Brevet FR2478935A1 — publié le 19810925

De nombreux appareils, en particulier de mesure ou de régulation, comportent des systèmes élecroniques associés à des organes de mesure, des détecteurs, des organes d'enregistrement, de commande, etc... et remplissent diverses fonctions : amplification, comparaison, comptage, intégration, etc... Ces systèmes sont actuellement formés d'un certain nombre de cartes montées de manière amovible, au moyen de broches, sur une platine support, chaque carte correspondant à une ou plusieurs fonctions. Les cartes sont constituées par des circuits imprimés sur lesquels sont fixés des composants électroniques et sont relativement fragiles. Sur les appareils industriels, ces systèmes électroniques sont soumis à l'agressivité du milieu : poussières, vibrations, chocs, agents chimiques, humidité. Ils sont généralement enfermés dans des coffrets, mais il arrive que ceux-ci ne soient pas étanches, soit à cause d'une mauvaise conception, soit parce qu'ils ont été mal fermés, et les systèmes électroniques peuvent alors ëtre détériorés. Par ailleurs, les cartes de rechange sont parfois stockées dans des endroits peu adaptés au grand dommage des composants. En particulier, si le milieu est humide, on constate des pertes d'isolement malgré les protections. Pour remédier à cet inconvénient, il est proposé, conformément à l'invention, de réaliser un système électronique sous forme d'un ou plusieurs modules constitués par un boitier contenant les composants et les circuits correspondants à une ou plusieurs fonctions et rempli complètement d'un isolant solide dans lequel sont noyés les composants et circuits, les liaisons entre le système et l'extérieur se faisant au moyen de conducteurs souples dont la partie intérieure est noyée dans l'isolant. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un module électronique constitué par un boîtier métallique ouvert à une de ses extrémités et fermé à l'autre, au moins une carte à circuit imprimé placée dans le boîtier, des conducteurs souples reliés aux circuits d'entrée et de sortie de la carte et sortant du boîtier par son extrémité ouverte, ce boîtier étant complètement rempli d'un matériau isolant durci, tel qu'une résine ou un mélange d'une résine et d'une charge, qui est coulé dans le boitier à l'état liquide, et dans lequel sont noyés la carte et les conducteurs, et un moyen de fixation solidaire du boîtier. Lorsque le module comporte plusieurs cartes, cellesci sont de préférence disposées parallèlement les unes aux autres et des entretoises sont prévues entre les cartes et, éventuellement, entre celles-ci et le boîtier pour les maintenir en position correcte pendant le remplissage du boîtier et le durcissement de l'isolant. Selon un mode de réalisation préféré, le boîtier est cylindrique, à section circulaire, et les cartes sont disposées dans des plans parallèles à l'axe du boîtier. Le moyen de fixation peut être constitué, par exemple, par un goujon fileté solidaire du fond du boîtier. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective d'un module conforme à l'invention La figure 2 est une coupe longitudinale du module de la figure I La figure 3 est une coupe transversale du module La figure 4 est une vue en plan des cartes du module mises à plat pour réglage et essais avant assemblage et La figure 5 est une vue en élévation des cartes juste avant leur assemblage et leur mise en place dans le boîtier. Le module représenté sur la figure 1 comporte un boîtier cylindrique 10 à section circulaire qui est fermé à l'une de ses extrémités par un fond 12. Un goujon fileté 16 solidaire du fond du boîtier permet de fixer le module sur un support quelconque, au moyen d'un écrou 18. Ce boî- tier peut être réalisé en métal, par exemple en aluminium ou en matière plastique rigide. A l'intérieur du boîtier 10 sont logées des car tes à circuit imprimé 20 qui sont disposées suivant des plans sécants, parallèles à l'axe du boîtier. Des entretoises 22 sont prévues entre les cartes pour les maintenir à l'écartement voulu pendant l'assemblage. La disposition des composants électroniques sur les cartes est telle qu'une distance d'isolement suffisante est respectée entre les composants, les connexions des circuits et le boîtier. Des conducteurs souples 24 raccordés aux entrées et sorties du système électronique constitué par l'ensemble des cartes sont groupés en faisceau dans une gaine 25 et sortent du boîtier par son extrémité ouverte (extrémité inférieure sur la figure 1), dans l'axe de celui-ci. Ces conducteurs permettent de relier le module à des organes ou circuits extérieurs ou a d'autres modules au moyen de connecteurs ou, de préférence de borniers de raccordement. Les cartes, leurs composants ainsi que la partie des conducteurs 24 située à l'intérieur du boîtier sont noyés dans un isolant solide remplissant complètement le boîtier et constitué, par exemple, par une résine ou un mélange de résine et de silice expansé. Pour la fabrication d'un module, on soude les composants électroniques sur les cartes-puis on relie entre eux les circuits des différentes cartes au moyen de conducteurs souples 26. Les conducteurs 24 sont également raccordés aux cartes et placés dans la gaine 25 dont ltextremité est fixée à l'une des cartes centrales. La disposition des conducteurs souples 24 et 26 est telle que l'ensemble des cartes peut etre mis à plat avant assemblage, comme un circuit imprimé classique, pour permettre les opérations de réglage et différents essais, notamment des essais thermiques (figure 4). Après réglage et essais, les plaques sont assemblées au moyen des entretoises 22 et introduites dans le boîtier placé dans un support avec son extrémité ouverte en haut. La hauteur du boitier est choisie, en fonction de la longueur des cartes, pour que, dans cette position, le bord supérieur des cartes se trouve nettement en retrait par rapport à celui du boîtier lorsqu'elles reposent sur le fond du boîtier, éventuellement par l'intermédiaire de cales d'espacement. Une résine durcissable est ensuite cou lée à ltétat liquide dans le boîtier qui est complètement rempli, les cartes, leurs composants et une partie des conducteurs 24 et de la gaine 25 étant noyés dans la résine. Après durcissement de la résine, tous ces éléments sont immobilisés dans le boîtier et parfaitement isolés du milieu extérieur. Dans le cas où le système électronique comporte un élément 28 muni d'un organe de réglage, tel qu'une vis, qui doit rester accessible, cet élément est fixé sur les cartes, près de ltextrémité ouverte du boitier, de façon que l'organe de réglage émerge du bloc de résine, à cette extrémité, après moulage. On peut noter que la sortie des conducteurs 24 ne pose aucun problème d'étanchéité puisque toute la partie de ces conducteurs se trouvant à l'intérieur du boîtier est noyée dans la résine et qu'on peut toujours donner à cette partie une longueur suffisante pour que l'étanchéité soit parfaite. Les boîtiers peuvent évidemment avoir d'autres formes que celle représentée sur les dessins. D'autres moyens de f#ixation, tels que collier, pattes soudées sur le boîtier, etc... pourraient être utilisés à la place du goujon fileté. Les cartes à circuit imprimé pourraient être remplacées par d'autres éléments matérialisant un schéma électronique correspondant à une ou plusieurs fonctions. Il est bien entendu que toutes ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Module électronique caractérisé en ce qu'il est consti tué par un boîtier ouvert à une de ses extrémités et fermé à l'autre, au moins une carte à circuit imprimé placée dans le boîtier, des conducteurs souples reliés aux circuits d'entrée et de sortie de la carte et sor tant du boîtier par son extrémité ouverte, ce boîtier étant complètement rempli d'un matériau isolant durci, tel qu'une résine, qui est coulé dans le boîtier à ltétat liquide et dans lequel sont noyés la carte et les conducteurs, et un moyen de fixation solidaire du boi- tier. 2. Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module comporte plusieurs cartes qui sont disposées parallèlement les unes aux autres et des entre toises sont prévues entre les cartes et, éventuellement, entre celles-ci et le boîtier. 3. Module électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cartes sont reliées entre elles par des conducteurs souples disposés de façon à permettre la mise à plat des cartes pour réglages et essais avant as semblage. 4. Module électronique selon la revendication 2 ou 3, carac térisé en ce que le boîtier est cylindrique, à section circulaire et les cartes sont disposées dans des plans parallèles à l'axe du boîtier. 5. Module électronique selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de fixation est constitué par un goujon fileté solidaire du fond du boîtier. 6. Module électronique selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 5, caractérisé en ce que les conducteurs sou ples sortant du boîtier sont groupés en faisceau dans une gaine et disposés dans l'axe du boîtier. 7. Module électronique selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de réglage émergeant du bloc de résine à l'extrémité ou verte du boîtier.