FR2738105A1 - Assemblage de blindage et procede de blindage convenant pour etre utilise dans un dispositif de communication - Google Patents

Abstract

Un assemblage de blindage (102) permettant de blinder un circuit électronique (108) placé sur un substrat (107) comporte des rubans (118) et un blindage (200). Les rubans (118) sont placés sur le substrat (107) autour du circuit électronique (108). Le blindage (200) comporte des sorties (214, 218) permettant la fixation sur les rubans (118). Le blindage (200) est fixé aux rubans (118) de sorte que certaines des sorties (218), qui sont échelonnées, se fixent aux rubans (118) d'une façon non consécutive. Un blindage supplémentaire (201) comportant des sorties échelonnées en alternance (222) peut être fixé de façon adjacente au blindage précédemment fixé (200). Cela est accompli en fixant les sorties échelonnées en alternance (222) du blindage supplémentaire (201) aux rubans qui se trouvent entre les rubans fixés au blindage fixé précédemment (200).

Description

Titre: Assemblage de blindage et procédé de blindage convenant pour être

utilisé dans un dispositif de communication Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne de façon générale un assemblage électrique et plus particulièrement un assemblage permettant de protéger par blindage un circuit électronique placé sur un substrat contre des interférences.

Description de la technique apparentée

Le matériel électronique moderne comporte des circuits électriques montés sur un substrat qui sont sensibles aux interférences électromagnétiques (EMI) et aux interférences de radiofréquence (RFI) (appelées de façon collective interférences). Les interférences peuvent provenir de sources internes situées à l'intérieur du matériel électronique ou de sources d'interférences externes. Les interférences peuvent provoquer une dégradation ou une perte totale de signaux importants, ce qui rend le matériel inefficace

ou incapable de fonctionner.

Afin de réduire les interférences au minimum, un matériau électriquement conducteur est placé entre des parties du circuit électrique. Pour des questions de fabrication, ce matériau est usiné dans des boîtiers ou blindages multiples qui sont en conformité avec les circuits électriques. Ces blindages sont fixés, en l général par brasage, à des rubans mis à la masse placés à la fois sur le substrat et autour des circuits électriques générant les interférences ainsi qu'autour des circuits électriques susceptibles de provoquer des interférences. Souvent, les blindages sont fixés de

façon à être adjacents les uns aux autres.

Des techniques permettant de fixer de façon adjacente des blindages de ce type comportent la fourniture de rubans doubles (un ruban séparé pour chaque blindage) et la fourniture d'un ruban unique que se partagent les deux blindages. Toutefois, les rubans doubles prennent un espace physique trop important. Par exemple, en supposant que chaque ruban présente une largeur de 1,00 mm et qu'entre chaque ruban il y a une distance de 0,26 mm afin d'assurer une fixation fiable, les rubans doubles nécessitent un substrat ayant une zone d'au moins 2,26 mm. Malheureusement, un ruban unique partagé s'est avéré être trop peu fiable. Au cours de la fixation des blindages à un ruban partagé, tel que le ruban de 1,00 mm de large susmentionné, la brasure présente une attraction capillaire et migre depuis le ruban jusqu'à se retrouver sur l'un des blindages ou sur les deux. Il en résulte qu'une quantité insuffisante de brasure est présente à la jointure ruban-blindage, ce qui empêche une fixation fiable. Lorsqu'un ruban en tant que tel est partagé, les blindages tendent également à partir en oblique et même à s'éloigner du ruban lors de l'opération de fixation. Puisque le matériel électronique portable devient de plus en plus miniaturisé et que les composants des circuits électriques sont placés plus près les uns des autres, l'espace disponible pour le blindage est considérablement réduit. Par conséquent, il y a une demande pour un assemblage de blindage et un procédé de blindage prenant le moins de place possible et permettant d'élaborer facilement et de façon sûre des interconnexions.

Brève description des dessins

La figure 1 illustre un système de radiocommunication comportant un dispositif électronique portable utilisant un assemblage de blindage; La figure 2 illustre une vue en perspective éclatée de l'assemblage de blindage de la figure 1; La figure 3 illustre une vue en perspective consolidée de l'assemblage de blindage de la figure 1; et La figure 4 illustre une vue en plan fragmentaire

agrandie de l'assemblage de blindage de la figure 3.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

Un assemblage de blindage permettant de blinder un circuit électronique placé sur un substrat comporte des rubans et un blindage. Les rubans sont placés sur le substrat autour du circuit électronique. Le blindage comporte des sorties qui permettent la fixation aux rubans. Le blindage est fixé aux rubans de telle sorte que certaines des sorties, qui sont échelonnées, se fixent aux rubans d'une façon non consécutive. Un blindage supplémentaire comportant des sorties échelonnées en alternance peut être fixée de façon adjacente au blindage fixé précédemment. Cela est accompli en fixant les sorties échelonnées en alternance du blindage supplémentaire aux rubans qui sont situés entre les rubans fixés au blindage fixé précédemment. La figure 1 illustre un système de radiocommunication comportant un dispositif électronique portable, particulièrement un radiotéléphone portable 100, utilisant un assemblage de blindage 102. Le radiotéléphone portable 100 comporte un boîtier 104, une antenne 106 située sur le boîtier 104, un substrat 107 placé à l'intérieur du boîtier 104 et un circuit d'émission-réception 108 placé sur le substrat 107 en dessous de l'assemblage de blindage 102. Un haut-parleur (non représenté), un microphone (non représenté), un bloc de touches (non représenté) et un dispositif d'affichage (non représenté) sont placés sur un côté antérieur du boîtier 104 qui est invisible sur la figure 1. Le radiotéléphone portable est alimenté par une batterie amovible 110 fixée au

boîtier 104.

Le radiotéléphone portable 100 fonctionne dans un système de communication radiotéléphonique en communiquant avec un émetteur- récepteur à site fixe 112

par le biais de signaux radiofréquence (RF) 114.

L'émetteur-récepteur à site fixe 112 transmet les signaux RF 114 dans une zone de couverture radio o se trouve le radiotéléphone portable 100. L'antenne 106 effectue la conversion, par le biais d'un transducteur, des signaux RF 114 en des signaux de réception RF électriques et couple les signaux de réception RF électriques au circuit d'émission-réception 108. Le circuit d'émission-réception 108 transforme les signaux de réception RF électriques en des signaux de réception de données qui sont ensuite transmis à l'utilisateur sous la forme d'informations vocales audibles par le biais d'un haut-parleur et sous la forme d'informations

opérationnelles par le biais du dispositif d'affichage.

Les données et les informations vocales entrées par l'utilisateur par le biais du bloc de touches et du microphone, respectivement, sont couplées au circuit d'émission-réception 108 sous la forme de signaux d'émission de données. Le circuit d'émission-réception 108 convertit les signaux d'émission de données en des signaux d'émission RF électriques qui sont convertis, au moyen d'un transducteur, par l'antenne 106 et transmis à l'émetteur-récepteur à site fixe 112 sous la

forme de signaux RF 114.

L'assemblage de blindage 102, qui n'est que partiellement représenté sur la figure 1, comporte une pluralité de blindages 116 et une pluralité de rubans 118 placés sur le substrat 107. La pluralité de blindages 116 est connectée électriquement à la pluralité de rubans 118 afin de renfermer sensiblement le circuit d'émission-réception 108. L'assemblage de blindage 102 empêche les interférences, telles que les interférences électromagnétiques (EMI) et les

interférences de radiofréquence (RFI), de rayonner au-

delà de ou de pénétrer la pluralité de blindages 116 et d'interférer avec le fonctionnement du circuit d'émission-réception 108, par exemple en dégradant les signaux d'émission et de réception RF électriques susmentionnés ainsi que les signaux d'émission et de

réception de données.

Bien qu'il ait été illustré dans un radiotéléphone portable, l'assemblage de blindage 102 peut également être appliqué dans pratiquement n'importe quel appareil électronique, y compris les ordinateurs, les téléphones sans fil, les émetteurs-récepteurs, les dispositifs d'appel de personnes, les organiseurs personnels

numériques et similaires.

La figure 2 illustre une vue en perspective éclatée de l'assemblage de blindage 102 dans lequel la pluralité de blindages 116 est représentée détachée de

et projetée au-dessus de la pluralité de rubans 118.

Dans un mode de réalisation préféré, l'assemblage de blindage 102 comporte des blindages 200-205. Chacun des blindages 200-205 comporte une surface supérieure plane et des parties latérales sensiblement orthogonales qui s'étendent vers le bas à partir de là et se terminent à la périphérie du bord inférieur. Une pluralité de sorties s'étendent vers le bas depuis la périphérie du bord inférieur et se trouvent dans le même plan que les parties latérales. La pluralité de sorties est située en des positions prédéterminées à la périphérie du bord

inférieur en dessous des parties latérales.

Les blindages 200-205 sont de préférence fabriqués, en utilisant une technique de découpage progressif connue ou une technique utilisant des outils à cames connue, à partir d'une feuille d'alliage nickel-argent, d'acier plaqué étain ou d'un autre matériau approprié d'une épaisseur de 0,05 mm à 0,30 mmn. Les parties latérales sont ensuite pliées sur une position fondée sur la hauteur maximum de la partie du

circuit d'émission-réception 108 devant être blindée.

Selon le type de composants comprenant cette partie du circuit d'émission-réception 108, la hauteur des

parties latérales peut être inférieure à 3,0 mm.

La pluralité de rubans 118 est placée autour du circuit d'émissionréception 108 par rangees. La longueur des rangées correspond aux dimensions des blindages 200-205 et, de façon spécifique, aux longueurs de leurs parties latérales. La pluralité de rangées s'étend à la fois transversalement et longitudinalement sur le substrat 107 et, dans un mode de réalisation préféré, partagent le circuit d'émission-réception 108 en des subdivisions de circuits 206-211. Les subdivisions de circuits 206-211 comportent une partie du circuit d'émission-réception 108 qui peut être, par exemple, un circuit oscillateur, une ligne de transmission en microruban ou un circuit amplificateur de puissance. Une telle subdivision améliore la capacité de fabrication, facilite les réparations et sépare les circuits produisant des

interférences des circuits sensibles.

La pluralité de rubans 118, qui est de préférence composée de rubans de cuivre, est fabriquée en utilisant des techniques de soudage et de placage pendant l'élaboration du substrat 107, qui comprend de préférence un matériau de circuit imprimé, tel que la fibre de verre industrielle ignifuge à base d'époxy ou de polyimide (G10-FR4). La pluralité de rubans 118 est électriquement couplée à un plan de masse (non représenté). Dans le mode de réalisation préféré, la pluralité de rubans 118 présente une largeur de 1,00 mm de façon à assurer une connexion métallique efficace entre la pluralité de sorties des blindages 220-205 et la pluralité de rubans 118. On reconnaîtra, toutefois, que cette largeur de 1 mm peut être modifiée en fonction, par exemple, des modifications de l'épaisseur de la pluralité de sorties. Chaque ruban de la pluralité de rubans 118 est de préférence séparé des autres d'au moins 0,26 mm par une barrière masque de brasage ou un matériau de substrat nu. La longueur de chaque ruban de la pluralité de rubans 118 est légèrement supérieure à la longueur de la pluralité

correspondante de sorties des blindages 200-205.

L'assemblage de blindage 102 est de préférence assemblé par le biais d'un processus d'assemblage automatisé. Au départ, le substrat 107 est soumis à un processus d'écrannage qui dépose une quantité prédéterminée de pâte de brasage sur la pluralité de rubans 118. Afin d'assurer une fixation sûre, la quantité de brasure (et la taille de la pluralité de rubans 118) doivent suffire pour permettre à la brasure d'adhérer aux deux côtés de chaque sortie de la pluralité de sorties des blindages 200-205 pendant la fusion. Dans le mode de réalisation préféré, la pâte de

brasage est un alliage étain-plomb-argent.

Ensuite, les blindages 200-205 sont abaissés de façon qu'ils renferment les subdivisions de circuit 206-211, respectivement, tel que télégraphié par les

lignes 212. La pluralité de sorties des blindages 200-

205 est placée de façon à s'engager avec la pluralité de rubans 118, de préférence par une machine de placement de pièces automatisée. Contrairement aux grands blindages composés d'une pièce qui recouvrent un substrat entier, les blindages 200-205 ont été élaborés d'une taille telle qu'elle permet le placement automatisé par la même machine de placement de grandes pièces qui peut, par exemple, placer automatiquement un microprocesseur ou un amplificateur de puissance. Apres le positionnement du blindage 200 pour renfermer la subdivision de circuit 206, un ensemble complet de sorties 214 du blindage 200 engage tous les rubans correspondants de la pluralité de rubans 118 de la rangée 216. Le blindage 200 comporte également un premier ensemble de sorties échelonnées 218 qui est visible sur une partie de coupe de la surface supérieure du blindage 200. Le premier ensemble de sorties échelonnées 218 est espacé de façon à n'engager environ qu'un ruban sur deux ou les rubans non consécutifs des rubans correspondants de la pluralité

de rubans 118 de la rangée 220.

Un engagement non consécutif de ce type permet aux blindages 200-205 de partager une colonne lorsqu'ils sont placés de façon adjacente les uns aux autres. Par exemple, après le positionnement du blindage 201 pour renfermer la subdivision de circuit 207, le blindage 201 est placé de façon adjacente au blindage 200 et comporte un deuxième ensemble de sorties échelonnées 222 qui sont espacées de manière à engager les rubans non engagés restants de la pluralité de rubans 118 de la rangée 220. Le blindage 201 comporte un troisième ensemble de sorties échelonnées 224 qui est visible sur une partie de coupe de la partie supérieure du blindage 201. Le troisième ensemble de sorties échelonnées 224 est espacé de façon à n'engager qu'un ruban sur deux des rubans corespondants de la pluralité de rubans 118 de la rangée 226. Après le positionnement du blindage 202 pour renfermer la subdivision de circuit 208, le blindage 202 est placé de façon adjacente au blindage 201 et comporte un quatrième ensemble de sorties échelonnées 228 qui est espacé de façon à engager les rubans non engagés restants de la pluralité de rubans 118 de la rangée 226. De même, les blindages 200 et 203 partagent la rangée 230, les blindages 202 et 203 partagent la rangée 232, les blindages 202 et 204 partagent la rangée 234 et les blindages 203 et 205

partagent la rangée 236.

Après un tel engagement, l'assemblage de blindage 102 est fondu à une température suffisante pour faire passer la pâte de brasage à l'état liquide. La brasure liquide adhère aux deux côtés de la sortie unique qui occupe chaque ruban de la pluralité de rubans 118 et forme une interconnexion métallique efficace entre les deux. Dans le mode de réalisation préféré, l'assemblage de blindage 102 est chauffé en vue d'une fusion pendant environ 660 s. Pendant cette période de temps, la température de l'assemblage de blindage 102 est

augmentée jusqu'à atteindre environ 218 C.

L'assemblage de blindage 102 est représenté complètement assemblé sur la figure 3. Les blindages -205, qui renferment les subdivisions de circuit 206-211, sont mis à la masse et sont conducteurs, ce qui empêche les EMI et les RFI de rayonner au-delà de ou de pénétrer ceux-ci pour provoquer des interférences avec les parties du circuit d'émission-réception 108 situées en dessous. La pluralité de sorties des blindages 200-205 et la pluralité de rubans sont fixées une à une, en correspondance. Chaque sortie de la

pluralité de sorties est isolée sur son propre ruban.

Les blindages 200-205 comportent une pluralité de trous qui permettent un examen visuel des parties du circuit d'émission-réception 108 situées en dessous. Ces trous sont suffisamment petits (une longueur d'onde de un huitième ou moins à la fréquence la plus élevée pour laquelle le blindage est nécessaire) pour empêcher le passage des EFI ou des RFI qui provoquent des

interférences. La taille des trous des blindages 200-

205 peut varier sur la base de la sensibilité de la partie du circuit d'émission-réception 108 située en dessous. Pour des circuits plus sensibles, le diamètre des trous doit être inférieur. Les séparations distales entre la pluralité de sorties et d'ouvertures existant entre la périphérie du bord inférieur des blindages -205 et les rubans sautés de la pluralité de rubans

118 sont contraintes de la même façon.

L'engagement non consécutif d'une rangée de rubans partagée par la pluralité de sorties de deux ou plusieurs blindages adjacents est clairement représenté sur la figure 4, qui représente une illustration agrandie du fragment 300 de l'assemblage de blindage 102 de la figure 3. A des fins de clarté, les blindages -204 sont dessinés en pointillés et le réseau de circuits imprimés créé par la pluralité de sorties est dessiné en traits continus. Les blindages sont placés de telle sorte que leurs parties latérales adjacentes sont décalées par rapport au centre ou à une bissectrice de la rangée partagée. Par exemple, le blindage 200 est placé juste à gauche de la bissectrice de la rangée 220 et le blindage 201, qui lui est adjacent, est placé juste à droite de la bissectrice de la rangée 220. La pluralité de sorties échelonnées provenant de chacun des blindages s'engage alternativement avec les rubans de la rangée partagée dans un réseau de circuits imprimés échelonnés. Par exemple, les première et deuxième sorties 401, 402 du premier ensemble de sorties échelonnées 218 du blindage 200 s'engagent avec les deuxième et quatrième rubans 421, 423 de la rangée 220 juste à gauche de la bissectrice de celle-ci. Les première, deuxième et troisième sorties 410, 411, 412 du deuxième ensemble de sorties échelonnées 222 du blindage 201 s'engagent avec les premier, troisième et cinquième rubans 420, 422 et 424 de la rangée 220 juste à droite de la bissectrice

de celle-ci.

Bien qu'ils aient été illustrés sensiblement rectangulaires et avec des parties latérales linéaires, on reconnaîtra que les blindages 200-205 peuvent être conçus sous d'autres formes géométriques, telles que des cercles ou des demi-cercles qui comportent des parties latérales curvilignes. Bien que les rangées de la pluralité de rubans 118 aient été illustrées par des lignes droites, on reconnaîtra que le terme "rangée", tel qu'il a été utilisé ici, se réfère à "un ruban unique ou plusieurs rubans placés les uns près des autres" et, par conséquent, peuvent comporter des rubans qui sont décalés d'une ligne droite et des

rubans disposés de façon curviligne.

L'assemblage de blindage et le procédé de blindage décrits dans le présent document ne nécessitent qu'une seule rangée de rubans pour effectuer la fixation de blindages adjacents. Les blindages adjacents sont décalés par rapport à la bissectrice de la rangée unique et comportent des sorties échelonnées qui font

alterner les fixations aux rubans de la rangée unique.

Le présent assemblage de blindage économise plus de 50% de l'espace de substrat prévu pour des assemblages de blindage nécessitant des rangées doubles de rubans pour fixer de façon adjacente des blindages. La correspondance un à un des sorties de blindage et des rubans du présent assemblage de blindage évite les problèmes d'obliquité et de fiabilité des champs qui existaient dans les assemblages antérieurs qui fixaient

des blindages adjacents au même ruban.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Assemblage de blindage (102) permettant de blinder un circuit électronique (108) placé sur un substrat (107), l'assemblage de blindage étant caractérisé par: une pluralité de rubans consécutifs (118) placés sur le substrat autour du circuit électronique; et un premier blindage (200) ayant une première pluralité de sorties consécutives (218) permettant une fixation à la pluralité de rubans consécutifs, au moins certaines sorties de la première pluralité de sorties consécutives (401, 402) étant fixées aux rubans non consécutifs de la pluralité de rubans consécutifs (421, 423).

2. Assemblage de blindage selon la revendication 1, caractérisé en outre par: un deuxième blindage (201) ayant une deuxième pluralité de sorties consécutives (222) permettant une fixation à la pluralité de rubans consécutifs, au moins certaines sorties de la deuxième pluralité de sorties consécutives (410, 411, 412) étant fixées aux rubans (420, 422, 424) entre les rubans non consécutifs de la

pluralité de rubans consécutifs.

3. Assemblage de blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rubans non consécutifs de la pluralité de rubans consécutifs et les rubans qui se trouvent entre les rubans non consécutifs de la pluralité de rubans consécutifs forment une rangée

unique (220).

4. Assemblage de blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins certaines sorties de la première pluralité de sorties consécutives et au moins certaines sorties de la deuxième pluralité de sorties consécutives sont échelonnées autour du centre des rubans non consécutifs de la pluralité de rubans consécutifs et des rubans qui se trouvent entre les rubans non consécutifs de la pluralité de rubans consécutifs.

5. Assemblage de blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins certaines sorties de la première pluralité de sorties consécutives sont décalées par rapport au centre du premier ensemble de rubans non consécutifs de la pluralité de rubans

consécutifs.

6. Assemblage de blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pluralité de sorties consécutives du premier blindage est sensiblement perpendiculaire à la pluralité de rubans

consécutifs.

7. Assemblage de blindage (201) permettant de blinder un circuit électronique (108) placé sur un substrat (107), l'assemblage de blindage étant caractérisé par: une pluralité de rubans consécutifs (118) placée sur le substrat autour du circuit électronique, au moins certains rubans de la pluralité de rubans consécutifs formant une rangée (220); un premier blindage (200) ayant au moins un premier bord, le au moins un premier bord comportant au moins une première sortie (401, 402) s'étendant vers le bas à partir de là et étant fixée à un premier ensemble de rubans de la rangée (421, 423); et un deuxième blindage (201) ayant au moins un deuxième bord, le au moins un deuxième bord comportant au moins une deuxième sortie (410, 411, 412) s'étendant vers le bas à partir de là et étant fixée à un deuxième ensemble de rubans de la rangée (420, 422, 424) de sorte que le au moins un premier bord du premier blindage et le au moins deuxième bord du deuxième

blindage sont adjacents l'un par rapport à l'autre.

8. Assemblage de blindage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rangée est composée des rubans du premier ensemble de rubans en alternance avec

les rubans du deuxième ensemble de rubans.

9. Assemblage de blindage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la au moins une première sortie et la au moins une deuxième sortie sont

échelonnées autour du centre de la rangée.

10. Dispositif de communication (100) ayant un boîtier (104), le dispositif de communication étant caractérisé par: un substrat (107) placé à l'intérieur du boîtier; un circuit d'émission-réception (108) placé sur le substrat; une pluralité de rubans consécutifs (118) placée sur le substrat autour du circuit d'émission-réception, au moins certains rubans de la pluralité de rubans consécutifs formant une rangée (220); un premier blindage (200) ayant au moins un premier bord, le au moins un premier bord comportant au moins une première sortie (401, 402) s'étendant vers le bas à partir de là et étant fixée à un premier ensemble de rubans de la rangée (421, 423) décalé par rapport au centre de celle-ci, la au moins une première sortie étant sensiblement perpendiculaire au premier ensemble de rubans de la rangée; et un deuxième blindage (201) ayant au moins un deuxième bord, le au moins un deuxième bord comportant au moins une deuxième sortie (410, 411, 412) s'étendant vers le bas à partir de là et étant fixée à un deuxième ensemble de rubans de la rangée (420, 422, 424) décalé par rapport au centre de celle-ci, la au moins une deuxième sortie étant sensiblement perpendiculaire au premier ensemble de rubans de la rangée et sensiblement parallèle à la au moins une première sortie, le deuxième ensemble de rubans étant différent du premier ensemble de rubans, le au moins un premier bord du premier blindage et le au moins un deuxième bord du deuxième blindage étant adjacents l'un par rapport à l'autre.