Brevet FR3043794A1 — publié le 20170519

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un composant mi- cromécanique et à un dispositif d'éclairage, notamment de véhicule équipé d'un tel composant. Etat de la technique Pour les feux avant, notamment ceux équipant un véhicule automobile on utilise, par exemple, les lampes halogènes, les lampes à décharge de gaz ou des sources LED. Des recherches techniques sont entreprises pour réaliser le cône lumineux de façon à éclai- rer de manière optimale le champ de vision tout en évitant d'éclairer la circulation en sens inverse. Le document US 2010/0020379 Al décrit un système micromécanique pour piloter un élément de type cardan d'un micro-miroir. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un composant micromécanique ayant un micro-miroir logé dans un boîtier de miroir muni d'une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière, un boîtier ayant un côté inférieur et un côté supérieur, le boîtier étant librement accessible au moins par zone dans la direction latérale et le côté supérieur com- porte au moins par zone un circuit d'exploitation et un socle de contact métallique placé dans un orifice de réception réalisé dans le côté intérieur du boîtier de façon à avoir une ouverture au niveau du socle de contact métallique qui s'étend au moins par zone entre la face du côté inférieur jusqu'au dos du côté inférieur en étant encadrée par le socle de contact métallique ; dans ce composant le boîtier de miroir se trouve sur le socle de contact métallique et une plaque de circuit souple relie électroniquement le circuit d'exploitation au boîtier de miroir. L'invention a également pour objet un dispositif d'éclairage, notamment de véhicule automobile équipé d'un tel compo- sant micromécanique. En d'autre termes, l'idée de base de la présente invention consiste à développer une technique de liaison pratique avec une structure, notamment pour les feux avant d'un véhicule en fonctionnant par réflexion, notamment par modulation dynamique d'un faisceau lumi- 3043794 2 neux regroupé à l'aide d'un miroir entraîné par un moyen micromécanique (encore appelé ci-après en abrégé micro-miroir). Le composant micromécanique selon l'invention résout notamment le problème de l'évacuation efficace et économique de la chaleur développée pendant le 5 fonctionnement dans le composant micromécanique. En outre, la géométrie du composant micromécanique décrit ici qui est en forme cube, se traduit par une unité compacte et fonctionnelle qui s'installe de manière rapide et économique. Le composant micromécanique décrit ci-après est un 10 composant autoporteur, fonctionnant tel que et qui peut, par exemple, s'intégrer dans un véhicule comme feu avant. L'expression « composant micromécanique » désigne un composant ou un élément micro-électronique ou micro-optoélectronique. L'expression micro-miroir désigne un micro-miroir avec un actionneur. 15 Le composant micromécanique selon un développement de l'invention comporte un micro-miroir placé dans un boîtier de miroir muni d'une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière et un boîtier avec un côté inférieur et un côté supérieur ; le boîtier est accessible librement au moins par zone dans la direction latérale et son côté supérieur 20 comporte au moins par zone, un circuit d'exploitation. Le composant micromécanique a en outre un socle de contact métallique dans un orifice de réception du côté inférieur du boîtier de façon à réaliser sur le socle de contact métallique, une ouverture s'étendant au moins par plage de la face du côté inférieur jusqu'au dos du côté inférieur en étant 25 encadrée par le socle de contact métallique. Le boîtier de miroir est ins- tallé sur le socle de contact métallique, une plaque de circuit souple reliant le circuit d'exploitation au boîtier de miroir. Le micro-miroir décrit ci-après, qui est logé dans le boî- tier de miroir muni d'une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière est 30 réalisé en technique de micromécanique avec notamment une tôle de flux et un aimant ainsi qu'une plaque de circuit souple pour transmettre le signal entre le boîtier de miroir ou le micro-miroir et le circuit d'exploitation. 3043794 3 Bien que le composant de micromécanique décrit ci-après corresponde à un seul micro-miroir, ce composant micromécanique peut également comporter un ensemble de micro-miroirs. Selon un développement préférentiel, la plaque de circuit 5 souple dépasse du boîtier dans la direction latérale et cette plaque de circuit souple prend une forme de U. Ainsi, le micro-miroir logé dans le boîtier de miroir se place simplement sur le côté inférieur du boîtier, ce qui permet une construction très compacte du composant micromécanique. A titre d'exemple, ce n'est seulement qu'après avoir placé le boî- 10 tier de miroir sur le socle de contact métallique que la plaque de circuit souple prend une forme en U, cette plaque de circuit souple étant reliée au circuit d'exploitation et après mise en place du circuit d'exploitation sur le côté supérieur, il reçoit la plaque de circuit souple dans sa forme en U. 15 Selon un autre développement préférentiel, la plaque de circuit souple est en matière plastique avec un groupe imide. En d'autres termes, la plaque de circuit souple est en un polyimide. Les polyimides sont notamment utilisés en particulier à cause de leur tenue à la chaleur, leur faible dégagement de gaz et leur tenue au rayonne- 20 ment, sous la forme notamment de films semi-transparents clairs, per- mettant notamment d'imprimer les chemins conducteurs sur le film. Selon un autre développement préférentiel, la plaque de circuit souple est fixée par collage ou matage à chaud contre la face du côté inférieur du boîtier. Cela permet d'installer de manière simple et 25 mécaniquement solide la plaque de circuit souple dans le boîtier, cette plaque de circuit souple reliant notamment le boîtier du miroir au circuit d'exploitation par une liaison électronique. Selon un autre développement préférentiel, le contact électronique entre la plaque de circuit souple et le boîtier de miroir se 30 fait par une liaison par fil ou une soudure. C'est ainsi que l'on dispose d'un large éventail de possibilités de liaison de sorte que selon l'application du composant micromécanique, on pourra utiliser une technique de liaison appropriée pour chaque application spécifique. Selon un autre développement préférentiel, le boîtier de 35 miroir et la plaque de circuit souple portent respectivement au moins 3043794 4 un patin de liaison et au moins un fil de liaison relie le patin de liaison de la plaque de circuit souple et le patin de liaison du boîtier de miroir ce qui réalise ainsi un branchement électronique simple de faible hauteur de montage pour le boîtier de miroir dans le boîtier maître. 5 Selon un autre développement préférentiel, le boîtier de miroir est installé sur le socle de contact métallique pour qu'une surface de montage du boîtier de miroir qui encadre au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière soit en contact avec le socle de contact métallique et que la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lu- 10 mière couvre au moins partiellement l'ouverture. Par exemple, le dia- mètre de l'ouverture est plus grand que le diamètre de la fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière. Cela permet d'installer simplement le boîtier de miroir sur le socle de contact métallique. En outre, on tient compte d'une plage de tolérances entre l'ouverture et la fenêtre d'entrée 15 et/ou de sortie de lumière pour installer le boîtier de miroir sur le socle de contact métallique. En d'autres termes, le boîtier de miroir se place de façon non compliquée et permettant d'absorber les tolérances sur le socle de contact métallique. Selon un autre développement préférentiel, deux zones 20 face à face du côté supérieur du boîtier comportent des rainures dans lesquelles on peut glisser le circuit d'exploitation. Cela permet une construction particulièrement compacte du composant micromécanique et, ce n'est qu'après avoir installé le boîtier de miroir sur le socle de contact métallique que l'on glisse le circuit d'exploitation dans les rainures 25 du côté supérieur du boîtier, la plaque de circuit souple se reliant par ce mouvement de coulissement au boîtier de miroir et au circuit d'exploitation. En d'autres termes, avant de coulisser le boîtier d'exploitation, le boîtier est librement accessible dans la direction latérale au moins par plage ou zone pour le boîtier de miroir. Cela permet 30 d'installer simplement le boîtier de miroir sur le socle de contact métal- lique. Selon un autre développement préférentiel, le socle de contact métallique est au moins dégagé sur une plage ou zone de la matière du boîtier, ce qui permet d'évacuer, de façon très efficace, la cha- 3043794 5 leur dégagée pendant le fonctionnement, notamment pour l'évacuer du boîtier de miroir. Selon un autre développement préférentiel, le socle de contact métallique est intégré au moins par plage dans le boîtier par le 5 procédé d'injection. Cela permet de réaliser un boîtier de façon écono- mique avec le socle de contact métallique intégré dans son côté inférieur. Selon un autre développement préférentiel, le boîtier de miroir est relié au socle de contact métallique par un adhésif mono- 10 composant thermo-conducteur. Cela permet de fixer le boîtier de miroir avec le micro-miroir de manière simple et économique sur le socle de contact métallique par une liaison mécaniquement stable. Selon un autre développement préférentiel, l'adhésif mo- no-composant thermo-conducteur contient des granulés métalliques 15 pour évacuer la chaleur dégagée en cours de fonctionnement d'une ma- nière particulièrement efficace et économique. Selon un autre développement préférentiel, le socle de contact métallique est réalisé en au moins un métal ayant une conductibilité thermique spécifique élevée. Ainsi, pour les applications spéci- 20 figues du composant micromécanique, on économise de la matière du socle de contact métallique. Par exemple, le socle de contact métallique contient du cuivre ou un alliage de cuivre. Selon un autre développement préférentiel, le micro- miroir est muni d'une installation d'actionnement magnétique, électros- 25 tatique et/ou piézoélectrique pour être actionnée autour d'au moins un axe de rotation, ce qui permet de commander le faisceau lumineux incident de manière simple en fonction du champ de vision souhaité ou encore de la surface à éclairer. Les caractéristiques du composant micromécanique 30 s'appliquent au dispositif d'éclairage du véhicule et réciproquement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée, à l'aide d'exemples de réalisation d'un composant micromécanique et d'un dispositif d'éclairage de véhicule réalisé à l'aide d'un 3043794 6 tel composant micromécanique, représentés dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références. Ainsi la figure 1 est une vue de côté schématique, coupée d'un premier 5 mode de réalisation d'un composant micromécanique selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique en perspective du premier mode de réalisation du composant micromécanique selon l'invention, 10 la figure 3 est une autre vue en perspective du premier mode de réalisation du composant micromécanique selon l'invention, la figure 4 est une vue schématique de côté du dispositif d'éclairage d'un véhicule équipé du composant micromécanique selon le premier mode de réalisation de l'invention. 15 Description de modes de réalisation La figure 1 est une vue en coupe de côté du premier mode de réalisation d'un composant micromécanique selon l'invention. La figure 1 montre un composant micromécanique 100. Le composant micromécanique 100 a un micro-miroir 3 logé dans un 20 boîtier de miroir 2 ayant une fenêtre d'entrée / ou de sortie de lumière 12. Comme le montre la figure 1, le composant micromécanique 100 a, en outre, un boîtier G1 ayant un côté inférieur Ul et un côté supérieur 01 ; le boîtier G1 est au moins partiellement accessible librement dans la direction latérale L et le côté supérieur 01 comporte au moins par 25 zone, un circuit d'exploitation A 1. Le composant micromécanique 100 comporte en outre un socle de contact métallique K1 logé dans un orifice de réception. L'adaptateur de balai d'essuie-glace 10 est réalisé dans le côté inférieur U 1 du boîtier G1 de façon que le socle de contact métallique K1 présente une ouverture 10 allant au moins par zone, de 30 la face V1 du côté inférieur jusqu'au dos R1 du côté inférieur U 1, cette ouverture étant encadrée par le socle de contact métallique K 1. De plus, le boîtier de miroir 2 du composant microméca- nique 100, comme le montre la figure 1, est installé sur le socle de contact métallique K1 de façon que la surface de montage M1 du boîtier de 35 miroir 2 qui encadre au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de 3043794 7 sortie de lumière 12, soit en contact avec le socle de contact métallique K1 et l'ouverture 10 chevauche au moins partiellement la fenêtre d'entrée et/ou de lumière 12. En outre, le composant micromécanique a une plaque de circuit 1, souple qui relie, par une liaison électroméca- 5 nique, le circuit d'exploitation A 1 au boîtier de miroir 2. Comme le montre la figure 1, la plaque de circuit 1, souple chevauche le boîtier G1 dans la direction latérale L ; la plaque de circuit souple a une forme en U. La plaque de circuit 1, souple peut être en matière plastique avec un groupe imide. La lumière 1 rayonne à tra- 10 vers l'ouverture 10 du socle de contact métallique K1 à travers la fe- nêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 12 du boîtier de miroir 2 comportant le micro-miroir 3 et arrive sur le micro-miroir 3. L'orifice de réception A10 du côté inférieur U 1 du boîtier G1 peut être notamment réalisé sous la forme d'un trou dans le côté inférieur U 1 du boîtier G1 ; 15 l'orifice de réception A10 reçoit au moins par plage le socle de contact métallique K 1. L'orifice de réception A10 du côté inférieur Ul du boîtier G1 peut notamment être entouré ou encadré dans la direction latérale L par la matière du socle de contact métallique ; le socle de contact métallique K1 comporte lui-même l'ouverture 10. L'ouverture 10 du socle de 20 contact métallique K1 est dégagé de la matière du socle de contact mé- tallique K1 dans la zone d'entrée de rayonnement. En d'autres termes, la lumière L 1 peut arriver sans être empêchée, sur le micro-miroir 3 du composant micromécanique 100 à travers la fenêtre d'entrée du boîtier de miroir 2 et être réfléchie pour être renvoyée à travers la fenêtre de 25 sortie de lumière du boîtier de miroir 2. A la figure 1, la référence RL1 désigne la lumière réfléchie. Comme le montre la figure 1, le boîtier de miroir 2 est monté sur le socle de contact métallique K1 par l'intermédiaire d'un adhésif mono-composant E 1, thermo-conducteur. La surface de montage 30 M1 du boîtier de miroir 2 est au moins par plage, sans adhésif mono- composant E 1 thermo-conducteur de façon que le rayon lumineux L 1 puisse arriver sans être empêché, sur le micro-miroir 3 qui se trouve dans le boîtier de miroir 2 et être réfléchi en retour, par le micro-miroir 3. 3043794 8 Le micro-miroir 3 présenté à la figure 1 est commandé par une installation d'actionneur magnétique ou électrostatique et/ou piézoélectrique pour tourner autour d'un axe de rotation. En outre, le boîtier de miroir 2 est branché électroniquement ou électriquement par 5 un fil de liaison D1 à la plaque de circuit souple 1 ; le boîtier de miroir 2 et le côté de la plaque de circuit souple 1 tourné vers le côté supérieur 01 du boîtier G1 comportent respectivement un patin de liaison B1 ou B2. Le micro-miroir 3 est réalisé en technique de microméca- 10 nique comportant notamment une tôle de flux magnétique ainsi que la plaque de circuit souple 1 pour transmettre le signal entre le boîtier de miroir 2 et le circuit d'exploitation A 1. Le micro-miroir 3 réfléchit la lumière incidente par modulation dynamique ; ici le micro-miroir 3 est commandé en rotation autour d'au moins un axe de rotation par 15 l'installation d'actionnement. La figure 2 est une vue schématique servant à décrire le composant micromécanique correspondant au premier mode de réalisation de la présente invention. La vue présentée à la figure 2 correspond au composant 20 micromécanique de la figure 1 selon une vue en perspective dirigée vers le micro-miroir 3 qui se trouve dans le boîtier de miroir 2 ; cette vue est prise dans la direction latérale L du boîtier G 1. Comme le montre la figure 2, deux zones opposées du cô- té supérieur du boîtier G1 comportent des rainures N 1. Les rainures N1 25 reçoivent le circuit d'exploitation A 1. Le circuit d'exploitation A 1 couvre, par exemple, le boîtier G1 dans la direction verticale V. En particulier, le circuit d'exploitation A 1 se glisse dans les rainures Ni seulement après la mise en place ou le montage du boîtier de miroir 2 sur le socle de contact métallique K 1. Cela permet ainsi d'installer le boîtier de miroir 2 30 de façon simple sur le socle de contact métallique K 1. La plaque de cir- cuit souple 1 touche le boîtier de miroir 2 avec le circuit d'exploitation A 1 par les patins de liaison B 1, B2 correspondants et le film de liaison V1 réalisant la liaison électronique (voir figure 1). 3043794 9 La figure 3 est une autre vue schématique en perspective servant à décrire le composant micromécanique selon le premier mode de réalisation de la présente invention. La vue de la figure 3 correspond au composant micromé- 5 canique de la figure 1 selon une perspective vers le micro-miroir 3 logé dans le boîtier de miroir 2 ; la vue est faite du côté inférieur Ul du boîtier Gl. Selon la figure 3, le socle de contact métallique K1 est installé dans l'orifice de réception A10 réalisé dans le côté inférieur U 1 10 du boîtier G1 pour former sur le socle de contact métallique K 1, l'ouverture 10 s'étendant au moins par plage, de la face V1 du côté inférieur U 1 jusqu'au dos R1 du côté inférieur U 1 en étant encadrée par le socle de contact métallique K1. Le socle de contact métallique K1 est au moins partiellement, dégagé de la matière du boîtier G1 ; le socle de 15 contact métallique K1 est ainsi au moins partiellement, encastré dans le boîtier G1 par le procédé d'injection. La figure 4 est une vue de côté très schématique servant à décrire un dispositif d'éclairage de véhicule équipé d'un composant micromécanique selon le premier mode de réalisation de la présente in- 20 vention. A la figure 4, la référence 101 désigne un dispositif d'éclairage pour un véhicule F 1. Le dispositif d'éclairage 101 est, par exemple, le feu avant ; le composant micromécanique 100 permet de commander le feu longue portée. Comme le montre la figure 4, le fais- 25 ceau lumineux ou rayon lumineux L 1 est généré par une source lumi- neuse Q1 ; le rayon lumineux L1 est réfléchi, c'est-à-dire modulé de manière dynamique par le composant micromécanique 100 décrit ci-dessus. La référence RL1 désigne le rayon lumineux réfléchi par le composant micromécanique 100, issu du rayon lumineux incident L 1. La 30 modulation dynamique se fait par le déplacement du micro-miroir 3 (voir figure 1) actionné par une installation d'actionneur magnétique, électrostatique et/ou piézoélectrique autour d'au moins un axe de rotation. 35 3043794 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Plaque de circuit 2 Boîtier de miroir 5 3 Micro-miroir 10 Ouverture 12 Fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière 100 Composant micromécanique 101 Dispositif d'éclairage 10 A 1 Circuit d'exploitation A 10 Orifice de réception B1 Patin de liaison B2 Patin de liaison D 1 Face 15 El Adhésif mono-composant Fl Véhicule G1 Boîtier K1 Socle de contact Ll Rayon lumineux incident 20 M1 Surface de montage Ni Rainure 01 Côté supérieur Q1 Source lumineuse R1 Dos 25 RL1 Rayon lumineux réfléchi U 1 Côté inférieur V Direction 30 REVENDICATIONS1°) Composant micromécanique (100) ayant - un micro-miroir (3) logé dans un boîtier de miroir (2) muni d'une fenêtre d'entrée et/ ou de sortie de lumière (12), - un boîtier (G1) ayant un côté inférieur (U1) et un côté supérieur (01), le boîtier (G1) étant librement accessible au moins par zone dans la direction latérale (L) et le côté supérieur (01) comporte au moins par zone, un circuit d'exploitation (A1), et - un socle de contact métallique (K1) placé dans un orifice de récep- tion (A10) réalisé dans le côté intérieur (01) du boîtier (G1) de fa- çon à avoir une ouverture (10) au niveau du socle de contact métallique (K1) qui s'étend au moins par zone entre la face (V1) du côté inférieur (U1) jusqu'au dos (R1) du côté inférieur (U1) en étant encadrée par le socle de contact métallique (K1), composant dans lequel - le boîtier de miroir (2) se trouve sur le socle de contact métallique (K1), et - une plaque de circuit souple (1) relie électroniquement le circuit d'exploitation (A1) au boîtier de miroir (2). 2°) Composant micromécanique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de circuit souple (1) dépasse du boîtier (G1) dans la direction latérale (L) et la plaque de circuit souple (1) est en forme de U. 3°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque de circuit souple (1) est en une matière plastique ayant un groupe imide. 4°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 3043794 12 la plaque de circuit souple (L1) est fixée à la face (V1) du côté inférieur (U1) du boîtier (G1) par collage ou matage à chaud. 5°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 5 1 à4, caractérisé en ce que le branchement électrique entre la plaque de circuit souple (1,1) et le boîtier de miroir (2) se fait par une liaison par câble ou par soudure. 10 6°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) et la plaque de circuit souple (1) ont chacun un patin de liaison (B1, B2) et au moins un fil de contact (D I) relie le patin 15 de contact (B2) de la plaque de circuit souple (1) et le patin de contact (B1) du boîtier de miroir (2). 7°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 6, 20 caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) est installé sur le socle de contact métallique (K1) de façon qu'une 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) soit en contact avec le socle de contact métallique (K1) et la 25 fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12) ouvre au moins partiel- lement l'ouverture (10). 8°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 7, 30 caractérisé en ce que deux zones face à face du côté supérieur (01) du boîtier (G1) comportent des rainures (N1) dans lesquelles on peut glisser le circuit d'exploitation (Al). 3043794 13 9°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le socle de contact métallique (K1) est au moins dégagé par zone, de la 5 matière du boîtier (G1). 10°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que 10 le socle de contact métallique (K1) est intégré par le procédé d'injection au moins par zone dans le boîtier (G1). 11°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 10, 15 caractérisé en ce que le boîtier de miroir (2) est relié au socle de contact métallique (K1) par un adhésif mono-composant thermo-conducteur (El). 12°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 20 1 à 11, caractérisé en ce que le socle de contact métallique (K1) est réalisé au moins en un métal ayant une conductivité thermique spécifique élevée. 25 13°) Composant micromécanique (100) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le micro-miroir (3) est actionné autour d'au moins un axe de rotation par une installation d'actionneur magnétique, électrostatique et/ou pié- 30 zoélectrique. 14°) Dispositif d'éclairage (101) de véhicule (F1) comportant un compo- sant micromécanique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, ayant 3043794 14 un micro-miroir (3) logé dans un boîtier de miroir (2) muni d'une fenêtre d'entrée et/ou de sortie de lumière (12), un boîtier (G1) ayant un côté inférieur (U1) et un côté supérieur (01), le boîtier (G1) étant librement accessible au moins par zone, 5 dans la direction latérale (L) et le côté supérieur (01) comporte au moins par zone, un circuit d'exploitation (A1), et un socle de contact métallique (K1) placé dans un orifice de réception (A10) réalisé dans le côté intérieur (01) du boîtier (G1) de façon à avoir une ouverture (10) au niveau du socle de contact 10 métallique (K1) qui s'étend au moins par zone entre la face (V1) du côté inférieur (U1) jusqu'au dos (R1) du côté inférieur (U1) en étant encadrée par le socle de contact métallique (K1), le boîtier de miroir (2) se trouvant sur le socle de contact métallique (K1), et une plaque de circuit souple (1) relie électroniquement le circuit 15 d'exploitation (A1) au boîtier de miroir (2).