Brevet FR2808164A1 — publié le 20011026

. Procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication, et module de radiocommunication correspondant. domaine de l'invention est celui des systèmes de radiocommunication avec des mobiles. invention s'applique notamment, mais non exclusivement, dans des systemes de radiocommunication de type GSM 900 (pour. "Global System for Mobile - 900 MHz"), DCS 1800 (pour "Digital Cellular System - 1800 MHz"), PCS 1900 (pour "Personal Communication System - 1900 MHz") ou UMTS (pour "Universal Mobile Telecommunication System - 2 GHz"). Plus précisément, l'invention .concerne un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication destiné à être monté dans un équipement de radiocommunication (radiotéléphone, et plus généralement tout appareil ou dispositif mettant en oeuvre des radiocommunications). On rappelle tout d'abord ce que l'on entend par module de radiocommunication. De façon classique, un abonné d'un système de radiocommunication, par exemple de type GSM, dispose d'une station mobile (parfois aussi appelée radiotéléphone mobile ou téléphone portable) comprenant un terminal de radiocommunication (ou ME, pour "Mobile Equipment" en anglais) cooperant généralement avec une carte SIM (pour "Subscriber Identity Module" en anglais, ou module d'identification d'abonné). Dans son application première, qui est la plus classique, le module de radiocommunication (par exemple un "module GSM") est compris dans le terminal de radiocommunication et assure la fonction de communication sans fil, en pilotant divers éléments matériels (écran, clavier, haut-parleur, ... ) du terminal de radiocommunication. D'autres applications du module de radiocommunication sont également connues. Il a notamment été proposé de l'intégrer dans des dispositifs autres que des terminaux de radiocommunication, mais nécessitant néanmoins une fonctionnalité de communication sans fil. A titre d'exemple, on peut citer des dispositifs de télémétrie (relevés de compteur) ou encore des dispositifs lecteur de cartes bancaires. Il également été proposé de fournir le module de radiocommunication sous forme indépendante, avec notamment sa propre alimentation : il est alors qualifié de modem. tel modem, qui ne comprend aucun élément matériel (écran, clavier, haut- parleur, ... ) d'interface homme/machine, est destiné à coopérer avec un équipement tiers (typiquement un micro-ordinateur), qui lui possède des éléments matériels d'interface homme/machine. Quelle que soit la forme d'application du module de radiocommunication (dans un terminal de radiocommunication, dans un dispositif autre, ou encore dans un modem), celui-ci comprend classiquement un circuit imprimé, sur lequel sont soudés des composants, une structure de blindage et un connecteur mécanique permettant l'interconnexion du module avec d'autres éléments, tels qu'une carte-mère. Les composants soudés sur le circuit imprimé peuvent assurer particulier des fonctions de traitement numérique, de traitement analogique, et/ou de traitement radiofréquence. La structure de blindage permet de blinder électromagnétiquement (blindage EMI) le module de radiocommunication. Elle est classiquement constituée de deux ceintures, disposées respectivement sur chacune des faces du circuit imprimé, et de deux capots qui peuvent être chacun clipsé sur l'une des deux ceintures, sur chacune des faces du module. En d'autres termes, le blindage de chacune des parties supérieure et inférieure module requiert classiquement une ceinture et un capot, clipsés l'un sur l'autre. Cependant, d'autres structurés de blindage peuvent être utilisées pour réaliser la fonction. possibilité peut être d'employer des capots parallélépipédiques directement soudés sur la carte, permettant de séparer chacune des fonctions électromagnétiquement sensibles. La structure ceinture plus capot classique présente plusieurs inconvénients qui vont à l'encontre des préoccupations actuelles des constructeurs. Tout d'abord, elle présente une épaisseur relativement importante, qui empêche toute réduction de l'encombrement du module de radiocommunication. Cette structure classique est coûteuse et son montage n'est pas aise, du fait qu'elle consiste en un assemblage de quatre pièces distinctes. De plus, elle n'offre généralement pas une bonne étanchéité, notamment à l'air et à poussière. Enfin, elle ne permet pas de conserver secrète l'implémentation et les choix des composants sur le circuit imprimé, puisqu'il suffit d'ôter le capot superieur pour avoir directement accès à ces composants. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention de fournir un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication, ce procédé permettant de réduire l'encombrement du module. L'invention a également pour objectif de fournir un tel procédé permettant de réduire fortement le coût du blindage. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé permettant, outre la fonction de blindage, d'assurer l'étanchéité et la confidentialité du module. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé permettant d'obtenir un module ayant le même aspect qu'un composant boîtier classique. Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de blindage d'au moins la partie superieure d'un module de radiocommunication, ledit module étant destiné à être reporté sur carte mère et comprenant des composants montés sur un circuit imprimé et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique. et traitement analogique. Selon l'invention, ledit procédé comprend les étapes suivantes enrobage d'au moins la partie supérieure dudit module de radiocommunication avec une résine, et ajout d'une couche conductrice électrique en surface de ladite resine. Le principe général de l'invention consiste donc à remplacer, moins dans la partie supérieure du module, la ceinture et le capot associé par une résine recouverte d'une couche conductrice électrique (par exemple un film métallisé). Du fait de l'absence de ceinture et de capot, le coût et l'encombrement du module peuvent être réduits. En outre, l'enrobage de résine confère une bonne étanchéité au module, et contribue à la préservation de la confidentialité de l'implémentation et des choix des composants sur le circuit imprimé. Il est important de noter que si l'utilisation de cette technique de blindage était connue pour puce en silicium, il n'était pas du tout évident pour l'homme du métier de l'utiliser pour un module de radiocommunication complet. En effet, ses préjugés l'ont toujours incite à croire que la présence au sein d'un module d'une pluralité de composants, assurant diverses fonctions et notamment une fonction RF, rendait impossible l'enrobage du module dans une résine.. En d'autres termes, il était persuadé que ce qui est possible pour un seul composant, à savoir une puce, ne l'est pas pour pluralité de composants avec une grande diversité de technologies (boîtiers, puces nues, sous-ensembles radio, composants passifs, quartz, ... ). De façon avantageuse, ledit module de radiocommunication est compris dans un dispositif appartenant au groupe comprenant : des terminaux de radiocommunication, des dispositifs, autres que les terminaux de radiocommunication, nécessitant une fonctionnalité communication sans fil, des modems, etc. Avantageusement, ladite résine est du type supportant une refusion, de façon que l'enrobage de résine puisse être effectué avant le report du module, par refusion, sur la carte mère. Préférentiellement, ladite résine est du type modifiant d'une façon prédéterminée et limitée la perméabilité et la permittivité du milieu environnant les parties RF du module. On rappelle que la fonction radio du module dépend fortement de l'interaction électromagnétique des composants entre eux. Ces interactions sont connues lorsque ces composants sont séparés par l'air, avec une permittivité (cr) et une perméabilité relative égales à l'unité. Or, selon la présente invention, les composants du module enrobé baignent dans un milieu, la résine, dont les caractéristiques vis-à-vis la propagation des ondes électromagnétiques sont différentes de celles de l'air (notamment Er > 1). Le dessin du circuit imprimé, ainsi que les positions et connexions des composants entre eux, doivent tenir compte de ces interactions. Les phénomènes de couplage parasites, de type capacitifs notamment, sont importants. La capacité (C) est proportionnelle au milieu (Q et inversement proportionnelle à la distance (d). Elle augmente donc si la distance entre deux broches est plus faible. Les capacités augmentent la désadaptation en RF ainsi que les limitations en fréquence (RC). De façon préférentielle, ladite résine est une résine de coulée. Les résines de coulée offrent l'avantage de pouvoir être mises en oeuvre facilement, lors de l'assemblage du module. Au contraire, les résines de transfert nécessitent une chauffe à haute température et une injection sous pression qui détérioreraient les composants et le module. Préférentiellement, ladite résine est une résine de la famille des époxy. On rappelle que les résines époxy sont des matières polymères synthétiques largement utilisées comme structure plastique dans les composants électroniques. Elles se caractérisent par leur faible rétreint durant leur polymérisation, leur bonne adhésion, et leur bonne résistance mécanique et chimique. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite résine est chargée. La charge peut etre de la silice. Le choix de la charge totale doit être effectué avec précaution. En effet, plus la résine est chargée en silice, plus sa permittivité relative augmente, ce l'éloigne des caractéristiques de l'air. D'un autre coté, moins elle est chargée en silice moins les caractéristiques mécaniques de la résine polymérisée sont satisfaisantes, du d'une diminution de la dureté. Selon une variante avantageuse, ladite résine est chargée de microbilles d'air. Ainsi, on se rapproche des caractéristiques de l'air. Avantageusement, on utilise au moins seringue d'injection et au moins un moule lors de ladite étape d'enrobage du module de radiocommunication par la résine. De cette façon, on délimite le volume de résine à polymériser et on obtient bon état de surface. Il est à noter que les techniques de résine coulée n'utilisent généralement pas de moule, mais éventuellement un boudin de silicone lorsqu'il nécessaire de délimiter la surface à enrober. Préférentiellement, ladite étape d'ajout d'une couche conductrice consiste a déposer un film de carbone graphite sur la surface de la résine. Le carbone graphite permet d'augmenter la dureté de la surface. En outre, il permet de donner directement module une couleur extérieure noire, sans opération additionnelle de peinture. Il est clair cependant que d'autres matériaux (or, argent, nickel, ... ) peuvent choisis tout en restant dans le cadre de la présente invention. Ils sont choisis en fonction de leurs caractéristiques intrinsèques de bonne conductivité (c'est-à-dire de faible résistivité électrique). De façon préférentielle, ladite étape d'ajout d'une couche conductrice effectuée par une technique de dépôt sous vide. Il est clair cependant que la présente invention n'est pas limitée à cette technique de métallisation particulière. un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit module comprend un jeu d'éléments conducteurs, distribués sur la face inférieure dudit circuit imprime, et réalisés façon que ledit jeu d'éléments conducteurs constitue à la fois des moyens de blindage électromagnétique de la face inférieure dudit circuit imprimé ; - des moyens d'interconnexion électrique, assurant le passage de signaux électriques vers et/ou depuis ladite carte mère ; et - des moyens de report dudit module de radiocommunication sur ladite carte mère ; de façon que ledit module de radiocommunication forme un macro-composant électronique. d'autres termes, la présente invention est compatible avec une approche, tout à fait nouvelle et inventive, de la conception du module de radiocommunication sous la forme macro-composant. L'invention concerne également un module de radiocommunication, du type destiné à etre reporté sur une carte mère et comprenant des composants montés un circuit imprimé et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique. Selon l'invention, au moins la partie supérieure dudit module de radiocommunication est enrobée avec une résine recouverte en surface par une couche conductrice. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 présente une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier d'un module de radiocommunication selon la présente invention ; - la figure 2 présente le module de la figure 1, après report sur une carte mère ; et - la figure 3 illustre un mode de réalisation de l'étape d'enrobage du module avec une résine. L'invention concerne donc un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication. Selon la présente invention, on enrobe le module de radiocommunication 1 (c'est-à-dire notamment le circuit imprimé et les différents composants soudés sur celui-ci) avec une résine, que l'on recouvre en surface d'une couche électriquement conductrice (par exemple un film métallisé). Dans l'exemple illustré, le blindage porte uniquement sur la partie superieure 2 du module 1. La couche ou structure conductrice (par exemple une métallisation) en surface de la résine assure le blindage électromagnétique de la face (supérieure) enrobée du module vis-à-vis de l'extérieur. Il s'agit de réaliser une cage de Faraday autour de cette face en connectant cette surface conductrice à un plan de masse recouvrant la surface circuit imprimé. Dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, le module 1 se présente sous la forme macro-composant. Pour cela, il comprend un ensemble d'éléments conducteurs 3 réalisant les trois fonctionnalités suivantes : blindage électromagnétique de la partie inférieure du module, interconnexion électrique et report sur une mère. Pour plus de détails sur cette réalisation du module sous forme de macro-composant, on pourra se reporter à la demande de brevet française n 99 001264, déposée le janvier 2000, et dont le texte et les dessins sont insérés ici par référence. Dans l'exemple illustré sur la figure 2, le module 1 est reporté sur une carte mère 5 par l'intermédiaire d'une structure d'interposition 4 à colonnes. La résine est choisie de façon que ce report puisse être effectué par refusion, avec des soudures de type CMS (Composants Montés en Surface). D'une façon générale, les critères de sélection de la résine sont par exemple les suivants - haute fluidité (très faible viscosité, 70) ; - haute imperméabilité (absorption d'eau La résine est par exemple une résine de coulée de la famille des époxy, correctement chargée. Dans le cas d'une charge de silice, la résine est par exemple celle référencée FP4450 chez le fournisseur DEXTER HYSOL. Dans le cas d'une charge microbilles d'air, il s'agit par exemple de la résine référencée MNB 124-28 chez le meure fournisseur. Comme illustré sur la vue de côté de la figure 3, l'étape d'enrobage du module avec une résine de coulée peut être effectuée avec des seringues d'injection. 30, contiennent la résine' fraîchement préparée, et un moule 31, ayant une forme complémentaire de celle d'un flan de modules 32. Pour chaque module du flan 32, moule présente donc une cavité 34 à remplir avec la résine, ainsi que des évents 35 pour la coulée. La partie inférieure de la figure 3 présente une vue de dessus d'un exemple de flan 32 de neuf modules 33. On rappelle que le flan de module est le format utilisé pour l'assemblage en CMS des composants 36 sur le circuit imprimé 37. Le matériau utilisé pour la métallisation en surface est par exemple le carbone (C) graphite. L'épaisseur de la couche de carbone est choisie de façon à assurer une atténuation radio suffisante. D'une façon générale, les critères de sélection de ce matériau sont par exemple les suivants - faible résistivité électrique (c'est-à-dire haute conductivité électrique) ; - couleur noire. Cette métallisation est par exemple effectuée par dépôt sous vide de carbone, en chauffant un filament de graphite avec une forte intensité de courant, afin de pulvériser des atomes sur la surface de l'enrobage de résine. Il est clair que de nombreux autres modes de réalisation l'invention peuvent être envisagés. . On peut notamment prévoir d'autres types de résine et/ou d'autres matériaux de métallisation (or, argent, nickel, ... ). On peut également prévoir d'autres techniques d'enrobage du module avec la résine et/ou d'autres techniques de dépôt d'un film métallisé en surface de l'enrobage de résine (peinture métallisée, ...). REVENDICATIONS 1. Procédé de blindage d'au moins la partie supérieure module de radiocommunication (1 ; 33), ledit module étant destiné à être reporté carte mère et comprenant des composants montés sur un circuit imprimé et assurant au moins des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - enrobage d'au moins la partie supérieure (2) dudit module de radiocommunication avec une résine ; ajout d'une couche conductrice électrique en surface de ladite résine. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit module de radiocommunication (1 ; 33) est compris dans un dispositif appartenant au groupe comprenant - des terminaux de radiocommunication ; - des dispositifs, autres que les terminaux de radiocommunication, nécessitant une fonctionnalité de communication sans ; - des modems. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite résine est du type supportant une refusion, de façon que l'enrobage de résine puisse être effectué avant le report du module (1 ; 33), par refusion, la carte mère (5). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite résine est du type modifiant d'une façon prédéterminée et limitée la perméabilité et la permittivité du milieu environnant les parties RF du module. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite résine est une résine de coulée. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 .à 5, caractérisé en ce que ladite résine est une résine de la famille des époxy. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite résine est chargée. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite résine est chargée de microbilles d'air. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé ce qu'on utilise moins seringue d'injection (30) et au moins un moule (31) lors de ladite étape d'enrobage du module de radiocommunication (1 ; 33) par la résine. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérise en ce que ladite etape d'ajout d'une couche conductrice consiste à déposer un film de carbone graphite sur la surface de la résine. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite étape d'ajout d'une couche conductrice est effectuée par une technique de dépôt sous vide. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérise en ce que ledit module comprend un jeu d'éléments conducteurs (4), distribués la face inférieure dudit circuit imprimé, et réalisés de façon que ledit jeu d'éléments conducteurs constitue à la fois: - des moyens de blindage électromagnétique de la face inférieure dudit circuit imprimé ; - des moyens d'interconnexion électrique, assurant le passage de signaux électriques vers et/ou depuis ladite carte mère ; et - des moyens de report dudit module de radiocommunication sur ladite carte mère ; de façon que ledit module de radiocommunication (1 ; 33) forme un macro composant électronique. 13. Module de radiocommunication (1 ; 33), du type destiné à être reporté sur une carte mère (5) et comprenant des composants (36) montés sur un circuit imprimé (37) et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique, caractérisé en ce qu'au moins la partie supérieure (2) dudit module de radiocommunication est enrobée avec une résine recouverte en surface par couche conductrice.