correctly. The temperature of the sensor 20 remains below the critical threshold Tc. Its resistance is therefore high and the current in the sensor 20 as well as in the series resistance 42 is low.
Le témoin 44 est donc désactivé. Witness 44 is therefore deactivated.
Lorsque le niveau du fluide 10 devient inférieur au niveau du capteur 20, le fluide 10 ne peut plus refroidir ce dernier. Le capteur 20 est échauffé par effet Joule. Dès que la température critique est atteinte, sa résistance chute ; le courant dans le capteur 20 et dans la résistance série 42 augmente rapidement lorsque la valeur de cette résistance série 42 est adaptée à la résistance du capteur 20. On obtient un effet d'avalanche. La tension aux bornes de la résistance 42 augmente. Le témoin 44 est activé. When the level of the fluid 10 becomes lower than the level of the sensor 20, the fluid 10 can no longer cool the latter. The sensor 20 is heated by the Joule effect. As soon as the critical temperature is reached, its resistance drops; the current in the sensor 20 and in the series resistor 42 increases rapidly when the value of this series resistor 42 is adapted to the resistance of the sensor 20. An avalanche effect is obtained. The voltage across the resistor 42 increases. The indicator 44 is activated.
On a représenté sur la figure 3 annexée, un capteur 20 du type décrit dans le document US-A-4065760. Comme représenté sur la figure 3 annexée, selon le document US-A-4065760, la pastille 21 de matériau semi-conducteur est revêtue respectivement sur ses deux faces principales 22, 23, de couches d'aluminium 24, 25. Les couches d'aluminium 24, 25 sont elles-mêmes revêtues d'une couche de nickel 26, 27. La pastille 21 est formée de silicium dopé avec des impuretés de type P. Les couches d'aluminium 24, 25 ont une épaisseur de l'ordre de 6 à 12cil. Les couches de nickel 26, 27 ont une épaisseur de l'ordre de l um. L'ensemble comprenant la pastille 21 et les métallisations 24, 25, 26, 27, est encapsulé dans un boîtier métallique 30.Celui-ci est formé d'une coupelle 31 formée en un alliage de fer, nickel et cobalt, tel que le produit commercialisé sous la marque "KOVAR". La coupelle 31 est munie d'un revêtement interne 32 et d'un revêtement externe 31 d'or. Un ressort 34 en matériau électriquement conducteur est intercalé entre une borne de connexion 35 et la couche supérieure de nickel 26. La couche inférieure de nickel 27 est fixée sur la coupelle, plus précisément sur le revêtement interne 32 d'or, par une soudure 36. Is shown in Figure 3 attached, a sensor 20 of the type described in document US-A-4065760. As shown in Figure 3 attached, according to document US-A-4065760, the wafer 21 of semiconductor material is coated respectively on its two main faces 22, 23, with layers of aluminum 24, 25. The layers of aluminum 24, 25 are themselves coated with a nickel layer 26, 27. The wafer 21 is formed of silicon doped with P-type impurities. The aluminum layers 24, 25 have a thickness of the order of 6 to 12cil. The nickel layers 26, 27 have a thickness of the order of 1 µm. The assembly comprising the patch 21 and the metallizations 24, 25, 26, 27, is encapsulated in a metal case 30 which is formed by a cup 31 formed from an alloy of iron, nickel and cobalt, such as the product sold under the brand name "KOVAR". The cup 31 is provided with an internal coating 32 and an external coating 31 of gold. A spring 34 of electrically conductive material is interposed between a connection terminal 35 and the upper nickel layer 26. The lower nickel layer 27 is fixed to the cup, more precisely to the internal coating 32 of gold, by a weld 36 .
Les dispositifs décrits dans les documents précités ont déjà rendu de grands services. Toutefois, ils ne donnent pas totalement satisfaction, en particulier au niveau du coût et de la fiabilité ; ces dispositifs connus sont souvent attaqués par les vapeurs de carburant. The devices described in the aforementioned documents have already rendered great services. However, they are not entirely satisfactory, in particular in terms of cost and reliability; these known devices are often attacked by fuel vapors.
La présente invention a maintenant pour but de proposer un nouveau capteur à semi-conducteur qui élimine les inconvénients de la technique antérieure. The present invention now aims to provide a new semiconductor sensor which eliminates the drawbacks of the prior art.
Un but important de la présente invention est de proposer un capteur présentant une constante de temps thermique réduite. An important object of the present invention is to provide a sensor having a reduced thermal time constant.
Un autre but important de la présente invention est de proposer un capteur dont le prix de revient est plus faible que celui des dispositifs antérieurs. Another important object of the present invention is to provide a sensor whose cost price is lower than that of prior devices.
Un autre but important de la présente invention est de proposer un capteur à coût et fiabilité améliorés. Another important object of the present invention is to provide a sensor with improved cost and reliability.
Un autre but important de la présente invention est de proposer un capteur conçu pour jauger différents types de fluides utilisés dans les véhicules automobiles, tel que l'huile moteur, l'huile de boîte de vitesse, le carburant, le liquide de refroidissement, le liquide lave-glace et le liquide de frein. Another important object of the present invention is to provide a sensor designed to gauge different types of fluids used in motor vehicles, such as engine oil, gearbox oil, fuel, coolant, windshield washer fluid and brake fluid.
Ces buts sont atteints selon la présente invention grâce à un capteur comprenant une pastille de matériau semi-conducteur dopé, deux connexions électriquement conductrices fixées sur ladite pastille et un enrobage en matériau polymère résistant chimiquement au fluide environnant. These objects are achieved according to the present invention by means of a sensor comprising a pellet of doped semiconductor material, two electrically conductive connections fixed on said pellet and a coating of polymeric material chemically resistant to the surrounding fluid.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la pastille de matériau semi-conducteur est fixée sur les deux connexions électriquement conductrices par un polymère chargé de particules électriquement conductrices. According to another advantageous characteristic of the present invention, the chip of semiconductor material is fixed to the two electrically conductive connections by a polymer charged with electrically conductive particles.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le matériau polymère d'enrobage est chargé de particules thermiquement conductrices et électriquement isolantes. According to another advantageous characteristic of the present invention, the coating polymer material is charged with thermally conductive and electrically insulating particles.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le matériau polymère de liaison entre la pastille et les connexions est un polyimide chargé de préférence de particules d'argent. According to another advantageous characteristic of the present invention, the polymeric bonding material between the patch and the connections is a polyimide preferably loaded with silver particles.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le matériau polymère d'enrobage est un polyfluorimide chargé de préférence d'oxydes métalliques. According to another advantageous characteristic of the present invention, the polymeric coating material is a polyfluorimide preferably loaded with metal oxides.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente l'évolution connue de résistivité, en fonction de la température, d'un composant semi-conducteur thermosensible, - la figure 2 précédemment décrite représente un dispositif de détection de niveau conforme au document antérieur US-A-3412610, - la figure 3 précédemment décrite représente un capteur à semi-conducteur conforme au document antérieur US-A-4065760, - la figure 4 représente sous forme d'organigramme les différentes étapes d'un procédé préférentiel de fabrication d'un capteur conforme à la présente invention, - les figures 5a à 5j illustrent schématiquement ces différentes étapes, plus précisément
la figure 5a représente une vue en coupe d'une pastille de silicium dopé,
la figure 5b représente la même pastille munie de métallisations,
la figure 5c représente la même pastille après dépôt de couches de polyimide chargé de particules d'argent,
les figures 5d et 5e représentent deux vues orthogonales entre elles, et partiellement en coupe axiale, d'un connecteur destiné à recevoir la pastille de silicium dopé,
la figure 5f représente différents connecteurs placés sur un support temporaire commun,
les figures 5g et 5h représentent deux vues orthogonales d'un connecteur muni d'une pastille de silicium dopé,
les figures 5i et 5j représentent deux vues orthogonales du meme connecteur après formation de l'enrobage en polyfluorimide, et - les figures 6 et 7 représentent deux variantes de réalisation de boîtiers recevant le capteur sensible conforme à la présente invention.Other characteristics, aims and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the appended drawings given by way of nonlimiting examples and in which - Figure 1 previously described represents the evolution known resistivity, as a function of temperature, of a thermosensitive semiconductor component, - Figure 2 previously described represents a level detection device in accordance with the prior document US-A-3412610, - Figure 3 previously described represents a semiconductor sensor according to the prior document US-A-4065760, - Figure 4 shows in flowchart the different steps of a preferred method of manufacturing a sensor according to the present invention, - Figures 5a to 5j schematically illustrate these different stages, more precisely
FIG. 5a represents a sectional view of a pellet of doped silicon,
FIG. 5b represents the same patch provided with metallizations,
FIG. 5c represents the same pellet after deposition of layers of polyimide charged with silver particles,
FIGS. 5d and 5e represent two views orthogonal to each other, and partially in axial section, of a connector intended to receive the pellet of doped silicon,
FIG. 5f represents different connectors placed on a common temporary support,
FIGS. 5g and 5h represent two orthogonal views of a connector provided with a doped silicon wafer,
Figures 5i and 5j show two orthogonal views of the same connector after formation of the polyfluorimide coating, and - Figures 6 and 7 show two alternative embodiments of housings receiving the sensitive sensor according to the present invention.
Le procédé préférentiel de fabrication d'un capteur conforme à la présente invention comprend tout d'abord, comme représenté sur la figure 4 annexée, des étapes 100, 102, 104 de préparation d'une pastille de matériau semi-conducteur 200 et des étapes 110, 112 de préparation d'un connecteur 250 support de pastille. The preferred method of manufacturing a sensor according to the present invention firstly comprises, as shown in the appended FIG. 4, steps 100, 102, 104 of preparation of a chip of semiconductor material 200 and steps 110, 112 for the preparation of a connector 250 for the pad support.
L'étape 100 consiste à fabriquer des pastilles ou puces 200 thermorésistives en silicium dopé comme représenté schématiquement en coupe sur la figure 5a. Le dopage est de préférence de type P et réalisé avec du Bore. La fabrication de ces pastilles dopées est connue de l'homme de l'art et ne sera pas décrite par la suite. Les puces 200 sont métallisées sur leurs deux faces opposées principales 202, 204 comme représenté sur la figure 5b, pour la prise de contact. Ces métallisations 210, 212 sont de préférence faites chacune par superposition successivement d'une couche d'aluminium, d'une couche de titane, et d'une couche d'argent. La couche d'aluminium améliore la prise de contact sur le silicium. Elle a typiquement une épaisseur de l'ordre de 2 à 4cime La couche de titane sert de barrière. Step 100 consists of manufacturing thermoresistive pellets or chips 200 of doped silicon as shown diagrammatically in section in FIG. 5a. The doping is preferably of type P and carried out with Boron. The manufacture of these doped pellets is known to those skilled in the art and will not be described below. The chips 200 are metallized on their two main opposite faces 202, 204 as shown in FIG. 5b, for making contact. These metallizations 210, 212 are preferably each made by successively superimposing a layer of aluminum, a layer of titanium, and a layer of silver. The aluminum layer improves contact with the silicon. It typically has a thickness of the order of 2 to 4 parts. The titanium layer serves as a barrier.
Elle a typiquement une épaisseur de l'ordre de 0,075pu. La couche d'argent améliore la prise de contact sur les connexions. Elle a typiquement une épaisseur de l'ordre de 6cru. Après contrôle les différentes puces métallisées formées à partir d'une plaquette commune, sont découpées. Les puces 200 ont de préférence une épaisseur de l'ordre de 0,5mm et une surface de 2,5mm x 2,5mm.It typically has a thickness of the order of 0.075pu. The silver layer improves contact on the connections. It typically has a thickness of the order of 6cru. After checking, the various metallized chips formed from a common wafer are cut out. The chips 200 preferably have a thickness of the order of 0.5mm and an area of 2.5mm x 2.5mm.
Les puces 200 obtenues à la fin de l'étape 100 sont destinées à être fixées sur les connexions 260 du connecteur 250. The chips 200 obtained at the end of step 100 are intended to be fixed to the connections 260 of the connector 250.
La liaison définie entre les puces 200 et les connexions électriques 260 doit à la fois remplir les quatre fonctions suivantes : établir une liaison électrique fiable, assurer une faible dissipation thermique, présenter un coefficient de dilatation thermique proche du silicium et garantir la fixation mécanique des puces 200. The connection defined between the chips 200 and the electrical connections 260 must simultaneously fulfill the following four functions: establishing a reliable electrical connection, ensuring low heat dissipation, having a coefficient of thermal expansion close to silicon and guaranteeing the mechanical fixing of the chips 200.
Après de multiples essais, la Demanderesse propose d'utiliser un matériau polymère chargé de particules électriquement conductrices pour relier les puces 200 et les connexions 260. Plus précisément, la demanderesse préconise d'utiliser du polyimide chargé de particules d'argent. After multiple tests, the Applicant proposes to use a polymeric material charged with electrically conductive particles to connect the chips 200 and the connections 260. More specifically, the Applicant recommends using polyimide charged with silver particles.
Ainsi à l'étape 102, une couche 220, 222 de polyimide chargé d'argent est déposée sur chaque métallisation en argent 210, 212 des puces 200 comme représenté sur la figure 5c. Ce dépôt peut être effectué selon toute technique connue de l'homme de l'art, par exemple par sérigraphie. Thus in step 102, a layer 220, 222 of polyimide loaded with silver is deposited on each silver metallization 210, 212 of the chips 200 as shown in FIG. 5c. This deposition can be carried out according to any technique known to those skilled in the art, for example by screen printing.
A l'étape 104, le polyimide chargé d'argent 220, 222 est séché. In step 104, the silver-laden polyimide 220, 222 is dried.
L'étape de séchage 104 est conduite de préférence à une température comprise entre 30"C et 750C. Très préférentiellement, l'étape 104 consiste à sécher les couches de polyimide 220, 222 chargées d'argent à une température de 70"C pendant une demi-heure.The drying step 104 is preferably carried out at a temperature between 30 "C and 750C. Very preferably, the step 104 consists in drying the layers of polyimide 220, 222 loaded with silver at a temperature of 70" C for a half hour.
En parallèle, le connecteur 250 est fabriqué à l'étape 110. In parallel, the connector 250 is manufactured in step 110.
Cette étape consiste essentiellement à surmouler un corps 270 en matériau électriquement isolant sur deux fils de connexion 260 en matériau électriquement conducteur, comme représenté sur les figures 5d et 5e.This step essentially consists of overmolding a body 270 of electrically insulating material on two connection wires 260 of electrically conductive material, as shown in FIGS. 5d and 5e.
Le corps 270 est formé de préférence en polyétheréthercétone. I1 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Pour cette raison, la géométrie du corps 270 représenté sur les figures annexées ne sera pas décrite plus en détail par la suite. The body 270 is preferably formed of polyetheretherketone. I1 can be the subject of numerous variant embodiments. For this reason, the geometry of the body 270 shown in the appended figures will not be described in more detail below.
Selon la présente invention, les fils de connexion 260 sont formés en un alliage de fer, nickel et chrome (typiquement 1796 Co, 29%
Ni, 5496 Fe). Il s'agit de préférence du produit commercialisé sous la marque "KOVAR". Ce produit est avantageux du fait qu'il présente un coefficient de dilatation linéaire Cd de 5,8 x 10 6/oC, proche de celui du
6 silicium (2,6 x 10 /0C) et une faible conductivité thermique (0,04 Cal/cm.s. C). En revanche, ce produit présente une résistance de contact relativement élevée. Pour cette raison, il est de préférence revêtu d'une double couche de nickel et d'or.La couche de nickel a typiquement une épaisseur de l'ordre de 3cru. La couche d'or a typiquement une épaisseur de l'ordre de 1,5ci. La couche de nickel et la couche d'or peuvent être déposées sur le Kovar selon toute technique connue de l'homme de l'art, telle que par exemple par dépôt électrolytique.According to the present invention, the connection wires 260 are formed from an alloy of iron, nickel and chromium (typically 1796 Co, 29%
Ni, 5496 Fe). It is preferably the product marketed under the brand "KOVAR". This product is advantageous because it has a coefficient of linear expansion Cd of 5.8 x 10 6 / oC, close to that of
6 silicon (2.6 x 10 / 0C) and low thermal conductivity (0.04 Cal / cm.s. C). However, this product has a relatively high contact resistance. For this reason, it is preferably coated with a double layer of nickel and gold. The nickel layer typically has a thickness of the order of 3 cru. The gold layer typically has a thickness of the order of 1.5 cc. The nickel layer and the gold layer can be deposited on the Kovar according to any technique known to those skilled in the art, such as for example by electrolytic deposition.
Les deux connexions 260 de chaque connecteur sont de préférence sensiblement identiques. Elles émergent de part et d'autre du corps 270 de connecteur. L'une des extrémités 262 des connexions 260 est destinée à être raccordée au circuit d'exploitation. L'autre extrémité 264 des connexions 260 est destinée à recevoir la puce 200. Les connexions 260 sont formées avantageusement d'un fil de section constante, muni d'une excroissance 266 à leur extrémité 264 destinée à être reliée à la puce 200. The two connections 260 of each connector are preferably substantially identical. They emerge on either side of the connector body 270. One of the ends 262 of the connections 260 is intended to be connected to the operating circuit. The other end 264 of the connections 260 is intended to receive the chip 200. The connections 260 are advantageously formed of a wire of constant section, provided with a protrusion 266 at their end 264 intended to be connected to the chip 200.
La partie évasée 166 a de préférence la même géométrie que la pastille 200, par exemple rectangulaire. Le fil formant les connexions 260 peut être de section circulaire, par exemple d'un diamètre de l'ordre de 0,44mm. Le fil formant les connexions 260 peut en variante être de section rectangulaire, par exemple de l'ordre de 0,155mm x lmm. Ces connexions 260 peuvent ainsi être formées par matriçage dans une plaque. Les deux connexions 260 s'étendent sensiblement parallèlement dans le corps 270. Leurs extrémités 266 en regard sont écartées d'une distance L1 égale, ou sensiblement égale mais inférieure, à l'épaisseur L2 des pastilles 200.Les connexions 260 peuvent être pliées à cet effet comme représenté sur les figures 5d et Se
Le connecteur support 250 ainsi formé représenté sur les figures 5d et 5e est prêt à recevoir une pastille 200 issue de l'étape 104 représentée sur la figure 5c.The flared part 166 preferably has the same geometry as the patch 200, for example rectangular. The wire forming the connections 260 may be of circular section, for example with a diameter of the order of 0.44 mm. The wire forming the connections 260 can alternatively be of rectangular section, for example of the order of 0.155 mm × lmm. These connections 260 can thus be formed by stamping in a plate. The two connections 260 extend substantially parallel in the body 270. Their opposite ends 266 are spaced apart by a distance L1 equal to, or substantially equal to, but less than the thickness L2 of the pellets 200. The connections 260 can be folded to this effect as shown in Figures 5d and Se
The support connector 250 thus formed shown in Figures 5d and 5e is ready to receive a pellet 200 from step 104 shown in Figure 5c.
Toutefois avant de placer, à ltétape 120, une pastille 200 entre les extrémités 266 des connexions 260, de préférence on place les connecteurs 250 dans un support temporaire commun 280, comme représenté sur la figure 5f annexée. However before placing, in step 120, a patch 200 between the ends 266 of the connections 260, preferably the connectors 250 are placed in a common temporary support 280, as shown in the attached FIG. 5f.
Le support 280 facilite la manipulation ultérieure des connecteurs 250. I1 peut faire l'objet de nombreuses variantes et ne sera donc pas décrit plus en détail par la suite. The support 280 facilitates the subsequent manipulation of the connectors 250. I1 can be the subject of numerous variants and will therefore not be described in more detail below.
Après avoir placé une pastille 200 entre les extrémités 266 des connexions 260, à l'étape 120, comme représenté sur les figures 5g et 5h, la pastille 200 est fixée à ces dernières par chauffage du polyimide chargé d'argent 220, 222. After placing a patch 200 between the ends 266 of the connections 260, in step 120, as shown in FIGS. 5g and 5h, the patch 200 is fixed to the latter by heating the silver-laden polyimide 220, 222.
Ce chauffage est obtenu grâce à toute technique connue de l'homme de l'art. This heating is obtained by any technique known to those skilled in the art.
Il s'agit de préférence d'une thermocompression à 300"C. I1 peut cependant s'agir en variante d'un chauffage par effet Joule, en faisant passer un courant dans la puce 200 et les couches de polyimide 220, 222 par l'intermédiaire des connexions 260. Des essais réalisés par la demanderesse ont permis d'atteindre une force d'arrachement en cisaillement des connexions 260, de 700 à 1000g. It is preferably a thermocompression to 300 "C. It may however alternatively be a heating by Joule effect, by passing a current through the chip 200 and the polyimide layers 220, 222 by l 'intermediate connections 260. Tests carried out by the Applicant have made it possible to reach a shear breakout force of connections 260, from 700 to 1000 g.
Une fois les connexions 260 fixées à la puce 200, l'ensemble ainsi formé est muni d'un enrobage 290 résistant chimiquement au fluide environnant, comme représenté sur les figures 5i et 5j. Once the connections 260 have been fixed to the chip 200, the assembly thus formed is provided with a coating 290 chemically resistant to the surrounding fluid, as shown in FIGS. 5i and 5j.
On rappelle que dans le cadre de la présente invention, le milieu environnant peut être formé par exemple par l'un des fluides suivants : l'huile moteur, l'huile de boîte de vitesse, le carburant éventuellement oxygéné, le liquide de refroidissement, le liquide lave glace, ou encore le liquide de frein d'un véhicule automobile. It will be recalled that, in the context of the present invention, the surrounding medium can be formed for example by one of the following fluids: engine oil, gearbox oil, possibly oxygenated fuel, coolant, windshield washer fluid, or even brake fluid from a motor vehicle.
Cet enrobage 290 doit être isolant électriquement, stable par rapport au fluide environnant et à température élevée, bon conducteur thermique et aisément réalisable sous forme d'un dépôt d'épaisseur uniforme, avantageusement relativement mince. This coating 290 must be electrically insulating, stable with respect to the surrounding fluid and at high temperature, good thermal conductor and easily achievable in the form of a deposit of uniform thickness, advantageously relatively thin.
Après de nombreux essais, la demanderesse a retenu pour réaliser l'enrobage 290 un matériau polymère de type polyfluorimide. After numerous tests, the applicant has retained to make the coating 290 a polymer material of polyfluorimide type.
L'enrobage de polyfluorimide 290 est formé par tout moyen classique connu de l'homme de l'art. The coating of polyfluorimide 290 is formed by any conventional means known to those skilled in the art.
De préférence pour former cet enrobage 290, les extrémités 266 des connexions entre lesquelles est placée une pastille 200, sont plongées dans un bain de polyfluorimide liquide, puis retirées de ce bain, à l'étape 122. Preferably, to form this coating 290, the ends 266 of the connections between which a pellet 200 is placed, are immersed in a bath of liquid polyfluorimide, then removed from this bath, in step 122.
Pour rendre l'enrobage 290 bon conducteur thermique tout en restant électriquement isolant, le polyfluorimide est de préférence muni de charges formées d'oxydes métalliques. I1 s'agit de préférence de MgO et de
ZrO2 en poudre avec une granulométrie inférieure à 20ci. To make the coating 290 a good thermal conductor while remaining electrically insulating, the polyfluorimide is preferably provided with fillers formed from metal oxides. It is preferably MgO and
ZrO2 powder with a particle size less than 20ci.
La demanderesse a réalisé des essais qui se sont avérés très concluants à 350 C dans des essences, des huiles moteur, des huiles de frein et des liquides de refroidissement avec un polyfluorimide de type
EYMID L-20 commercialisé par la Société ETHYL. Plus précisément, les essais ont été conduits avec un mélange de polyfluorimide de type EYMID
L-20 à raison de 20% en poids, mis en oeuvre dans un solvant formé d'un mélange de méthyléthylcétone et de n-méthylpyrrolidone à raison de 75% en poids et incorporant 5% en poids de charge de MgO et ZrO2. La couche d'enrobage 290 a de préférence une épaisseur de l'ordre de 20hum. The Applicant has carried out tests which have been found to be very conclusive at 350 ° C. in gasolines, engine oils, brake oils and coolants with a polyfluorimide of the type
EYMID L-20 marketed by the company ETHYL. More specifically, the tests were carried out with a mixture of polyfluorimide of the EYMID type.
L-20 in an amount of 20% by weight, used in a solvent formed from a mixture of methyl ethyl ketone and n-methylpyrrolidone in an amount of 75% by weight and incorporating 5% by weight of MgO and ZrO 2 feed. The coating layer 290 preferably has a thickness of the order of 20 μm.
L'enrobage de polyfluorimide 290 est séché et réticulé à l'étape 124 après avoir été formé à l'étape 122. The polyfluorimide coating 290 is dried and crosslinked in step 124 after having been formed in step 122.
De préférence, l'étape 124 de séchage et réticulation comprend une montée progressive en température. Preferably, the drying and crosslinking step 124 comprises a gradual rise in temperature.
Selon une mise en oeuvre particulière, cette montée en température est la suivante : 800C pendant 30 minutes, puis Il 00C pendant 30 minutes, puis 240"C pendant 1 heure, et enfin 3150C pendant 2 heures. According to a particular implementation, this temperature rise is as follows: 800C for 30 minutes, then Il 00C for 30 minutes, then 240 "C for 1 hour, and finally 3150C for 2 hours.
Une fois l'enrobage 290 séché et réticulé, le dispositif est testé à l'étape 126. Once coating 290 is dried and crosslinked, the device is tested in step 126.
Le cas échéant à l'étape 128, une résistance de correction similaire à la résistance 42 de la figure 2 peut être soudée à une connexion 260 pour définir le courant requis. If necessary in step 128, a correction resistor similar to the resistor 42 of FIG. 2 can be soldered to a connection 260 to define the required current.
Puis à l'étape 130, le capteur est conditionné dans un boîtier 300 adéquat en fonction de l'application particulière visée (détection de carburant, d'huile moteur, d'huile de boite de vitesse, de liquide de refroidissement, de liquide lave glace, de liquide de frein ...). Then in step 130, the sensor is conditioned in a suitable housing 300 as a function of the particular application targeted (detection of fuel, engine oil, gearbox oil, coolant, washing liquid ice, brake fluid ...).
On a représenté schématiquement sur les figures 6 et 7, deux modes de réalisation de tels boîtiers 300. I1 s'agit de préférence de boîtiers 300 métalliques. Ceux-ci peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation et ne seront donc pas décrits dans le détail par la suite. On notera cependant que de préférence, ces boîtiers 300 comprennent une partie filetée 302, destinée à être vissée dans un alésage taraudé formé dans le réservoir à contrôler, une partie 304 non symétrique de révolution permettant d'appliquer un couple de serrage au boîtier et une partie connecteur 306 permettant de relier le capteur au circuit d'exploitation. There are shown schematically in Figures 6 and 7, two embodiments of such housings 300. I1 is preferably metal housings 300. These can be the subject of numerous variant embodiments and will therefore not be described in detail below. It will be noted however that preferably, these housings 300 comprise a threaded part 302, intended to be screwed into a tapped bore formed in the tank to be checked, a part 304 which is not symmetrical of revolution allowing a tightening torque to be applied to the housing and a connector part 306 for connecting the sensor to the operating circuit.
La partie sensible du capteur formée par la pastille 200 revêtue du polyfluorimide 290 est placée dans une chambre 308 ouverte qui débouche dans le réservoir à contrôler. Ainsi, cette partie sensible est placée dans l'air ou dans le fluide à contrôler, selon que le fluide est en dessous ou non de la partie sensible du capteur. The sensitive part of the sensor formed by the pellet 200 coated with polyfluorimide 290 is placed in an open chamber 308 which opens into the reservoir to be checked. Thus, this sensitive part is placed in the air or in the fluid to be checked, depending on whether the fluid is below or not below the sensitive part of the sensor.
Le capteur décrit précédemment peut être utilisé dans un circuit d'exploitation du type représenté sur la figure 2, c'est-à-dire en série d'une source d'alimentation électrique et d'une lampe. The sensor described above can be used in an operating circuit of the type shown in Figure 2, that is to say in series with an electrical power source and a lamp.
Le circuit d'exploitation peut cependant faire l'objet de variantes de réalisation. The operating circuit may however be subject to variant embodiments.
I1 peut par exemple être conforme aux dispositions décrites par la demanderesse dans la demande de brevet français déposée le 30
Novembre 1989 sous le n" 89 15793 pour la détection du niveau d'huile dans le carter d'un moteur de véhicule automobile. I1 can for example comply with the provisions described by the applicant in the French patent application filed on 30
November 1989 under number 89 15793 for the detection of the oil level in the crankcase of a motor vehicle engine.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Of course the present invention is not limited to the embodiment which has just been described, but extends to any variant in accordance with its spirit.
Ainsi par exemple, le dépôt de polyimide chargé d'argent pourrait être fait sur les extrémités 266 des connexions et non pas sur la pastille 260. Thus, for example, the deposition of polyimide loaded with silver could be made on the ends 266 of the connections and not on the pad 260.
Par ailleurs, le boîtier métallique peut être omis. Dans ce cas, un filetage peut être formé directement sur la périphérie du corps en polyétheréthercétone. Furthermore, the metal case can be omitted. In this case, a thread can be formed directly on the periphery of the polyetheretherketone body.
Selon encore une autre variante, le corps et le boîtier peuvent être formé de polyimide et/ou de polyfluorimide. I1 peut s'agir par exemple de polyimide chargé d'oxydes métalliques et revêtu de polyfluorimide non chargé. According to yet another variant, the body and the housing can be formed of polyimide and / or polyfluorimide. It can be, for example, a polyimide loaded with metal oxides and coated with uncharged polyfluorimide.
Claims (22)
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|---|---|---|---|
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Citations (3)
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| FR1347946A (en) * | 1961-12-30 | 1964-01-04 | Constructa Werke Gmbh | Method and device for adjusting the level of liquids, more particularly in household machines |
| US3600946A (en) * | 1969-07-10 | 1971-08-24 | Solid State Radiations Inc | Liquid level sensor |
| EP0039510A1 (en) * | 1980-05-05 | 1981-11-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Level control for brake fluid in motor vehicles |
-
1991
- 1991-04-10 FR FR9104345A patent/FR2675254B1/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0039510A1 (en) * | 1980-05-05 | 1981-11-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Level control for brake fluid in motor vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2675254B1 (en) | 1995-01-06 |
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