Brevet FR3145980A1 — publié le 20240823

Procédé de fabrication d’un capteur pour véhicule automobile, comprenant les étapes de placement (E1) des broches de connexion, positionnement (E2) d’un premier moule, injection de matière (E3) dans le premier moule de sorte à obtenir un surmoulage de support comprenant une face de réception et, sur chaque face latérale, un organe de maintien présentant une forme en relief de section triangulaire délimitant une cavité, placement (E4) de l’élément sensible sur le surmoulage de support, soudage des connecteurs, positionnement (E5) d’un deuxième moule, différent du premier moule, autour de l’ensemble formé par les broches et le surmoulage de support et de deux pions de maintien dont, pour chaque pion, une extrémité vient se loger dans la cavité de l’un des organes de maintien, injection de matière (E6) dans le deuxième moule de sorte à obtenir le surmoulage final du capteur, retrait du moule (E7) pour obtenir le capteur. Figure pour l’abrégé : figure 6 Procédé de fabrication d’un capteur pour véhicule automobile La présente invention concerne le domaine des capteurs pour véhicule automobile et plus particulièrement un capteur et un procédé de fabrication d’un tel capteur. L’invention vise notamment à améliorer l’étanchéité et l’alignement des composants des capteurs existants. De manière connue, un véhicule automobile comporte des capteurs de mesure permettant, par exemple, de mesurer la vitesse de rotation ou la position angulaire d’un arbre d’entrainement tel qu’un vilebrequin ou un arbre à cames. Toujours de manière connue, ces capteurs fonctionnent en association avec une cible fixée sur l’arbre dont on veut mesurer un paramètre. La cible se présente par exemple sous la forme d’une roue dentée dont les dents font varier un champ électromagnétique généré par un aimant monté dans le capteur. Les variations de champ magnétique sont captées par des éléments sensibles, appelés cellules de mesure, du capteur. Selon un procédé de fabrication connu, le capteur est fabriqué en plusieurs étapes. Tout d’abord, un circuit intégré est surmoulé avec un matériau en poly époxydes, couramment appelé « epoxy », sur une grille de connexion métallique comportant des broches de connexion puis l’ensemble est positionné dans un moule et un aimant est éventuellement positionné sur le circuit intégré. L’ensemble est surmoulé en ne laissant dépasser que les broches de connexion. Un surmoulage final est appliqué afin de réaliser l’étanchéité du capteur tout en formant un connecteur électrique du capteur au véhicule et un organe de fixation du capteur, par exemple de type anneau de fixation. Dans certains cas, le capteur peut être au contact d’un liquide, par exemple en étant plongé dans un bain d’huile ou dans un brouillard de gouttelettes d’huile. L’étanchéité du surmoulage final est donc importante, notamment afin d’éviter que le liquide ne pénètre à l’intérieur du capteur le long des broches électriques et n’endommage les cellules de mesure. L’alignement correct des cellules de mesure du capteur sur le surmoulage de support et dans le surmoulage final est également nécessaire pour assurer les bonnes performances du capteur et éviter des erreurs de mesure. Il est alors important de pouvoir assurer l’orientation du premier ensemble surmoulé, appelé « surmoulage de support », comprenant le circuit intégré et les cellules de mesure, et éventuellement un aimant, lors des opérations de surmoulage suivantes. Une solution est d’utiliser un surmoulage de support comprenant un pied pour le maintenir droit. Une autre est d’aménager des protubérances cylindriques ou rectangulaires de part et d’autre du surmoulage de support, chacune configurée pour se fixer à un pion extérieur ou une cavité pendant les opérations de surmoulage suivantes pour maintenir dans une position définie l’ensemble supportant les cellules de mesure. Cependant ces deux solutions ne permettent pas d’éviter de défauts d’orientation dus au surmoulage final. Une autre solution connue est d’utiliser simultanément sur un même surmoulage de support, ces deux premières solutions pour éviter ces défauts d’orientation dus au surmoulage final, mais du fait de l’encombrement induit, elle limite la taille minimale du capteur final. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients. A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un procédé de fabrication d’un capteur électronique pour véhicule automobile, comprenant un élément sensible et des broches de connexion, ledit élément sensible comprenant un boîtier et au moins un circuit intégré, ledit boîtier de l’élément sensible comprenant des cellules de mesure d’un paramètre, ledit au moins un circuit intégré étant relié électriquement audites broches de connexion par des pattes de connexion, lesdites broches de connexion étant d’une part reliées électriquement auxdites pattes de connexion du circuit intégré et d’autre part destinées à être reliées à un réseau électrique du véhicule, ledit procédé de fabrication d’un capteur comprenant les étapes de : - placement des broches de connexion, - positionnement d’un premier moule, par exemple autour des broches de connexion et/ou d’un aimant et/ou d’un circuit intégré, - injection de matière dans le premier moule de sorte à obtenir un surmoulage de support, ledit surmoulage de support comprenant une face de connexion de laquelle s’étendent les broches de connexion, une face de réception opposée à la face de connexion et configurée pour recevoir le boîtier de l’élément sensible, une face supérieure configurée pour recevoir au moins un connecteur de l’élément de sensible, une face inférieure opposée à la face supérieure et deux faces latérales opposées s’étendant chacune entre la face de connexion, la face de réception, la face supérieure et la face inférieure, le surmoulage de support comprenant, sur chaque face latérale un organe de maintien s’étendant depuis ladite face latérale et étant configuré pour maintenir le surmoulage de support dans un moule en vue d’un surmoulage final, chaque organe de maintien présentant une forme en relief de section triangulaire délimitant une cavité en son centre, - placement de l’élément sensible sur le surmoulage de support, l’au moins un circuit intégré (232) étant placé de sorte à s’étendre des broches de connexion à la face de réception en passant par la face supérieure et le boîtier de l’élément sensible étant placé sur la face de réception, - soudage des pattes de connexion (232A) sur les broches de connexion, - positionnement d’un deuxième moule, différent du premier moule, autour de l’ensemble formé par les broches de connexion et le surmoulage de support et de deux pions de maintien dont, pour chaque pion, une extrémité vient se loger dans la cavité de l’un des organes de maintien, - injection de matière dans le deuxième moule de sorte à obtenir le surmoulage final du capteur, ledit surmoulage final comprenant un organe de connexion électrique entourant les extrémités libres des broches de connexion, et un organe de fixation du capteur sur une élément du véhicule, - retrait du moule pour obtenir le capteur. La forme en relief triangle des organes de maintien sur les faces latérales du surmoulage de support permet de limiter les défauts d’alignement de cette pièce. Contrairement à un organe de maintien cylindrique, la section triangulaire impose des contraintes géométriques plus importantes lors de l’étape de surmoulage final, qui permet d’éviter une inversion haut/bas de l’ensemble formé par les broches et le surmoulage de support et meilleur alignement de cette pièce. Les performances du capteur sont ainsi assurées. Cette invention permet d’avoir des organes de maintien de taille relativement importante proportionnellement à la taille réduite du surmoulage de support, ce qui a pour effet de rendre ces organes de maintien très robustes du fait de la « prise au flux de surmoulage » très faible. La faible longueur et la simplicité des ailettes de refusion jumelée à un encombrement très réduit du surmoulage de support apporte une réduction significative des risques de défauts d’étanchéité du produit après surmoulage final. L’utilisation dans le moule des pions métalliques qui s’insèrent dans les cavités délimitées par les organes de maintien a pour effet de renforcer ces organes au moment de l’injection matière surmoulage final, et est également utile au convoyage de ce sous-composant dans l’outillage de moulage final. Par ailleurs, les ailettes de refusion sont protégées au moment de l’insertion de ces pions métalliques dans les cavités par les organes de maintien protubérants. De cette façon, les pions qui s’insèrent dans les cavités des organes de maintien ne sont pas au contact direct du moule et de la matière de surmoulage lors du surmoulage final. Ils seront ainsi plus faciles à retirer à l’issue de cette étape. Avantageusement, les organes de maintien sont issus de la même matière que les faces latérales du surmoulage de support. Ceci permet de mouler le surmoulage de support et les organes de maintien en une seule fois dans la même matière. Le procédé est plus efficace et l’alignement des organes de maintien et du surmoulage de support est assuré. De préférence également, les organes de maintien de section triangulaire sont agencés de sorte qu’une face desdits organes de maintien soit parallèle à la face supérieure du surmoulage de support. Ainsi, la face supérieure est plus large et il y a plus de place pour les sillons recevant les pattes de connexion électrique reliant le boîtier de l’élément sensible contenant les cellules de mesure du capteur aux broches de connexion. Avantageusement, le moule utilisé lors de l’étape de surmoulage final comprend la définition d’une rainure de forme triangulaire autour de chaque organe de maintien. La stabilité pour l’alignement du surmoulage de support dans le surmoulage final est ainsi renforcée du fait des contraintes géométriques des organes de maintien de section triangulaire. Avantageusement encore, l’étape d’injection de matière pour réaliser le surmoulage de support comprend la création d’au moins une ailette de refusion autour de chaque organe de maintien, de préférence deux ailettes de refusion, par exemple avec une nervure de protection périphérique. Ces ailettes de refusion permettent d’assurer l’étanchéité entre le surmoulage de support et le surmoulage final enveloppant le capteur. En effet, le surmoulage de support est apparent sur le capteur final au niveau des organes de maintien et donc est exposé au liquide. Avantageusement, le procédé comprend une étape d’inscription d’un marquage d’identification sur au moins l’un des organes de maintien après le moulage de cette pièce, de préférence sur sa face avant. Ce marquage est utile pour le suivi logistique des capteurs. L’invention concerne le premier moule pour la mise en forme du surmoulage de support configuré pour, lors d’une injection de matière, définir un surmoulage de support comprenant une face de connexion de laquelle s’étendent les broches de connexion, une face de réception, opposée à la face de connexion et configurée pour recevoir le boîtier de l’élément sensible, une face supérieure configurée pour recevoir au moins un connecteur de l’élément de sensible, une face inférieure opposée à la face supérieure et deux faces latérales opposées s’étendant chacune entre la face de connexion, la face de réception, la face supérieure et la face inférieure, le surmoulage de support comprenant, sur chaque face latérale, un organe de maintien s’étendant depuis ladite face latérale et étant configuré pour maintenir le surmoulage de support dans un moule en vue d’un surmoulage final, chaque organe de maintien présentant une forme en relief de section triangulaire délimitant une cavité en son centre. L’invention concerne également le deuxième moule pour la fabrication d’un capteur par le procédé tel que présenté précédemment pour le surmoulage du surmoulage final du capteur configuré pour laisser accessible une partie des organes de maintien du surmoulage de support. L’invention concerne également un capteur pour véhicule ainsi obtenu avec le procédé, comprenant un connecteur de connexion électrique au véhicule et un organe de fixation à un élément dudit véhicule. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un capteur tel que décrit ci-avant, fixé à un élément dudit véhicule et connecté à un réseau de communication et d’alimentation électrique dudit véhicule. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre schématiquement un capteur après le procédé de fabrication selon l’invention. La est une vue en perspective des broches de connexion dans la première étape du procédé selon l’invention La est une vue en perspective de l’ensemble formé par les broches de connexion et le surmoulage de support après l’étape de surmoulage du procédé selon l’invention. La est une vue en coupe dans le plan des broches de connexion de l’ensemble formé par les broches de connexion et le surmoulage de support tel que représenté dans la . La est une vue en perspective de l’ensemble formé par les broches de connexion, le surmoulage de support, et le circuit intégré relié à des cellules de mesure après l’étape de placement de l’élément sensible du procédé selon l’invention. La illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention. Le capteur obtenu par le procédé selon l’invention est destiné à être monté dans un véhicule automobile. Le capteur peut être de tout type. Le capteur peut par exemple être un capteur de position ou de vitesse d’un arbre d’entrainement tel qu’un vilebrequin ou un arbre à cames ou tout autre arbre adapté. Capteur 1 Comme représenté sur la , le capteur 1 comprend un connecteur de connexion électrique 1A destiné à être relié à un réseau électrique du véhicule, une tête 1B dans laquelle sont situées les cellules de mesure et un organe de fixation 1C qui permet de fixer ledit capteur 1 dans le véhicule. Le surmoulage final 50 du capteur 1 forme l’enveloppe externe à l’issue du procédé de fabrication selon l’invention. On a représenté sur les figures 2 à 5 une forme de réalisation du capteur 1 selon l’invention à différentes étapes du procédé de fabrication et à la un mode de réalisation du procédé selon l’invention. Tout d’abord, comme illustré sur la , les broches de connexion 10 sont disposées sur un support (non représenté par souci de clarté) dans une étape E1. Les broches de connexion 10, de section rectangulaire, comprennent chacune une extrémité libre 101 destinée à être reliée électriquement à un réseau électrique du véhicule (non représenté), et une extrémité de connexion 102 surmoulée dans un surmoulage de support 20. Chaque broche de connexion 10 comporte un plot 103 permettant de souder électriquement ladite broche de connexion 10 avec une patte de connexion 232A du circuit intégré 232 (visible sur la ) du capteur 1. Dans une étape E2, un moule en deux parties est positionné sur les extrémités de connexion 102 des broches de connexion 10 Dans une étape E3, de la matière de surmoulage est injectée dans le moule fermé. Le moule est configuré pour former un surmoulage de support 20 tel que représenté sur la après le retrait des deux parties du moule à la fin de l’étape E3. De façon avantageuse lors de cette étape, des inscriptions d’identification peuvent être inscrites en creux ou en relief sur la surface des organes de maintien 251, comme par exemple un identifiant du moule ou encore le lieu de production. Ce surmoulage de support 20 comprend une face de connexion 21 de laquelle s’étendent les broches de connexion 10, une face de réception 22, opposée à la face de connexion 21, une face supérieure 23, une face inférieure 24 opposée à la face supérieure 23 et deux faces latérales 25 opposées s’étendant chacune entre la face de connexion 21, la face de réception 22, la face supérieure 23 et la face inférieure 24. Comme représenté sur la , l’extrémité de connexion 102 des broches de connexion 10 est prise dans la matière du surmoulage de support 20 sur la face de connexion 21. La face de réception 22 comprend une cavité 221 pour recevoir un aimant ainsi que des supports 222 pour fixer le boîtier de l’élément sensible 223 représenté sur la . Dans un autre mode de réalisation du procédé, l’aimant et/ou le circuit intégré 232 du boîtier de l’élément sensible 223 pourraient être également surmoulés dans le surmoulage de support 20, et cette invention pourrait être utilisée dans un capteur 1 ne disposant pas d’aimant. La face supérieure 23 comprend plusieurs sillons 231 pour recevoir les pattes de connexion 232A du circuit intégré 232 représenté sur la , qui sont soudés aux broches de connexion 10 par les plots 103 et qui sont reliés au boîtier de l’élément sensible 223. Chaque face latérale 25 comprend un organe de maintien 251 configuré pour maintenir le surmoulage de support 20 dans un moule en vue d’un surmoulage final 50, chaque organe de maintien 251 présentant une forme en relief de section triangulaire et délimitant une cavité 252 en son centre. Des ailettes de refusion 253 entournent les organes de maintien 251 sur chaque face latérale 25. Dans une étape E4, l’aimant (optionnel) et le boîtier de l’élément sensible 223 sont placés sur le surmoulage de support 20, sur la face de réception 22. Le circuit imprimé 232 du boîtier de l’élément sensible 223 est placé dans les sillons 231 et ses pattes de connexion 232A sont soudées aux plots 103 des broches de connexion 10. Pour le second moulage de l’étape E5, l’ensemble formé par les broches de connexion 10 et le surmoulage de support 20 est maintenu en place par des pions de maintien qui s’insèrent dans les cavités 252 des organes de maintien 251 de chaque face latérale 25. Les deux parties d’un second moule sont positionnées sur l’ensemble, de façon à se fixer autour des surfaces des organes de maintien 251 et laisser une partie de celles-ci à l’extérieur. La matière de surmoulage est injectée dans l’étape E6. Le second moule est configuré pour créer le surmoulage final 50 du capteur 1 tel que représenté sur la . Dans une étape E7, les parois du moule sont retirées, laissant apparents les organes de maintien 251, et le procédé de fabrication du capteur 1 selon l’invention est terminée. De façon avantageuse, d’autres inscriptions d’identification peuvent être inscrites sur la surface du surmoulage final 50 à l’issue du procédé, par exemple par marquage laser. L’invention propose ainsi une méthode fiable et efficace pour réduire voire supprimer les défauts d’alignements lors de la fabrication du capteur. Procédé de fabrication d’un capteur (1) électronique pour véhicule, ledit capteur (1) comprenant un élément sensible et des broches de connexion (10), ledit élément sensible comprenant un boîtier (223) et au moins un circuit intégré (232), ledit boîtier de l’ élément sensible (223) comprenant des cellules de mesure d’un paramètre, ledit au moins un circuit intégré (232) étant relié électriquement audites broches de connexion (10) par des pattes de connexion (232A), lesdites broches de connexion (10) étant d’une part reliées électriquement auxdites pattes de connexion (232A) du circuit intégré (232) et d’autre part destinées à être reliées à un réseau électrique du véhicule, ledit procédé comprenant les étapes de : - placement des broches de connexion (10), - positionnement d’un premier moule, - injection de matière dans le premier moule de sorte à obtenir un surmoulage de support (20), ledit surmoulage de support (20) comprenant une face de connexion (21) de laquelle s’étendent les broches de connexion (10), une face de réception (22) opposée à la face de connexion (21) et configurée pour recevoir le boîtier de l’élément sensible (223), une face supérieure (23) configurée pour recevoir à moins un circuit intégré (232) de l’élément de sensible, une face inférieure (24) opposée à la face supérieure (23) et deux faces latérales (25) opposées s’étendant chacune entre la face de connexion (21), la face de réception (22), la face supérieure (23) et la face inférieure (24), le surmoulage de support (20) comprenant, sur chaque face latérale (25) un organe de maintien (251) s’étendant depuis ladite face latérale (25) et étant configuré pour maintenir le surmoulage de support (20) dans un moule en vue d’un surmoulage final (50), chaque organe de maintien (251) présentant une forme en relief de section triangulaire délimitant une cavité (252) en son centre, - placement de l’élément sensible sur le surmoulage de support (20), l’au moins un circuit intégré (232) étant placé de sorte à s’étendre des broches de connexion (10) à la face de réception (22) en passant par la face supérieure (23) et le boîtier de l’élément sensible (223) étant placé sur la face de réception (22), et soudage des pattes de connexion (232A) sur les broches de connexion (10), - positionnement d’un deuxième moule, différent du premier moule, autour de l’ensemble formé par les broches (10) et le surmoulage de support (20) et de deux pions de maintien dont, pour chaque pion, une extrémité vient se loger dans la cavité (252) de l’un des organes de maintien (251), - injection de matière dans le deuxième moule de sorte à obtenir le surmoulage final (50) du capteur (1), ledit surmoulage final (50) comprenant un connecteur de connexion électrique (1A) entourant les extrémités libres (101) des broches de connexion (10), et un organe de fixation (1C) du capteur (1) sur un élément du véhicule, - retrait du moule pour obtenir le capteur (1). Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l’étape d’injection du surmoulage final (50), la matière injectée vient entourer les organes de maintien (251) de sorte à les laisser au moins en partie apparents sur le capteur (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les organes de maintien (251) sont issus de même matière que la face latérale (25) du surmoulage de support (20). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les organes de maintien (251) de section triangulaire sont agencés de sorte qu’une face desdits organes de maintien (251) soit parallèle à la face supérieure (23) du surmoulage de support (20). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape de surmoulage final (50) comprend la définition d’une rainure de forme triangulaire autour de chaque organe de maintien (251). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape d’injection de matière pour réaliser le surmoulage de support (20) comprend la création d’au moins une ailette de refusion (253) autour de chaque organe de maintien (251), de préférence deux ailettes de refusion (253) avec une nervure de protection périphérique. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant l’apposition d’un marquage d’identification sur au moins l’un des organes de maintien (251), de préférence sur sa face avant. Moule pour la mise en forme du surmoulage de support (20) avec le procédé selon l’une des revendications précédentes. Capteur (1) obtenu par le procédé selon l’une des revendications 1 à 7, ledit capteur (1) comprenant un connecteur de connexion électrique (1A) au véhicule et un organe de fixation (1C) dudit capteur (1) à un élément du véhicule. Véhicule automobile comprenant un capteur (1) selon la revendication précédente, fixé à un élément dudit véhicule et connecté à un réseau de communication et d’alimentation électrique dudit véhicule.