Brevet FR2869499A1 — publié le 20051028

L'invention concerne d'une manière générale un blindage de protection vis- à-vis des fréquences radio (RF) et plus particulièrement des ensembles de protection vis-à-vis des fréquences RF pour des dispositifs électroniques, dont la taille est soumise à des contraintes. Du fait de la miniaturisation des dispositifs électroniques, l'espace sur des cartes de circuits devient un paramètre critique. Le système de protection et de blindage occupe une partie importante de l'espace sur une carte. De plus, la nécessité d'un contact de masse sur toute la périphérie est une exigence électrique pour réaliser une isolation de sous-circuits. Dans des dispositifs traditionnels de blindage, on utilisait des boîtiers formés d'une tôle métallique, soudés sur une carte. Le problème est que cette solution de boîtier soudé nécessite un espace considérable sur la carte, en particulier lorsque des pistes de soudage sont disposées côte-àcôte. Un procédé connu sous l'expression anglaise "pinch trimming" peut être utilisé pour supprimer la petite lèvre située autour du boîtier avant que ce dernier soit soudé sur la carte. Bien que ce procédé réduise la largeur requise de piste de soudure, un espace important de carte est encore requis lorsqu'on utilise des boîtiers disposés côte-à-côte. Plusieurs types d'élastomères conducteurs et conformes sont disponibles pour remplacer le soudage de boîtiers. Par exemple, appliquer un cordon de soudure sur un boîtier en tôle métallique, une matière plastique métallisée ou une pièce moulée. Cependant, appliquer un cordon de soudure demande beaucoup de travail et la plupart du temps requiert des charges de serrage importantes. Une autre solution consiste à surmouler un élastomère conducteur directement au-dessus d'un boîtier en tôle métallique, une matière plastique métallisée ou une pièce moulée. La solution du boîtier surmoulé combine des boîtiers en métal ou en matière plastique métallisée avec des garnitures d'étanchéité conductrices appliquées directement par surmoulage sur le boîtier. L'inconvénient de la solution du boîtier surmoulé est qu'il n'existe pas un espace suffisant dans la direction z, en particulier dans des ensembles de cartes empilées dans lesquels une carte est utilisée pour parfaire le blindage au moyen d'un plan de masse. Une solution utilisant une garniture formant entretoise peut être employée pour réduire l'espace suivant z dans des ensembles de cartes empilées, dans lesquels une carte parfait le blindage au moyen d'un plan de masse. Dans la solution à garniture d'étanchéité formant entretoise, on moule tout d'abord une garniture d'étanchéité en matière plastique avec une séparation en compartiments appropriés. Ensuite, on applique par surmoulage un élastomère conducteur sur les parois latérales de chacun des compartiments dans l'objet en matière plastique. Malheureusement, la solution employant l'entretoise requiert des outils de moulage par injection pour la matière plastique et pour l'élastomère et par conséquent nécessite un outillage conséquent. En outre, étant donné que l'élastomère est moulé sur les côtés des parois en matière plastique, des pistes ayant de grandes largeurs (2 mm) sont nécessaires, ce qui a pour effet de rendre la solution utilisant une garniture d'étanchéité à entretoise, peu pratique pour des agencements miniaturisés soumis à des exigences sévères du point de vue espace de la carte. C'est pourquoi il est nécessaire de disposer d'un ensemble de blindage perfectionné. La possibilité d'utiliser une piste de blindage de faible largeur est particulièrement avantageuse pour des produits de communication soumis à des exigences sévères du point de vue espace occupé. Le problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un cadre de blindage destiné à être utilisé dans un appareil de blindage de protection vis-à-vis des fréquences radio (RF), caractérisé en ce que le cadre de blindage comprend un cadre en tôle métallique divisé en compartiments et sur lequel est appliqué par surmoulage un élastomère conducteur pour obtenir une conformité selon la direction d'un axe z et une rigidité selon des directions d'axe x et d'axe y. L'invention a trait en outre à un cadre de blindage destiné à être utilisé dans un dispositif de protection contre les fréquences radio (RF), caractérisé en ce qu'il comprend: un cadre en tôle métallique divisé en compartiments, un élastomère conducteur appliqué par surmoulage sur le cadre en tôle métallique divisé en compartiments de manière à former une première partie de paroi au-dessus du cadre en tôle métallique divisé en compartiments, et une seconde partie de paroi au-dessous du cadre en tôle métallique divisé en compartiments, les première et seconde parties de la paroi servant à appliquer un couplage avec possibilité de compression entre des premier et second substrats conducteurs. Selon une caractéristique de l'invention, la paroi réalise un couplage avec possibilité de compression dans une direction d'axe z, mais présente une rigidité dans les directions d'axe x et d'axe y. Selon une caractéristique de l'invention, le premier substrat comprend une carte de circuits imprimés et le second substrat comprend une pièce moulée métallique. Selon une caractéristique de l'invention, le premier substrat comprend une carte de circuits imprimés et le second substrat comprend une carte de circuits imprimés. Selon une caractéristique de l'invention, le premier substrat comprend une carte de circuits imprimés et le second substrat comprend une matière plastique métallisée. L'invention concerne en outre un ensemble de blindage, caractérisé en ce qu'il comprend: des premier et second substrats, le premier substrat formant un conducteur de masse électrique et le second substrat formant un plan de masse, un cadre formé d'une tôle métallique comportant des zones ouvertes séparées en compartiments, un élastomère conducteur appliqué par surmoulage sur le cadre métallique de manière à former des parties supérieure et inférieure d'une paroi, et l'élastomère conducteur étant couplé avec possibilité de compression entre les premier et second substrats de telle sorte que la partie supérieure de la paroi est couplée électriquement au conducteur de masse et que la partie inférieure de la paroi est couplée électriquement au plan de masse. Selon une caractéristique de l'invention, le second substrat comprend une pièce moulée métallique. Selon une caractéristique de l'invention, la pièce moulée métallique comporte en outre un rebord formé d'un seul tenant, qui sert à recevoir la partie inférieure de la paroi et à former une butée de compression pour le premier substrat. Selon une caractéristique de l'invention, le second substrat comprend une carte de circuits imprimés comportant un plan de masse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un cadre de blindage selon la présente invention; - la figure 2 représente une partie d'un cadre en 35 tôle métallique constituant le cadre de blindage de la figure 1 conforme à la présente invention; - la figure 3 représente une vue éclatée du cadre de blindage utilisé dans un ensemble d'un dispositif de communication selon une première forme de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue de l'objet de la figure 3 à l'état assemblé conformément à la première forme de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une vue éclatée du cadre de blindage utilisé dans un ensemble d'un dispositif de communication conformément à une seconde forme de réalisation de l'invention; et - la figure 6 est une vue de l'ensemble de la figure 5 à l'état assemblé conformément à la seconde forme 15 de réalisation de l'invention. On estime que la présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, prise en référence aux figures annexées, sur lesquels des chiffres de référence identiques sont utilisés. Conformément à la présente invention, on décrit ici un cadre de blindage destiné à être utilisé dans un dispositif de protection vis-à-vis des fréquences radio (RF). Le cadre de blindage selon la présente invention comprend un cadre en tôle métallique sur lequel est appliqué par surmoulage un élastomère conducteur servant à présenter une conformité dans une direction d'axe z et une rigidité dans les directions d'axe x et y. La nature conforme du cadre fournit un contact de masse optimum avec une surface réduite de piste de blindage et une charge de serrage minimale. La figure 1 représente un cadre de blindage 100 selon la présente invention. Le cadre de blindage 100 est formé d'un cadre en tôle métallique 102, également représenté séparément sur la figure 2 et qui possède un élastomère conducteur 104 qui est appliqué par surmoulage sur le cadre. L'élément de surmoulage en élastomère 104 forme une première partie 106 d'une paroi 110 au-dessus du cadre en tôle métallique 102 et une seconde partie 108 de la paroi au-dessous du cadre en tôle métallique. Le cadre de blindage 100 est divisé en compartiments 112 de manière à fournir différentes zones d'isolation. On peut utiliser une variété de techniques connues pour appliquer ce surmoulage au cadre en tôle métallique 102 de manière que le matériau forme les parties supérieure et inférieure 106, 108. Par conséquent des trous à l'intérieur du cadre en tôle métallique 102 peuvent être utilisés pour faciliter l'adhérence de la pièce surmoulée au cadre. Les première et seconde parties 106, 108 de la paroi sont couplées avec possibilité de compression entre des premier et second substrats conducteurs 120, 122 dans l'ensemble de protection vis-à-vis des fréquences radio (RF). Conformément à la présente invention, la paroi 110 est couplée avec possibilité de compression dans la direction d'axe z 114, mais présente une rigidité dans les directions d'axe x et d'axe y 116, 118. La figure 3 représente une vue éclatée du cadre de blindage 100 utilisé dans l'ensemble d'un dispositif de communication conformément à une première forme de réalisation 300 de l'invention. Dans cette première forme de réalisation, le premier substrat est une carte de circuits imprimés 320 et le second substrat est une pièce moulée métallique 322 ou une pièce en matière plastique métallisée. Comme représenté sur la figure 1, le cadre en tôle métallique est recouvert, par surmoulage, en 102, par l'élastomère conducteur 104 et est divisé en compartiments 112 de manière à former des zones d'isolation. La carte de circuits imprimés 320 comprend un conducteur de masse 324 et des composants électriques 126 disposés dessus, qui requièrent une isolation. Le conducteur de masse 324 de la carte de circuits imprimés 320 est aligné avec les compartiments 112 du cadre de blindage 100. Le cadre de blindage 100 selon la présente invention est couplé électriquement et avec possibilité de compression entre le conducteur de masse 324 de la carte de circuits imprimés 320 et la pièce moulée métallique 322, la pièce moulée formant ainsi le plan de masse pour l'ensemble. Un dispositif d'arrêt de compression 306 peut être utilisé pour limiter la compression entre la carte de circuits imprimés 320 et la pièce moulée métallique 322. Dans cette première forme de réalisation, le dispositif d'arrêt de compression 306 est formé d'un seul tenant sur la pièce moulée en tant que rebord servant à recevoir le cadre de blindage 100. La figure 4 représente une vue 400 de l'objet de la figure 3 à l'état assemblé, conformément à la première forme de réalisation de l'invention. La carte de circuits 320 et la pièce moulée métallique 322 sont couplés entre eux avec possibilité de compression, avec insertion entre elles du rebord métallique de la pièce moulée formant la butée de compression 306. L'élastomère surmoulé 104 réalise une compression dans la direction axiale le long des côtés du rebord, mais maintient la rigidité dans les directions d'axe x et d'axe y en raison de la rigidité du cadre en tôle métallique 102. L'ensemble 300, 340 fournit une isolation pour les composants électroniques 326 dans les compartiments ouverts 112 au moyen de la pièce moulée métallique, de la butée de compression 306 et du conducteur de masse 324. Le cadre de blindage 100 de la présente invention peut être formé par des parois 110 beaucoup plus minces que les parois de boîtiers traditionnelles de blindage disposées côte-à-côte. C'est pourquoi on peut utiliser sur la carte de circuits imprimés 320 en tant que piste de blindage, un conducteur de masse 324 plus mince que ce qui était possible dans des ensembles antérieurs. Par exemple, on peut utiliser une piste de blindage de 1,2 mm à la place de piste de 2 mm décrite précédemment. La figure 5 est une vue éclatée du cadre de blindage 5 utilisé dans un ensemble d'un dispositif de communication conformément à la seconde forme de réalisation 500 de l'invention. Dans cette seconde forme de réalisation, les premier et second substrats sont tous deux des cartes de circuits imprimés 320, 522. La première carte de circuits 320 représentée sur la figure 3, comprend le conducteur de masse 324 et des composants électroniques 326 disposés au-dessus. La seconde carte de circuits imprimés 522 forme un plan de masse et un conducteur de masse exposé 522. Le conducteur de masse 524 du circuit imprimé 522 est aligné avec les compartiments 112 du cadre de blindage 100. De façon analogue le conducteur de masse de la carte de circuits imprimés 320 est aligné avec les compartiments 112 du cadre de blindage 100. Dans le cas de l'utilisation de la solution à deux cartes, un dispositif séparé de butée de compression 506, tel qu'une pièce en matière plastique, est utilisé pour limiter la compression des deux cartes 320, 522. Le cadre de blindage 100 est retenu dans le dispositif séparé de butée de compression 506. Conformément à la seconde forme de réalisation, le cadre de blindage 100 coupe le conducteur de masse 324 de la première carte 320 au plan de masse de la seconde carte 522 par l'intermédiaire du conducteur de masse 524 et par conséquent réalise une isolation vis-à-vis des fréquences radio RF pour les composants électroniques 326 situés dans les compartiments 112. La figure 6 est une vue 600 de l'objet de la figure 5 à l'état assemblé, conformément à une seconde forme de réalisation de l'invention. Les deux cartes 320, 522 sont réunies entre elles électriquement et avec possibilité de compression, moyennant l'interposition de la butée séparée de compression 506. Conformément à la présente invention, l'élastomère surmoulé 104 est comprimé dans la direction d'axe z entre les deux cartes, mais conserve sa rigidité dans les directions d'axe x et d'axe y en raison de la rigidité du cadre en tôle métallique 102. L'ensemble 500/600 fournit une isolation vis-à-vis des fréquences radio RF pour les composants électroniques 326 situés dans les compartiments ouverts 112, au moyen de la carte de circuits imprimés 522, du dispositif de butée de compression 506 et du conducteur de masse 324. A nouveau le cadre de blindage 100 permet d'utiliser un conducteur de masse 324 plus mince sur la carte de circuits imprimés 320, ce qui permet de satisfaire plus facilement aux contraintes strictes du point de vue espace. Il existe des avantages à utiliser la solution de l'ensemble de blindage de la première forme de réalisation comportant la pièce moulée métallique, consistant en ce que chacune d'une pluralité de cartes de circuits possède des zones différentes qui requièrent une isolation, dans une seule pièce moulée métallique. En prévoyant une pluralité de cadres en tôle métallique surmoulés possédant respectivement des zones différentes de séparation en compartiments, qui sont alignés avec les différentes zones requérant une isolation, on peut utiliser une seule pièce moulée métallique pour coupler, d'une manière interchangeable, chacun de la pluralité de cadres en tôle métallique surmoulés, à chacune de la pluralité de cartes de circuits, avec laquelle chaque cadre est aligné. Chacun de la pluralité de cadres en tôle métallique surmoulés peut être remplacé à l'intérieur du rebord formé d'un seul tenant de la pièce moulée métallique. C'est pourquoi l'utilisation du cadre en tôle métallique surmoulé selon l'invention permet d'utiliser une telle pièce moulée métallique en liaison avec différents agencements de cartes de circuits. Etant donné qu'il n'y a pas à diviser en compartiments la pièce moulée métallique, cette dernière peut être utilisée pour de multiples ensembles, ce qui entraîne une réduction du coût. C'est pourquoi, il est prévu un cadre de blindage 100 pour un ensemble de blindage ou de protection. Le cadre de blindage formé conformément à la présente invention est beaucoup plus mince que les parois de boîtiers de blindage classiques disposées côte-à-côte et par conséquent on peut utiliser un conducteur de masse plus mince sur le substrat. La séparation en compartiments du cadre de blindage supprime la nécessité de prévoir de souder séparément des boîtiers, ce qui accroît la facilité d'utilisation de conducteurs minces et de miniaturisation. Il n'est pas nécessaire que la pièce moulée métallique ou la pièce en matière plastique métallisée soit travaillée pour la formation de compartiments séparés, ce qui réduit les coûts d'outillage. On peut former les compartiments du cadre de blindage pour une variété d'agencements de circuits, tout en utilisant encore la même pièce moulée qui fournit une grande souplesse de conception. Bien que les formes de réalisation préférées de l'invention ait été représentées et décrites dans ce qui précède, il est évident que la présente invention ne s'y trouve pas limitée. De nombreux changements, modifications, variantes, substitutions et équivalents apparaîtront à l'évidence aux spécialistes de la technique sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Cadre de blindage destiné à être utilisé dans un appareil de blindage de protection vis-à-vis des fréquences radio (RF), caractérisé en ce que le cadre de blindage (100) comprend un cadre en tôle métallique (102) divisé en compartiments et sur lequel est appliqué par surmoulage un élastomère conducteur (104) pour obtenir une conformité selon la direction d'un axe z (114) et une rigidité selon des directions d'axe x et d'axe y (116, 118). 2. Cadre de blindage destiné à être utilisé dans un dispositif de protection contre les fréquences radio (RF), caractérisé en ce qu'il comprend: un cadre en tôle métallique (102) divisé en 15 compartiments, un élastomère conducteur (104) appliqué par surmoulage sur le cadre en tôle métallique divisé en compartiments (112) de manière à former une première partie de paroi (106) au-dessus du cadre en tôle métallique divisé en compartiments (112), et une seconde partie de paroi (108) au- dessous du cadre en tôle métallique (102) divisé en compartiments, les première et seconde parties (106, 108) de la paroi (110) servant à appliquer un couplage avec possibilité de compression entre des premier et second substrats (120, 122). 3. Cadre de blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi (110) réalise un couplage avec possibilité de compression dans une direction d'axe z, mais présente une rigidité dans les directions d'axe x et d'axe y. 4. Cadre de blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier substrat (120) comprend une carte de circuits imprimés et le second substrat (122) comprend une pièce moulée métallique. 5. Cadre de blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier substrat (120) comprend une carte de circuits imprimés et le second substrat (122) comprend une carte de circuits imprimés. 6. Cadre de blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier substrat (120) comprend une carte de circuits imprimés et le second substrat (122) comprend une matière plastique métallisée. 7. Ensemble de blindage, caractérisé en ce qu'il comprend: des premier et second substrats (324, 322), le premier substrat (324) formant un conducteur de masse électrique et le second substrat (322) formant un plan de masse, un cadre formé d'une tôle métallique (100) comportant des zones ouvertes séparées en compartiments (112), un élastomère conducteur appliqué par surmoulage sur le cadre métallique de manière à former des parties supérieure et inférieure (106, 108) d'une paroi (110), et l'élastomère conducteur (106) étant couplé avec possibilité de compression entre les premier et second substrats (324, 322) de telle sorte que la partie supérieure (106) de la paroi (110) est couplée électriquement au conducteur de masse (324) et que la partie inférieure (108) de la paroi (110) est couplée électriquement au plan de masse (322). 8. Ensemble de blindage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second substrat (322) comprend une pièce moulée métallique. 9. Ensemble de blindage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce moulée métallique (322) comporte en outre un rebord (320) formé d'un seul tenant, qui sert à recevoir la partie inférieure (106) de la paroi et à former une butée de compression pour le premier substrat. 10. Ensemble de blindage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second substrat (322) comprend 35 une carte de circuits imprimés comportant un plan de masse.