Brevet FR2669501A1 — publié le 19920522

- Embase pour coffret blindé de cartes imprimées La présente invention concerne une embase pour coffret blindé dans l'enceinte métallique duquel sont logées des premières cartes imprimées de composants électroniques L'embase comprend une seconde carte multicouche, dite carte-mère, pour relier les premières cartes à des connecteurs supportés par l'embase et disposés latéralement à l'enceinte. Actuellement, pour obtenir un blindage continu entre l'enceinte et l'embase, l'embase est complètement en tôle et enferme la carte-mère. Ainsi l'embase comporte un fond métallique et des côtés métalliques sur lesquels est fixé un couvercle disposé au dessus de la carte-mère. Pour relier les connecteurs sur le couvercle à la carte-mère, il est alors nécessaire de prévoir des fils conducteurs à l'intérieur de l'embase pour relier les broches des connecteurs traversant le couvercle aux différents rubans conducteurs dans les couches internes à la carte-mère. Selon une autre variante, lorsque les connecteurs sont montés directement sur la carte-mère, il est nécessaire de prévoir une bonne reprise de masse avec le couvercle. La présente invention vise à fournir une embase pour coffret blindé qui améliore l'accessibilité de la carte-mère et réduit la connectique entre les connecteurs et la carte-mère tout en assurant un blindage parfait Il en résulte une réduction du nombre de pièces et une simplicité du montage de l'embase. A cette fin, une embase pour coffret blindé telle que définie dans l'entrée en matière est caractérisée, en ce qu'elle comprend un cadre métallique ayant un fond et des côtés, le fond de cadre formant l'assise du coffret, et les côtés de cadre supportant un joint électrique et encadrant la seconde carte, et en ce que la seconde carte comporte sur une face externe au moins une plage qui est métallisée au moins à l'extérieur de ladite -2 - enceinte desdites premières cartes et qui supportent lesdits connecteurs, et sur une face interne une bordure métallisée qui est reliée électriquement auxdites plages et qui est appliquée contre ledit joint électrique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective d'un coffret blindé comportant une embase selon l'invention, le couvercle du coffret étant en partie arraché; la Fig 2 est une vue en coupe verticale transversale d'un coffret analogue à celui montré à la Fig 1, mais comportant des plages métallisées pour connecteurs de part et d'autre de l'enceinte métallique du coffret contenant des cartes imprimées, ces dernières n'étant pas représentées; la Fig 3 est une vue de dessus de l'embase du coffret montré à la Fig 2; la Fig 4 est une vue en coupe détaillée prise le long de la ligne IV-IV de la Fig 3; et la Fig 5 est une vue en coupe détaillée prise le long de la ligne V-V de la Fig 3. Un coffret métallique blindé 1 peut-être polygonal ou cylindrique, et selon la réalisation préférée montré aux Figs 1 et 2 est sous la forme générale d'un parallélépipède rectangle. Le coffret contient plusieurs premières cartes imprimées 2 supportant des circuits intégrés et composants électroniques (non représentés) disposés sur l'une et/ou l'autre des faces des cartes et relatifs par exemple à un transmetteur radio Les cartes 2 sont ici rangées parallèlement à deux petites parois transversales verticales 11 du coffret et glissées chacune dans deux glissières fixées sur les faces internes de deux grandes parois longitudinales verticales 12 du coffret Les parois 11 et 12 forment ainsi une couronne rectangulaire dont l'ouverture supérieure est fermée par un couvercle métallique -3- horizontal 13 et dont l'ouverture inférieure est fermée par une embase horizontale 3 selon l'invention, constituant le fond du coffret La couronne 11-12, le couvercle 13 et un cadre métallique 4 dans l'embase 3 sont réalisés à partir de tôles pliées et soudées Le couvercle 13 est fixé sur la couronne 11-12 et la couronne est fixée sur l'embase 3 au moyen de vis 8 traversant des rebords d'appui supérieurs 15 et inférieurs 16 sur les pourtours externes des ouvertures de la couronne afin de constituer un coffret complètement fermé, blindé et de préférence hermétique. Le couvercle 13 peut comporter, sur une face externe, un radiateur de refroidissement à ailettes Sous une face interne du couvercle 13 peut être prévu un matelas thermoconducteur compressible, de préférence en élastomère et chargé de particules métalliques, afin de constituer à la fois un drain thermique entre les cartes imprimées 2 internes au coffret et l'extérieur, et un moyen pour presser les cartes imprimées contre le fond du coffret et immobiliser celles-ci dans l'enceinte 11-12-13 du coffret. Comme montré plus en détail aux Figs 3 et 4, l'embase de coffret 3 comprend essentiellement le cadre métallique 4 et une seconde carte imprimée 5, appelée carte-mère. Le cadre 4 est rectangulaire et mince Il comporte un fond plat de préférence nettement plus grand que la section de base, ici horizontale, de la couronne 11-12 du coffret Le fond 40 forme l'assise du coffret Quatre côtés verticaux 41 et 42 ayant une hauteur très petite par rapport à celle du coffret sont dressés perpendiculairement au fond 40 par pliage de tôle et sont soudés entre eux dans les encoignures du cadre, éventuellement renforcées par des cornières. Selon les réalisations illustrées, la longueur du cadre 4 entre les côtés parallèles 41 est sensiblement égale à la longueur de la couronne entre les parois 11, de préférence sensiblement supérieure à la longueur de couronne, comme on le verra dans la suite en référence à la Fig 5; la largeur du cadre 40 entre les côtés parallèles 42 est nettement plus grande que la largeur de la couronne entre les parois 12 afin de ménager une plage 6 montrée à la Fig 1, ou deux plages 6 -4- montrées à la Fig 2, sur l'embase 3 latéralement à l'enceinte 11-12-13 pour y fixer des connecteurs électriques standards 7 Les connecteurs 7 sont destinés à relier des lignes ou bus de transmission externes au coffret, aux cartes imprimées 2 à travers la carte-mère 5. La carte-mère 5 est une carte imprimée double-face et multicouche. La face supérieure 51 de la carte-mère externe à l'embase 3 est au moins métallisée complètement en les plages 6 non recouvertes par l'enceinte 11-12-13 Une bordure latérale rectangulaire 61 des plages 6 est située en dessous des parois longitudinales 12 de la couronne de coffret et, en variante non représentée, est située également en dessous de l'une au moins des parois transversales de couronne 11, lorsque la longueur de la couronne 11-12 est sensiblement plus petite que celle du cadre 4 Plus précisément, la bordure 61 est en contact électrique et mécanique avec les rebords inférieurs 16 de la couronne afin de réaliser une parfaite continuité du blindage entre les plages 6 et l'enceinte 11- 12-13 formée par la couronne et le couvercle et contenant les "cartes-filles" 2. Toutefois, selon une autre variante, la face externe 51 de la carte- mère peut être entièrement métallisée, y compris à l'intérieur de l'enceinte 11-12-13. Les plages métallisées 6 sont recouvertes de préférence d'une couche isolante 62, telle que résine epoxydique, à l'exception de la bordure 61, notamment lorsque les connecteurs 7 ont des faces inférieures appliquées sur la carte-mère qui sont métalliques. Plusieurs couches internes de rubans conducteurs (non représentés) s'étendent dans la carte-mère 5 entre les plages 6 et l'enceinte 11-12- 13 contenant les "cartes-filles" 2 pour relier des broches des connecteurs 7 à des broches de connecteurs fixés sur des bords inférieurs des cartes 2, à travers des trous pratiqués dans la carte-mère. La carte-mère 5 a un périmètre semblable à celui du cadre d'embase 4, et présente ici un contour rectangulaire sensiblement plus petit que le périmètre interne délimité par les quatre côtés de cadre 41 et 42, afin que la carte-mère ferme l'ouverture supérieure du cadre 4. Comme montré en détail à la Fig 4, des petites cornières 43 sont prévues en porte-à-faux sur tout le pourtour interne du cadre 4 Des ailes horizontales 44 des cornières 43 sont rapportées aux faces internes des quatre côtés de cadre 41 et 42 par des cordons de soudure continus. Les cornières 43 supportent un joint électrique de blindage 45, de préférence souple, tel que tresse métallique Le joint 45 est continu et forme un rectangle fermé La hauteur du joint 45 est supérieure à l'aile verticale des cornières 43 afin que, lors de l'introduction de la cartemère dans le cadre 4, le bord périphérique de la face inférieure 52 de la carte-mère repose seulement sur le joint 45, en excellent contact mécanique et électrique avec celui-ci. La continuité électrique du blindage entre les plages externes métallisées 6 et le joint 45 est assurée par une bordure métallisée rectangulaire 53 imprimée sur le pourtour de la face inférieure 52 de la carte-mère 5 interne à l'embase 3 et par des trous métallisés 54 pratiqués dans la carte-mère et reliant la bordure 53 aux plages 6. Des composants électriques discrets, tels que parafoudres et fusibles, peuvent être fixés à la carte-mère et disposés dans l'espace interne entre la carte-mère 5 et le fond de cadre 40. La bordure métallisée inférieure 53 est appliquée contre le joint sous une substantielle pression exercée par le vissage de vis à tête fendue 8 Les vis 8 traversent avec jeu des seconds trous lisses 55 menagés dans la carte-mère 5 Dans des trous 46 taraudés dans des petits fûts cylindriques 47 qui sont rapportés par soudage sur la face interne du fond de cadre 40, sont vissées les vis 8 jusqu'à ce que les têtes des vis 8 soient appliquées contre la face supérieure 51 de la cartemère. La hauteur des fûts est inférieure à la distance entre le joint 45, épaisseur de celui-ci comprise, et la face interne du fond de cadre , afin que la face inférieure de carte-mère 52 ne soit pas en contact avec les fûts 47 et donc la bordure de blindage 53 s'appuie sur le joint 45 Dans ce cas, le joint 45 est tassé pour adhérer aux cornières 43 et aux côtés de cadre 41 et 42. Des fûts cylindriques taraudés 47 sont également prévus sous la bordure métallique de plage 61 afin d'y recevoir des vis de fixation 8 des rebords inférieurs 16 de la couronne 11-12. -6- Selon la variante illustrée à la Fig 5, au moins l'une des parois de l'enceinte du coffret, telle que l'une des parois transversales 11, est disposée au droit de l'interstice de jonction IJ entre le côté correspondant 41 du cadre 4 et le chant correspondant 55 de la carte- mère 5, en regard l'un de l'autre. Une telle disposition est prévue notamment lorsque la longueur de l'enceinte 11-12-13 entre les parois transversales 11, est sensiblement égale, et plus précisément sensiblement égale, et plus précisément sensiblement inférieure, à celle du cadre 4 Dans cette variante, ledit interstice IJ a une largeur sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi 11 La hauteur de la paroi Il est plus grande que celle des parois 12 à rebords 16, et excède celle- ci d'une longueur supérieure à l'épaisseur de la carte-mère 5 mais inférieure à la distance entre les ailes 44 des cornières 43 supportant le joint électrique 5 Le bord inférieur 110 de la paroi Il est sensiblement coincé entre le cadre 4 et la carte-mère 5, et est en contact mécanique et électrique avec le joint électrique 45, ce qui améliore le blindage. Dans ces conditions, le coffret 1 constitue une véritable cage de Faraday dont la continuité électrique de blindage est parfaitement assurée entre les parois 11 et 12 de l'enceinte contenant les cartes- filles 2 et le cadre 4 de l'embase 3 à travers les plages 6, les trous 54, la bordure 53, et le joint 45 et les cornières 43, tout en permettant des démontages et accessibilité aisés de la carte-mère supportant les connecteurs externes 7 La carte-mère 5, contrairement à la technique antérieure évoquée ci-dessus, fait partie intégrante du blindage. -7- REVENDICATIONS 1 Embase pour coffret blindé ( 1) ayant une enceinte métallique ( 11-1213) contenant des premières cartes imprimées de composants électroniques ( 2), ladite embase ( 3) comprenant une seconde carte multicouche ( 5) pour relier les premières cartes ( 2) à des connecteurs ( 7) supportés par l'embase et disposés latéralement à ladite enceinte, caractérisée, en ce qu'elle comprend un cadre métallique ( 4) ayant un fond et des côtés, le fond de cadre ( 40) formant l'assise du coffret ( 1), et les côtés de cadre ( 41,42) supportant un joint électrique ( 45) et encadrant la seconde carte ( 5), et en ce que la seconde carte ( 5) comporte sur une face externe ( 51) au moins une plage ( 6) qui est métallisée au moins à l'extérieur de ladite enceinte ( 11-12-13) desdites premières cartes ( 2) et qui supportent lesdits connecteurs ( 7), et sur une face interne ( 52) une bordure métallisée ( 53) qui est reliée électriquement auxdites plages ( 6) et qui est appliquée contre ledit joint électrique ( 45). 2 Embase conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le joint électrique ( 45) est une tresse métallique. 3 Embase conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des cornières métalliques ( 43) rapportées contre des faces internes des côtés ( 41,42) du cadre ( 4) et supportant le joint électrique ( 45). 4 Embase conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par des trous métallisés ( 54) pratiqués dans la seconde carte ( 5) et reliant la plage ( 6) sur la face externe de la seconde carte à la bordure ( 53) sur la face interne de la seconde carte. Embase conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par des fûts taraudés ( 47) dressés sur le fond de cadre ( 40) pour recevoir des vis ( 8) traversant la seconde carte ( 5) et immobilisant la seconde carte sur ledit joint électrique ( 45). 6 Embase conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par une face externe ( 51) de la seconde carte ( 5) entièrement métallisée. 7 Embase conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par une couche isolante ( 62) recouvrant au moins la plage métallisée ( 6) à l'extérieur de ladite enceinte ( 11-12-13). -8 - 8 Embase conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée par une bordure interne ( 61) des plages ( 6) en contact électrique et mécanique avec des rebords ( 16) de l'enceinte de premières cartes ( 11-12-13). 9 Embase conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par un interstice (IJ) entre un côté ( 41) du cadre ( 4) et un chant ( 55) de la seconde carte ( 5) en regard dudit côté ( 41) pour le passage partiel d'une paroi ( 11) de l'enceinte dont le bord ( 110) est en contact avec ledit joint électrique ( 45).