Brevet FR3034951A1 — publié le 20161014

CARTE ÉLECTRONIQUE PROTÉGÉE CONTRE LES VAPEURS DE SOUFRE Le domaine de la présente invention est celui des boîtiers électroniques pour 5 l'industrie automobile, et, plus particulièrement, pour les commandes des systèmes d'essuyage des vitres des véhicules. Les automobiles sont couramment équipées de systèmes d'essuie-glace pour assurer un lavage du pare-brise et éviter que la vision qu'a le conducteur de son 10 environnement ne soit perturbée. Ces essuie-glaces sont classiquement entraînés par un porte-balai effectuant un mouvement de va-et-vient angulaire et comportent des balais allongés, porteurs eux-mêmes de lames racleuses réalisées en une matière élastique. Ces porte-balais sont mis en mouvement par un moteur électrique qui leur fait effectuer un mouvement de va-et-vient et dont la vitesse 15 peut être modulée en fonction de la quantité d'eau à évacuer. Le boîtier de commande du moteur comporte généralement une carte électronique qui gère la mise en route ou l'arrêt du moteur des balais ainsi que leur vitesse de déplacement. Or l'environnement des véhicules automobiles, et donc des 20 équipements d'essuyage des vitres, est relativement sévère puisque ceux-ci sont soumis aux intempéries mais aussi à des retours de gaz d'échappements, qui comportent des produits soufrés. La carte électronique est soumise également à des gaz contenant du soufre et provenant d'éléments du véhicule situés en particulier dans l'environnement à proximité du moteur d'essuyage. On trouve, 25 entre autres, dans cet environnement des ions qui contiennent du soufre, tels que des ions sulfures, des ions sulfates, de l'hydrogène sulfuré ou encore de l'oxyde de soufre. Tous ces produits ont pour inconvénient d'être agressifs vis-à-vis des composants du moteur des balais et notamment des cartes électroniques dont les terminaisons 30 des composants et/ou les brasures contiennent de l'argent métallique. Ce métal est très sensible à la présence de soufre et forme avec lui des composés tels que 3034951 2 du sulfure d'argent qui n'est plus compatible d'un bon fonctionnement de la carte électronique. On a donc vu des retours, chez le fabricant, de moteurs d'essuie-glace pour cause de dysfonctionnement provenant de cette sensibilité des composants notamment contenant de l'argent. Il convient de remarquer que ce problème est particulièrement aigu dans l'industrie automobile, du fait de l'environnement dans lequel fonctionnent les composants, alors qu'il n'est pas aussi critique dans l'industrie électronique grand public. Une solution à ce problème pourrait être d'encapsuler tous les composants dans un vernis de protection mais cette solution coûte relativement cher puisqu'il faut enchaîner une opération de recouvrement d'une première face des cartes électroniques, une opération de séchage au four de cette première face, voire une nouvelle opération pour le recouvrement de la seconde face et un nouveau séchage. Il est donc apparu nécessaire de trouver un autre mode de protection des composants électroniques d'un moteur d'essuie-glace contre les vapeurs de soufre, qui soit plus simple à mettre en oeuvre et surtout peu coûteux. A cet effet, l'invention a pour objet une carte électronique à circuit imprimé pour un véhicule automobile, comprenant au moins une première zone métallique conductrice de courant, caractérisée en ce que la carte comprend une seconde zone métallique non conductrice de courant et accessible à l'air libre, le métal de ladite seconde zone étant au moins aussi attractif que l'argent pour se combiner à des vapeurs de soufre. La première zone métallique, conductrice de courant, comprend notamment des pistes et vias pour assurer une liaison électrique entre les composants électroniques de la carte. La seconde zone métallique est non conductrice de courant, c'est-à-dire qu'elle n'est reliée électriquement ni aux composants électroniques de ladite carte ni à un moyen de blindage dudit équipement. Dans le cadre de l'invention on entend par l'expression accessible à l'air libre le fait que la seconde zone métallique est non recouverte par un vernis, en particulier un 3034951 3 vernis épargne. La carte électronique est en particulier située à l'intérieur d'un boitier. Dans un exemple de réalisation l'équipement est un moteur d'essuie-glace et la carte est située à l'intérieur d'un couvercle du moteur. 5 Par la précision que le métal de ladite seconde zone est au moins aussi attractif que l'argent pour se combiner à des vapeurs de soufre, on entend qu'en présence de vapeurs soufrées, ledit métal forme des sulfates au moins aussi facilement que ne le fait l'argent ou le cuivre. Ainsi, le métal de cette seconde zone attire les vapeurs de soufre, 10 préférentiellement à l'argent contenu dans les terminaisons des composants ou dans les brasures, et évite la formation de sulfure d'argent qui serait préjudiciable au bon fonctionnement de la carte. Ledit métal est par exemple du cuivre, du fer et/ou du manganèse. La seconde zone métallique comporte par exemple un élément métallique 15 composé formé avantageusement d'alliage de cuivre, de fer et/ou de manganèse. L'élément métallique est par exemple fixé sur le circuit imprimé (PCB en anglais) par brasure ou collage. Dans un mode particulier de réalisation, la zone métallique est formée par le cuivre du PCB non recouvert par le vernis épargne, notamment positionné sur au moins 20 un des bords de ladite carte ou proche des composants les plus sensibles. Dans le cadre de la demande on entend par proche le fait d'être distant d'au plus 5mm. Cette zone est laissée sans utilisation lors de la fabrication du PCB. L'invention porte également sur un boîtier électronique de commande d'équipement automobile, en particulier de système d'essuie-glace(s) du véhicule, 25 comprenant au moins une carte électronique telle que décrite ci-dessus. L'invention porte également sur un système d'essuyage d'une vitre de véhicule, comprenant une carte électronique telle que décrite ci-dessus. L'invention porte enfin sur un procédé de fabrication d'une carte à circuit imprimé telle que décrite ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de dépôt 30 dudit élément métallique dans une zone de la carte dépourvue de fonction électronique. 3034951 4 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins 5 annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une carte électronique, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un moteur d'un système d'essuyage d'une vitre de véhicule, - la figure 3 est une vue schématique en perspective éclatée d'un couvercle 10 du moteur de la figure 2, et - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un système d'essuyage d'une vitre de véhicule. Sur cette figure on voit une carte 1 sur laquelle sont dessinées des pistes 2 15 réalisées en un métal conducteur, comme par exemple du cuivre. Ces pistes aboutissent à des vias 3 qui traversent la carte dans son épaisseur et qui permettent de recevoir les extrémités de composants électroniques (non représentés) positionnés de part et d'autre de la carte 1, et d'assurer une liaison électrique avec eux. Des trous traversants 4 sont par ailleurs pratiqués dans les 20 angles de la carte pour permettre l'installation de moyens de fixation de la carte sur un châssis du boîtier électronique. Enfin une zone de bords 5 est délimitée entre les bords extérieurs de la carte et la zone centrale sur laquelle sont dessinées les pistes 2. Cette zone ne comporte aucun contact avec les pistes 2, ne comporte pas de via 3 et n'est pas reliée à un 25 quelconque fil de blindage de la carte 1. Elle est donc parfaitement neutre sur le plan électrique. La demanderesse a constaté, lors de retours sous garantie de moteurs d'actionnement de balais d'essuie-glace, que sur des cartes 1 de circuit imprimé 30 de ces moteurs, certains vias 3 n'étaient pas recouverts de vernis et que, pour ceux-ci, le cuivre s'était transformé en sulfate. Parallèlement aucun des composants électroniques du circuit imprimé correspondant n'avait été attaqué par 3034951 5 des vapeurs de soufre. Elle a donc réalisé que le cuivre non protégé fonctionne comme un attracteur pour le soufre, ce qui évite que soient détériorées les terminaisons des composants ou les brasures qui contiennent de l'argent. 5 L'invention consiste donc à prévoir sur le circuit imprimé un piège ou une trappe à soufre, sur laquelle agiront les vapeurs de soufre, en lieu et place des autres composants qui seront ainsi protégés, même s'ils ne sont pas recouverts d'un vernis protecteur. 10 Cette trappe à soufre peut être réalisée par la mise en place, sur la carte électronique 1 ou dans son environnement immédiat, d'une zone métallique 5 non conductrice de courant. Cette zone est par exemple en cuivre ou en fer qui forment aisément des sulfates CuSO4 ou FeSO4. Tout autre métal, tel que le manganèse, qui est apte à former un composé avec le soufre plus facilement que ne le fait 15 l'argent ou le cuivre, répond également au problème posé. Une des solutions techniques possibles consiste à utiliser du cuivre qui est laissé sans utilisation sur une carte de circuit imprimé lors de la fabrication de celle-ci, par exemple proche des bords 6, comme représenté schématiquement sur la 20 figure 1. Dans une variante non représentée la zone métallique non conductrice de courant est proche des composants électroniques sans être près des bords mais par exemple au centre de la carte. Cette zone métallique 5 qui n'a pas d'utilité pour le fonctionnement de la carte 1, présente l'avantage de former de façon naturelle une trappe à soufre. Pour cela il suffit de la laisser à l'air libre, pour qu'elle soit en 25 contact avec des vapeurs contenant du soufre. Cette zone, qui sera attaquée par les vapeurs de soufre, ne doit pas être le siège d'une fonction essentielle pour le fonctionnement de la carte, telle qu'une fonction électronique. Dans l'exemple illustré la zone métallique non conductrice 5 est continue. Dans 30 une variante non représentée la zone métallique non conductrice est discontinue. De façon alternative ou complémentaire, une autre solution non illustrée consiste à fixer sur la carte ou dans son environnement un élément métallique. 3034951 6 Ainsi la présence de cet élément métallique non protégé et accessible par les vapeurs de soufre, peut se trouver sur la carte 1 dont il convient de protéger les composants, mais aussi à proximité d'eux, c'est-à-dire, par exemple, sur un couvercle ou une autre partie du boîtier renfermant la carte électronique 1. Dans le 5 cas d'un boîtier métallique, il convient de placer l'élément métallique de façon qu'il ne soit pas en contact électrique avec ledit boitier. La figure 2 représente un moteur 16 pour un système d'essuyage d'une vitre de véhicule, ce moteur 16 comportant notamment une carcasse 17, un socle 19 et un 10 couvercle 18. Ce dernier contient la carte électronique 1 comme le montre la figure 3. La figure 4 représente un système d'essuyage 20 comportant ici deux essuie-glaces 10 comportant chacun un bras d'entraînement 11 dont une extrémité est 15 reliée à un balai 12 et l'extrémité opposée est reliée par un système de tringlerie ou timonerie 13 à un arbre de sortie du moteur 16, tel que celui de la figure 2. L'invention n'est pas limitée aux systèmes décrits. Dans une variante le système d'essuyage comporte par exemple deux moteurs. 20 REVENDICATIONS1. Carte électronique (1) à circuit imprimé pour un équipement automobile comprenant au moins une première zone métallique (2,3) conductrice de courant, caractérisée en ce que ladite carte comprend une seconde zone métallique (5) non conductrice de courant et accessible à l'air libre, le métal de ladite seconde zone (5) étant au moins aussi attractif que l'argent pour se combiner à des vapeurs de soufre. 2. Carte selon la revendication 1 dans laquelle ledit métal de ladite 10 seconde zone est du cuivre, du fer et/ou du manganèse. 3. Carte selon l'une des revendications 1 ou 2 dans laquelle la seconde zone métallique est positionnée proche d'au moins un des bords (6) de ladite carte et/ou des composants électroniques. 4. Carte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la 15 seconde zone métallique (5) est continue. 5. Carte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la seconde zone métallique (5) est discontinue. 6. Carte selon l'une quelconque des revendications précédentes, la seconde zone métallique (5) comportant un élément métallique fixé sur le circuit 20 imprimé, en particulier par brasure ou collage. 7. Carte selon la revendication précédente, l'élément métallique étant formé d'alliage de cuivre, de fer et/ou de manganèse. 8. Boîtier électronique de commande d'équipement automobile, en particulier de système d'essuie-glace, comprenant au moins une carte électronique 25 selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Moteur de commande d'essuie-glace (16) de véhicule automobile, comprenant au moins une carte électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 10. Système d'essuyage (20) d'une vitre de véhicule, comprenant une carte 30 électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.