Brevet FR2930028A1 — publié le 20091016

- 1 - La présente invention concerne un module de capteur de pression avec une plaque de circuits imprimés et une cellule de pression, la cellule de pression présentant une ouverture de mesure et la cellule de pression étant enrobée de masse injectée de telle sorte qu'une ouverture de mesure de la cellule de pression est ouverte. L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un tel module de capteur de pression. Un module de capteur de pression du type mentionné au début est connu par exemple par le document DE 199 29 026 Al. Ici, une cellule de pression, c'est-à-dire un capteur de pression à semi-conducteurs, est appliquée sur une partie de montage d'une grille de conduction et est mise en contact électriquement. Dans un outil d'injection, un boîtier est généré à partir d'une masse injectée, une ouverture de mesure restant libre pour l'arrivée de pression à la cellule de pression. D'autres modules de capteur de pression de ce type sont connus d'après les documents US 5 897 338, US 6 871 546 B2 et US 7 055 399 B2. On fait référence à leurs explications concernant l'état technologique général des modules de capteur de pression et les procédés de fabrication. L'invention a pour objectif de base de créer un module de capteur de pression et un procédé pour sa fabrication qui permette de créer un module de capteur de pression pouvant être fabriqué facilement et qui soit en même temps particulièrement résistant, en particulier dans la zone du rattachement de la cellule de pression. Cet objectif est atteint avec un module de capteur de pression comprenant une plaque de circuits imprimés et une cellule de pression, la cellule de pression présentant une ouverture de mesure et étant enrobée avec de la masse injectée de telle sorte que l'ouverture de mesure de la - 2 - cellule de pression reste ouverte, caractérisé en ce que la cellule de pression est fixée, vue à partir de l'ouverture de mesure, sur l'arrière de la plaque de circuits imprimés, en ce que la plaque de circuits imprimés présente un évidement dans la zone de l'ouverture de mesure, et en ce que la masse injectée enrobe une zone de fixation de la cellule de pression sur la plaque de circuits imprimés. De cette façon, on garantit que cette zone de fixation ne vient pas en contact avec le milieu environnant. En particulier dans le cas de milieux agressifs, la liaison entre la cellule de pression et la plaque de circuits imprimés est exposée habituellement à des exigences élevées et est détruite ou altérée éventuellement par le milieu. Par la conception conforme à l'invention, c'est précisément la zone de fixation qui est protégée par rapport au milieu. Des perfectionnements avantageux de l'invention sont décrits ci-après. La cellule de pression est de préférence un capteur micromécanique piézorésistif. Dans une conception préférée, la cellule de pression est 25 collée avec la plaque de circuits imprimés. Par la conception conforme à l'invention, le choix d'adhésifs est sensiblement augmenté. De ce fait, également l'utilisation de colles et d'adhésifs souples est de préférence possible. Ce système est avantageux également à cet effet, étant donné que, dans le 30 cas de colles dures ou rigides, le stress mécanique est transmis à la membrane de pression. Dans le cas présent, la masse injectée se trouve de préférence au moins dans des zones partielles directement en 35 contact avec la cellule de pression et rend ainsi étanche la liaison entre la cellule de pression et la plaque de circuits imprimés. Le côté inférieur du capteur de pression d'huile20 3 est alors fabriqué de préférence en Pyrex ou en silicium. Sur celui-ci, la matière injectée ou la masse de moulage (Mold Compound) assure l'étanchéité. De cette façon, on empêche que le milieu à mesurer, par exemple de l'huile, vienne directement en contact avec la colle à base de silicone pour la cellule de pression. L'évidement dans la plaque de circuits imprimés dans la zone de la cellule de pression est avantageusement plus grand que l'ouverture de mesure. De cette façon, on a suffisamment de place, de sorte que la masse de moulage peut se raccorder directement à la cellule de pression. Dans une conception préférée, le diamètre de l'évidement de la plaque de circuits imprimés dans la zone de cellule de pression est au moins deux fois plus grand que le diamètre de l'ouverture de mesure de la cellule de pression. L'ouverture de mesure conçue dans la masse injectée est conçue de préférence en forme d'entonnoir. Une telle ouverture de mesure peut être fabriquée de façon particulièrement simple. Dans une application préférée, le module du capteur de 25 pression est disposé dans un véhicule, en particulier dans la zone de l'huile moteur. La présente invention se rapporte également à un procédé pour la fabrication d'un module de capteur de pression tel 30 que décrit précédemment, dans lequel, avant le surmoulage avec de la masse injectée, un piston est placé sur la zone à libérer, caractérisé en ce que le piston est posé directement sur la cellule de pression, le piston étant dimensionné et positionné de telle sorte que, tout autour de la surface 35 recouverte par le piston sur la cellule de pression, il reste une zone libre sur la cellule de pression qui est alimentée lors de l'étape suivante avec de la masse injectée. - 4 - Ainsi, avec ce procédé, le capteur de pression conforme à l'invention peut être fabriqué de façon simple, et en particulier les zones de fixation, notamment la zone de collage de la cellule de pression sur la plaque de circuits imprimés, sont enrobées avec de la masse injectée et protégées contre un contact avec le milieu. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence à un mode de réalisation donné à titre d'illustration uniquement et représenté sur les figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente une plaque de circuits imprimés avec une cellule de pression vue du dessus, - la figure 2 représente une plaque de circuits imprimés avec cellule de pression vue du dessous, - la figure 3 représente un détail agrandi de la figure 2, et - la figure 4 est une coupe transversale de la plaque 20 de circuits imprimés dans la zone de la cellule de pression avec la masse injectée. Sur la figure 1 est représentée une plaque de circuits imprimés 1, également appelée cadre conducteur ("leadframe"), 25 sur laquelle sont représentés plusieurs composants semi-conducteurs 2, un microprocesseur 3 et également une cellule de pression 4. La cellule de pression 4 est reliée au microprocesseur 3 et à des pistes de la plaque de circuits imprimés 1 par des fils de liaison. 30 Sur la figure 2 est représenté le dessous de la plaque de circuits imprimés 1 avec la cellule de pression 4. La cellule de pression 4 est un capteur de pression micromécanique piézorésistif qui présente sur l'arrière une 35 fenêtre ouverte désignée ici par ouverture de mesure 6. L'ouverture de mesure 6 également dans la cellule de pression 4 même est désignée ici par 6. Avant le surmoulage de la plaque de circuits imprimés 1, un piston est positionné dans l'ouverture 7 de la plaque de circuits imprimés 1, derrière laquelle la cellule de pression 4 est disposée, de sorte que cette zone est maintenue libre lors du surmoulage du cadre 5 conducteur. Comme le piston est placé sur la cellule de pression 4 et comme la masse injectée, ou masse de moulage, assure l'étanchéité directement sur la cellule de pression 4, le point de collage entre la cellule de pression 4 et la plaque de circuits imprimés 1 est protégé par rapport au milieu. Sur la figure 3 est représenté un détail agrandi de la figure 2. Des parties identiques sont désignées par des références identiques. Sur la figure 4 est représentée une coupe transversale de la figure 3 après l'enrobage obtenu par surmoulage avec la masse injectée. 20 La cellule de pression 4 est disposée derrière la plaque de circuits imprimés 1, vue à partir de l'ouverture de mesure 6 ou de la direction de pression à travers l'ouverture de mesure 6. Dans les zones de liaison 10 entre la plaque de circuits imprimés et la cellule de pression, la cellule de 25 pression est collée à la plaque de circuits imprimés 1. Il s'agit de l'état après le surmoulage qui est représenté car la masse injectée 8 est visible. Il est nettement visible que la masse injectée 8 se raccorde dans la zone de l'évidement 7 de la plaque de circuits imprimés 1 directement jusqu'à la 30 cellule de pression 4. Ce point est repéré par la référence 12. Par ce placement de la masse injectée 8, qui enrobe donc également la zone de liaison 10 entre la plaque de circuits 35 imprimés et la cellule de pression, il est garanti que le milieu n'avance pas vers cette zone de liaison 10.15 6 L'ouverture de mesure 6 s'élargit vers l'extérieur dans une zone 9 en forme d'entonnoir, dans laquelle un piston est positionné pendant le procédé de fabrication, qui libère ensuite cette zone lors du surmoulage. Le piston repose donc directement sur la surface de la cellule de pression 4 et libère l'ouverture de mesure 6-9. Après le surmoulage, le piston est éloigné. REVENDICATIONS1. Module de capteur de pression comprenant une plaque de circuits imprimés (1) et une cellule de pression (4), la cellule de pression (4) présentant une ouverture de mesure (6) et la cellule de pression (4) étant enrobée avec de la masse injectée (8) de telle sorte que l'ouverture de mesure (6) de la cellule de pression (4) reste ouverte, caractérisé en ce que la cellule de pression (4) est fixée, vue à partir de l'ouverture de mesure (6), sur l'arrière de la plaque de circuits imprimés (1), en ce que la plaque de circuits imprimés (1) présente un évidement (7) dans la zone de l'ouverture de mesure (6), et en ce que la masse injectée (8) enrobe une zone de fixation (10) de la cellule de pression (4) sur la plaque de circuits imprimés (1). 2. Module de capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule de pression (4) est collée avec la plaque de circuits imprimés (1). 3. Module de capteur de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque de circuits imprimés (1) présente dans la zone de la cellule de pression (4) un évidement (7) qui est plus grand que l'ouverture de mesure (6) de la cellule de pression (4). 4. Module de capteur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de circuits imprimés (1) présente dans la zone de la cellule de pression (4) un évidement (7) dont le diamètre est au moins deux fois plus grand que le diamètre de l'ouverture de mesure (6) de la cellule de pression (4). 5. Module de capteur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en 8 ce que la masse injectée (8) est injectée directement sur la cellule de pression (4). 6. Module de capteur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie (9), formée dans la masse injectée (8), de l'ouverture de mesure (6) est conçue en forme d'entonnoir. 7. Véhicule avec un module de capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Procédé pour la fabrication d'un module de capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, avant le surmoulage avec de la masse injectée, un piston est placé sur la zone à libérer, caractérisé en ce que le piston est posé directement sur la cellule de pression, le piston étant dimensionné et positionné de telle sorte que, tout autour de la surface recouverte par le piston sur la cellule de pression, il reste une zone libre sur la cellule de pression qui est alimentée lors de l'étape suivante avec de la masse injectée.