Brevet FR2838914A1 — publié le 20031024

La présente invention concerne un dispositif de protection de composants électroniques contre les rayonnements électromagnétiques. Pour protéger les composants électroniques contre les rayonnements électromagnétiques perturbateurs ou pour éviter les effets des rayonnements que ces composants émettent, il est connu de les blinder. A cet effet, des éléments de blindages constitués de corps électriquement conducteurs sont placés autour des composants à protéger Il est connu d'utiliser deux éléments de blindage, le premier prenant la forme d'une ceinture entourant les composants et d'un couvercle qui est fixé à la ceinture. Généralement, la ceinture est placée autour des composants à protéger et est fixée au support des composants électroniques, généralement un substrat de carte de circuit imprimé ou PCB, par des moyens connus, par exemple montage en surface ou par pattes traversant le substrat, et soudée "à la vague". Le couvercle est refermé par simple emboîtement lorsque les composants ont été testés. Par exemple, le document FR 2784262 présente un écran de blindage électromagnétique pour au moins un circuit électronique monté sur un substrat, comprenant des faces latérales verticales formant une ceinture et une face supérieure dont les bords coïncident avec les bords supérieurs desdites faces latérales, formant conjointement un sous-ensemble prévu pour être appliqué contre le substrat support du circuit à blinder. Selon d'autres techniques connues, le couvercle et la ceinture ne forment qu'un seul élément, lui aussi placé en surface ou traversant. Le document US 5,014,160 présente un tel dispositif. Dans ce cas, le démontage du blindage, qui peut être nécessaire à la suite d'une détection d'erreur de montage ou de panne, est malaisé car il faut désolidariser l'ensemble de l'élément de protection du substrat pour effectuer le démontage. Un autre problème vient de ce qu'il est délicat de protéger les deux faces d'un substrat. En effet, pour mettre en place une protection des deux côtés du substrat, il est nécessaire de décaler les deux éléments de protection et donc de diminuer la surface allouée aux composants électroniques et aux liaisons électriques entre circuits sur le substrat. La présente invention entend remédier à ces inconvénients. En particulier, la présente invention à pour but de réaliser un blindage facilement démontable, pouvant recouvrir les deux faces d'un composant électronique, sans encombrer le substrat. A cet effet, la présente invention vise un dispositif de protection, contre les rayonnements électromagnétiques, de composants électroniques montés sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comporte : - des broches montées sur le substrat de manière perpendiculaire au substrat, et - un boîtier comportant un fond et des parois, au moins une paroi étant munie d'au moins un groupe d'au moins un trou, chaque trou de chaque dit groupe étant adapté, lorsque la paroi subit un premier effort prédéterminé, à être en regard de l'une desdites broches correspondant audit groupe, pour recevoir ladite broche et, lorsque la paroi subit un deuxième effort prédéterminé, à exercer sur ladite broche, un effort de cisaillement. Grâce à la présente invention, le boîtier coopère avec les broches et leur applique un effort de cisaillement ou, lorsque les groupes comporte au moins deux trous, un effort de pincement, lorsque les parois subissent le deuxième effort prédéterminé, correspondant généralement au relâchement du premier effort prédéterminé. Les parois et le fond forment le blindage des composants électroniques qu'ils entourent. Le boîtier est aisément démontable puisque sa libération peut être effectuée en exerçant le premier effort prédéterminé sur les parois, ce qui a pour effet de libérer chaque broche de l'effort de cisaillement ou du pincement effectué par la paroi du boîtier correspondante et en écartant le boîtier du substrat. Lorsque l'on souhaite protéger les deux faces d'un substrat, il suffit de prévoir des broches qui dépassent de chaque côté du substrat et de poser deux boîtiers identiques de part et d'autre du substrat. Enfin, les broches étant des composants classiques sur les circuits imprimés, leur coût de fabrication et de pose sont très faibles et leur encombrement sur chaque couche du substrat est très réduit. Selon des caractéristiques particulières, au moins deux parois sont munies, chacune d'au moins un groupe d'un trou, chaque paroi étant adaptée à ce que chaque trou soit, lorsque la paroi subit un premier effort prédéterminé, en regard de l'une desdites broches et, lorsque la paroi subit un deuxième effort prédéterminé, à exercer sur ladite broche, un effort de cisaillement. Grâce à ces dispositions, la mise en regard des trous et des broches est aisé. Selon des caractéristiques particulières, le premier effort prédéterminé correspond à une première position d'un bombage du fond et le deuxième effort prédéterminé correspond à une deuxième position du bombage du fond. Grâce à ces dispositions, la pose du boîtier sur les broches est aisée puisque le premier effort prédéterminé est exercé par le fond, sans que des forces externes ne soient nécessaires. Selon des caractéristiques particulières, au moins une paroi est munie d'au moins un groupe d'au moins deux trous, chaque groupe de trous étant adapté, lorsque la paroi subit un premier effort prédéterminé, à être aligné selon un axe perpendiculaire au fond, en regard de l'une desdites broches pour la recevoir et, lorsque la paroi subit un deuxième effort prédéterminé, à exercer sur ladite broche, au moins deux efforts de cisaillement provoquant un pincement de la broche par la paroi Grâce à ces dispositions, les trous de chaque groupe exercent un pincement de la broche correspondante, ce qui évite que des efforts nuisibles ne soient exercés entre les broches et le substrat. Selon des caractéristiques particulières, le premier effort prédéterminé est un pincement de parois du boîtier. Selon des caractéristiques particulières, le deuxième effort prédéterminé correspond au relâchement du premier effort. Grâce à chacune de ces dispositions, la pose du boîtier sur les broches est aisée, un pincement étant successivement appliqué aux parois puis relâché. Selon des caractéristiques particulières, le boîtier est muni d'un verrou qui maintient le premier effort prédéterminé sur les parois et après que le boîtier a été positionné sur les broches, le verrou est libéré. Grâce à ces dispositions, la pose du boîtier est aisée, le verrou appliquant le premier effort prédéterminé sans que des efforts externes ne soient nécessaires. Selon des caractéristiques particulières, lesdites broches sont reliées à un plan de masse du substrat. Selon des caractéristiques particulières, une piste électrique périphérique aux composants à protéger et reliée au plan de masse du substrat est placée sur au moins une face du substrat et reçoit l'appui des parois lorsque le deuxième effort prédéterminé est appliqué. Grâce à chacune de ces dispositions, la protection contre les rayonnements électromagnétiques est améliorée. Selon un autre aspect, la présente invention vise un procédé de protection, contre les rayonnements électromagnétiques, de composants électroniques montés sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de montage de broches sur le substrat, de manière perpendiculaire au substrat, et - une étape de pose d'un boîtier comportant un fond et des parois, au moins une paroi étant munie d'au moins un groupe d'au moins un trou, au cours de laquelle on applique un premier effort prédéterminé aux dites parois pour mettre chaque trou de chaque dit groupe en regard de l'une desdites broches correspondant audit groupe, pour recevoir ladite broche puis on applique un deuxième effort prédéterminé, la déformation des parois appliquant un effort de cisaillement sur ladite broche. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant identiques à ceux du dispositif tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en élévation avec une coupe partielle d'un premier mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention, lorsque les deux faces d'un substrat sont protégées ; - la figure 2 représente une vue en perspective du mode de réalisation illustré en figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en coupe partielle d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention ; - les figures 4A à 4C représentent des vues en coupe partielle d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention ; et - les figures 5A et 5B représentent des vues en coupe partielle d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention ; et En figure 1, on observe un substrat ou carte de circuit imprimé PCB 11 portant des broches 10 perpendiculairement à sa surface, un boîtier 12 comportant un fond 14 et des parois 13 munies, chacune, d'un groupe de trois trous 15,16 et 17 dans lesquels passent les broches 10. Le substrat 11 porte un ou des composants électroniques à protéger (non représentés), qui sont entourés par le boîtier 12. Les broches 10 sont placées autour du ou des composants à protéger. Si la protection n'est recherchée que d'un côté du substrat (figure 2), les broches 10 ne sont montées que d'un côté du substrat 11. Si la protection des deux faces du substrat est recherchée, les broches 10 dépassent de part et d'autre du substrat (figure 1). Les broches 10 sont soudées au substrat 11 ou insérées en force dans des trous du substrat 11, de manière connue. Le substrat 11 possède au moins une piste électrique périphérique 18 reliée à la masse électrique du substrat 11 et à au moins une broche 10. Lorsqu'il est prévu que les deux faces du substrat 11 soient protégées, une piste métallique périphérique 18 est prévue de chaque côté du substrat. Chaque piste électrique périphérique 18 reçoit l'appui des parois 13 lorsque le premier effort prédéterminé est relâché (constituant ainsi le deuxième effort prédéterminé), ce qui force le contact électrique entre le boîtier 12 et la masse électrique du circuit électronique porté par le substrat 11. Ainsi, le contact entre le boîtier 12 et le plan de masse est effectué sur toute la périphérie du boîtier 12. Les broches 10 peuvent, par exemple, être similaires à des picots utilisés dans la technique de câblage de circuit connue sous le nom de "wrapping". L'encombrement, occupation ou emprise des broches 10 sur le substrat 11 est donc très réduit. On observe que les sections des broches 10 peuvent être carrées, circulaires ou de formes complexes connues de l'homme du métier. Le fond 14 est sensiblement parallèle au substrat 11, à une distance du substrat suffisante pour qu'il n'y ait pas de risques que le fond 14 touche un composant à protéger. Les parois 13 peuvent présenter différentes formes dont des exemples sont donnés en figures 1,4 et 5. Dans tous les cas, au moins deux parois 13 (préférentiellement au moins deux parois opposées) sont munies, chacune, d'au moins un groupe d'au moins deux trous (les trois trous 15,16 et 17 dans le cas de la figure 1, deux trous dans les cas des figures 4 et 5). Les parois 13 sont adaptées, lorsqu'elles subissent un effort prédéterminé (typiquement un pincement latéral exercé de l'extérieur du boîtier 12 vers son intérieur), à rendre les trous de chaque groupe alignés selon un axe perpendiculaire au fond 14 et au substrat 11, en regard de l'une des broches 10 pour que l'introduction de cette broche 10 dans ce groupe de trous se fasse par translation du boîtier perpendiculairement au substrat 11. Dans le cas illustré en figure 1, les parois présente un profil en forme de "Z" ou de "S", chaque face de cette forme présentant un trou de chaque groupe de trous. Lors du relâchement du premier effort prédéterminé, relâchement correspondant au deuxième effort prédéterminé, les parois exercent, au lieu des trous 15,16 et 17, des forces de pincement perpendiculaires aux broches 10 qui solidarisent les parois 13 aux broches 10. Les parois 13 assurent ainsi un auto-blocage mécanique de chaque broche 10 et du boîtier 12. Les parois 13 assurent également un contact électrique entre les broches 10 et le substrat 11pour mettre le boîtier 12 à la masse. Ainsi, les tests ou réparations du ou des composants électroniques à protéger étant réalisés, le boîtier 12 est inséré sur les broches 10 pendant que l'effort prédéterminé (premier effort prédéterminé) est appliqué sur les parois 13 puis cet effort est relâché (deuxième effort prédéterminé) et les broches 10 sont pincées par les parois 13. On observe que, dans le cas où le premier effort prédéterminé est un pincement latéral de l'extérieur du boîtier 12 vers son intérieur, la pose et le retrait du boîtier 12 peuvent être effectués manuellement, sans outil Le boîtier 12 est conducteur. Dans un mode particulier de réalisation, le boîtier 12 est réalisé en bronze, matériau présentant une bonne conductivité électrique et une élasticité suffisante pour créer le blocage de chaque broche 10 dans la paroi 13 correspondante. En figure 2, on observe le substrat ou carte de circuit imprimé PCB 11portant douze broches 10 perpendiculaires à la surface du substrat 11, et le boîtier 12 comportant le fond 14 et quatre parois 13 munies, chacune, de trois groupes de trous 15,16 et 17 dans lesquels passent les broches 10. Dans le cas de la figure 2, une seule face du substrat 11est protégée. Dans le cas de la figure 1, les deux faces du substrat 11sont protégées, par deux boîtiers identiques placés de manière symétrique sur les mêmes broches 10. Dans le mode de réalisation illustré en figure 3, le fond 44 du boîtier 42 est légèrement bombé vers l'extérieur, c'est-à-dire de manière opposée aux parois 43 qui sont alors soumises à un premier effort prédéterminé. Pendant que le boîtier 42 est posé sur les broches 10 du substrat 11, les trous 45 sont, chacun, en regard de l'une des broches 10. Lorsque le boîtier 42 est en place sur les broches 10 et en contact avec le substrat 11, une pression est exercée sur le bombage de telle manière qu'il se retourne vers les composants à protéger et cette déformation applique un deuxième effort prédéterminé sur les parois 43 et exercent sur les broches 10 un effort de cisaillement au lieu des trous 45 ainsi que le contact de la semelle du boîtier 42 avec le substrat 11. Dans le mode de réalisation illustré en figure 3, pour retirer le boîtier 42, on applique sur le fond 44 une force orientée vers l'extérieur (par exemple par aspiration ou par force magnétique) pour que le bombage se retourne, à nouveau, vers l'extérieur et que les efforts appliqués par les parois 43 sur les broches 10 disparaissent. On observe que les efforts mis en jeu sur les broches 10 par les parois 43, figure 3, ne sont pas les mêmes que dans le cas des parois 13, figures 1 et 2, ou 23, figures 4A à 4C. En effet, pour que le boîtier 42 soit solidaire du substrat 11, il est nécessaire qu'au moins deux parois 43 coopèrent car les parois ne pincent pas les broches, les trous 45 appliquant des efforts de cisaillement aux broches 10. En revanche, les groupes de trous illustrés en figures 1,2 et 4A à 4C appliquent, chacun, un pincement de la broche 10 correspondante, par l'effet d'au moins deux efforts de cisaillement opposés appliqués aux broches 10. En figure 4A, on observe le substrat ou carte de circuit imprimé PCB 11portant des broches 10 perpendiculaires à la surface du substrat 11, et le boîtier 22 comportant le fond 14 et une paroi 23 munie, d'un groupe de deux trous 25 et 26 dans lesquels passe une broche 10. Les parois 23 présentent un profil en forme de "V". En figure 4B et 4C, on observe les éléments du mode de réalisation illustré en figure 4A, auxquels s'ajoute un verrou 27 qui, lorsqu'il est enclenché, maintient le premier effort prédéterminé sur les parois pendant la pose du boîtier 22 sur les broches 10 (figure 4B). Une fois cette pose effectuée, le verrou 27 est libéré (mettant en oeuvre le deuxième effort prédéterminé sur les parois 23) pour que les parois 23 appliquent un pincement sur les broches 10 (figure 4C). Le verrou 27 est constitué d'une paroi 28 perpendiculaire au substrat 11, partant de l'extrémité de la paroi 23 qui est en contact avec le substrat 11et traversant un trou 24 du fond 14, et d'une paroi 29 de dimension plus réduite que celle du trou 24, perpendiculaire à la paroi 28 et en appui sur le bord du trou 24. Pour libérer le verrou 27, on fait passer la paroi 28 dans le trou 24. En variante, les verrous appliquent le pincement sur les broches 10 lorsqu'ils sont enclenchés, la pose s'effectuant avec les verrous en position libérés : le verrou 27 est tel que lorsqu'il est libéré et que les parois 23 ne subissent aucun effort (premier effort prédéterminé, nul), les trous 24 et 25 sont alignés de manière perpendiculaire au fond 14, en regard des broches 10 et, une fois que la pose du boîtier 22 est effectuée, en pressant sur le fond 14 du boîtier 22, on force le verrou 27 à s'enclencher et à maintenir un deuxième effort prédéterminé sur les parois 23 En figures 5A et 5B, on observe le substrat ou carte de circuit imprimé PCB 11 portant des broches 10 perpendiculaires à la surface du substrat 11, et le boîtier 32 comportant le fond 14 et une paroi 33 munie, d'un groupe de deux trous 35 et 36 dans lesquels passe une broche 10. La paroi 33 présentent un profil en forme de "G" avec : - une première partie 33a parallèle à la broche 10, - une deuxième partie 33b perpendiculaire à la broche 10, portant le trou 35 et en contact avec le substrat 11, - une troisième partie 33c qui, lorsqu'elle subit le premier effort prédéterminé, est parallèle à la broche 10 et lorsque le premier effort prédéterminé est relâché (constituant ainsi le deuxième effort prédéterminé), s'écarte ou se rapproche de la broche 10, et - une quatrième partie 33d perpendiculaire à la broche 10 et portant le trou 36. On observe que la fabrication des différents modes de réalisation du boîtier peut être effectuée en une étape d'emboutissage ou de découpage puis en une étape de pliage des parois. Le coût de fabrication du boîtier est donc très réduit. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de protection, contre les rayonnements électromagnétiques, de composants électroniques montés sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comporte : - des broches (10) montées sur le substrat (11) de manière perpendiculaire au substrat, et - un boîtier (12,22, 42) comportant un fond (14,44) et des parois (13,23, 33, 43), au moins une paroi étant munie d'au moins un groupe d'au moins un trou (15,16, 17,25, 26,35, 36,45), chaque trou de chaque dit groupe étant adapté, lorsque la paroi subit un premier effort prédéterminé, à être en regard de l'une desdites broches correspondant audit groupe, pour recevoir ladite broche et, lorsque la paroi subit un deuxième effort prédéterminé, à exercer sur ladite broche, un effort de cisaillement. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux parois (43) sont munies, chacune d'au moins un groupe d'un trou (45), chaque paroi étant adaptée à ce que chaque trou soit, lorsque la paroi subit un premier effort prédéterminé, en regard de l'une desdites broches et, lorsque la paroi subit un deuxième effort prédéterminé, à exercer sur ladite broche, un effort de cisaillement. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier effort prédéterminé correspond à une première position d'un bombage du fond (44) du boîtier (42) et le deuxième effort prédéterminé correspond à une deuxième position du bombage du fond. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une paroi (13,23, 33) est munie d'au moins un groupe d'au moins deux trous (15,16, 17,25, 26, 35,36), chaque groupe de trous étant adapté, lorsque la paroi subit un premier effort prédéterminé, à être aligné selon un axe perpendiculaire au fond (14), en regard de l'une desdites broches pour la recevoir et, lorsque la paroi subit un deuxième effort prédéterminé, à exercer sur ladite broche, au moins deux efforts de cisaillement provoquant un pincement de la broche par la paroi. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que le premier effort prédéterminé est un pincement de parois (13,23, 33) du boîtier 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième effort prédéterminé correspond au relâchement du premier effort. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le boîtier (22) est muni d'un verrou (27) qui maintient le premier effort prédéterminé sur les parois (23) et après que le boîtier ait été positionné sur les broches, le verrou est libéré. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites broches (10) sont reliées à un plan de masse du substrat (11). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une piste électrique (18) périphérique aux composants à protéger et reliée au plan de masse du substrat (11) est placée sur au moins une face du substrat et reçoit l'appui des parois (13,23, 33, 43) lorsque le deuxième effort prédéterminé est appliqué. 10 - Procédé de protection, contre les rayonnements électromagnétiques, de composants électroniques montés sur un substrat (11), caractérisé en ce qu'il comporte - une étape de montage de broches (10) sur le substrat, de manière perpendiculaire au substrat, et - une étape de pose d'un boîtier (12,22, 32,42) comportant un fond (14,44) et des parois (13,23, 33,43), au moins une paroi étant munie d'au moins un groupe d'au moins un trou (15,16, 17,25, 26,35, 36,45), au cours de laquelle on applique un premier effort prédéterminé aux dites parois pour mettre chaque trou de chaque dit groupe en regard de l'une desdites broches correspondant audit groupe, pour recevoir ladite broche, puis on applique un deuxième effort prédéterminé, la déformation des parois appliquant un effort de cisaillement sur ladite broche.