WO2010072914A1 - Composant électronique notamment capteur à effet hall - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component, in particular Hall effect sensor and a related manufacturing method.
  • the component will find its main application in the field of automotive and sensors.
  • An advantageous application of the device will be the use of the component to determine the position of a valve in an EGR valve.
  • the component may be used in other fields and in particular in applications where the tabs of the component must be preserved from electrostatic discharges or electromagnetic emissions or in which the power supply of the component must be relatively stable.
  • the present invention will be described for the main application of the component namely a Hall effect sensor for the measurement of magnetic fields for determining the position of a flap in an EGR valve.
  • the component namely a Hall effect sensor for the measurement of magnetic fields for determining the position of a flap in an EGR valve.
  • this particular application of the invention is not limiting and the teachings of this description will be easily transposed by those skilled in the art to other types of components.
  • Hall effect sensors are subject to electromagnetic interference and electrostatic discharge.
  • filtering elements are provided on conductive tracks arranged near the component making it possible to improve its immunity to electromagnetic disturbances.
  • This solution makes it possible to attenuate the parasitic electromagnetic coupling between the component and the various sources of external disturbances.
  • this solution is not satisfactory because the element or elements acting as a filter are not in contact with the component. The distance between these filter elements and the component causes a loss of efficiency and forces the manufacturer to multiply the number or value.
  • the object of the present invention is to propose an electronic component in which the electromagnetic filtering and the electrostatic filtering are optimized, allowing a stable supply of the component and the structure of which ensures reliable laying of the component as well as filtering elements. on its support.
  • the electronic component in particular the Hall effect sensor comprises a plurality of connection tabs, at least two tabs being surrounded by a toric capacitive element and such that the different capacitive elements are electrically connected to a grounding tab. , at their outer walls to form an electronic component with integrated filtering.
  • the integration of the filter elements at the lugs of the electronic component allows an optimal proximity between these capacitive elements and the active part of the electronic component and therefore an optimal protection of the component vis-à-vis the electronic and electrostatic disturbances.
  • the integration also allows easy placement of the component on its support and in particular by limiting the mounting operations on the support since the capacitive elements are no longer arranged independently of the component.
  • the capacitive elements are welded to the connecting lug at its inner wall. This feature ensures a strong connection and precise positioning between each capacitive element and the tab.
  • the capacitive elements are welded together at their outer walls. This assembly feature makes it possible to produce the electronic component as mentioned above from simple and / or standard forms of capacitive elements.
  • the invention also relates to a method for manufacturing an electronic component as mentioned above in which a step of insertion of the connection tabs into the capacitive elements is carried out, a step of securing between the tabs and the toric capacitive elements at the level of the capacitive elements. of their inner walls and a step of connection between the outer walls of the capacitive ring elements and the electrical grounding connection lug.
  • FIG. 1 shows schematically, in a perspective view, an embodiment of the component according to one invention
  • Figure 2 shows a side view of the component shown in Figure 1
  • Figure 3 shows a bottom view of the component shown in Figure 1
  • - Figure 4 shows a perspective view of the sensor on its support.
  • FIGS. 1 to 3 there is shown an electronic component 1 according to the invention constituted by a Hall effect sensor comprising three connection tabs 2, 2 ', 2 "respectively corresponding to the terminals. VDD, GND and OUT.
  • the Hall 1 are arranged capacitive elements toric 3. These capacitive elements 3 are welded to the connection tabs, advantageously at their inner walls 4. Advantageously the capacitive elements 3 will be arranged high enough on the connecting tabs 2.2 "of so as to leave a free leg length sufficient to connect the tabs on the support 7 of the Hall effect sensor 1 as shown in Figure 4 or to weld the tabs on a printed circuit board. of the order of
  • the capacitive elements 3 are connected to each other at their outer walls 5 and to a grounding lug 2 'of the Hall effect sensor 1.
  • the connection between the capacitive elements 3 and the electrical grounding connection lug 2 ' is advantageously provided by a weld.
  • the weld between the capacitive elements 3 and the connecting lug 2 ' has a thickness less than that of the remainder of the sensor 1 so that the component produced according to the present invention presents a bulk substantially identical to those of conventionally used components. Therefore the use of the component according to the invention does not require any particular modification of the environment in which it will be inserted.
  • This step can be performed manually for small series or possibly on components with a reduced number of legs, however advantageously so to obtain high production rates that to ensure accurate positioning of each capacitive element 3 the along the connecting leg this step will be performed from automated devices.
  • the manufacturing method comprises a first securing step between the connecting tabs 2.2 "and the toric capacitive elements 3.
  • a weld is preferably produced at the inner walls 4 of the capacitive elements 3, however other modes of fastening are also conceivable and in particular a mechanical assembly or by gluing.
  • the method then consists in carrying out a second securing step, this time to ensure the electrical connection between the outer walls 5 of the toric capacitive elements 3 and the connection lug 2 'of electrical grounding.
  • This second securing step advantageously consists in making a weld between the outer walls 5 of the toric capacitive elements 3 and the grounding connection lug 2 '.
  • these connecting means do not change the overall dimensions of the electronic component 1.
  • the present invention therefore allows the obtaining an electronic component incorporating effective protection against electromagnetic disturbances and couplings.
  • all the capacitive elements 3 will not be connected to one another and to the electrical grounding lug. a weld but by conductive son or by a conductive plate.
  • all of the capacitive elements of the component form a one-piece assembly.
  • This arrangement makes it possible not to resort to an external weld to make the connection between the different capacitive elements and the electrical grounding lug.
  • this junction can in particular be performed by a weld.
  • capacitive elements made in the form of monoblock modules, each module making it possible to receive at least two connection lugs, the modules being assembled together during the second securing step.
  • the section of the inner part of the capacitive element is decreasing and the capacitive element is fitted on the connecting tab. This characteristic makes it possible to ensure the connection between the connecting lug 2.2 "without resorting to a welding step.

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Abstract

L'invention concerne un composant électronique (1), tel que notamment un capteur à effet Hall ainsi qu'un procédé de fabrication associé. Selon l'invention le composant électronique (1) comporte une pluralité de pattes de connexion (2, 2 '2") dont au moins deux pattes (2,2") sont entourées par un élément capacitif torique (3), les différents éléments capacitifs (3) étant reliés électriquement à une patte de mise à la masse électrique (2'), au niveau de leurs parois extérieures (5) permettant de constituer un composant électronique à filtrage intégré.

Description

Composant électronique notamment capteur à effet Hall
La présente invention concerne un composant électronique, notamment capteur à effet Hall ainsi qu'un procédé de fabrication associé. Le composant trouvera son application principale dans le domaine de l'automobile et des capteurs. Une application avantageuse du dispositif sera l'utilisation du composant pour déterminer la position d'un clapet dans une vanne EGR. Toutefois bien que particulièrement prévu pour une telle application le composant pourra être utilisé dans d'autres domaines et notamment dans des applications où les pattes du composant doivent être préservées des décharges électrostatiques ou encore des émissions électromagnétiques ou dans lesquelles l'alimentation du composant doit être relativement stable.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
La présente invention sera décrite pour l'application principale du composant à savoir un capteur à effet Hall pour la mesure de champs magnétiques permettant de déterminer la position d'un volet dans une vanne EGR. Toutefois comme indiqué ci-dessus, cette application particulière de l'invention n'est pas limitative et les enseignements de cette description seront aisément transposés par l'homme du métier à d'autres types de composants .
Les capteurs à effet Hall sont soumis à des perturbations électromagnétiques et des décharges électrostatiques. Pour pallier à ces inconvénients on prévoit des éléments de filtrage disposés sur des pistes conductrices ménagées à proximité du composant permettant d'améliorer son immunité aux perturbations électromagnétiques. Cette solution permet d'atténuer les couplages électromagnétiques parasites entre le composant et les différentes sources de perturbations extérieures. Toutefois cette solution n'est pas satisfaisante car le ou les éléments jouant le rôle de filtre ne sont pas en contact avec le composant. L'éloignement entre ces éléments filtrants et le composant engendre en effet une perte d'efficacité et oblige le constructeur à en multiplier le nombre ou la valeur.
L'implantation de ces éléments filtrant est également problématique parce qu'ils nécessitent une surface disponible importante au niveau du circuit. Enfin cette solution n'est pas adaptée à une technologie de type trame de fils ou « lead frame » dans laquelle une trame métallique contenant des fils de sortie et une base auxquels un circuit intégré non emballé est attaché et dans laquelle, après encapsulation, la partie extérieure de la trame est coupée loin et les fils de sortie sont dépliés selon la forme requise. Dans cet exemple particulier, le filtrage n'est pas satisfaisant au- delà d'environ 100 MHz.
OBJET DE L'INVENTION La présente invention a pour but de proposer un composant électronique dans lequel le filtrage électromagnétique et le filtrage électrostatique sont optimisés permettant une alimentation stable du composant et dont la structure assure une pose fiable du composant ainsi que des éléments de filtrage, sur son support. RESUME DE L ' INVENTION
A cet effet le composant électronique, notamment capteur à effet Hall comporte une pluralité de pattes de connexion, au moins deux pattes étant entourées par un élément capacitif torique et tels que les différents éléments capacitifs sont reliés électriquement à une patte de mise à la masse électrique, au niveau de leurs parois extérieures permettant de constituer un composant électronique à filtrage intégré. L'intégration des éléments filtrants au niveau des pattes du composant électronique permet une proximité optimale entre ces éléments capacitifs et la partie active du composant électronique et par conséquent une protection optimale du composant vis-à-vis des perturbations électroniques et électrostatiques. L'intégration permet en outre un placement facilité du composant sur son support et notamment en limitant les opérations de montage sur le support puisque les éléments capacitifs ne sont plus disposés de manière indépendante du composant.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention les éléments capacitifs sont soudés sur la patte de connexion au niveau de sa paroi intérieure. Cette caractéristique permet d'assurer une liaison solide ainsi qu'un positionnement précis entre chaque élément capacitif et la patte.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention les éléments capacitifs sont soudés entre eux au niveau de leurs parois extérieures. Cette caractéristique d'assemblage permet de réaliser le composant électronique tel que précité à partir de formes simples et/ou standards d'éléments capacitifs.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un composant électronique tel que précité dans lequel on réalise une étape d'insertion des pattes de connexion dans les éléments capacitifs, une étape d'assujettissement entre les pattes et les éléments capacitifs toriques au niveau de leurs parois intérieures et une étape de liaison entre les parois extérieures des éléments capacitifs toriques et la patte de connexion de mise à la masse électrique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple détaillé de réalisation en référence aux figures annexées, fournies à titre d'exemple non limitatif, et dans lesquelles :
- la figure 1 représente de manière schématique, selon une vue en perspective, un exemple de réalisation du composant conforme à 1 ' invention ; la figure 2 représente une vue de côté du composant représenté à la figure 1 ; la figure 3 représente une vue de dessous du composant représenté à la figure 1 ; - la figure 4 représente une vue en perspective du capteur sur son support .
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se reportant aux figures 1 à 3 on voit représenté un composant électronique 1 conforme à l'invention, constitué par un capteur à effet Hall comportant trois pattes de connexion 2, 2 ',2" correspondant respectivement aux bornes VDD, GND et OUT.
Sur les pattes de connexion 2,2" du capteur à effet
Hall 1 sont disposés des éléments capacitifs toriques 3. Ces éléments capacitifs 3 sont soudés sur les pattes de connexion, avantageusement au niveau de leurs parois intérieures 4. Avantageusement les éléments capacitifs 3 seront disposés assez haut sur les pattes de connexion 2,2" de manière à laisser une longueur de patte libre suffisante pour connecter les pattes sur le support 7 du capteur à effet Hall 1 tel que représenté à la figure 4 ou encore pour souder les pattes sur une carte de circuit imprimé. On prévoit ainsi un écart faible, de l'ordre de
0.1mm, entre chaque élément capacitif 3 et la partie active 6 du capteur 1.
Par ailleurs les éléments capacitifs 3 sont reliés entre eux au niveau de leurs parois extérieures 5 et à une patte de mise à la masse électrique 2' du capteur à effet Hall 1. La liaison entre les éléments capacitifs 3 et la patte de connexion de mise à la masse électrique 2 ' est assurée avantageusement par une soudure.
L'utilisation d'un ensemble d'éléments capacitifs 3 indépendants dans un .premier temps puis reliés ensemble à la patte de mise à la masse électrique permet d'adapter l'invention à des composants présentant des géométries et des tailles diverses quelles que soit le nombre de pattes du composant, la disposition de ces pattes ou encore leurs écartements relatifs. L'utilisation d'une soudure interne pour assurer la liaison entre la patte de connexion 2,2" permet également de s'adapter à des sections de pattes différentes.
Ainsi, un grand nombre de composants peuvent être équipés de moyens de filtrage intégrés à partir d'éléments capacitifs 3 pouvant être réalisé de manière standardisée.
De manière avantageuse, et tel que particulièrement visible à la figure 3, la soudure entre les éléments capacitifs 3 et la patte de connexion 2' présente une épaisseur inférieure à celle du reste du capteur 1 de sorte que le composant réalisé selon la présente invention présente un encombrement sensiblement identique à ceux des composants classiquement utilisés. Par conséquent l'utilisation du composant selon l'invention ne nécessite pas de modification particulière de l'environnement dans lequel il sera inséré.
Le procédé de fabrication du composant électronique tel que précité comporte une fois réalisé le composant classique à venir insérer les pattes de connexion 2,2" dans les éléments capacitifs 3. Cette étape peut être réalisé manuellement pour des petites séries ou éventuellement sur des composants présentant un nombre réduit de pattes, toutefois avantageusement tant pour obtenir des cadences de production élevée que pour assurer un positionnement précis de chaque élément capacitif 3 le long de la patte de connexion cette étape sera réalisée à partir de dispositifs automatisés.
Une fois les éléments capacitifs 3 positionnés le procédé de fabrication comporte une première étape d'assujettissement entre les pattes de connexion 2,2" et les éléments capacitifs toriques 3.
A cette fin on réalise de préférence une soudure au niveau des parois intérieures 4 des éléments capacitifs 3, toutefois d'autres modes d'assujettissement sont également envisageables et notamment un assemblage mécanique ou encore par collage.
Le procédé consiste ensuite à réaliser une seconde étape d'assujettissement pour assurer cette fois la liaison électrique entre les parois extérieures 5 des éléments capacitifs toriques 3 et la patte de connexion 2' de mise à la masse électrique.
Cette seconde étape d'assujettissement consiste avantageusement à réaliser une soudure entre les parois extérieures 5 des éléments capacitifs toriques 3 et la patte de connexion de mise à la terre 2'. Là encore d'autres moyens de liaison connus de l'homme du métier pourraient être envisagés pour la réalisation de cette liaison, de préférence ces moyens de liaison ne modifient pas les dimensions générales du composant électronique 1. La présente invention permet par conséquent l'obtention d'un composant électronique intégrant une protection efficace contre les perturbations et couplages électromagnétiques .
Bien entendu, d'autres caractéristiques de l'invention auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après.
A titre d'exemple, dans une variante de réalisation l'ensemble des éléments capacitifs 3 seront non pas reliés entre eux et à la patte de mise à la masse électrique par une soudure mais par des fils conducteurs ou encore par une plaque conductrice.
Dans une autre variante de réalisation de l'invention l'ensemble des éléments capacitifs du composant forment un ensemble monobloc. Cette disposition permet de ne pas recourir à une soudure extérieure pour réaliser la liaison entre les différents éléments capacitifs et la patte de mise à la masse électrique. Dans cette variante il suffit de réaliser une seule jonction entre l'ensemble monobloc et la patte de mise à la masse électrique, cette jonction pouvant notamment être réalisée par une soudure.
Dans une autre variante, on pourra également utiliser des éléments capacitifs réalisés sous la forme de modules monoblocs, chaque module permettant de réceptionner au moins deux pattes de connexion, les modules étant assemblés entre eux lors de la seconde étape d' assujettissement .
Dans une autre variante de réalisation la section de la partie intérieure de l'élément capacitif est décroissante et l'élément capacitif est emmanché sur la patte de connexion. Cette caractéristique permet d'assurer la liaison entre la patte de connexion 2,2" sans recourir à une étape de soudure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composant électronique, notamment capteur à effet Hall, comportant une pluralité de pattes de connexion (2,2 ' ,2") caractérisé en ce qu'au moins deux pattes (2,2") sont entourées par un élément capacitif torique (3), les différents éléments capacitifs toriques (3) étant reliés électriquement à une patte de mise à la masse électrique (2'), au niveau de leurs parois extérieures (5) permettant de constituer un composant électronique à filtrage intégré.
2. Composant électronique selon la revendication 1 dans lequel chaque élément capacitif (3) est soudé sur la patte de connexion (2,2") au niveau de sa paroi intérieure (4) .
3. Composant électronique selon la revendication 1 dans lequel les éléments capacitifs (3) sont réalisés sous forme de module monobloc, chaque module permettant la réception d'au moins deux pattes de connexion (2,2") .
4. Composant électronique selon la revendication 1 dans lequel l'ensemble des éléments capacitifs (3) du composant sont monoblocs .
5. Composant électronique selon la revendication 1 dans lequel les éléments capacitifs (3) sont soudés entre eux au niveau de leurs parois extérieures (5), la soudure assurant la liaison entre les éléments capacitifs (3) et la patte de connexion de mise à la masse électrique (2') .
6. Composant électronique selon la revendication 1 comportant trois pattes de connexion (2, 2 ',2") et deux éléments capacitifs toriques (3), la patte de mise à la terre (2') étant soudée aux deux éléments capacitifs (3) .
7. Procédé de fabrication d'un composant électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on réalise une étape d'insertion des pattes de connexion (2,2") dans les éléments capacitifs toriques (3), une première étape d'assujettissement entre les pattes (2,2") et les éléments capacitifs toriques (3) au niveau de leurs parois intérieures (4) et une seconde étape d'assujettissement pour assurer la liaison électrique entre les parois extérieures (5) des éléments capacitifs toriques (3) et la patte de connexion de mise à la masse électrique (2') .
8. Procédé de fabrication selon la revendication 7 dans lequel la première étape d'assujettissement consiste à réaliser une soudure entre les pattes de connexion (2, 2") et les éléments capacitifs toriques (3) .
9. Procédé de fabrication selon la revendication 7 dans lequel la seconde étape d'assujettissement consiste à réaliser une soudure entre les parois extérieures (5) des éléments capacitifs toriques (3) et la patte de connexion de mise à la masse électrique (2') .
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