WO2008015561A1 - Boitier de composants electroniques et procede de montage du boitier - Google Patents

Boitier de composants electroniques et procede de montage du boitier Download PDF

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WO2008015561A1
WO2008015561A1 PCT/IB2007/002239 IB2007002239W WO2008015561A1 WO 2008015561 A1 WO2008015561 A1 WO 2008015561A1 IB 2007002239 W IB2007002239 W IB 2007002239W WO 2008015561 A1 WO2008015561 A1 WO 2008015561A1
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WO
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housing
cover
card
printed circuit
board
Prior art date
Application number
PCT/IB2007/002239
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English (en)
Inventor
Michael Autissier
Original Assignee
Johnson Controls Technology Company
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007—Casings
    • H05K9/002—Casings with localised screening
    • H05K9/0022—Casings with localised screening of components mounted on printed circuit boards [PCB]
    • H05K9/0037—Housings with compartments containing a PCB, e.g. partitioning walls

Definitions

  • the invention relates to enclosures or electronic boxes, in which components are mounted on a printed circuit board.
  • some of the housing components may be sensitive to electromagnetic radiation or interference and must be protected.
  • the protection can be provided by a shielding cap, called EMC shielding (electromagnetic compatibility).
  • EMC shielding electromagnettic compatibility
  • TPMS motor vehicle tires
  • RF radio frequency
  • the shielding cap is a metal cover electrically connected to the circuit board ground on the board.
  • Such housings with an EMC shield metal cover are already known, for example that of document JP 2000-156 590, in which the cover is a conventional component that can be welded to the wave. But as the welding of the components to be installed under the hood must be verified, it requires soldering the hood in a subsequent and therefore additional step.
  • the invention of the present application aims first to solve this problem.
  • the invention firstly relates to a method of mounting an electronic component package comprising a housing, in the housing, a printed circuit board, components mounted on the card, some of which are to be protected and covered with an EMC shielding cap electrically connected to the printed circuit on the card, characterized in that the shielding is firstly placed in the housing before the card is inserted and then the housing is closed by a cover for fixing the cover and the map.
  • the cover covers the components to be protected after their welding on the card during the installation of the card in the housing, which makes it possible to check the welding of the components to be protected so as to is normal.
  • the shielding cover is electrically connected to the circuit board of the dry card by mechanical pressure.
  • the cover is no longer soldered to the printed circuit and this provides a very significant advantage.
  • the hood mounted according to the method of the invention has excellent resistance to vibrations and other mechanical stresses.
  • the risk of introduction under the hood of dust and other impurities is also very small.
  • the cover and the printed circuit of the card are electrically connected by sliding contact.
  • the invention also relates to an electronic component housing comprising a housing, in the housing, a printed circuit board, components mounted on the board, some of which are to be protected and covered with an EMC shielding cover electrically connected to the printed circuit board.
  • the card and a cover for closing the housing characterized in that the cover is electrically connected to the circuit board of the card by sliding contact elements.
  • the shielding cap is provided with elastic contact strips arranged to cooperate with contact pads mounted on the printed circuit of the card.
  • the contact pads are surface mounted components on the board and soldered with the other CMS components of the board.
  • the closure cover of the housing is a cover for fixing the shielding cover and the printed circuit board.
  • Figure 1 shows a top view of the bottom of the housing of the invention, after installation of the shielding cap
  • Figure 2 shows a sectional view of the bottom of the housing along the line II-II of Figure 1 with the printed circuit board being positioned;
  • 3 shows a sectional view of the bottom of the housing along the line III-III of Figure 1, after installation of the card;
  • FIG. 4 represents an exploded perspective view of the housing, with the shielding cap, and the printed circuit board, and
  • Figure 5 is a perspective view of the bottom of the housing, the shielding cap and a laying template illustrating the installation of the cover.
  • a metal shielding cover CEM 12 On a determined area 11 of the card 7, are grouped components protected by a metal shielding cover CEM 12.
  • the shielding cap 12 is also plugged slightly forcibly on other pads 13, 14 integral with the bottom 2, by orifices 15, 16 (FIG. 4). It is essentially guiding pads and holding the cover 12 before the installation of the card 7. These holes are here drilled near two diagonal corners of the cover but not symmetrically to ensure a correct and correct positioning of the hood on the bottom of the case.
  • a rib 17 molded from the bottom of the housing near the longitudinal wall 3 of the housing near a 13 of the two fixing studs of the cover allows to perfect the keying.
  • the shielding cover 12 extends between the bottom 2 of the housing and the printed circuit board 7.
  • the housing further comprises a closing cap (not shown in the figures) which assures the assembly of the assembly and the fixing of the shielding cap 12 and the printed circuit board 7.
  • the height of the side walls 21 (FIG. 5) of the shielding cap 12 is such that any risk of contact between the components of the zone 11 of the card 7 and the cover is eliminated.
  • the shielding cap 12 is electrically connected to the ground of the circuit which is printed on the card 7. More precisely, the cover 12 is provided with elastic contact strips 18, here four in number, in sliding contact on contact pads. 19 ( Figure 1) mounted on the printed circuit of the card 7, as conventional components welded re fusion.
  • the contact strips 18 protrude from the lateral edges of the cover, like its walls 21, and extend slightly inclined with respect to these walls.
  • the free end 22 of the slats 18 is bent in the form of a foot to facilitate the sliding contact against the plates 19.
  • the contact strips 18 are slightly deformed to ensure electrical contact. The more the slats are stressed, the more they are inclined and deviate from the planes of the hood walls.
  • the cover 12 must bear on the card 7 only by the slats 18 and the contact pads 19.
  • the card 7 is placed in the housing.
  • the contact strips 18 of the cover 12 resting against the pads 19 of the bottom of the housing are spaced apart from their rest position but the only bearing areas of the cover are defined between these strips and plates. If the assembly is correct, it has not undergone any deformation.
  • the electrical contacts between the cover 12 and the card 7 are then provided dry, by mechanical pressure.
  • the housing is then closed again by means of a lid which finishes fixing the cover 12 and the card 7 in the housing 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

Le boîtier de composants électroniques (1) comprend un boîtier (2), dans le boîtier, une carte de circuit imprimé (7), des composants montés sur la carte (7), dont certains (11) à protéger et recouverts d'un capot de blindage CEM (12) relié électriquement au circuit imprimé sur la carte (7) et un couvercle de fermeture du boîtier, caractérisé par le fait que le capot (12) est relié électriquement au circuit imprimé de la carte (7) par des éléments de contact glissant (18, 19). Grâce au procédé de l'invention, le capot vient recouvrir les composants à protéger après leur soudage sur la carte lors de la pose de la carte dans le boîtier, ce qui permet de vérifier la soudure des composants à protéger de façon tout à fait normale.

Description

L'invention concerne les coffrets ou boîtiers électroniques, dans lesquels des composants sont montés sur une carte de circuit imprimé.
Dans certains cas, certains des composants du boîtier peuvent être sensibles aux radiations ou perturbations électromagnétiques et doivent donc être protégés. La protection peut être assurée par un capot de blindage, dit de blindage CEM (compatibilité électromagnétique). A titre d'exemple, il en est ainsi des capteurs ou systèmes de mesure de la pression des pneumatiques des véhicules automobiles (TPMS) dont certains composants, regroupés sur une même zone d'une carte de circuit imprimé, doivent être protégés contre les radiations radiofréquence (RF).
Le capot de blindage est un capot métallique relié électriquement à la masse du circuit imprimé sur la carte.
On connaît déjà de tels boîtiers à capot métallique de blindage CEM, comme par exemple celui du document JP 2000-156 590, dans lequel le capot se présente comme un composant classique qu'on peut souder à la vague. Mais comme la soudure des composants devant être implantés sous le capot doit être vérifiée, cela impose de souder le capot dans une étape ultérieure donc supplémentaire.
L'invention de la présente demande vise d'abord à résoudre ce problème.
Ainsi, l'invention concerne, pour commencer, un procédé de montage d'un boîtier de composants électroniques comprenant un boîtier, dans le boîtier, une carte de circuit imprimé, des composants montés sur la carte, dont certains à protéger et recouverts d'un capot de blindage CEM relié électriquement au circuit imprimé sur la carte, caractérisé par le fait qu'on commence par poser le capot de blindage dans le boîtier avant d'y introduire la carte puis de refermer le boîtier par un couvercle pour fixer le capot et la carte.
Dans les conditions du procédé de l'invention, le capot vient recouvrir les composants à protéger après leur soudage sur la carte lors de la pose de la carte dans le boîtier, ce qui permet de vérifier la soudure des composants à protéger de façon tout à fait normale.
Dans la mise en œuvre préférée du procédé de l'invention, on relie électriquement le capot de blindage au circuit imprimé de la carte à sec, par simple pression mécanique. Le capot n'est donc plus soudé au circuit imprimé et cela procure un avantage très notable. Dans le cas d'un boîtier soumis à des vibrations, il n'y a plus de risque de rupture des soudures. Le capot monté selon le procédé de l'invention a une excellente tenue en vibrations et autres contraintes mécaniques. De surcroît, comme le capot et la carte de circuit imprimé sont sensiblement pressés l'un contre l'autre, le risque d'introduction sous le capot de poussières et autres impuretés est également très réduit.
Avantageusement, on relie électriquement le capot et le circuit imprimé de la carte par contact glissant.
L'invention concerne également un boîtier de composants électroniques comprenant un boîtier, dans le boîtier, une carte de circuit imprimé, des composants montés sur la carte, dont certains à protéger et recouverts d'un capot de blindage CEM relié électriquement au circuit imprimé sur la carte et un couvercle de fermeture du boîtier, caractérisé par le fait que le capot est relié électriquement au circuit imprimé de la carte par des éléments de contact glissant.
Dans la forme de réalisation préférée du boîtier de l'invention, le capot de blindage est pourvu de lamelles élastiques de contact agencées pour coopérer avec des plaquettes de contact montées sur le circuit imprimé de la carte.
De préférence encore, les plaquettes de contact sont des composants montés en surface sur la carte et soudés avec les autres composants CMS de la carte.
Avantageusement, le couvercle de fermeture du boîtier est un couvercle de fixation du capot de blindage et de la carte de circuit imprimé.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du boîtier de l'invention, faite en référence au dessin annexé, sur lequel
la figure 1 représente une vue de dessus du fond du boîtier de l'invention, après pose du capot de blindage ;
la figure 2 représente une vue en coupe du fond du boîtier selon la ligne II-II de la figure 1 avec la carte de circuit imprimé en cours de positionnement ; la figure 3 représente une vue en coupe du fond du boîtier selon la ligne III-III de la figure 1 , après pose de la carte ;
la figure 4 représente une vue en perspective éclatée du boîtier, avec le capot de blindage , et de la carte de circuit imprimé et
la figure 5 est une vue en perspective du dessous du boîtier, du capot de blindage et d'un gabarit de pose illustrant la pose du capot.
En référence à l'ensemble des figures, il va maintenant être décrit un boîtier électronique et son montage.
Il s'agit en l'occurrence d'un système électronique de mesure des pressions des pneumatiques d'un véhicule automobile, mais la présente demande s'étend à tous boîtiers contenant des composants électroniques dont certains doivent être protégés contre les radiations électromagnétiques et qui, à cet effet, sont regroupés dans une même zone.
II s'agit donc d'un boîtier 1, ici en matière plastique, comportant un fond 2 sensiblement rectangulaire, entouré de quatre parois latérales 3-6. Entre ces parois et posée sensiblement sur le fond s'étend une carte de circuit imprimé 7 sur laquelle sont fixés et soudés les composants du système électronique. La carte 7 est enfichée à force sur des plots 8, 9 solidaires du fond 2, par des orifices 10, grâce à quoi elle est ainsi fixée.
Sur une zone déterminée 11 de la carte 7, sont regroupés des composants protégés par un capot métallique de blindage CEM 12. Le capot de blindage 12 est également enfiché légèrement à force sur d'autres plots 13, 14 solidaires du fond 2, par des orifices 15,16 (figure 4). Il s'agit essentiellement de plots de guidage et de maintien du capot 12 avant la pose de la carte 7. Ces orifices sont ici percés à proximité de deux coins diagonaux du capot mais pas de manière symétrique pour assurer un détrompage et un positionnement correct du capot sur le fond du boîtier. Une nervure 17 issue de moule avec le fond du boîtier à proximité de la paroi longitudinale 3 du boîtier proche d'un 13 des deux plots de fixation du capot permet de parfaire le détrompage.
Le capot de blindage 12 s'étend entre le fond 2 du boîtier et la carte de circuit imprimé 7.
Le boîtier comporte encore un couvercle de fermeture (non représenté sur les figures) qui assure l'assemblage de l'ensemble et la fixation du capot de blindage 12 et de la carte de circuit imprimé 7. La hauteur des parois latérales 21 (figure 5) du capot de blindage 12 est telle que tout risque de contact entre les composants de la zone 11 de la carte 7 et le capot est éliminé.
Le capot de blindage 12 est relié électriquement à la masse du circuit qui est imprimé sur la carte 7. Plus précisément, le capot 12 est pourvu de lamelles élastiques de contact 18, ici au nombre de quatre, en contact glissant sur des plaquettes de contact 19 (figure 1) montées sur le circuit imprimé de la carte 7, comme des composant classiques soudés en re fusion.
Les lamelles de contact 18 font saillie hors des bords latéraux du capot, comme ses parois 21, et s'étendent légèrement inclinées par rapport précisément à ces parois.
L'extrémité libre 22 des lamelles 18 est recourbée en forme de pied pour faciliter le contact glissant contre les plaquettes 19.
En position de montage, les lamelles de contact 18 son légèrement déformées pour assurer le contact électrique. Plus les lamelles sont sollicitées, plus elles sont inclinées et s'écartent des plans des parois du capot.
En toute hypothèse, le capot 12 ne doit être en appui sur la carte 7 que par les lamelles 18 et les plaquettes de contact 19.
Ayant décrit le boîtier, abordons maintenant son montage.
On commence par poser le capot de blindage 12 sur le fond 2 du boîtier 1. Pour cela, on utilise un gabarit 30, sous forme d'un sabot qu'on glisse entre les parois latérale 21 du capot pour que le capot conserve une parfaite planéité. A l'aide donc du gabarit 30, on insère le capot dans le boîtier jusqu'à ce qu'il vienne reposer contre des petits plots supports 31 (figure 2) issus de moule avec le fond du boîtier. Alternativement, on peut mettre en place le capot 12 avant de le pousser légèrement à force à l'aide du gabarit de préservation de la planéité.
Grâce aux orifices 15, 16 du capot 12 et de la nervure de détrompage 17 du fond de boîtier, on est sûr de placer le capot correctement. On remarquera que deux alésages 32, 33 sont percés dans le gabarit 30, correspondant aux plots 13, 14 de réception du capot, sur le fond 2 du boîtier.
Une fois le capot 12 mis en place sur le fond du boîtier, d'une part, et les composants électroniques du système soudés à la carte de circuit imprimé 7, d'autre part, on place la carte 7 dans le boîtier.
On l'y introduit, côté portant les composants, tourné vers le fond du boîtier et on la positionne grâce aux plots 8, 9.
Après montage de la carte 7, les lamelles de contact 18 du capot 12 en appui contre les plaquettes 19 du fond du boîtier sont écartées de leur position de repos mais les seules zones d'appui du capot sont définies entre ces lamelles et plaquettes. Si le montage est correct, il n'a subi aucune déformation. Les contacts électriques entre le capot 12 et la carte 7 sont alors assurés à sec, par simple pression mécanique.
On referme ensuite le boîtier à l'aide d'un couvercle qui finit de fixer le capot 12 et la carte 7 dans le boîtier 1.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de montage d'un boîtier de composants électroniques (1) comprenant un boîtier (2), dans le boîtier, une carte de circuit imprimé
(7), des composants montés sur la carte (7), dont certains (11) à protéger et recouverts d'un capot de blindage CEM (12) relié électriquement au circuit imprimé sur la carte (7), caractérisé par le fait qu'on commence par poser le capot de blindage (12) dans le boîtier (2) avant d'y introduire la carte (7) puis de refermer le boîtier
(2) par un couvercle pour fixer le capot (12) et la carte (7).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on pose le capot de blindage (12) à l'aide d'un gabarit (30) de préservation de la planéité du capot (12).
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on pousse le capot (12) dans le boîtier (2) à l'aide du gabarit (30).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on relie électriquement le capot de blindage (12) au circuit imprimé de la carte (7) à sec, par simple pression mécanique.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on relie électriquement le capot (12) et le circuit imprimé de la carte (7) par contact glissant.
6. Boîtier de composants électroniques (1) comprenant un boîtier (2), dans le boîtier, une carte de circuit imprimé (7), des composants montés sur la carte (7), dont certains (11) à protéger et recouverts d'un capot de blindage CEM (12) relié électriquement au circuit imprimé sur la carte (7) et un couvercle de fermeture du boîtier, caractérisé par le fait que le capot (12) est relié électriquement au circuit imprimé de la carte (7) par des éléments de contact glissant (18, 19).
7. Boîtier selon la revendication 6, dans lequel le capot de blindage (12) est pourvu de lamelles élastiques de contact (18) agencées pour coopérer avec des plaquettes de contact (19) montées sur le circuit imprimé de la carte (7).
8. Boîtier selon la revendication 7, dans lequel les plaquettes de contact
(19) sont des composants montés en surface sur la carte (7) et soudés avec les autres composants CMS de la carte.
9. Boîtier selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel le couvercle de fermeture du boîtier (2) est un couvercle de fixation du capot de blindage (12) et de la carte de circuit imprimé (7).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5717577A (en) * 1996-10-30 1998-02-10 Ericsson, Inc. Gasketed shield can for shielding emissions of electromagnetic energy
WO2001099483A1 (fr) * 2000-06-20 2001-12-27 Laird Technologies, Inc. Couvercle de blindage muni de nervures elastiques integrees
EP1553814A1 (fr) * 2004-01-08 2005-07-13 Ngk Insulators, Ltd. Boítier de blindage électromagnétique et son procédé de fabrication

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