Brevet FR3043793A1 — publié le 20170519

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un composant mi- cromécanique, à un dispositif d'éclairage équipé d'un tel composant et à son procédé de fabrication. Etat de la technique Pour l'éclairage avant, notamment dans le cas d'un véhicule, on utilise, par exemple, des lampes halogène, des lampes à décharge de gaz ou des dispositifs LED. Les recherches technologiques entreprises cherchent surtout à réaliser un cône lumineux pour éclairer de façon optimale le champ de vision et néanmoins éviter d'éblouir la circulation venant en sens inverse et cela avec des moyens simples. Le document US 2010/0020379 Al (US 8.508.098) décrit un système micromécanique pour entraîner un élément de cardan d'un micro-miroir. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a ainsi pour objet un composant micromécanique ayant un micro-miroir installé dans un boîtier de miroir avec une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière, un circuit d'exploitation ayant une face et un dos et un élément de contact métal- ligue logé au moins partiellement dans un logement réalisé dans le cir- cuit d'exploitation et qui est, au moins par zones, en contact avec la face et/ou le dos du circuit d'exploitation, l'élément de contact métallique ayant un orifice entouré au moins partiellement par l'élément de contact métallique, le boîtier de miroir étant installé sur l'élément de contact métallique pour que la surface de montage du boîtier de miroir entourant au moins en partie la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière touche l'élément de contact métallique et couvre au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière de l'orifice. Suivant une autre caractéristique, l'invention a pour ob- jet un dispositif d'éclairage équipé d'un tel composant micromécanique. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel élément, procédé de fabrication caractérisé en ce que le boîtier de miroir est fixé sur l'élément de contact métallique à l'aide d'un adhésif mono-composant thermo-conducteur. 3043793 2 En d'autres termes, l'idée de base de la présente invention réside dans la construction pratique et dans la technique de liaison en particulier pour l'éclairage avant d'un véhicule par la réflexion, notamment par modulation dynamique d'un faisceau de lumière concen- 5 tré, par un miroir à entraînement micromécanique (appelé ci-après brièvement micro-miroir). Le composant micromécanique résout notamment le problème de l'évacuation efficace et économique de la chaleur développée en cours de fonctionnement dans le composant micromécanique. Le micro-miroir décrit ci-après, repose sur une tech- 10 nique de micromécanique avec une tôle magnétique et de flux ainsi qu'une plaque de circuit pour la transmission du signal entre le micro-miroir et le boîtier du miroir ainsi que le circuit d'exploitation. La plaque de circuit est notamment intégrée dans le boîtier du miroir. Le composant micromécanique décrit ci-après est un 15 composant autoporteur, de fonctionnement autonome, installé par exemple comme éclairage avant d'un véhicule. L'expression « composant micromécanique » désigne un composant micro-électromécanique ou un composant micro-électro-mixte. L'expression « micro-miroir » englobe également la notion d'actionneur de micro-miroir ou de micro-miroir 20 avec actionneur. Le composant micromécanique selon l'invention comporte un micro-miroir logé dans un boîtier de miroir muni d'une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière. Il comporte également un circuit d'exploitation avec une face et un dos ainsi qu'un élément de contact 25 métallique. L'élément de contact métallique est au moins en partie ins- tallé dans le logement réalisé dans le circuit d'exploitation de façon que l'élément de contact métallique soit au moins par zones, en contact avec la face et/ou avec le dos du circuit d'exploitation ; l'élément de contact métallique a un orifice au moins partiellement entouré par l'élément de 30 contact métallique. Le boîtier de miroir est installé sur l'élément de con- tact métallique de façon que la surface de montage qui entoure au moins en partie la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière du boîtier de miroir soit en contact avec l'élément de contact métallique et que la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière couvre au moins partielle- ment l'orifice. 3043793 3 Bien que ci-après le composant micromécanique est décrit sous sa forme de micro-miroir, il est évident que le composant micromécanique peut également être composé d'un ensemble de micro-miroirs. 5 A titre d'exemple, l'élément de contact métallique s'étend de la face jusqu'au dos en traversant le circuit d'exploitation et l'orifice de l'élément de contact métallique peut également s'étendre de la face au dos. De même, l'élément de contact peut également être réalisé sous la forme d'une plaque qui ne touche le circuit d'exploitation que sur 10 deux côtés. Selon un développement préférentiel, le boîtier de miroir est installé sur la face du circuit d'exploitation par l'intermédiaire de l'élément de contact métallique. La lumière peut ainsi arriver d'une manière particulièrement simple par l'orifice dans la fenêtre d'entrée et/ou 15 de sortie de lumière à partir du dos du circuit d'exploitation et le micro- miroir est protégé des influences extérieures par le circuit d'exploitation, car le micro-miroir est installé sur le côté à l'opposé du dos et le dos fonctionne notamment comme côté d'émission du rayonnement du composant micromécanique. 20 Selon un autre développement préférentiel, l'élément de contact métallique ouvre le dos du circuit d'exploitation au moins sur 50%. En particulier, l'élément de contact métallique couvre complètement le dos du circuit d'exploitation. En variante, l'élément, l'élément de contact métallique ne couvre que 75% ou 90% du dos du circuit 25 d'exploitation par rapport à la surface totale du dos. Une extension ap- propriée de l'élément de contact métallique au dos du circuit d'exploitation permet d'évacuer d'une manière particulièrement efficace la chaleur dégagée par le fonctionnement du composant micromécanique par l'intermédiaire du dos. 30 Selon un autre développement préférentiel, le boîtier du miroir est relié à l'élément de contact métallique par un adhésif mono-composant thermo-conducteur. Cela permet d'installer le boîtier du miroir avec le micro-miroir d'une manière particulièrement simple et économique sur l'élément de contact métallique. 3043793 4 Selon un autre développement préférentiel, l'adhésif mono-composant thermo-conducteur contient des granulés métalliques, ce qui permet d'évacuer, la chaleur dégagée par le fonctionnement d'une manière particulièrement efficace et économique. 5 Selon un développement préférentiel, le diamètre de l'orifice de l'élément de contact métallique diminue dans la direction allant du dos vers la face, ce qui permet, pendant le fonctionnement, à la lumière, d'être réfléchie et/ou projetée par une surface particulièrement grande de la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière du composant 10 micromécanique. Selon un autre développement préférentiel, le boîtier de miroir et le circuit d'exploitation sont munis chacun d'au moins un patin de liaison et au moins un fil de liaison relie un patin de liaison du circuit d'exploitation à un patin du boîtier du miroir. Cela permet un 15 montage simple par le côté avant du micro-miroir avec une faible hau- teur de montage. Selon un autre développement préférentiel, l'élément de contact métallique est réalisé en au moins un métal ayant une conductivité thermique spécifique élevée. Pour les applications spécifiques du 20 composant micromécanique, cela économique la matière pour l'élément de contact métallique. L'élément de contact métallique est, par exemple, du cuivre ou un alliage de cuivre. Selon un autre développement préférentiel, le micro- miroir est actionné par un actionneur magnétique, électrostatique et/ou 25 piézoélectrique pour tourner autour d'au moins d'un axe. Cela permet à la lumière incidente de commander d'une manière particulièrement simple, le champ de vision souhaité ou la surface à éclairer. Les caractéristiques du composant micromécanique ci- dessus s'appliquent également au dispositif d'éclairage ainsi qu'au pro- 30 cédé de fabrication et cela réciproquement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un composant micromécanique représenté dans les dessins annexés dans lesquels : 3043793 5 la figure 1 est une vue en coupe transversale schématique, de côté servant à décrire un composant micromécanique et son procédé de fabrication correspondant à un premier mode de réalisation de la présente invention, 5 la figure 2 est une vue arrière schématique du premier mode de réalisation du composant micromécanique selon l'invention, la figure 3 est une vue de face schématique du premier mode de réalisation du composant micromécanique servant à sa description et à celle de son procédé de réalisation, 10 la figure 4 est une vue arrière d'un second mode de réalisation du composant micromécanique selon l'invention servant à sa description et à celle de son procédé de fabrication, la figure 5 est un ordinogramme très simplifié du procédé de fabrication du premier ou du second mode de réalisation du com- 15 posant micromécanique selon l'invention, et la figure 6 est un schéma pour décrire le dispositif d'éclairage d'un véhicule équipé d'un composant micromécanique selon le premier ou le second mode de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention 20 La figure 1 est une vue en coupe schématique de côté d'un premier mode de réalisation d'un composant micromécanique selon l'invention, permettant sa description et celle de son procédé de fabrication. Selon la figure 1, la référence 100 désigne le composant 25 micromécanique. Le composant micromécanique 100 comporte un mi- cro-miroir 3 logé dans le boîtier 2 (boîtier de miroir) avec une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12. Le composant micromécanique comporte en outre un circuit d'exploitation 1 ayant une face V1 (face avant) et un dos R1 (face arrière) ainsi qu'un élément de contact métal- 30 ligue 5. L'élément de contact métallique est placé dans un logement A 1 réalisé dans le circuit d'exploitation. L'élément de contact métallique 5 est en outre en contact au moins partiellement avec la face V1 et/ou le dos R1 du circuit d'exploitation 1. Uniquement comme cela est présenté à titre d'exemple, l'élément de contact métallique 5 du mode de réalisa- 35 tion de la figure 1 s'étend contre la face V1 et la face arrière R1 à travers 3043793 6 le circuit d'exploitation 1. L'élément de contact métallique 5 comporte un orifice 01 entouré au moins partiellement et ici complètement ? par l'élément de contact métallique 5. Comme le montre la figure 1, l'orifice 01 s'étend de la face V1 au dos R 1. 5 Selon la figure 1, le boîtier de miroir 2 est installé sur l'élément de contact métallique 5 de façon que la surface de montage M1 du boîtier de miroir 2 entoure au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 en contact avec l'élément de contact métallique 5 et que la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 10 couvre au moins partiellement l'orifice 01. La lumière L 1 traverse l'orifice 01 de l'élément de contact métallique 5 en direction du micro-miroir 3 à travers la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 du boîtier de miroir 2. Le logement du circuit d'exploitation 1 peut notamment être réalisé sous la forme d'un ori- 15 fice dans le circuit d'exploitation 1 recevant l'élément de contact métallique 5 dans le logement A 1. Le logement A 1 du circuit d'exploitation 1 est entouré ou encadré notamment dans la direction latérale par la matière de l'élément de contact métallique 5 et cet élément de contact métallique comporte lui-même l'orifice 01. L'orifice 01 20 de l'élément de contact métallique 5 est dégagé dans la zone d'entrée de la lumière L 1 par l'enlèvement de la matière de l'élément de contact métallique 5. En d'autres termes, la lumière L 1 peut rayonner sans être gênée à travers la fenêtre d'entrée de lumière du boîtier de miroir 2 pour arriver sur le micro-miroir 3 du composant micromécanique 100 et être 25 projetée ou réfléchie à travers la fenêtre de sortie de lumière du boîtier de miroir 2. Comme le montre en outre la figure 1, le boîtier de miroir 2 est relié par un adhésif mono-composant thermo-conducteur E 1 de la face V1 du circuit d'exploitation 1 à l'élément de contact métallique 5. 30 La surface de montage M1 du boîtier de miroir 2 est au moins dégagée par zones, de l'adhésif mono-composant thermo-conducteur E 1 de façon que la lumière L 1 puisse rayonner librement sur le micro-miroir 3 ou être réfléchie par le micro-miroir 3. Le micro-miroir 3 applique la technique de microméca- 35 nique avec une tôle magnétique et de flux ainsi qu'une plaque de circuit 3043793 7 pour la transmission du signal entre le micro-miroir 3 et le circuit d'exploitation 1. Le micro-miroir 3 réfléchit la lumière incidente avec modulation dynamique ; pour cela, le micro-miroir est actionné par un actionneur magnétique, électrostatique et/ou piézoélectrique autour 5 d'au moins un axe de rotation. Selon la figure 1, le diamètre Si de l'orifice 01 de l'élément de contact métallique 5 diminue dans la direction allant du dos R1 vers la face V 1. La lumière L 1 peut ainsi être réfléchie avec un angle de sortie plus grand à travers la fenêtre de sortie de lumière. De 10 plus, le boîtier de miroir 2 est relié électriquement par un fil de liaison D1 au circuit d'exploitation 1 ; le boîtier de miroir 2 et le circuit d'exploitation 1 sont reliés respectivement par un patin de contact B1 ou B2. La figure 2 est une vue arrière schématique servant à dé- 15 crire le composant micromécanique correspondant au premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 montre une vue du dos R1 du composant mi- cromécanique 100. La zone correspondante de la vue en section, latérale, schématique, du composant micromécanique 100 de la figure 1 est 20 représentée par un boîtier entouré d'un trait interrompu. A la figure 2, l'élément de contact métallique 5 est notamment en contact au moins partiellement avec le dos R1 du circuit d'exploitation 1. L'orifice 01 de l'élément de contact métallique 5 permet l'entrée de la lumière L 1 en direction du boîtier de miroir 2 comportant 25 le micro-miroir 3. Comme le montre la figure 2, l'orifice 01 de l'élément de contact métallique 5 est dégagé de la matière de l'élément de contact métallique 5. La figure 3 est une vue de face schématique du premier 30 mode de réalisation de l'invention pour décrire le composant micromé- canique et son procédé de fabrication. La figure 3 montre une vue de face du composant micro- mécanique 100. La zone correspondante de la vue en coupe latérale schématique du composant micromécanique 100 de la figure 1 est sou- 35 lignée par un rectangle. 3043793 8 A la figure 3, l'orifice 01 de l'élément de contact métallique 5 est couvert par le boîtier de miroir 2 avec le micro-miroir 3. A la figure 3, l'élément de contact métallique 5 déborde du boîtier de miroir 2 avec le micro-miroir 3 dans la direction latérale L. Cela permet 5 d'installer simplement le boîtier de miroir 2 avec le micro-miroir 3 par un montage, côté avant, sur l'élément de contact métallique 5. Pour avoir un contact stable entre le boîtier de miroir 2 et l'élément de contact métallique 5, on fixe le boîtier de miroir 2 sur sa surface de montage M1 qu'il entoure au moins partiellement, à l'aide d'un adhésif 10 mono-composant thermo-conducteur E 1 sur l'élément de contact métal- lique 5. Le boîtier de miroir 2 est mis en contact électrique par un fil de liaison D1 au circuit d'exploitation 1 ; le boîtier de miroir 2 et le circuit d'exploitation 1 ont chacun un patin de contact Bl, B2. La figure 4 est une vue schématique côté arrière du se- 15 cond mode de réalisation du composant micromécanique selon l'invention et permettant la description de son procédé de fabrication. La vue arrière du second mode de réalisation de la présente invention selon la figure 4 concerne le composant micromécanique 100 du mode de réalisation de la figure 2 à la différence que le 20 contact métallique 5 couvre le dos R1 du circuit d'exploitation 1 sur 90%. Cela permet d'évacuer d'une manière particulièrement efficace et économique, la chaleur dégagée par le fonctionnement du composant micromécanique. La figure 5 montre un ordinogramme très simplifié ser- 25 vant à décrire le procédé de fabrication du composant micromécanique correspondant au premier ou au second mode de réalisation de la présente invention. Dans l'étape A du procédé de fabrication, on installe un élément de contact métallique 5 dans un logement A 1 réalisé dans le 30 circuit d'exploitation 1 ayant une face V1 et un dos R 1. Selon ce mon- tage, l'élément de contact métallique 5 s'étend entre la face V1 et le dos R1 à travers le circuit d'exploitation 1 ; l'élément de contact métallique 5 réalise au moins partiellement le contact avec la face V1 et le dos R 1. Dans l'étape B, on installe le boîtier de miroir 2 avec sa 35 fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 et le micro-miroir 3 réalisé 3043793 9 dans le boîtier de miroir 2 sur l'élément de contact métallique 5 de façon que la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 touche au moins partiellement la surface de montage M1 périphérique du boîtier de miroir 2 avec l'élément de contact métallique 5 et que la fenêtre 5 d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 couvre au moins partiellement l'orifice 01 entouré par l'élément de contact métallique 5 entre la face V1 et le dos Rl. La figure 6 est une représentation schématique servant à décrire le dispositif d'éclairage d'un véhicule avec le composant micro- 10 mécanique correspondant au premier ou au second mode de réalisation de l'invention. A la figure 6, la référence 101 désigne un dispositif d'éclairage destiné par exemple à un véhicule F 1. Le dispositif d'éclairage 101 est notamment l'éclairage avant ; à l'aide du composant 15 micromécanique 100 on peut commander le feu ou éclairage à longue portée. Comme le montre la figure 6, la lumière L 1 est fournie par la source lumineuse Premier élément transversal de liaison par la forme 44 ; la lumière est réfléchie ou modulée de manière dynamique par le composant micromécanique 100 décrit ci-dessus. La référence Lr 1 dé- 20 signe la lumière L 1 réfléchie par le composant micromécanique 100. La modulation dynamique consiste à déplacer le micro-miroir 3 à l'aide d'un actionneur magnétique, électrostatique et/ou piézoélectrique autour d'au moins un axe de rotation. 25 3043793 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Circuit d'exploitation 2 Boîtier de miroir 5 3 Micro-miroir 5 Elément de contact métallique 12 Fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 100 Composant 101 Dispositif d'éclairage 10 A 1 Logement B 1, B2 Pattes de liaison D1 Fil de liaison El Adhésif mono-composant thermo-conducteur Ll Lumière 15 Lr 1 Lumière réfléchie par le composant micromécanique M1 Surface de montage 01 Orifice Q1 Source lumineuse R1 Dos / face arrière 20 51 Diamètre de l'orifice 01 V1 Face / face avant 25 REVENDICATIONS1°) Composant micromécanique (100) ayant - un micro-miroir (3) installé dans un boîtier de miroir (2) ayant une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12), - un circuit d'exploitation (1) ayant une face (V1) et un dos (R1) et - un élément de contact métallique (5) logé au moins partiellement dans un logement (A1) réalisé dans le circuit d'exploitation (1) et qui est au moins par zones, en contact avec la face (V1) et/ou le dos (R1) du circuit d'exploitation (1), l'élément de contact métal- ligue (5) ayant un orifice (01) entouré au moins partiellement par l'élément de contact métallique (5), le boîtier de miroir (2) étant installé sur l'élément de contact métallique (5) pour que la surface de montage (M1) du boîtier de miroir (2) entourant au moins en partie la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12) touche l'élément de contact métallique (5) et couvre au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12) de l'orifice (01). 2°) Composant micromécanique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de contact métallique (5) s'étend de la face (V1) au dos (R1) à travers le circuit d'exploitation (1) et l'orifice (01) s'étend également sur l'élément de contact (5) entre la face (V1) et le dos (R1). 3°) Composant micromécanique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) est installé sur la face (V1) du circuit d'exploitation (1) par l'intermédiaire de l'élément de contact métallique (5). 4°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de contact métallique (5) couvre au moins jusqu'à 50% le dos (R1) du circuit d'exploitation. 3043793 12 5°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) est relié à l'élément de contact métallique (5) par 5 un adhésif mono-composant thermo-conducteur (E1). 6°) Composant micromécanique (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'adhésif mono-composant thermo-conducteur (El) comporte des granu- 10 lés métalliques. 7°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 15 le diamètre (Si) de l'orifice (01) de l'élément de contact métallique (5) diminue dans la direction allant du dos (R1) à la face (V1). 8°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 7, 20 caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) et le circuit d'exploitation (1) sont reliés chacun à un patin de liaison (B1, B2) et au moins un fil de liaison (D1) relie un patin du circuit d'exploitation (1) et un patin du boîtier de miroir (2). 25 9°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de contact métallique (5) est au moins en un métal à une conductivité thermique élevée. 30 10°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le micro-miroir (3) est actionné autour d'au moins un axe de rotation 35 par un actionneur magnétique, électrostatique et/ou piézoélectrique. 3043793 13 11°) Dispositif d'éclairage (101) de véhicule (F1) comportant un composant micromécanique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 5 12°) Procédé de fabrication d'un composant micromécanique (100), caractérisé en ce qu' il consiste à : 10 A) installer un élément de contact métallique (5) au moins partiellement dans un logement (Al) réalisé dans le circuit d'exploitation (1) de façon que la face (V1) et/ou le dos (R1) soit au moins partiellement en contact avec l'élément métallique (5), et 15 B) installer un boîtier de miroir (2) avec une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12) et un micro-miroir (3) réalisé dans le boîtier de miroir (2), sur l'élément de contact métallique (5) de façon que la surface de montage (M1) du boîtier de miroir (2) qui entoure au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12) du miroir 20 (2) soit en contact avec l'élément de contact métallique (5) et que la fe- nêtre (12) d'entrée et/ou de sortie de lumière soit couverte au moins partiellement par l'élément de contact métallique (5), qui entoure au moins partiellement l'orifice (01). 25 13°) Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) est fixé sur l'élément de contact métallique (5) à l'aide d'un adhésif mono-composant thermo-conducteur (El).