Brevet FR3010265A1 — publié le 20150306

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un circuit pour des signaux d'ondes millimétriques comportant un boîtier installé sur une platine et qui reçoit un composant haute fréquence. Etat de la technique De tels circuits sont par exemple utilisés dans les capteurs-radars de véhicules automobiles pour générer et/ou traiter les signaux-radars. Le composant haute fréquence est de façon caractéristique un composant semi-conducteur intégré (circuit monolithique inté- gré micro-onde, MMIC) encapsulé dans un boîtier approprié pour un montage en surface, par exemple un boîtier eWLB (grille intégrée dans une plaquette). La fixation et la mise en contact électrique du composant haute fréquence sur la platine se fait par exemple à l'aide de contact soudé en forme de bille. Ces contacts servent à transmettre à la fois les signaux basse fréquence pour l'alimentation en tension et la com- mande du composant ainsi que les signaux haute fréquence proprement dit. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un circuit pour des signaux d'onde millimétrique dont la fabrication est simplifiée. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un circuit pour des si- gnaux d'ondes millimétrique du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le boîtier comporte sur au moins une paroi à l'opposé de la platine, une structure de couplage pour des signaux d'ondes millimétriques à laquelle est couplé un guide d'onde à l'extérieur du boîtier. Ainsi, selon l'invention, le couplage en entrée et/ou en sortie des signaux d'onde millimétriques se fait directement à travers la paroi du boîtier en contournant les contacts galvaniques sur le côté tourné vers la platine. Cette solution a l'avantage de ne plus nécessiter de substrat compatible haute fréquence pour la platine, ce qui se traduit par une économie. Comme les contacts galvaniques ne servent qu'à transmettre les signaux basse fréquence, eux même n'ont plus à être compa- tibles haute fréquence ce qui permet de plus grandes tolérances de fabrication et ainsi d'autres économies. L'expression « guide d'onde » est utilisée ici également pour des structures conductrices creuses dont la cavité contient un diélectrique. Suivant une autre caractéristique, la paroi du boîtier sur laquelle est formée la structure de couplage est une paroi latérale du boîtier orienté perpendiculairement à la platine ou de préférence la paroi du boîtier parallèle à la platine et sur le côté opposé à la platine. io La structure de couplage du boîtier est de préférence constituée par un guide d'onde qui peut être rempli avec un diélectrique et conduit les ondes millimétriques vers la paroi du boîtier et les découple à travers celle-ci pour les transmettre par le guide d'onde à l'extérieur du boîtier. De façon préférentielle, le guide d'onde comporte à 15 cet effet une structure adaptatrice à son extrémité adjacente au boîtier, cette structure assurant un couplage fort et pratiquement sans discontinuité entre le boîtier et le guide d'onde. Selon un développement avantageux, le guide d'onde est réalisé dans un capot qui couvre le boîtier et peut être installé sur la 20 platine indépendamment du boîtier. Le capot peut en même temps for- mer un piège à onde qui permet de réduire l'amortissement d'assemblage. Un seul et même boîtier peut comporter plusieurs emplacements de couplage pour plusieurs guides d'onde. Dans ce cas, les pièges à onde améliorent en même temps l'isolation des différents em- 25 placements de couplage les uns par rapport aux autres. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le boîtier est un boîtier Ewlb. Suivant une autre caractéristique, la paroi du boîtier comporte au moins une structure de couplage et un guide d'onde, cette 30 paroi s'étendant sur le côté du boîtier à l'opposé de la platine et parallè- lement à celle-ci. Suivant une autre caractéristique, la paroi du boîtier comporte une métallisation interrompue par des fenêtres aux emplacements de couplage. Suivant une autre caractéristique, le circuit comporte plusieurs emplacements de couplage isolés électromagnétiquement les uns des autres et des guides d'onde sur le même boîtier. Suivant une autre caractéristique, une extrémité du guide d'onde est couplée à l'emplacement de couplage par une structure adaptatrice. Suivant une autre caractéristique la structure adaptatrice est entourée par un piège à onde. Enfin, suivant une autre caractéristique, l'extrémité du guide d'onde adjacent à l'emplacement de couplage est réalisée dans un capot qui enferme le boîtier avec la platine. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de circuit pour des signaux d'ondes millimétriques représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une coupe d'un circuit selon l'invention pour des signaux d'ondes millimétriques comprenant une platine, un composant haute fréquence et un capot couvrant celui-ci, la figure 2 est une vue intérieure du capot, la figure 3 est une vue en perspective coupée du composant haute fréquence et du boîtier, et la figure 4 est une vue en plan d'un autre exemple de réalisation d'un circuit. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, le circuit pour des signaux d'onde mil- limétriques comporte un composant haute fréquence 10 par exemple un composant semi-conducteur intégré qui est encapsulé seul ou avec d'autres composants haute fréquence dans un boîtier 12 par exemple un boîtier eWLB. Le boîtier 12 est fixé et mis en contact à la surface d'une platine 14 en technique SMD (composant monté en surface) et comporte à cet effet, dans une paroi de boîtier tournée vers la platine 14, une disposition en forme de grille de points de soudure 16 constitués par des billes. Toutefois ces contacts servent seulement à transmettre la tension d'alimentation et, le cas échéant, des signaux de commande basse fréquence de sorte qu'ils n'ont pas à être compatibles en haute fréquence. La platine 14 peut également être un substrat économique, non compatible haute fréquence. Pour le couplage entrant et sortant des signaux non mil- limétriques, l'intérieur du boîtier 12 a des emplacements de couplages 18 réalisés sous la forme de guide d'onde avec ou sans remplissage dié- lectrique et qui découplent dans le sens entrant ou sortant les signaux d'ondes millimétriques à travers la paroi du boîtier à l'opposé de la platine 14 ; dans ce cas il s'agit de la paroi du boîtier sur le côté opposé à celui de la platine. Dans l'exemple présenté, cette paroi du boîtier a une métallisation 20 interrompue par les fenêtres 22 aux emplacements de couplage 18. Les signaux d'ondes millimétriques peuvent ainsi être découplés dans le sens entrant ou sortant par les guides d'onde 24 qui s'étendent à l'extérieur du boîtier 12 perpendiculairement à la paroi métallisée du boîtier en traversant les fenêtres 22. Dans l'exemple représenté, les guides d'onde 24 sont réa- lisés dans un capot 26 en une matière bonne conductrice ou du moins ayant une surface conductrice, par exemple revêtue d'une matière plastique conductrice et constituant la couverture du boîtier 12 ; le capot 26 est fixé directement à la platine 14, par exemple par collage ; il est for- mé pour entourer complètement le boîtier 12 sur tous ces côtés à l'exception du côté tourné vers la platine 14. Le capot 12 est toutefois à une certaine distance du boîtier 12 pour que les éventuelles tolérances dimensionnelles de fabrication et/ou de montage du capot n'aient pas défait gênant, important, sur la qualité du couplage électromagnétique. Dans l'exemple présenté, des structures adaptatrices 28 sont aux extrémités des guides d'onde 24. Ces structures sont réalisées par des cavités de forme appropriées dans la paroi du capot 26 et servent à minimiser les pertes de transmission au passage des emplacements de couplage 18 vers le guide d'onde 24. Les guides d'onde 24 rejoignent axialement chacun une structure adaptatrice 28 correspon- dante et peuvent avoir une section rectangulaire de dimension de 2,54 x 1,27 mm (standard WR-10). Au choix, les guides d'onde peuvent également contenir un diélectrique. Les guides d'onde 24 présentés à la figure 1 rejoignent à l'extérieur du boîtier 26 des guides d'onde de raccordement non repré- sentés pour conduire les signaux d'ondes millimétriques par exemple vers les antennes d'un capteur radar. Dans l'exemple représenté, chaque structure adaptatrice 28 est entourée par un piège à onde 30 sous la forme d'un sillon rec- tangulaire. Les pièges à onde 30 évitent les champs électromagnétiques dispersés qui peuvent être engendrés en liaison avec la transmission des ondes millimétriques entre les emplacements de couplages 18 et les guides d'onde 24 pour éviter leur développement dans l'intervalle entre le boîtier 12 et le capot 26 pour être pris par la structure adaptatrice 28. On réduit ainsi l'amortissement propre et dans l'exemple décrit dont le boîtier 12 comporte deux emplacements de couplage pour les guides d'onde 24, on améliore en même temps l'isolation entre les deux emplacements de couplage pour découpler dans le sens entrant et sortant les signaux des différents emplacements de couplage, indépendamment les uns des autres. La figure 2 est une vue de dessous du capot 26 de la fi- gure 1 et montre le tracé des sillons formant les pièges à onde 30 autour des structures adaptatrices 28. La figure 3 donne une vue en trois dimensions du dispo- sitif. Dans le cas de l'exemple présenté, le capot 26 est formé par deux plaques 26a, 26b superposées et reliées de façon conductrice ; les plaques sont par exemple en aluminium dont l'une forme les guides d'onde 24 et l'autre les structures adaptatrices 28 et les pièges à onde 30. Le nombre d'emplacements de couplage 18 du boîtier 12 et de façon correspondante le nombre de guides d'onde 24 peuvent variés selon le cas. A titre d'exemple, la figure 4 est une vue en plan d'un circuit comportant un boîtier 12' ayant une forme carrée et quatre emplacements de couplage 18 installés chaque fois au milieu des quatre côtés du carré.35 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Composant haute fréquence 12, 12' Boîtier 14 Platine 16 Soudure de contact 18 Emplacement de couplage 20 Métallisation 22 Fenêtre 24 Guide d'onde 26 Couvercle 26a, 26b Plaque 28 Structure adaptatrice 30 Piège à onde 20 REVENDICATIONS1°) Circuit pour des signaux d'ondes millimétriques comportant un boîtier (12, 12') installé sur une platine (14) et qui reçoit un composant haute fréquence (10), circuit caractérisé en ce que le boîtier (12, 12') comporte sur au moins une paroi à l'opposé de la platine (14), une structure de couplage (18) pour des signaux d'ondes millimétriques à laquelle est couplé un guide d'onde (24) à l'extérieur du boîtier. 2°) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (12, 12') est un boîtier eWLB. 3°) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une paroi du boîtier comporte au moins une structure de couplage (18) et un guide d'onde (24), cette paroi s'étendant sur le côté du boîtier (12) à l'opposé de la platine (14) et parallèlement à celle-ci. 4°) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du boîtier comporte une métallisation (20) interrompue par des fenêtre (22) aux emplacements de couplage (18). 5°) Circuit caractérisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte plusieurs emplacements de couplage (18) isolés électromagnétiquement les uns des autres et des guides d'onde (24) sur le même boîtier (12, 12'). 6°) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une extrémité du guide d'onde (24) est couplée à l'emplacement de cou- plage (18) par une structure adaptatrice (28).7°) Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que la structure adaptatrice (28) est entourée par un piège à onde (30). 8°) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité du guide d'onde (24) adjacente à l'emplacement de couplage (18) est réalisée dans un capot (26) qui enferme le boîtier (12) avec la platine (14).10