FR2919047A1 - Module notamment module de capteur et procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
Module (1) notamment module de capteur comprenant un boîtier de module (2), un élément de support (3), un élément de liaison (4) et au moins un composant (5), le boîtier de module (2) entourant complètement au moins le composant (5) en étant installé sur l'élément de support (3).Au moins le composant (5) est monté sur l'élément de liaison (4) et est disposé entre l'élément de liaison (4) et l'élément de support (3).
Description
Domaine de l'invention La présente invention concerne un module notamment
module de capteur comprenant un boîtier de module, un élément de support, un élément de liaison et au moins un composant, le boîtier de module entourant complètement au moins le composant en étant installé sur l'élément de support, L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel module. Etat de la technique De tels modules sont connus de manière générale. Par exemple selon le document DE 103 52 002 Al, on connaît un module de capteur composé d'un corps de base de boîtier muni d'un châssis conducteur traversant le corps de base du boîtier avec des conducteurs et un dispositif de capteur comportant au moins une puce de capteur.
La puce de capteur est installée sur le corps de base du boîtier muni d'une couverture en une matière conductrice pour la protection contre les ondes électromagnétiques. L'inconvénient de cette solution est que la couverture est réalisée selon un procédé de fabrication et de montage relativement compliqué et coûteux à cause des faibles tolérances de fa-brication car intégré dans le corps de base du boîtier et ensuite branché en plus au corps de base par une broche de branchement. Exposé et avantages de l'invention Selon l'invention, le module est caractérisé en ce qu' au moins le composant est monté sur l'élément de liaison et disposé entre l'élément de liaison et l'élément de support. Le procédé de fabrication d'un tel module est caractérisé en ce que. dans une première étape de procédé, on découpe à la presse et/ou on emboutit l'élément de liaison ; dans une seconde étape de procédé, on effectue une injection autour de l'élément de liaison pour former le boî- tier de module ; dans une troisième étape de procédé, on installe au moins un composant sur l'élément de liaison dans le boîtier de module, et dans une quatrième étape de procédé, on monte la combinaison formée du boîtier de module, de l'élément de liaison et d'au moins un composant sur l'élément de support de façon qu'au moins le composant soit disposé entre l'élément de liaison et l'élément de support.
Le module selon l'invention et son procédé de fabrication présentent l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique d'assurer une protection (blindage) très efficace contre le rayonnement électromagnétique d'au moins un composant avec une mise en oeuvre de moyens de fabrication considérablement plus réduite pour le module, par comparaison avec l'état de la technique. Cela permet une fabrication plus économique du module. La disposition d'au moins un composant entre l'élément de support et l'élément de liaison notamment prévue dans la région d'au moins un composant mis à un potentiel électrique constant, assure la protection électromagnétique du composant en direction de l'élément de liaison ainsi que dans la direction de l'élément de support car ce dernier comprend de manière préférentielle une plaque de circuit ou une platine. D'une manière particulièrement avantageuse, le blindage du composant ne nécessite ni la fabrication ni le montage et/ou ni le branchement électrique d'un moyen de couverture supplémentaire pour le boîtier du module car l'élément de liaison a de préférence un contact avec la masse qui est relié uniquement par une structure appropriée de l'élément de liaison à la zone de l'élément de liaison du composant.
L'élément de liaison électroconducteur fabriqué et structuré par des procédés de découpage à la presse de cintrage et/ou d'impression relativement simples, fonctionne en même temps comme un ensemble de chemins conducteurs pour assurer le branchement électrique d'au moins un composant. Il fonctionne également comme support pour la fixation mécaniquement stable du composant et pour assurer le blindage contre les ondes électromagnétiques du composant. De façon avantageuse, on économise ainsi des composants supplémentaires pour le branchement, la fixation et/ou le blindage du composant ainsi que les étapes de travail correspondantes pour le montage, la fabrication et/ou le branchement. De plus, grâce à la réalisation en une seule pièce de l'élément de liaison, on évite les problèmes de tolérance entre plusieurs composants et on simplifie considérablement le procédé de fabrication. Selon un développement préférentiel, l'élément de liaison a une surface protectrice fermée et/ou conductrice dans la zone de che- vauchement avec au moins un composant, parallèlement à la normale à la surface de l'élément de support. Le blindage électromagnétique du composant est ainsi avantageusement amélioré. Selon un autre développement préférentiel, la mise en contact ou branchement du composant avec l'élément de liaison se fait dans un plan de contact et la normale à la surface du plan de contact est parallèle à la normale à la surface de l'élément de support et le plan de contact se situe entre la surface protectrice et l'élément de support et de préférence le branchement se fait dans le plan de contact dans la zone du bord du boîtier du module. De manière particulièrement avantageuse, on permet ainsi un branchement du composant avec un grand nombre de contacts et en même temps, l'ensemble du chevauchement d'au moins un composant se fait parallèlement à la normale à la surface pour réaliser un écran ou blindage maximum vis-à-vis des ondes électromagnétiques. Selon un développement préférentiel, l'élément de liaison comporte des broches de contact parallèles à la normale à la surface du plan de contact s'étendant jusqu'à l'élément de support et/ou le boîtier du module comporte une autre couverture de boîtier de module instal- lée entre le composant et l'élément de support. De façon avantageuse, de telles broches de contact per-mettent de brancher simplement l'élément de liaison à travers l'élément de support qui comporte de préférence un grand nombre de chemins conducteurs dans la région de la broche de contact. Le boîtier du mo- dule de préférence un boîtier moulé ou un boîtier prémoulé, comporte d'une manière particulièrement avantageuse l'autre couverture du boîtier de module qui crée une atmosphère isolée dans le boîtier du module de préférence pour protéger le composant. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un module comme défini ci-dessus. Le montage de la combinaison au cours de la quatrième étape du procédé se fait de préférence en position retournée c'est-à-dire que l'on tourne la combinaison de 180 pour que la normale à la surface protectrice, après la quatrième étape de procédé, soit antiparallèle à la normale à la surface protectrice telle que définie dans les trois premiè- res étapes du procédé. Pour réaliser l'élément de liaison avec la surface protectrice, il suffit d'une modification relativement simple uniquement de la première étape du procédé par rapport à un procédé de fabrication classique pour de tels modules sans blindage contre les ondes électro- magnétiques; pour cette modification, la combinaison est tournée dans la quatrième étape de procédé. Ainsi, de manière particulièrement avantageuse, la fabrication d'un module avec un écran ou blindage contre les ondes électromagnétiques est possible grâce à une modification relativement faible de la première et de la quatrième étape de procédé.
Selon un développement préférentiel, entre la troisième et la quatrième étape du procédé, on insère une cinquième étape de pro-cédé selon laquelle, l'autre couverture du boîtier du module est montée sur le boîtier du module. D'une manière avantageuse, cette autre couverture du boîtier du module assure l'isolation d'une atmosphère pro- tectrice à l'intérieur du boîtier du module. Selon un autre développement, après la troisième étape de procédé, on réalise une sixième étape de procédé pour le branche-ment ou mise en contact du composant et/ou d'une septième étape de procédé pour réaliser les broches de contact en pliant et/ou en embou-tissant des zones partielles de l'élément de liaison. De manière particulièrement avantageuse, grâce au branchement d'au moins un composant dans la sixième étape du pro-cédé, on réalise des circuits électriques comportant un grand nombre de composants dans le boîtier du module.
L'invention concerne également une combinaison formée d'un boîtier de module, de l'élément de liaison et d'au moins un composant utilisée dans un module. La combinaison permet avantageusement de réaliser simplement un module de protection contre les ondes électromagnétiques par un montage et/ou un branchement de la combinai- son sur une plaque de circuit et/ou une platine. L'invention concerne également un module dont le boîtier comporte une couverture de boîtier de module avec au moins un moyen de ressort électroconducteur et le contact froid électroconducteur entre le moyen de ressort électroconducteur est prévu avec au moins une zone partielle de l'élément de liaison. De façon avantageuse, on réalise de manière simple un blindage contre les ondes électromagnétiques d'au moins un composant et le contact froid ne nécessite pas d'étapes de fabrication supplémentaires pour brancher la couverture du boîtier de module. Bien plus, le contact froid se réalise automatiquement au montage de la couverture du boîtier de module par la force élastique du moyen de ressort électroconducteur qui agit au moins dans la zone partielle de l'élément de liaison pour que la couverture du boîtier de module soit reliée à un potentiel électrique fixe de préférence la masse. D'une manière particulièrement avantageuse, le moyen de ressort électroconducteur assure en même temps le blocage et le branchement de la couverture du boîtier de module. Selon un développement préférentiel, la couverture du boîtier de module est électroconductrice et cette couverture comprend un élément de blindage électroconducteur et/ ou la couverture du bol- 15 tier de module est accrochée au boîtier de module. De manière avantageuse, une couverture de boîtier de module non conductrice est reliée à l'élément de blindage électroconducteur comportant un contact mécanique avec le moyen de ressort électroconducteur de sorte qu'au moins en partie dans la zone de couverture du boîtier du module, on réalise un 20 blindage contre les ondes électromagnétiques. De façon préférentielle, l'accrochage de la couverture du boîtier de module sur le boîtier de module est prévu pour que le montage de la couverture du boîtier de module se fasse d'une manière particulièrement avantageuse par la simple introduction de celle-ci dans le boîtier de module. 25 Selon un autre développement préférentiel, les moyens de ressort électroconducteurs, l'élément d'écran conducteur et/ou la couverture de boîtier de module sont reliés par une colle conductrice, un contact pressé et/ou un contact par une soudure par laser. Cela permet avantageusement une fabrication économique et simple du module à 30 protection contre les ondes électromagnétiques et notamment la couverture du boîtier de module et les moyens de ressort électroconducteurs et/ou l'élément formant écran conducteur, la couverture de boîtier de module et le moyen de ressort électroconducteur sont reliés en une seule pièce ce qui permet un montage simple dans le boîtier de module 35 uniquement par enfoncement de cette pièce dans le boîtier de module.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un module selon l'invention correspondant à un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue en perspective d'une première structure préparatoire pour le procédé selon l'invention de fabrication d'un premier mode de réalisation d'un module, - la figure 3 est une vue de dessus et une vue en perspective d'une seconde structure préparatoire selon un procédé de l'invention pour la fabrication d'un module selon le premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue de dessus et une représentation en perspec- tive d'une troisième structure préparatoire d'un procédé selon l'in- vention pour la fabrication d'un module selon le premier mode de réalisation, - la figure 5 est une vue en perspective d'une quatrième structure préparatoire d'un procédé selon l'invention pour la fabrication d'un module selon le premier mode de réalisation, - la figure 6 est une représentation en perspective d'un module selon l'invention correspondant au premier mode de réalisation, - les figures 7a-7d sont des vues de côté schématiques d'un module selon l'invention correspondant à un second, à un troisième, à un quatrième et à un cinquième mode de réalisation. Dans les différentes figures, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes pièces. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue de côté d'un module 1 selon l'in- vention correspondant à un premier mode de réalisation représenté à titre d'exemple. Le module 1 est de préférence un module de capteur et notamment de capteur d'accélération ou de capteur de vitesse de rotation; il comporte un boîtier de module 2, un élément de support 3, un élément de liaison 4 et au moins un composant 5. Le boîtier de module 2 entoure complètement au moins un composant 5 et est installé sur 6 l'élément de support 3. En outre, le composant 5 est installé sur l'élément de liaison 4 entre l'élément de liaison 4 et l'élément de support 3. L'élément de liaison 4 a une surface protectrice 8 fermée, conductrice, dans la zone de chevauchement avec le composant 5, parallèlement à la normale 10 à la surface de l'élément de support 3; en particulier, la sur-face protectrice 8 est mise à un potentiel électrique fixe de façon à réaliser une protection ou blindage contre les ondes électromagnétiques EMV du composant 5 dans la direction de la surface protectrice 8. Le branchement électrique du composant 5 à l'élément de liaison 4 se fait dans un plan de contact 9; la normale à la surface du plan de contact 9 est parallèle à la normale 10 de l'élément de support 4 et le plan de contact 9 se situe entre la surface protectrice 8 et l'élément de support 3; de manière préférentielle, le branchement se fait dans le plan de contact 9 dans la zone marginale du boîtier de module 2.
En outre, l'élément de liaison 4 comporte des broches de contact 11 s'étendant parallèlement à la normale 10 à la surface du plan de contact 9 jusqu'à l'élément de support 3; les broches de contact 11 permettent le branchement électrique de l'élément de liaison 4 à travers l'élément de support 3. En particulier, il est prévu une disposition avec un ensemble de broches de contact 11 parallèle et ainsi un branchement multipolaire pour l'élément de liaison 4. De façon préférentielle, l'élément de support 3 comporte des chemins conducteurs au niveau des broches de contact 11; de façon particulièrement avantageuse, l'élément de support 3 présente une structure de surface conductrice dans la zone de chevauchement avec le composant 5, parallèlement à la normale 10 à la surface; cette structure est reliée à un potentiel électrique fixe ce qui assure le blindage ou protection contre les ondes électromagnétiques d'au moins un composant électrique 5 dans la direction de l'élément de support 3. D'une manière particulièrement préférentielle, l'élément de support 3 comporte une plaque de circuit et/ou une platine munie de telles structures. Le boîtier de module 2 comporte en outre une autre couverture de boîtier de module 2" de préférence en matière plastique; cette couverture est prévue entre au moins un composant 5 et l'élément de support 3 et permet notamment d'isoler l'atmosphère à l'intérieur du boîtier de module 2.
La figure 2 est une vue en perspective d'une première structure préparatoire d'un procédé selon l'invention pour la fabrication d'un module 1 correspondant au premier mode de réalisation; à l'aide de la première structure préparatoire, on représente à titre d'exemple une première étape du procédé correspondant au découpage à la presse et/ou au matriçage de l'élément de liaison 4. La figure montre l'élément de liaison 4 avec la couche protectrice 8, complètement fermée et conductrice; sur cette couche, on installe au moins un composant 5 au cours des étapes de procédé suivantes. L'élément de liaison 4 comporte en outre des découpes 20 dans le plan de contact 9 pour le branche-ment du composant 5 au cours de l'une des étapes de procédé suivantes. L'élément de liaison 4 présente des zones extérieures planes 21 qui sont découpées à la presse, embouties et/ou cintrées pour former les broches de contact 11.
La figure 3 est une vue de dessus et une représentation en perspective d'une seconde structure préparatoire d'un procédé selon l'invention pour la fabrication d'un module 1 selon le premier mode de réalisation; à l'aide de cette seconde structure préparatoire, on représentera la seconde étape du procédé. Dans la seconde étape du procédé, on effectue le surmoulage par injection de l'élément de liaison 4 au moins dans la zone de la couche protectrice 8 et/ou d'au moins un composant 5 pour obtenir le boîtier de module 2 de préférence avec de la matière plastique. Le boîtier de module 2 comprend ainsi un boîtier moulé d'une manière particulièrement préférentielle, l'élément de liaison 4 est surmoulé par injection de façon que les découpes 20 se trouvent dans le plan de contact 9 à l'intérieur du boîtier de module 2. La figure 4 montre une vue de dessus et une vue en perspective d'une troisième structure préparatoire du procédé selon l'invention pour la fabrication d'un module 1 correspondant au premier mode de réalisation; à l'aide de cette troisième structure préparatoire, on explicitera la troisième étape du procédé. Dans cette troisième étape du procédé, on installe au moins un composant 5 sur l'élément de liai-son 4 à l'intérieur du boîtier de module 2 de préférence par collage et/ou soudage. De façon préférentielle, cette opération de montage ré- alise en même temps le branchement électrique d'au moins un compo- sant 5 et d'une manière particulièrement préférentielle, avec les découpes 20 de l'élément de liaison 4. Dans le cas contraire, le branchement d'au moins un composant 5 se fera dans la sixième étape du procédé. Le branchement électrique est prévu notamment par collage avec une colle conductrice, par soudage, liaison mécanique et/ ou par la réalisa- tion de contacts à froids. La figure 5 est une vue en perspective d'une quatrième structure préparatoire d'un procédé selon l'invention pour la fabrication d'un module 1 correspondant au premier mode de réalisation; à l'aide io de cette quatrième structure préparatoire, on effectue une cinquième étape de procédé pour le montage de la couverture de boîtier de module 2" sur le boîtier de module 2 notamment par collage; en particulier, à l'aide de la quatrième structure préparatoire, on effectue une septième étape du procédé pour réaliser les broches de contact 11 en cintrant 15 et/ou en imprimant les éléments de liaison 4; les broches de contact 11 s'étendent de préférence parallèlement à la normale à la surface de la couche protectrice 8 du plan de contact 9 jusque sur toute la hauteur du boîtier du module, parallèlement à la normale à la surface de la couche protectrice 8.
20 La figure 6 est une vue en perspective d'un module selon l'invention correspondant au premier mode de réalisation. Les figures 7a-7d sont des vues de côté schématiques d'un module selon l'invention correspondant respectivement à un second, troisième, quatrième, cinquième mode de réalisation; les modules 25 1 ont chacun un boîtier de module 2, un élément de support 3 et au moins un composant 5 non représenté logé à l'intérieur du boîtier de module 2 et sur l'élément de support 3; chaque boîtier de module 2 est muni d'une couverture de boîtier de module 2" avec un moyen à ressort 6 électroconducteur et en outre, un contact à froid 7 électroconducteur 30 respectif entre le moyen de ressort 6 et au moins une zone partielle 4' de l'élément de liaison 4. En particulier, la couverture de boîtier de module 2" est électroconductrice (figures 7a, b, c) ou comporte un élément formant blindage électroconducteur 8 (figure 7d) qui présente une liai-son électroconductrice avec le moyen de ressort électroconducteur 6 et 35 est aligné de préférence parallèlement à la couverture de boîtier de mo- dule 2" en étant relié à celui-ci par une liaison par la matière et/ ou par la force. La couverture conductrice 2" du boîtier de module ou l'élément de blindage conducteur 8 sont reliés de manière électro- conductrice par le moyen de ressort 6 électroconducteur à l'élément de liaison 4 pour être à un potentiel électrique fixe et assurer ainsi le blindage contre les ondes électromagnétiques au moins du composant 5 dans la direction de la couverture 2" du boîtier de module. Les éléments de ressort électroconducteurs 6 produisent une contrainte de pression exercée sur la couverture de boîtier de module 2" dans une direction s'écartant de l'élément de liaison 4 et parallèle à la normale 10 à la sur-face de l'élément de liaison 4. De façon préférentielle, le boîtier de module comporte des découpes 25. La couverture 2" du boîtier de module s'accroche dans la zone périphérique ou marginale dans les découpes 25 lors de l'introduction dans le boîtier de module 2 et est bloquée dans ces découpes par la sollicitation en poussée exercée par les moyens de ressort 6 électroconducteurs. Les différentes formes de réalisation se distinguent uniquement par la forme et le procédé de fabrication de la couverture de boîtier de module 2 avec les moyens de ressort électro-conducteurs 6; la couverture de boîtier de module 2" est soudée, collée, pressée et/ou reliée par contact à froid avec les moyens de ressort 6 électroconducteurs. Lorsqu'on utilise une colle, il est prévu une colle fortement ohmique ou une colle faiblement ohmique.25
Claims (8)
1 ) Module (1) notamment module de capteur comprenant un boîtier de module (2), un élément de support (3), un élément de liaison (4) et au moins un composant (5), le boîtier de module (2) entourant complète- ment au moins le composant (5) en étant installé sur l'élément de support (3), caractérisé en ce qu' au moins le composant (5) est monté sur l'élément de liaison (4) et dis-posé entre l'élément de liaison (4) et l'élément de support (3).
2 ) Module (1) selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de module (2) comporte un couvercle de boîtier de module (2') muni d'au moins un élément de ressort (6) électroconducteur et un contact à froid (7), électroconducteur est prévu entre le moyen de ressort conducteur (6) et au moins une zone partielle (4') de l'élément de liaison (4).
3 ) Module (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le couvercle de boîtier de module (2') est électroconducteur et/ou comprend un élément formant écran (8) électroconducteur et/ou le couvercle de boîtier de module (2') est accroché au boîtier de module (2).
4 ) Module (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen de ressort électroconducteur, l'élément formant écran conducteur (8) et/ou le couvercle de boîtier de module (2) sont reliés par une colle conductrice (12), un contact pressé et/ou un contact soudé par laser.
5 ) Module (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de liaison (4) comporte une surface de protection (8) fermée et/ou conductrice dans la zone de chevauchement avec au moins uncomposant (5), parallèle à la normale (10) à la surface de l'élément de support (3).
6 ) Module (1) selon la revendication 1 ou 5, caractérisé par un contact entre au moins un composant (5) et l'élément de liaison (4) dans un plan de contact (9), la normale à la surface du plan de contact (9) étant parallèle à la normale à la surface (10) de l'élément de support (4), et le plan de contact (9) se situe entre la surface protectrice (8) et l'élément de support (3) de préférence la mise en contact se fait dans le plan de contact (9) dans la zone du bord du boîtier du module (2).
7 ) Module (1) selon les revendications 1 à 5 ou 6, caractérisé en ce que l'élément de liaison (4) comporte des broches de contact (11) s'étendant parallèlement à la normale (10) à la surface du plan de contact (9) jus-qu'à l'élément de support (3) et/ou le boîtier de module (9) comporte un autre couvercle de boîtier de module (2") disposé entre au moins un composant (5) et l'élément de support (3).
8 ) Procédé de fabrication d'un module selon les revendications 1, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que dans une première étape de procédé, on découpe à la presse et/ou on emboutit l'élément de liaison (4), dans une seconde étape de procédé, on effectue une injection autour de l'élément de liaison (4) pour former le boîtier de module (2), dans une troisième étape de procédé, on installe au moins un composant sur l'élément de liaison (4) dans le boîtier de module (2), et dans une quatrième étape de procédé, on monte la combinaison formée du boîtier de module (2), de l'élément de liaison (4) et d'au moins un composant (5) sur l'élément de support (3) de façon qu'au moins le composant (5) soit disposé entre l'élément de liaison (4) et l'élément de support (3).359 ) Procédé de fabrication d'un module selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' entre la troisième et la quatrième étape de procédé, on a une cinquième étape de procédé selon laquelle, on monte l'autre couvercle de boîtier de 5 module (2") sur le boîtier de module (2). 10 ) Procédé de fabrication d'un module selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu' après la troisième étape du procédé, on a une sixième étape de procédé 10 pour la mise en contact d'au moins un composant (5) et/ou une sixième étape de procédé pour réaliser les broches de contact (11) en pliant et/ou en découpant à la presse des zones partielles de l'élément de liai-son (4). 15 11 ) Combinaison formée du boîtier de module (2), de l'élément de liai-son (4) et d'au moins un composant (5) pour être utilisée dans un module (1) selon les revendications 1, 5, 6 ou 7, 20 25
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