Brevet FR3082920A1 — publié le 20191227

Module optique comprenant une carte électronique avec une puce électronique Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un module optique comprenant une carte électronique, notamment une carte électronique comprenant une puce susceptible de s'échauffer telle qu'une puce comprenant une matrice de micro-miroirs. L'invention concerne également un projecteur comprenant un tel module optique. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel module optique. État de la technique Pour l'éclairage des véhicules automobiles, on connaît l'utilisation de modules optiques comprenant une source lumineuse et une matrice de micro-miroirs. Une matrice de micro-miroirs est un microsystème électromécanique comprenant une multitude de micro-miroirs qui sont tous mobiles autour d'un même axe et qui peuvent prendre au moins deux orientations distinctes. Selon sa première orientation, un micro-miroir transmet un rayon lumineux hors du module optique, dans un champ d'éclairage. Selon sa deuxième orientation, le rayon lumineux est dévié hors du champ d'éclairage. L'orientation de chaque micro-miroir peut être commandée individuellement par l'effet d'une force électrostatique. Le module optique comprend un circuit de commande relié à une unité de commande électronique. L'unité de commande électronique émet un courant de commande à destination de chacun des micro-miroirs pour définir leur orientation. De tels modules optiques permettent de composer et de projeter des images complexes devant le véhicule. Ils sont donc utilisés pour réaliser 2 différentes fonctions telles que par exemple la projection d'informations utiles à la sécurité de piétons situés aux abords directs du véhicule, ou encore par exemple une fonction d'éclairage de la route évitant l'éblouissement des autres automobilistes. Par conséquent, le module 5 optique doit comprendre un montage précis pour produire des images nettes et correctement positionnées dans l'espace. Notamment, le positionnement de la puce comprenant la matrice de micro-miroirs doit respecter un positionnement très précis. 10 Par ailleurs, lors de son fonctionnement, un tel module optique peut s'échauffer fortement. Un échauffement excessif peut conduire à un disfonctionnement, voire à la destruction, de la matrice de micro-miroirs ou de son circuit de commande. Afin de refroidir la matrice de micro-miroirs, on connaît l'utilisation de dissipateurs thermiques. Toutefois, les 15 dissipateurs thermiques n'évacuent pas toujours efficacement la chaleur produite. De plus, on note que l'assemblage des modules optiques existants induit souvent des contraintes néfastes sur la carte électronique, ce qui risque d'entraîner une usure prématurée et un disfonctionnement du module optique. 20 Objet de l'invention Le but de l'invention est de fournir un module optique améliorant les solutions connues de l'art antérieur. 25 Plus précisément, un objet de l'invention est d'améliorer l'assemblage entre les composants d'un module optique comprenant une carte électronique, une puce comprenant une matrice de micro-miroirs, un dissipateur thermique et un boîtier. 3 A cet effet, l'invention se rapporte à un module optique comprenant : un boîtier, une carte électronique, une puce électronique comprenant une matrice de micro-miroirs, la 5 puce étant fixée à la carte électronique, un organe de dissipation thermique comprenant un dissipateur thermique, la puce étant en contact d'une part contre le boîtier et d'autre part avec le dissipateur thermique, l'organe de dissipation thermique étant fixé au 10 boîtier par l'intermédiaire d'un premier volume de colle et fixé à la carte électronique par l'intermédiaire d'un deuxième volume de colle. La carte électronique, l'organe de dissipation thermique et le boîtier peuvent être sans contact direct entre eux. 15 La puce peut comprendre un moyen de positionnement apte à coopérer avec le boîtier. La puce peut être fixée à la carte électronique en vis-à-vis d'une ouverture de la carte électronique, la puce comprenant une première face en contact avec le boîtier, la puce comprenant une deuxième face en contact avec le 20 dissipateur thermique, la première face et la deuxième face étant deux faces opposées de la puce. La carte électronique peut s'étendre selon un plan, l'organe de dissipation thermique peut être fixé au boîtier selon un premier plan de liaison, et l'organe de dissipation thermique peut être fixé à la carte électronique 25 selon un deuxième plan de liaison, le premier plan de liaison, le deuxième plan de liaison et le plan dans lequel s'étend la carte électronique étant sensiblement parallèles entre eux. L'organe de dissipation thermique peut être monobloc. 4 L'organe de dissipation thermique et/ou le boîtier et/ou la carte électronique peuvent comprendre une ouverture destinée à laisser passer des rayons lumineux, l'ouverture débouchant dans le premier volume de colle et/ou dans le deuxième volume de colle. 5 L'organe de dissipation thermique peut comprendre un élément de liaison fabriqué dans un matériau transparent ou translucide lié au dissipateur thermique. L'organe de dissipation thermique peut comprendre une surface d'échange agencée sur une excroissance, en contact avec la puce, et une 10 première surface de liaison et une deuxième surface de liaison agencées sur des saillies, fixées respectivement au boîtier et à la carte électronique par l'intermédiaire de respectivement les premier et deuxième volumes de colle, la surface d'échange et la première et la deuxième surfaces de liaison étant parallèles. 15 La colle peut être une colle thermique ou une colle apte à durcir sous l'effet d'un rayonnement lumineux, notamment UV. L'invention se rapporte également à un projecteur comprenant au moins un module optique tel que décrit précédemment. 20 L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un module optique comprenant : une première étape de fixation d'une puce comprenant une matrice de micro-miroirs à une carte électronique, 25 une deuxième étape de positionnement d'un boîtier en appui contre la puce, une troisième étape d'application d'un premier volume de colle sur une première surface de liaison d'un organe de dissipation thermique ou du boîtier, 5 une quatrième étape d'application d'un deuxième volume de colle sur une deuxième surface de liaison de l'organe de dissipation thermique ou de la carte électronique, une cinquième étape de positionnement d'un dissipateur thermique de l'organe de dissipation thermique en appui contre la puce, de la première surface de liaison de l'organe de dissipation thermique contre le boitier par l'intermédiaire du premier volume de colle et de la deuxième surface de liaison de l'organe de dissipation thermique contre la carte électronique par l'intermédiaire du deuxième volume 10 de colle, une sixième étape de durcissement du premier volume de colle et du deuxième volume de colle. Description sommaire des dessins 15 Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de deux modes de réalisation particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : 20 - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une première vue schématique en coupe de coté d'un module optique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe de coté d'une interface 25 entre un organe de dissipation thermique et un boîtier du module optique selon le premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une deuxième vue schématique en coupe de coté d'un module optique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; 6 - la figure 5 est une vue en perspective partielle de la carte électronique et d'une partie d'une puce selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue en perspective partielle de la carte électronique et de la puce selon un mode de réalisation de l'invention. 5 Description d'un mode de réalisation Pour la simplicité de la présentation de ces modes de réalisation, les mêmes références seront utilisées pour les deux modes de réalisation 10 pour désigner des composants identiques ou similaires. La figure 1 illustre un véhicule 1 automobile muni d'un projecteur 2 selon un mode de réalisation de l'invention. Le véhicule peut être de toute nature, par exemple il peut s'agir d'un véhicule particulier, d'un véhicule 15 utilitaire ou d'un camion. Le projecteur 2 est disposé à l'avant du véhicule mais pourrait aussi bien équiper l'arrière du véhicule. Le projecteur permet d'éclairer la route, d'être vu des autres automobilistes et/ou de projeter sur le sol des images fournissant des informations au conducteur ou à son environnement. 20 En référence à la figure 2, le projecteur 2 comprend un module optique 3 selon un premier mode de réalisation de l'invention, et notamment au moins une source de lumière 4 et au moins un système optique de projection 5. La source de lumière peut être une diode 25 électroluminescente, une ampoule à incandescence ou toute autre source de lumière équivalente. Le système optique de projection peut être un ensemble d'une ou plusieurs lentilles optiques transparentes, translucides ou réfléchissantes. Le système optique de projection est apte à être traversé par des rayons lumineux R issus de la source de lumière. 7 Le module optique 3 comprend un boîtier 10, une puce 20 électronique, une carte électronique 30 et un organe de dissipation thermique 50. 5 Le boîtier 10 est une structure supportant différents éléments du module optique 3. Le boîtier peut notamment supporter la source de lumière 4 et/ou le système optique de projection 5. Le boîtier peut également comprendre un ou plusieurs moyens de fixation pour sa fixation dans le projecteur 2 du véhicule 1. Il peut être fabriqué à partir d'un matériau en 10 plastique, par exemple par injection plastique. La puce 20, notamment illustrée sur les figures 5 et 6, est un composant électronique, connecté électriquement à la carte électronique 30. La puce 20 comprend une matrice de micro-miroirs 21. La matrice de micro-miroirs 15 21 est un microsystème électromécanique comprenant une multitude de micro-miroirs plats qui sont tous mobiles indépendamment autour d'un même axe. Chaque micro-miroir peut prendre deux orientations distinctes : une orientation dite tt active » et une orientation dite cc inactive ». L'orientation de chaque micro-miroir peut être commandée 20 individuellement par l'effet d'une force électrostatique. La matrice de micro-miroirs peut comprendre plusieurs centaines de micro-miroirs sur la largeur et plusieurs centaines de micro-miroirs sur la longueur. La matrice de micro-miroirs 21 est intégrée à la puce 20 de plus grande dimension. La source de lumière est agencée de manière à pouvoir projeter des 25 rayons lumineux sur la matrice de micro-miroirs. Les rayons lumineux réfléchis par des micro-miroirs en orientation active peuvent traverser le système optique de projection pour contribuer utilement à une fonction d'éclairage. Les rayons lumineux réfléchis par des micro-miroirs en 8 orientation inactive sont réfléchis vers une zone non fonctionnelle du projecteur et peuvent être dissipés sous forme de chaleur. La puce 20 peut avoir une forme globalement rectangulaire. Elle 5 comprend une première face 22, tournée du coté de la source de lumière 4, sur laquelle apparait la matrice de micro-miroirs 21, et une deuxième face 23 (indiquée sur la figure 2), opposée à la première face. La puce 20 comprend en outre une surface de référence 25 s'étendant autour de la matrice de micro-miroirs 21, du coté de la première face 22. La surface de 10 référence n'est pas destinée à réfléchir les rayons lumineux issus de la source lumineuse vers le système optique de projection. La surface de référence 25 est solidaire d'une structure de la puce supportant la matrice de micro-miroirs. Le positionnement de la surface de référence 25 par rapport à la matrice de micro-miroirs est défini lors de la fabrication de la 15 puce. Avantageusement, l'orientation de chaque micro-miroir par rapport à la surface de référence est maitrisée lors de la conception et lors de la fabrication de la puce. La surface de référence 25 comprend une ouverture centrale accueillant la matrice de micro-miroirs 21. Cette ouverture centrale peut être recouverte d'une vitre de protection 26. La 20 surface de référence 25 comprend un moyen de positionnement 27 apte à coopérer avec le boîtier 10 pour obtenir un bon positionnement de la puce 20 par rapport au boîtier 10. Le moyen de positionnement 27 est constitué de deux trous de forme cylindrique positionnés chacun au niveau de deux coins opposés de la surface de référence 25. Ces deux trous sont aptes à 25 coopérer avec des plots 11 correspondant et formant saillie du boîtier 10. La puce 20 est donc en appui directement contre le boîtier 10. La position de la puce 20 est définie directement par le boîtier 10. 9 La puce 20 est fixée à la carte électronique 30 par l'intermédiaire d'une interface de connexion 24. L'interface de connexion 24, particulièrement visible sur la figure 5, peut comprendre un réceptacle garni d'orifices, également dénommé selon l'anglicisme c REVENDICATIONS1. Module optique (3) caractérisé en ce qu'il comprend : - un boîtier (10), - une carte électronique (30), - une puce (20) électronique comprenant une matrice de micro-miroirs (21), la puce (20) étant fixée à la carte électronique (30), - un organe de dissipation thermique (50) comprenant un dissipateur thermique (51), la puce (20) étant en contact d'une part contre le boîtier (10) et d'autre part avec le dissipateur thermique (51), l'organe de dissipation thermique (50) étant fixé au boîtier (10) par l'intermédiaire d'un premier volume de colle (41) et fixé à la carte électronique (30) par l'intermédiaire d'un deuxième volume de colle (42). Module optique (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la carte électronique (30), l'organe de dissipation thermique (50) et le boîtier (10) sont sans contact direct entre eux. Module optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puce (20) comprend un moyen de positionnement (27) apte à coopérer avec le boîtier (10). Module optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puce (20) est fixée à la carte électronique (30) en vis-à-vis d'une ouverture (37) de la carte électronique (30), la puce (20) comprenant une première face (22) en contact avec le boîtier (10), la puce (20) comprenant une deuxième face (23) en 10 15 2. 20 3. 25 4. 19 contact avec le dissipateur thermique (51), la première face (22) et la deuxième face (23) étant deux faces opposées de la puce (20). 5. Module optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte électronique (30) s'étend selon un plan (P), en ce que l'organe de dissipation thermique (50) est fixé au boîtier (10) selon un premier plan de liaison (H ), et en ce que l'organe de dissipation thermique (50) est fixé à la carte électronique (30) selon un deuxième plan de liaison (P2), le premier plan de liaison (P1), le deuxième plan de liaison (P2) et le plan (P) dans lequel s'étend la carte électronique (30) étant sensiblement parallèles entre eux. 6. Module optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de dissipation thermique (50) est monobloc. 7. Module optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de dissipation thermique (50) et/ou le boîtier (10) et/ou la carte électronique (30) comprennent une ouverture (43) destinée à laisser passer des rayons lumineux, l'ouverture (43) débouchant dans le premier volume de colle (41) et/ou dans le deuxième volume de colle (42). 8. Module optique (3) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de dissipation thermique (50) comprend un élément de liaison (57) fabriqué dans un matériau transparent ou translucide lié au dissipateur thermique (51). 20 9. Module optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de dissipation thermique (50) comprend une surface d'échange (53) agencée sur une excroissance (52), en contact avec la puce (20), et une première 5 surface de liaison (55) et une deuxième surface de liaison (56) agencées sur des saillies, fixées respectivement au boîtier (10) et à la carte électronique (30) par l'intermédiaire de respectivement les premier et deuxième volumes de colle, la surface d'échange et la première et la deuxième surfaces de liaison étant parallèles. 10 10. Module optique ( 3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la colle est une colle thermique ou une colle apte à durcir sous l'effet d'un rayonnement lumineux, notamment UV. 15 11. Projecteur (2) caractérisé en ce qu'il comprend au moins un module optique (3) selon l'une des revendications précédentes. 12 Procédé de fabrication d'un module optique (3) caractérisé en ce qu'il comprend : 20 - une première étape de fixation d'une puce (20) comprenant une matrice de micro-miroirs (21) à une carte électronique (30), - une deuxième étape de positionnement d'un boîtier (10) en appui contre la puce (20), 25 - une troisième étape d'application d'un premier volume de colle (41) sur une première surface de liaison (55) d'un organe de dissipation thermique (50) ou du boîtier (10), - une quatrième étape d'application d'un deuxième volume de colle (42) sur une deuxième surface de liaison (56) de 21 l'organe de dissipation thermique (50) ou de la carte électronique (30), une cinquième étape de positionnement d'un dissipateur thermique (51) de l'organe de dissipation thermique (50) en appui contre la puce (20), de la première surface de liaison (55) de l'organe de dissipation thermique (50) contre le boitier (10) par l'intermédiaire du premier volume de colle (41) et de la deuxième surface de liaison (56) de l'organe de dissipation thermique (50) contre la carte électronique (30) 10 par l'intermédiaire du deuxième volume de colle (42), une sixième étape de durcissement du premier volume de colle (41) et du deuxième volume de colle (42).