Brevet FR2962423A1 — publié le 20120113

L'invention est relative à un module électronique. Dans le domaine de l'électronique embarquée, et notamment sur aéronef, les nouveaux concepts d'électronique modulaire voient le jour et visent à réduire les coûts de maintenance et augmenter la disponibilité des applications. Dans cette approche, au lieu de manipuler des équipements contenant plusieurs cartes électroniques, on tend à manipuler directement les cartes électroniques. De ce fait, les contraintes habituellement assumées dans le laboratoire d'intégration électronique devront être respectées lors du transport des cartes électroniques et sur le site d'utilisation desdites cartes. Une première difficulté réside dans la fragilité des cartes électroniques au regard des environnements d'utilisation et notamment en ce qui concerne les chocs. Les composants électroniques sont de nos jours soudés en surface des cartes et ont donc une tenue mécanique sur la carte qui se résume pour beaucoup d'entre eux uniquement à la tenue du joint de soudure. Cette tenue est très faible au regard des masses des cartes électroniques et donc des inerties desdites cartes. Par ailleurs, les cartes électroniques sont sensibles aux décharges électrostatiques. Ainsi, dans un laboratoire électronique, toutes les précautions sont prises pour s'assurer que tout élément (opérateur, table, étagère de rangement, bac de transport) est déchargé électrostatiquement lorsqu'il est à proximité de ladite carte. Or, dans un aéronef, les sources de charges électrostatiques sont nombreuses (frottement entre eux des vêtements de l'opérateur, pièces en matériaux composites à base de fibres de verre ou de carbone...). Il est donc nécessaire de prévoir un boîtier (connu en terminologie anglo-saxonne sous le nom de packaging) électronique permettant de protéger les cartes des risques liés aux environnements d'utilisation, qu'il s'agisse des chocs de manutention ou des décharges électrostatiques. On connaît d'après le document EP1947921 un module électronique comportant une carte électronique et un boîtier réalisé dans un matériau présentant une faible résistance thermique. Le boîtier comporte au moins deux composants de boîtier fixés l'un à l'autre et la carte de circuits imprimés est serrée entre les composants de boîtier. Ce type de module permet de répondre aux problématiques sus-visées, mais nécessite de créer un boîtier spécifique à chaque carte. En effet, les composants soudés sur chaque face de la carte, en particulier sur la face supérieure dite « face N », varient en hauteur et font donc varier l'épaisseur de la carte. Cette réalisation oblige notamment à concevoir des capots ajustés à la hauteur des composants, ce qui entraîne des coûts supplémentaires pour chaque type de carte car une fabrication en série du boîtier n'est alors pas possible. L'invention propose de résoudre ce problème en proposant une structure mécanique ( boîtier ) générique, munie d'une ou plusieurs entretoises afin de faire varier l'épaisseur du module et ainsi permettre d'y insérer une ou plusieurs cartes électroniques équipée de composants de diverses hauteurs sans avoir à adapter les capots. L'invention a plus particulièrement pour objet un module électronique, comportant plusieurs éléments : - un premier capot - un deuxième capot - au moins une carte électronique disposée entre les deux capots, caractérisé en ce que le module comporte au moins une entretoise intercalée entre deux éléments consécutifs du module. Le matériau dans lequel sont faites la ou les entretoises peut être de nature à assurer une isolation thermique et/ou électrique. Une ou plusieurs entretoises peuvent être placées entre deux éléments constitutifs du module, soit entre une carte et un capot, soit entre deux cartes. Ainsi, il est possible d'ajuster l'épaisseur du module en fonction de la hauteur des composants électroniques sur les cartes, notamment de la dernière carte qui conditionne la position du capot, en rajoutant des entretoises entre cette dernière carte et le capot. L'assemblage constitué du premier capot, de la carte, des entretoises et du second capot forme alors un module électrique clos assurant la protection de la ou des cartes électroniques. Il n'est donc pas nécessaire de réaliser des capots sur mesure afin de contenir la ou les cartes électroniques. Ces derniers peuvent être réalisés en série de façon standard afin de réduire les coûts de fabrication. Par exemple, si l'on considère un premier capot dans lequel est placée une carte électronique, des entretoises sont insérées entre la carte et le deuxième capot afin de compenser la hauteur des composants présents sur la carte si la hauteur du deuxième capot n'est pas suffisante. Dans un même souci de fabrication en série, les entretoises peuvent par exemple être toutes de même épaisseur. Ainsi, au lieu d'adapter l'entretoise à la hauteur du composant il suffit d'empiler des entretoises. Selon une caractéristique, le module comporte plusieurs entretoises intercalées entre deux éléments consécutifs du module. Par exemple, le module peut comporter plusieurs entretoises intercalées entre une carte et un capot. Selon une caractéristique, ladite au moins une entretoise est évidée dans sa partie centrale de façon à former un cadre périphérique. D'autres formes d'entretoises sont également envisageables. Selon une caractéristique, ladite au moins une entretoise est percée d'une pluralité de trous pour son positionnement sur des pions coopérant avec les capots et permettant l'assemblage desdits capots. Un des capots peut comporter une paroi de fond et une paroi périphérique s'étendant dans une direction axiale perpendiculaire à la paroi de fond jusqu'à une extrémité libre de paroi de façon à définir un logement central interne ouvert pour recevoir ladite au moins une carte électronique. S'il y a plusieurs cartes, celles-ci peuvent également être percées à leur périphérie pour être guidées par les pions de centrage comme le sont les entretoises. Selon une autre caractéristique, le cadre périphérique de ladite au moins une entretoise est en appui sur l'extrémité libre de la paroi périphérique et comporte dans sa partie centrale une extension axiale de façon à former un épaulement permettant de caler l'entretoise contre la face interne de la paroi périphérique perpendiculairement à l'extension axiale. Ce mode de réalisation évite d'avoir à percer les cartes, assure une meilleure étanchéité du module et permet de créer une chicane électromagnétique. L'invention a également pour objet un aéronef comprenant au moins un module électronique conforme au bref exposé mentionné ci-dessus. Description détaillée des fiqures D'autres caractéristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté d'un module dans un premier mode de réalisation selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue de côté d'un module dans un second mode de réalisation permettant l'assemblage de plusieurs cartes dans le 20 module ; - la figure 3 représente une vue schématique en perspective d'un capot et d'une carte électronique, illustrant la position des pions de centrage et des vis permettant l'assemblage des deux capots ; - la figure 4 représente une vue schématique en perspective d'un 25 premier capot, d'une carte électronique et d'un second capot, les pions de centrage ayant été omis dans un souci de clarté ; - la figure 5 représente une vue de côté d'un module dans un troisième mode de réalisation. Comme représenté sur la figure 1, un module électronique 10 selon 30 l'invention comprend deux capots 12,14 qui sont disposés en vis-à-vis l'un de l'autre et une carte électronique 16 qui est agencée entre les capots. Lorsque les deux capots sont assemblés l'un avec l'autre par des moyens de fixation connus en soi la carte 16 est renfermée dans le module 10 et est donc protégée vis-à-vis de l'extérieur. On notera que chacun des capots a une forme intérieure creuse dans sa partie centrale qui définit un logement central. Les deux logements centraux respectifs des deux capots sont agencés en vis-à-vis lorsque les capots sont en position d'assemblage ou assemblés et définissent ainsi entre eux un espace libre pour accueillir la carte 16, voire plusieurs cartes. Plus particulièrement, le capot 12 comprend une paroi de fond 12a et une paroi périphérique 12b qui s'étend perpendiculairement à la paroi de fond selon une direction axiale, conférant ainsi au capot une forme générale de U inversé selon la vue en coupe de la figure 1. La paroi périphérique 12b se termine par une extrémité libre de paroi 12c qui constitue un rebord périphérique externe. Le capot 14 comporte lui aussi une forme générale en U conférée par une paroi de fond 14a et une paroi périphérique 14b qui se termine par un rebord périphérique externe 14c. Le capot comporte en outre un rebord périphérique interne 14d qui fait saillie axialement par rapport à la face interne de la paroi de fond. La carte électronique 16 se présente sous la forme d'un substrat qui est pourvu, sur l'une 16a de ses deux grandes faces opposées 16a, 16b, de plusieurs composants électroniques 18a-d. La carte 16 repose sur le rebord périphérique interne 14d par une partie périphérique de sa face 16b. On notera qu'un espace 20 est ainsi délimité par la carte 16 et la paroi de fond 14a. Cet espace peut être utilisé pour loger des composants (non représentés) montés sur la face 16b de la carte. L'espace 20 permet également de limiter l'accumulation de chaleur au niveau du substrat de la carte. Comme représenté sur la figure 1, la hauteur des composants, notamment du composant 18b, ne permet pas d'enserrer la carte telle quelle entre les capots 12 et 14 car elle est supérieure à la distance entre les faces internes en regard des deux parois de fond 12a et 14a. A cet égard, le module comporte au moins une entretoise d'épaisseur adaptée, intercalée entre deux éléments consécutifs constitutifs du module, à savoir, ici, entre les deux capots afin de s'adapter à la hauteur des composants de la carte. Par exemple, le module comporte deux entretoises 22,24 qui sont agencées l'une contre l'autre. L'entretoise 22 est disposée contre le rebord périphérique externe 12c, tandis que l'entretoise 24 est disposée contre le rebord périphérique externe 14c. Les deux entretoises ont des dimensions extérieures (encombrement) correspondant à celles des capots de manière à s'associer parfaitement à ces derniers. Pour faciliter l'assemblage du module, les entretoises sont par exemple fixées aux capots et/ou entre elles. A titre d'exemple, chaque entretoise 22,24 est évidée dans sa partie centrale de façon à former un cadre périphérique qui s'insère entre les rebords périphériques externes 12c et 14c des capots et prend appui contre ceux-ci. La partie centrale évidée du cadre périphérique permet d'accueillir à l'intérieur les composants électroniques 18a-d qui sont agencés suivant une direction d'extension axiale. On notera que les deux entretoises 22 et 24 sont identiques. La somme de chacune de leurs épaisseurs permet d'écarter les deux capots l'un de l'autre d'une distance suffisante pour pouvoir loger à l'intérieur du module ainsi constitué la carte et ses composants. Chaque entretoise est par exemple percée d'une pluralité de trous (par exemple de façon régulière) qui traversent l'entretoise dans son épaisseur. Plusieurs pions de positionnement sont prévus pour permettre l'assemblage des capots et des entretoises (seuls deux pions 26a et 26b sont représentés). Des perçages sont réalisés dans l'épaisseur (extension axiale) des rebords périphériques 12b, 14b des capots pour accueillir les pions 26a, 26b. Les entretoises sont enfilées via leurs trous respectifs en vis-à-vis, sur les pions insérés dans les perçages d'un des capots. L'autre capot est ensuite positionné sur les pions qui font saillie hors des entretoises à la façon d'un couvercle afin de maintenir assemblés les éléments du module (capots et entretoises) les uns avec les autres. Le positionnement des pions sur le premier capot facilite la mise en place ultérieure des entretoises et du deuxième capot. Dans l'exemple de la figure 1, le premier capot 14 est par exemple le capot à l'intérieur duquel est installée la carte 16. On notera que plus de deux entretoises peuvent être utilisées ou une seule si l'épaisseur de l'entretoise est suffisante. La forme des entretoises présentées ici est particulièrement simple. Toutefois, les entretoises peuvent adopter d'autre formes qui peuvent dépendre par exemple de la forme des capots, et, notamment, des parties des capots qui sont destinées à venir en contact l'une avec l'autre. La figure 2 reprend de nombreux éléments illustrés dans la figure 1. Elle illustre un second mode de réalisation dans lequel se trouve un module similaire à celui présenté en figure 1. Ce module est composé de trois cartes 28, 30 et 32 insérées entre deux capots 34,36 et installées à l'aide d'entretoises 38, 40, 42, 46, 48. Dans ce mode de réalisation, plusieurs cartes peuvent également être percées dans leur partie périphérique de manière à pouvoir, à l'instar des entretoises, également percées dans leurs cadres périphériques, être guidées le long de leur axe perpendiculaire par les pions de centrage. A l'instar de la carte 16 de la figure 1, La carte 28 repose sur le rebord périphérique interne 34b du capot 34 par une partie périphérique de sa face 28b. On notera qu'un espace 31 est ainsi délimité par la carte 28 et la paroi de fond 34a. Cet espace est utilisé pour loger les composants 29f-i montés sur la face 28b de la carte. L'espace 31 permet également de limiter l'accumulation de chaleur au niveau du substrat de la carte. La carte 30 est percée dans sa partie périphérique de manière à être traversée par plusieurs pions de positionnement pour permettre l'assemblage des capots et des entretoises (seuls deux pions 33a et 33b sont représentés). Des perçages sont réalisés dans l'épaisseur (extension axiale) du rebord périphérique 34b pour accueillir les pions 33a, 33b. De même, la carte 32 est percée dans sa partie périphérique de manière à laisser passer les pions 33a, 33b. Entre la carte 28 et la carte 30 se trouvent positionnées sur les pions 33a, 33b, deux entretoises 38,40 identiques. La somme de chacune de leurs épaisseurs permet d'espacer les cartes 28 et 30 l'une de l'autre d'une distance suffisante pour pouvoir loger les éléments 29c-e qui sont montés sur la surface 28a de la carte 28 entre la face 28a et les éléments 30e-g qui sont montés sur la face 30b de la carte 30. Entre les cartes 30 et 32 se trouvent à nouveau positionnées sur les pions 33a, 33b deux entretoises 42,44 identiques. La somme de chacune de leurs épaisseurs permet d'espacer les cartes 30 et 32 l'une de l'autre d'une distance suffisante pour pouvoir loger les éléments 30c-d qui sont montés sur la surface 30a de la carte 30 entre la face 30a et les éléments 32g-i qui sont montés sur la surface 32b de la carte 32. Entre la carte 32 et le capot 36 se trouvent deux entretoises 46 et 48. On notera que les épaisseurs des entretoises 46 et 48 sont différentes. La somme de chacune de leurs épaisseurs permet d'espacer la carte 32 et le capot 36 l'un de l'autre d'une distance suffisante pour pouvoir loger les éléments 32c-f qui sont montés sur la face 32a entre celle-ci et la paroi de fond 36a du capot 36. Les entretoises sont enfilées, via leurs trous respectifs en vis-à-vis, sur les pions insérés dans les perçages d'un des capots, par exemple le capot inférieur 34. L'autre capot (capot supérieur 36) est ensuite positionné sur les pions qui font saillie hors des entretoises afin de solidariser l'ensemble des éléments du module (capots et entretoises). La figure 3 illustre une partie des éléments d'un module électronique, un capot 50, une carte électronique 52 et une entretoise 56. Les capots sont constitués chacun d'une plaque rectangulaire pourvue d'un rebord périphérique, interrompu par exemple dans la partie centrale d'un des côtés, afin de laisser un passage permettant l'agencement d'un connecteur électrique 54. On notera que par souci de clarté, un seul capot 50 est représenté sur la figure 3. Le capot 50 intègre des trous filetés 51a-j, par exemple au nombre de dix répartis le long du rebord et qui permettent le passage de vis destinées à solidariser les deux capots. Le capot 50 comporte également des trous 53a-c, par exemple au nombre de trois, permettant le passage de pions de centrage 58, 60, 62, par exemple au nombre de trois, destinés à permettre le positionnement des entretoises sur un capot. La carte électronique 52, dont les composants électroniques ne sont pas représentés ici, comporte à une de ses extrémités le connecteur électrique 54 situé dans le logement prévu à cet effet dans le capot 50. La carte électronique 52 est par exemple fixée par sa face 52b au fond du capot 50. Le connecteur électrique 54 est d'une épaisseur telle qu'il puisse être logé entre la face externe 52a de la carte 52 et la face interne 56b de l'entretoise 56. L'entretoise 56 est évidée dans sa partie centrale de façon à former un cadre périphérique de forme rectangulaire qui s'insère sur le rebord périphérique externe 50a du capot 50 et prend appui contre celui-ci. L'entretoise est enfilée via ses trous respectifs situés en vis-à-vis des trous 53a-c, sur les pions 58, 60, 62 insérés dans les perçages correspondants du capot 50. La figure 4 représente le même module que celui présenté en figure 3, mais avec son deuxième capot 64. Par souci de clarté, les pions de centrage, les trous et les vis ne sont pas représentés. Le capot 64 est constitué d'une plaque rectangulaire pourvue d'un rebord périphérique. Le capot 64 prend appui par la face interne de son rebord périphérique 64b sur le rebord périphérique externe 56a de l'entretoise 56. Tout comme le capot 50, le capot 64 intègre des trous filetés, par exemple au nombre de dix, répartis le long du rebord, qui permettent le passage de vis, destinées à solidariser les deux capots. La figure 5 illustre un troisième mode de réalisation du module selon l'invention. Les éléments présentés, à savoir les capots 66 et 68 et la carte 70, sont similaires à ceux de la figure 1, excepté l'entretoise 72 dont le cadre périphérique est en appui contre l'extrémité libre 66c de la paroi périphérique 66b du capot 66 et contre l'extrémité libre 68c en regard de la paroi périphérique 68b du capot 68. Ce cadre comporte dans sa partie centrale une extension axiale formant un épaulement 72a. Cet épaulement permet de caler l'entretoise perpendiculairement à l'extension axiale contre la face intérieure du capot 66, et plus particulièrement contre la face latérale interne 66d de la paroi périphérique 66b du capot 66. Les capots 66,68 et l'entretoise 72 sont percés de trous filetés en vis-à-vis, par exemple au nombre de dix, permettant de les solidariser lors de l'assemblage du module. REVENDICATIONS1. Module électronique, comportant plusieurs éléments : - un premier capot (12) - un deuxième capot (14) - au moins une carte électronique (16) disposée entre les deux capots (12,14), caractérisé en ce que le module comporte au moins une entretoise (22) intercalée entre deux éléments consécutifs du module. 2. Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une entretoise (22) intercalée entre une carte électronique (16) et un capot (12). 3. Module électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs entretoises (22,24). 4. Module électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs entretoises intercalées entre deux éléments consécutifs du module. 5. Module électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs entretoises (22,24) intercalées entre une carte (16) et un capot (12). 6. Module électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une entretoise (22) est évidée dans sa partie centrale de façon à former un cadre périphérique. 7. Module électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une entretoise (22) est percée d'une pluralité de trous (58,60,62) pour son positionnement sur des pions (26a,26b) coopérant avec les capots (12,14) et permettant l'assemblage desdits capots (12,14). 8. Module électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un des capots (12) comporte une paroi de fond (12a) et une paroi périphérique (12b) s'étendant dans une direction axiale perpendiculaire à la paroi de fond (12a) jusqu'à une extrémité libre de paroi (12c) de façon à définir un logement central interne ouvert pour recevoir ladite au moins une carte électronique. 9. Module électronique selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que le cadre périphérique de ladite au moins une entretoise (72) est en appui sur l'extrémité libre de la paroi périphérique (66a) et comporte dans sa partie centrale une extension axiale de façon à former un épaulement (72a) permettant de caler l'entretoise (72) contre la face interne de la paroi périphérique (66a) perpendiculairement à l'extension axiale. 10. Aéronef comprenant au moins un module électronique selon l'une des revendications 1 à 9.