Brevet FR2953678A1 — publié le 20110610

La présente invention concerne un module additionnel de composants électroniques destiné à être rapporté au-dessus d'un module principal de composants électroniques. L'invention a également pour objet un disposi- tif électronique comportant un tel module additionnel. Un module de composants électroniques comprend généralement une plaque de circuit imprimé ou PCB (de l'anglais « printed circuit board ») comportant un support en matériau isolant, généralement de l'époxy, multi- couche et s'étendant sur les surfaces principales du support et entre les couches de celui-ci pour former le circuit imprimé. Les pistes conductrices sont interconnectées d'une couche à l'autre via une métallisation déposée dans des trous percés perpendiculairement à la plaque. Des composants électroniques sont fixés, habituellement par une brasure (mais on parle couramment d'une soudure), sur la plaque de circuit imprimé de manière à assurer d'une part leur solidarisation avec la plaque de circuit imprimé et d'autre part leur raccordement électrique avec le circuit imprimé. Certains de ces modules comportent plusieurs centaines de composants électroniques et le circuit imprimé a une structure compliquée s'étendant sur plusieurs couches du support, parfois plus de dix ou vingt couches. Le coût de fabrication de tels modules est élevé. En outre, cet agencement oblige à tester le module dans son entier, ce qui se révèle long, compliqué et cher en particulier dans les applications critiques, comme dans le domaine aéronautique, pour lesquelles le module doit subir des tests de qualification poussés avant sa commercialisation. Il en résulte qu'un changement de composants oblige le fabricant du module à procéder à de nouveaux tests de qualification avant d'être autorisé à commercialiser son module équipé des nouveaux composants. Ceci est particu- fièrement vrai pour les mémoires qui sont rapidement frappées d'obsolescence et deviennent introuvables sur le marché. Pour remédier à cet inconvénient, les fabricants en sont réduits à stocker les quantités de composants correspondant à leur consommation sur plusieurs années. Pour éviter ceci, il est envisageable de diviser la plaque de circuit imprimé du module de manière à obtenir plusieurs sous-modules, de plus petites tailles, qui sont raccordés ensemble par des connecteurs. Les connec- teurs constituent cependant une source de défauts en rai-son d'un risque de mauvais raccordement qui peut résulter du montage ou de sollicitations mécaniques, telles que des vibrations, intervenues lors de l'utilisation du module. Ces connecteurs, lorsqu'ils présentent une fiabili- té suffisante, sont coûteux et volumineux. Un but de l'invention est de constituer une solution au moins en partie à ces inconvénients. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un module électronique additionnel comportant une plaque de circuit imprimé délimitée par une surface supérieure, une surface inférieure et une surface latérale périphérique, des composants électroniques étant montés sur la surface supérieure de la plaque et reliés à des pistes conductrices du circuit imprimé, les pistes conductrices étant re- liées à des plages de connexion formées de portions de couche conductrice s'étendant sur la surface périphérique de la plaque et/ou sur la ou les surfaces inférieure et supérieure de la plaque au voisinage immédiat de la sur-face périphérique. L'invention concerne également un dispositif électronique comportant un module principal comprenant une plaque de circuit imprimé et des composants électroniques fixés sur la plaque de circuit imprimé et électriquement raccordés à des pistes conductrices formant le circuit imprimé, et un module additionnel tel que ci- dessus, le module additionnel étant fixé au module principal et électriquement raccordé au circuit imprimé du module principal par des brasures reliant les plages de connexion du module additionnel à des pistes conductrice du circuit imprimé du module principal. Ainsi, il est possible de monter le module additionnel au-dessus d'un module principal en effectuant la liaison tant électrique que mécanique du module additionnel au module principal par des soudures réalisées autour du module additionnel. La réalisation de telles soudures est simple et leur vérification aisée, les parties à sou-der étant accessibles. Comme le module principal et le module additionnel sont tous les deux formés à partir d'une plaque de circuit imprimé, il n'y a pas de problè- mes de dilatation différentielle qui, compte-tenu du montage, entraineraient de fortes sollicitations sur les soudures et les modules. Le maintien du module additionnel et l'accessibilité des parties à souder sont particulièrement importants lorsque les plages de connexion s'étendent sur la surface périphérique. Selon une application particulière, le module principal est agencé pour constituer un dispositif de commande d'un équipement et le module additionnel est agencé pour constituer un organe de mémorisation de va- leurs de paramètres de fonctionnement de l'équipement, lesdites valeurs étant communiquées au module additionnel par le module principal via les plages de connexion du module additionnel. Ceci est particulièrement intéressant dans une application de mémorisation. En effet, les mémoires de-viennent rapidement obsolètes et ne sont plus commercialisées. En outre, dans le cas d'une application aéronautique où le dispositif assure la commande du moteur d'un aéronef (par exemple le calculateur d'injection), le mo- dule principal constitue un équipement critique dont la défaillance peut entraîner la perte de l'aéronef. Les tests de qualification du module principal sont donc longs et coûteux. En revanche, la mémoire sera utilisée pour sauvegarder des paramètres de fonctionnement du mo- teur en cas de défaillance du système moteur (les entrées et sorties du calculateur peuvent ainsi être stockées pendant une durée de plusieurs heures avant la défaillance et plusieurs heures après celle-ci). La mémoire est utilisée a posteriori, à des fins de diagnostic et de maintenance, et n'est donc pas un composant critique. Comme la mémoire, et plus généralement les composants assurant des fonctions non critiques, sont montés sur le module additionnel, les contraintes de qualification concernant celui peuvent être allégées. Les mémoires et autres composants utilisés dans le module additionnel peuvent dès lors être de qualité standard et être achetés directement dans le commerce. Avantageusement, le module additionnel comprend une mémoire et un processeur de gestion de la mémoire. Le processeur de gestion de la mémoire permet de limiter la charge de calcul du processeur présent dans le module principal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita-tifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un module additionnel conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue, en coupe transversale, de ce module additionnel, - la figure 3 est une vue schématique partielle, en coupe transversale, d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante de réalisation du module additionnel. L'invention est ici décrite en application à un dispositif de commande d'un moteur d'aéronef, et plus particulièrement à un dispositif de commande de l'injection de carburant dans un turboréacteur, une turbine ou un autre type de moteur. Un tel dispositif de commande est par exemple désigné sous l'acronyme FADEC pour « Full Authority Digital Engine Controler » (contrô- leur moteur numérique à pleine autorité). En référence à la figure 3, le dispositif de commande comprend un module principal 1 comprenant une plaque de circuit imprimé 2 sur laquelle sont fixés des composants électroniques dont quelques-uns sont représentés et identifiés avec la référence 3 sur la figure 3. La plaque de circuit imprimé 2 comprend ici plusieurs couches portant chacune des pistes conductrices 4 interconnectées pour former le circuit imprimé et auxquelles sont électriquement reliés les composants électroniques 3. Les pistes conductrices 4 ont des extrémités reliées à des connecteurs permettant le raccordement du circuit imprimé, et des composants 3 qui lui sont reliés, à des capteurs montés sur le moteur, à des organes d'injection du carburant dans le moteur et à des instruments de commande du poste de pilotage (qui ne sont pas représentés ici). En référence également aux figures 1 et 2, le dispositif de commande comprend également un module additionnel 11 comprenant une plaque de circuit imprimé 12 sur laquelle sont fixés des composants électroniques dont quelques-uns sont représentés et identifiés avec la référence 13. La plaque de circuit imprimé 12 est délimitée par une surface supérieure 12.1, une surface inférieure 12.2 et une surface périphérique 12.3 ici polygonale et plus particulièrement carrée. La plaque de circuit impri- mé 12 comprend ici plusieurs couches portant chacune des pistes conductrices 14 (dont seulement certaines ont été représentées pour ne pas surcharger les figures) inter-connectées pour former le circuit imprimé et auxquelles sont électriquement reliés les composants électroniques. Les pistes conductrices 14 ont des extrémités reliées à des plages de connexion 15 formées de portions de couche électriquement conductrice s'étendant sur la sur-face périphérique 12.3 de la plaque de circuit imprimé 12. Des renfoncements 16 délimités par une paroi de forme ici semi-cylindrique d'axe perpendiculaire aux sur-faces supérieure et inférieure 12.1, 12.2 sont ménagés dans la surface périphérique 12.3 et les portions de couche électriquement conductrice formant les plages de connexion 15 recouvrent les parois des renfoncements 16. Des renfoncements 16 s'étendent ici sur chacun des côtés de la surface périphérique et à chacun des angles formés entre chaque paire de côtés adjacents. Les renfoncements 16 sont par exemple réalisés par perçage de trous dans la plaque de circuit imprimé 12, métallisation des trous afin de recouvrir la paroi des trous d'une couche électriquement conductrice puis découpe de la plaque de circuit imprimé le long d'un plan normal aux surface 12.1, 12.2 et contenant les axes cen- traux des trous. Ce mode de réalisation présente l'avantage de pouvoir être fait en même temps que les opérations usuelles de métallisation et détourage. Le module additionnel est monté sur la plaque de circuit imprimé 2, la surface inférieure 12.2 faisant face à la plaque de circuit imprimé 2. Le module additionnel est fixé sur la plaque de circuit imprimé 2 par soudage, des soudures (ou plus précisément des brasures) s'étendant entre chaque plage de connexion du module additionnel et une piste conductrice 4 correspondante de la plaque de circuit imprimé 2. On notera que la réalisation de soudures au voisinage des angles de la plaque de circuit imprimé 12 renforce la solidité de la fixation du module additionnel 11 sur le module principal 1. Les composants électroniques 13 du module additionnel comprennent un processeur 13.1 et une mémoire 13.2. Le processeur 13.1 est relié via une liaison SPI au processeur du module principal 1 et via une liaison ETHERNET à un connecteur du module principal 1. La mé- moire 13.2 est agencée pour fonctionner selon un protocole de type SD. Ce type de protocole permet une liaison à relativement fort débit. La mémoire 13.2 peut-être de tout type comme par exemple : RAM (pour « random access memory », mémoire à accès aléatoire), et en particulier de type EEPROM (pour « electrically erasable and programmable read only memory », mémoire morte électriquement effaçable et programmable) comme une mémoire Flash. Le processeur 13.1 est agencé pour assurer la gestion de la mémoire 13.2. Le connecteur du module principal, auquel le processeur 13.1 du module additionnel 11 est relié via une liaison ici ETHERNET, permet le déchargement de la mémoire 13.2 au moyen d'un ordinateur personnel type PC. Ce type de liaison présente l'avantage d'être très rapide. De préférence, le processeur 13.1 du module additionnel 11 est agencé pour être relié à d'autres moteurs de l'aéronef via un bus CAN, à l'aéronef via une liaison ARINC et à d'autres composants électroniques via une liaison SPI. Les composants 13 peuvent en outre comprendre un processeur dédié à la maintenance. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, le circuit imprimé du module additionnel peut avoir d'autres formes et par exemple une forme purement rectangulaire ou d'autres formes, polygonales ou non, comme une forme circulaire ou elleiptique. Au moins une des plages de connexion s'étend dans un angle de la surface périphérique et/ou sur chaque côté de celle-ci, ou les plages de connexion peuvent être ménagées sur un ou une partie seulement des côtés de la surface périphérique. En variante, comme représenté sur la figure 4, les plages de connexion peuvent être formées d'une portion électriquement conductrice 15' s'étendant en regard de ou sur la surface inférieure 12.2 de la plaque de circuit imprimé 12 au voisinage immédiat de la surface péri-15 phérique 12.3. Les plages de connexion peuvent s'étendre également sur la surface supérieure de la plaque au voi- sinage immédiat de la surface périphérique. Les plages de connexion peuvent être formées dans un renfoncement en portion de cylindre à contour circu- 20 faire, oblong et par exemple elliptique, ou autre. Les plages de connexion peuvent également être formées sur une zone plane ou en saillie de la surface périphérique. Le dispositif peut comprendre un ou plusieurs modules additionnels montés du même côté de la plaque de 25 circuit imprimé du module principal ou sur des côtés op-posés de celle-ci. D'autres procédés de métallisation de la tranche de la plaque de circuit imprimé sont utilisables et par exemple revêtir la surface périphérique de portions de 30 couche conductrice sans créer de renfoncements. Les composants électroniques peuvent être montés sur une ou les deux faces de la plaque de circuit imprimé du module additionnel. 10 REVENDICATIONS1. Module électronique additionnel (11) comportant une plaque de circuit imprimé (12) délimitée par une surface supérieure (12.1), une surface inférieure (12.2) et une surface latérale périphérique (12.3), des composants électroniques (13) étant montés sur la surface supérieure de la plaque et reliés à des pistes conductrices (14) du circuit imprimé, caractérisé en ce que les pistes conductrices sont reliées à des plages de connexion (15) formées de portions de couche conductrice s'étendant sur la surface périphérique de la plaque, et/ou sur la sur-face inférieure et/ou sur la surface supérieure de la plaque au voisinage immédiat de la surface périphérique. 2. Module selon la revendication 1, dans lequel des renfoncements (16) délimités par une paroi en forme de portion de cylindre d'axe perpendiculaire aux surfaces supérieure et inférieure (12.1, 12.2) sont ménagés dans la surface périphérique (12.3) et les portions de couche conductrice formant les plages de connexion (15) recouvrent les parois des renfoncements. 3. Module selon la revendication 1, dans lequel la surface périphérique (12.3) de la plaque de circuit imprimé (12) a une forme polygonale et au moins une des plages de connexion s'étend au voisinage d'un angle de la surface périphérique. 4. Module selon la revendication 3, dans lequel la surface périphérique (12.3) a une forme rectangulaire et une des plages de connexion (15) est disposée au voi- Binage de chaque angle. 5. Dispositif électronique comportant un module principal (1) comportant une plaque de circuit imprimé (2) et de composants électroniques (3) fixés sur la plaque de circuit imprimé et électriquement raccordés à des pistes conductrices (4) formant le circuit imprimé, et unmodule additionnel (11) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, le module additionnel étant fixé au module principal et électriquement raccordé au circuit imprimé du module principal par des brasures re- liant les plages de connexion (15) du module additionnel à des pistes conductrice du circuit imprimé du module principal. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans le-quel le module principal (1) est agencé pour constituer un dispositif de commande d'un équipement et le module additionnel (11) est agencé pour constituer un organe de mémorisation de valeurs de paramètres de fonctionnement de l'équipement, lesdites valeurs étant communiquées au module additionnel par le module principal via les plages de connexion (15) du module additionnel. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans le-quel le module additionnel (11) comprend une mémoire (13.2) et un processeur (13.1) de gestion de la mémoire agencé pour assurer l'enregistrement des données. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans le-quel le module additionnel (11) est agencé pour former une liaison de type Ethernet ayant une extrémité connectée au processeur (13.1) et une extrémité reliée à certaines des plages de connexion (15) s'étendant sur la surface périphérique (12.3). 9. Dispositif selon la revendication 7, dans le-quel la mémoire (13.2) est agencée pour permettre une communication par un protocole de type SD.