INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le terme « esters » se réfère à des composés de formule R c -C(O)-O-R d dans lequel R c et R d sont tels que définis ci-dessus, R c et R d pouvant être liés entre eux pour former avec le groupement ester un cycle comprenant de 4 à 20 atomes de carbone.
Le terme « éther » se réfère à des composés de formule R c -O-R d dans lequel R c et R d sont tels que définis ci-dessus, R c et R d pouvant être liés entre eux pour former avec l’atome d’oxygène auquel ils sont rattachés un hétérocycle comprenant de 4 à 20 atomes de carbone.
Le terme « aldéhyde » se réfère à des composés comprenant au moins un ou plusieurs groupements fonctionnels -C(O)-H.
Le terme « nitrile » se réfère à des composés comprenant au moins un ou plusieurs groupements fonctionnels -CN.
Le terme « carbonate » se réfère à des composés de formule R c -O-C(O)-O-R d dans lequel R c et R d sont tels que définis ci-dessus.
Le terme « thioalkyle » concerne des composés de formule R c SR d dans laquelle R c et R d sont tels que définis ci-dessus.
Le terme « phosphate » se réfère à des composés de formule P(OR c ) 3 dans laquelle R c est, indépendamment pour chaque substituant, tel que défini ci-dessus.
Le terme « sulfate » se réfère à des composés de formule SO 2 (OR c ) 2 dans laquelle R c est, indépendamment pour chaque substituant, tel que défini ci-dessus.
Le terme « acide » se réfère à des composés de formule R c -CO 2 H dans laquelle R c est tel que défini ci-dessus.
Le terme « amide » concerne des composés de formule R c C(O)NR e R d dans laquelle R c et R d sont tels que définis ci-dessus, R e ayant la même définition que R c , R c et R d pouvant être liés entre eux pour former avec le groupement amide –C(O)N- auquel ils sont rattachés une amide cyclique comprenant de 4 à 10 chainons, de préférence de 4 à 7 chainons. L’amide cyclique peut également comprendre une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone. L’amide cyclique peut également être substituée ou non par un ou plusieurs substituants tels que définis ci-dessus.
Le terme « hétérocycle » désigne un cycle carboné comprenant de 4 à 10 chainons dont au moins un des chainons est un hétéroatome sélectionné parmi le groupe consistant en O, S, P et N. L’hétérocycle peut comprendre un ou plusieurs double liaison carbone-carbone ou une ou plusieurs double liaison carbone-hétéroatome ou une ou plusieurs double liaison hétéroatome-hétéroatome. De préférence, l’hétérocycle peut comprendre 1, 2, 3, 4 ou 5 hétéroatomes tel que défini ci-dessus. En particulier, l’hétérocycle peut comprendre 1, 2 ou 3 hétéroatomes sélectionné parmi l’oxygène, l’azote ou le soufre. De préférence, l’hétérocycle peut être un cycle carboné comprenant de 4 à 6 chaînons dont 1, 2 ou 3 chaînons sont des hétéroatomes sélectionnés parmi O ou N. L’hétérocycle peut être ou non substitué par un ou plusieurs substituant(s) choisi(s) parmi -OH, halogène, -NR a C(O)R b , -C(O)NR a R b -CN, -NO 2 , -NR a R b , -OR a , -SR a , -CO 2 R a , -OC(O)OR a , -OC(O)R a , -C(O)H, -C(O)R a dans lequel R a et R b sont tels que définis ci-dessus.
la représente un schéma de circuit d’un LNA avec deux étages d’amplification, dans lequel le premier étage comprend un seul transistor bipolaire à émetteur commun et le second étage comprend une structure cascode hybride;
la représente une section transversale schématique d’une partie d’un LNA illustrant un transistor bipolaire dans une région massive dans laquelle la couche BOX est retirée du substrat SOI;
la représente un schéma d’une partie d’un LNA illustrant le substrat SOI et la pile arrière comprenant des couches métalliques sur le substrat;
la représente un schéma de circuit d’un autre mode de réalisation d’un LNA à deux étages dans lequel le second étage comprend une structure cascode ayant deux transistors SOI;
la représente un schéma de circuit d’un autre mode de réalisation d’un LNA à deux étages, dans lequel les deux étages comprennent une structure cascode;
la représente un schéma de circuit d’un autre mode de réalisation d’un LNA à deux étages, dans lequel le premier étage comprend une structure cascode hybride;
la représente les tracés de petits signaux d’un LNA selon trois modes de réalisation différents; et
la représente les tracés à grand signaux des trois mêmes modes de réalisation.
Description détaillée La présente une partie d’un système de télécommunications 2 comprenant une antenne 4 pour transmettre et recevoir des signaux électromagnétiques, un commutateur 6 connecté à l’antenne pour commuter entre les modes d’émission (Tx) et de réception (Rx), et un amplificateur à faible bruit (LNA) 8 pour amplifier les signaux reçus de l’antenne 4. Le système comprend en outre un décaleur de bande 10 pour décaler vers le haut ou vers le bas les signaux, dans lequel le décaleur de bande comprend un synthétiseur de fréquence 12. Le système 2 peut faire partie d’un nœud tel qu’un nœud de base dans un réseau 5G de télécommunications, ou d’un équipement utilisateur (UE) tel qu’un téléphone mobile.
La présente divulgation concerne en particulier les améliorations apportées au LNA 8 du système 2. Les améliorations apportées par les modes de réalisation comprennent généralement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: haute linéarité, faible rapport signal/bruit (SNR) et faible consommation d’énergie. Une faible consommation d’énergie peut être particulièrement avantageuse pour les UE dont la capacité de la batterie est limitée.
Pour obtenir un ou plusieurs de ces avantages, le LNA 8 comprend une structure semi-conductrice comprenant une structure cascode. Une structure cascode comprend deux transistors, l’un agissant comme émetteur commun (ou source commune) et l’autre comme base commune (ou grille commune). La topologie cascode peut offrir un gain plus élevé et une bande passante améliorée en isolant mieux l’entrée et la sortie qu’une conception à émetteur/source commune. La structure semi-conductrice comprend un substrat de silicium sur isolant (SOI) comprenant une couche d’oxyde enterrée (BOX) entre un substrat de silicium (également appelé la plaquette de manipulation) et une couche de silicium active (également appelée la couche de dispositif). Des dispositifs semi-conducteurs tels que des transistors et des diodes peuvent être formés dans la couche de silicium active. Au moins un des transistors de la structure cascode peut être un transistor bipolaire situé dans une région dite « massive » du substrat, où la couche BOX a été localement retirée et remplacée par du silicium. La région massive peut permettre une meilleure dissipation de la chaleur, ce qui peut améliorer les performances du transistor SiGe.
Le LNA 8 comprend un certain nombre de dispositifs passifs, tels que des condensateurs (C), des inductances (L) et des résistances (R), connectés à la structure cascode. Les dispositifs passifs sont situés sur le substrat SOI au-dessus de la couche BOX pour bénéficier de l’isolation électrique améliorée. Le substrat SOI peut être un substrat à haute résistivité (HR). L’augmentation de la résistance de la couche de substrat peut réduire la diaphonie entre les composants électroniques. Par exemple, un substrat en silicium ayant une résistivité d’au moins 3 kΩ-cm peut être utilisé.
La présente un schéma de circuit d’un LNA 8 selon un mode de réalisation. Les mêmes numéros de référence ont été utilisés pour les mêmes caractéristiques ou des caractéristiques équivalentes dans différentes Figures pour faciliter la compréhension, et ne sont pas destinés à limiter les modes de réalisation illustrés. Le LNA 8 de la peut être le LNA 8 du système 2 illustré à la .
Le LNA 8 comprend une structure cascode 14 comprenant un premier transistor 16 (l’émetteur commun) et un second transistor 18 (la base commune). Le LNA 8 possède une entrée 19 (Vin), alimentant la base du premier transistor 16 via un condensateur 20 et une inductance 22 utilisée pour l’adaptation d’entrée, pour recevoir un signal à amplifier (par exemple un signal provenant de l’antenne 4 du système 2 tel qu’illustré à la en mode RX). Le LNA 8 comprend une sortie 24 (Vout) du collecteur du second transistor 18 via un condensateur 26, pour transmettre le signal amplifié (par exemple au décaleur de bande 10 du système 2 illustré à la ). Le premier transistor 16 peut être appelé le transistor d’entrée et le second transistor 18 peut être appelé le transistor de sortie de la structure cascode.
Dans ce mode de réalisation, les deux transistors 16, 18 de la structure cascode 14 sont des transistors bipolaires (par exemple, des transistors SiGe NPN) formés dans une ou plusieurs régions massives 28 dans un substrat SOI. La formation des deux transistors 16, 18 de la structure cascode 14 dans la même région massive 28 (c’est-à-dire dans la même ouverture de la couche BOX) peut réduire les pertes de l’interconnexion entre les transistors. En conséquence, les dispositifs actifs (c’est-à-dire les transistors 16, 18) bénéficient du silicium massif (qui permet une meilleure dissipation de la chaleur) tandis que les dispositifs passifs (résistances, inductances 22 et condensateurs 20, 26) bénéficient du substrat SOI. Le circuit peut ainsi bénéficier des dispositifs passifs SOI de haute qualité et de l’utilisation du transistor bipolaire comme transistor d’entrée 16 pour réduire le bruit. Les avantages de l’utilisation du transistor bipolaire comme transistor cascode peuvent comprendre une fréquence de transition élevée (FT, par exemple autour de 300 GHz), un faible facteur de bruit (NF) aux micro-ondes et une faible consommation d’énergie. Le substrat SOI peut être un substrat à haute résistivité (HR). Dans d’autres modes de réalisation, un seul des transistors 16, 18 de la structure cascode est un transistor bipolaire formé dans une région massive 28, tandis que l’autre est un transistor SOI situé au-dessus de la couche BOX.
La présente un schéma de circuit d’un LNA 8 selon un autre mode de réalisation. Le LNA 8 comprend une structure cascode 14 comprenant un premier transistor 16 (émetteur commun), et un second transistor 18 (grille commune). Le circuit est similaire à celui illustré à la , mais la structure cascode ne comprend qu’un seul transistor bipolaire 16, tandis que le second transistor 18 est un transistor SOI situé au-dessus de la couche BOX du substrat SOI et non dans une région massive 28 comme le premier transistor 16. Typiquement, le second transistor 18 est un transistor métal-oxyde-semi-conducteur complémentaire (CMOS) formé sur le substrat SOI en utilisant un ou plusieurs procédés CMOS (le transistor MOS peut être à corps flottant). Cette structure cascode 14 peut être désignée comme une structure cascode hybride.
Le LNA 8 a une entrée 19 connectée à la base du transistor d’entrée 16 via un condensateur 20 et une inductance 22, et une sortie 24 connectée au collecteur du transistor de sortie 18 via un condensateur 26.
Le transistor à émetteur commun 16 utilisé dans ce cascode est un transistor bipolaire SiGe, qui peut fournir un FT élevé (par exemple, autour de 300 GHz), une faible consommation d’énergie (car le courant traversant le cascode est fixé par le transistor SiGe), un NF minimum (NFmin) plus faible aux micro-ondes. Le transistor à grille commun utilisé est un transistor NMOS flottant à corps SOI de 100 nm de longueur de grille (pour une couverture haute fréquence), qui peut fournir une linéarité plus élevée par rapport à un transistor bipolaire.
Le facteur de bruit (NF) pour le LNA 8 peut être donné par
où F n est le facteur de bruit du n ième étage et G n est le gain du n ième étage. Par exemple, pour la structure cascode illustrée à la , le transistor à émetteur commun peut être considéré comme le premier étage ayant un facteur de bruit F 1 .
D’après l’équation 1, on constate que le bruit du premier étage domine. Le bruit de l’étage supérieur est réduit par le gain des étages précédents de sorte que le bruit dominant est celui du premier étage. Par conséquent, il peut être particulièrement avantageux d’avoir un transistor bipolaire tel que le transistor bipolaire SiGe comme émetteur commun de la structure cascode.
L’IIP3 (Point d’interception d’entrée de troisième ordre) du LNA 8 peut être donné par
où IIP 3 ,n est IIP3 du n ième étage et Gn est le gain du n ième étage.
D’après l’équation 2, l’IIP3 du dernier étage domine l’IIP3 global. Par conséquent, il peut être particulièrement avantageux d’avoir un transistor SOI tel que le transistor NMOS à corps flottant SOI comme grille commune de la structure cascode.
Le transistor d’entrée SiGe 16 détermine la majeure partie du facteur de bruit. Le transistor d’entrée SiGe 16 détermine également la consommation de courant, tandis que le transistor de sortie 18, qui est basé sur un SOI, peut apporter une contribution positive à la linéarité du circuit. La structure cascode hybride 14 peut ainsi fournir à la fois les performances positives du SiGe en termes de performances de petits signaux et l’avantage de linéarité d’un transistor SOI afin de fournir un LNA répondant aux exigences de la 5G.
La présente un schéma de circuit d’un LNA 8 selon un mode de réalisation comprenant deux étages d’amplification 30, 32. Le premier étage 30 comprend une configuration à émetteur commun unique comprenant un transistor SiGe 34 situé dans une région massive 28 du substrat SOI. Le premier étage 30 peut ainsi fournir un NF inférieur par rapport à une structure cascode. Le second étage 32 comprend une structure cascode 14, qui peut être la structure cascode hybride 14 illustrée à la . Les deux étages 30, 32 comprennent des composants passifs formés sur le substrat SOI au-dessus de la couche BOX.
Cet étage unique 30 détermine la majeure partie du bruit, tandis que le second étage 32 contribue à la linéarité du système et augmente le gain, sans nuire aux performances de bruit du LNA.
La présente une section transversale schématique d’une partie d’un LNA selon un mode de réalisation. Le LNA comprend un substrat SOI 36 comprenant un substrat en silicium 38 (la plaquette de manipulation), une couche BOX 40 et une couche de silicium active 42. Le LNA comprend une région massive 28, dans laquelle la couche BOX 40 est retirée. Généralement, la région massive 28 comprend du silicium épitaxial 44 sur la couche de silicium 38. Un transistor SiGe 46 est situé dans la région massive 28. Le transistor 46 peut être le transistor à émetteur commun d’une structure cascode. Le transistor 46 est isolé latéralement par une structure d’isolation 48, telle que STI (Isolation par tranchée peu profonde). La couche BOX 40 ayant été retirée dans la région massive 28, il n’y a pratiquement pas d’isolation entre le transistor SiGe 46 et la couche de silicium 38. La couche BOX 40 s’étend latéralement de part et d’autre de la région massive 28. Dans une région adjacente à la région massive 28, un transistor CMOS 44 est situé dans la couche de silicium active 42 au-dessus de la couche BOX 40. Le transistor 44 peut être un transistor NMOS flottant SOI d’une structure cascode comme illustré à la . Le transistor SiGe 46 et le transistor CMOS 44 peuvent donc former une structure cascode hybride, dans laquelle le transistor SiGe 46 est l’émetteur commun et le transistor CMOS 44 est la grille commune.
La présente un schéma d’une partie d’un LNA selon un mode de réalisation. En particulier, les couches métalliques 51 (M1 à M4, MI et MJ) sur le substrat SOI se connectant aux transistors 50 sur la couche BOX 40 sont illustrées. Des composants passifs, tels que des inductances, peuvent être formés à partir des couches métalliques supérieures épaisses MI et MJ ou connectés par celles-ci. La faible résistivité des couches métalliques épaisses MI, MJ peut améliorer les performances des composants passifs et réduire le bruit du LNA. Par exemple, les couches métalliques épaisses permettent de réaliser des inductances à haut facteur de qualité et des interconnexions à faibles pertes. Les couches métalliques épaisses MI, MJ peuvent avoir une épaisseur d’environ 3 µm. Les couches métalliques 51 peuvent généralement être formées dans l’extrémité arrière de la ligne (BEOL) d’un procédé CMOS. Les couches métalliques « normales » (M1 à M4) ont une épaisseur d’environ 0,35 µm. Le substrat de silicium 38 est un substrat HR ayant une résistivité supérieure à environ 3 kΩ-cm.
La présente un schéma de circuit d’un LNA 8 selon un autre mode de réalisation, qui peut être avantageux si la linéarité est une priorité. Le LNA comprend un circuit d’amplification de premier étage 30 et un circuit d’amplification de second étage 32. Le premier étage 30 comprend un émetteur commun unique comprenant un transistor bipolaire 34 (par exemple un transistor SiGe) situé dans une région massive 28 pour un faible bruit, tandis que le second étage 32 comprend une structure cascode 14 comprenant deux transistors SOI 16, 18 (par exemple des transistors CMOS situés sur la couche BOX du substrat SOI), pour une linéarité élevée.
La présente le circuit d’un LNA 8 selon un mode de réalisation avec deux étages 30, 32 où chaque étage d’amplification comprend une structure cascode 14, 52. Le premier étage d’amplification 30 comprend une structure cascode comprenant un premier transistor bipolaire 54 dans une région massive 28 comme émetteur commun et un second transistor bipolaire 56 dans une région massive 28 comme base commune. Le circuit d’amplification de second étage 32 comprend une structure cascode 14 comprenant un premier transistor SOI 16 comme source commune et un second transistor SOI 18 comme grille commune.
La présente le circuit d’un LNA 8 selon un mode de réalisation avec deux étages 30, 32 dans lequel chaque étage d’amplification comprend une structure cascode 14, 52, mais dans lequel le premier étage 30 comprend une structure cascode hybride 52 comprenant un transistor bipolaire 54 comme émetteur commun et un transistor SOI 56 comme grille commune. Le second étage 32 est similaire à celui de la , comprenant une structure cascode 14 avec deux transistors SOI.
En effet, dans le cadre spécifique d’une machine d’impression tridimensionnelle de matière plastique à changement d’outils qui ferait appel à la fois à la fabrication additive et à la fabrication soustractive, le tout dans une enceinte close soumise à une température dépassant les 150°C à 200°C, aucune des solutions existantes à ce jour ne pourrait être adaptée/transposée.
En effet, lors de phases de fabrication additive, les têtes d’impression tridimensionnelle sont portées à haute température, tout comme le plateau (lit) sur lequel la matière fondue est déposée. Il règne ainsi dans l’enceinte d’une telle machine une température pouvant dépasser les 150 à 200°C car il est nécessaire que le matériau dur atteigne sa température de transition vitreuse pour pouvoir fondre et sortir de la buse d’impression. Or, dans l’hypothèse où l’on devrait remplacer la tête d’impression tridimensionnelle par une tête de perçage ou de fraisage de type connu, il semble évident qu’un système à jets/pulvérisation d’huile de coupe ne serait absolument pas compatible avec une telle machine car il y aurait des projections d’huile partout, ce qui n’est absolument pas souhaité et nuirait complètement à la fabrication et à l’intégrité de la pièce. Par ailleurs, les dispositifs de lubrification utilisés et décrits précédemment servent à lubrifier et refroidir la pièce et l’outil au niveau de leur surface de contact, c’est-à-dire à l’endroit où est effectuée l’usinage par retrait de matière. Typiquement, dans le cas du fraisage ou du perçage, les jets d’huile d’usinage servent à faciliter la pénétration de la fraise ou du foret dans la matière tout évacuant la chaleur produite lors de ce contact à haute vitesse (rotation / avance). Ils servent également à la fragmentation et l’évacuation des copeaux en dehors de la zone d’usinage mais sous une forme très aléatoire et difficile à contrôler, là encore totalement incompatible avec la problématique à résoudre.
Or, non seulement les dispositifs actuels de lubrification et de refroidissement utilisés dans la fabrication soustractive ne sont pas adaptés au contexte, mais les moteurs qui font fonctionner ces outils d’usinage seraient eux-mêmes soumis aux fortes températures régnant à l’intérieur de l’enceinte de l’imprimante tridimensionnelle, ce qui obligerait à réduire notablement leur vitesse de rotation, leur faisant perdre toute utilité, ou pouvant potentiellement les abimer de manière irrémédiable ou les détruire, ce qui n’est évidemment pas souhaité.
C’est dans ce cadre que la présente invention se propose de résoudre le problème du refroidissement d’un outil de fabrication soustractive, tel qu’une fraise ou un foret, dans une imprimante tridimensionnelle à changement d’outils dont l’enceinte de travail est soumise en quasiment permanence à de fortes températures dépassant les 150 à 200°C.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention se rapporte à une tête de fraisage/perçage pour une machine de fabrication de pièce, par exemple de type fraiseuse, centre d’usinage ou imprimante tridimensionnelle à changement d’outils, comportant au moins : - un moteur brushless rotatif muni d’un arbre tournant à une vitesse élevée supérieure ou égale à 50 000 tours/min, - un mandrin d’accouplement d’outil de fraisage en prise sur ledit arbre, - un corps principal externe formant un bloc massif renfermant au moins ledit moteur à la manière d’un fourreau, - ledit dispositif comportant en outre un système intégré de refroidissement à fluide calorifique incorporé à l’intérieur du corps principal externe et comprenant au moins un orifice d’entrée de fluide froid, un orifice de sortie de fluide réchauffé et une canalisation faisant circuler le fluide calorifique autour du moteur rotatif, de l’orifice d’entrée vers l’orifice de sortie.
Cette solution permet ainsi d’utiliser des moteurs d’outils de fabrication soustractive à fort taux de rotation dans un environnement porté à haute température, sans aucune conséquence sur la qualité de l’usinage, sa rapidité, sa précision ou la détérioration/destruction potentielle du moteur.
De plus, le corps est dimensionné de manière à prendre le moins de volume possible tout en assurant les fonctionnalités de rangement et de préhension de l’outil.
Enfin, réaliser une pièce massive comme fourreau du moteur permet de réduire les modes propres de vibration et de rigidifier l’outil.
Avantageusement, le système de refroidissement comporte au moins une canalisation disposée au plus proche du moteur.
De préférence, le système de refroidissement comporte au moins une canalisation en forme de « U » disposé proche de l’arbre et sensiblement perpendiculairement à ce dernier.
Selon une variante de réalisation, le système de refroidissement comporte au moins une canalisation sinusoïdale disposée sensiblement tout autour du moteur en formant des méandres.
Selon une alternative, le système de refroidissement comporte au moins une canalisation hélicoïdale enroulée sensiblement tout autour du moteur en formant des spires.
Selon une autre variante, le système de refroidissement comporte une canalisation principale d’entrée se séparant en plusieurs canalisations secondaires s’étendant parallèlement les unes aux autres sensiblement tout autour du moteur et se rejoignant en une canalisation commune de sortie.
Ces trois dernières solutions permettent de répartir au mieux le refroidissement non seulement tout autour du moteur mais également sur la plus grande dimension de ce dernier afin qu’il conserve ses caractéristiques techniques et que l’outil lui-même ne soit pas échauffé.
– un taux d’humidité dans l’air extérieur au véhicule est supérieur à un taux limite inférieur d’humidité, le procédé comportant une étape 105 de mesure du taux d’humidité de l’air avant l’étape 102 de chauffage ;
- une durée depuis la dernière activation de l’étape 102 de chauffage est supérieure à une durée limite inférieure, le procédé comportant une étape 106 de mesure du délai écoulé depuis la précédente activation de l’étape de chauffage, avant l’étape 102 de chauffage.