EP1275281A1 - Procede de blindage d'au moins la partie superieure d'un module de radiocommunication, et module de radiocommunication correspondant - Google Patents

Procede de blindage d'au moins la partie superieure d'un module de radiocommunication, et module de radiocommunication correspondant

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EP1275281A1
EP1275281A1 EP01928014A EP01928014A EP1275281A1 EP 1275281 A1 EP1275281 A1 EP 1275281A1 EP 01928014 A EP01928014 A EP 01928014A EP 01928014 A EP01928014 A EP 01928014A EP 1275281 A1 EP1275281 A1 EP 1275281A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resin
module
radiocommunication
motherboard
radiocommunication module
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01928014A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacky Jouan
Bachir Kordjani
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Sierra Wireless SA
Original Assignee
Wavecom SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Wavecom SA filed Critical Wavecom SA
Publication of EP1275281A1 publication Critical patent/EP1275281A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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]
    • H05K9/0024—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields
    • 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
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • 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
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141—One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249962—Void-containing component has a continuous matrix of fibers only [e.g., porous paper, etc.]

Definitions

  • the field of the invention is that of radiocommunication systems with mobiles.
  • the invention applies in particular, but not exclusively, in radiocommunication systems of the GSM 900 (for "Global System for Mobile - 900 MHz"), DCS 1800 (for "Digital Cellular System - 1800 MHz”), PCS 1900 type. (for "Personal Communication System - 1900 MHz”) or UMTS (for "Universal Mobile Telecommunication System - 2 GHz”). More specifically, the invention relates to a method of shielding at least the upper part of a radiocommunication module intended to be mounted in radiocommunication equipment (radiotelephone, and more generally any apparatus or device implementing radiocommunications).
  • radiocommunication module a subscriber to a radiocommunication system, for example of the GSM type, has a mobile station (sometimes also called mobile radiotelephone or mobile telephone) comprising a radiocommunication terminal (or ME, for "Mobile Equipment” in English) generally cooperating with a SIM card (for "Subscriber Identity Module” in English, or subscriber identification module).
  • a mobile station sometimes also called mobile radiotelephone or mobile telephone
  • ME radiocommunication terminal
  • SIM card for "Subscriber Identity Module” in English, or subscriber identification module
  • the radiocommunication module (for example a "GSM module") is included in the radiocommunication terminal and provides the wireless communication function, by controlling various hardware elements (screen, keyboard, loudspeaker, ...) of the radiocommunication terminal.
  • GSM module for example a "GSM module”
  • Other applications of the radiocommunication module are also known.
  • radiocommunication module in independent form, with in particular its own power supply: it is then qualified as a modem.
  • modem which does not include any hardware (screen, keyboard, speaker, etc.) of man / machine interface, is intended to cooperate with third-party equipment (typically a microcomputer), which has it human / machine interface hardware.
  • the radiocommunication module in a radiocommunication terminal, in another device, or even in a modem, it conventionally comprises a printed circuit, on which components are soldered, a structure of shield and a mechanical connector allowing the interconnection of the module with other elements, such as a motherboard.
  • the components soldered to the printed circuit can in particular perform digital processing, analog processing, and / or radio frequency processing functions.
  • the shielding structure allows electromagnetically shielding (shielding
  • the radio communication module It is conventionally made up of two belts, disposed respectively on each of the faces of the printed circuit, and of two covers which can each be clipped onto one of the two belts, on each of the ' faces of the module.
  • the shielding of each of the upper and lower parts of the module conventionally requires a belt and a cover, clipped onto one another.
  • other shielding structures can be used to achieve the function.
  • One possibility may be to use parallelepipedic covers directly welded to the card, making it possible to separate each of the electromagnetically sensitive functions.
  • the belt structure plus conventional hood has several drawbacks which go against the current concerns of manufacturers.
  • This conventional structure is expensive and its assembly is not easy, because it consists of an assembly of four separate parts. In addition, it generally does not offer a good seal, especially in air and dust.
  • the invention particularly aims to overcome these various drawbacks of the state of the art.
  • one of the objectives of the present invention is to provide a method of shielding at least the upper part of a radiocommunication module, this method making it possible to reduce the size of the module.
  • the invention also aims to provide such a method making it possible to greatly reduce the cost of shielding.
  • a method of shielding at least the upper part of a radiocommunication module said module being intended to be transferred to a motherboard and comprising components mounted on a printed circuit and ensuring at least one of the following functions: RF processing, digital processing and analog processing.
  • said method comprises the following steps: coating at least the upper part of said radio communication module with a resin, and adding an electrically conductive layer to the surface of said resin.
  • the general principle of the invention therefore consists in replacing, at least in the upper part of the module, the belt and the associated cover with a resin covered with an electrically conductive layer (for example a metallized film).
  • the resin coating gives the module a good seal, and contributes to preserving the confidentiality of the implementation and of the choice of components on the printed circuit. It is important to note that if the use of this shielding technique was known for a silicon chip, it was not at all obvious for those skilled in the art to use it for a complete radiocommunication module. Indeed, his prejudices always led him to believe that the presence within a module of a plurality of components, ensuring various functions and in particular an RF function, made it impossible to coat the module in a resin.
  • said radiocommunication module is included in a device belonging to the group comprising: radiocommunication terminals, devices, other than radiocommunication terminals, requiring wireless communication functionality, modems, etc.
  • said resin is of the type supporting a reflow, so that the resin coating can be carried out before the transfer of the module, by reflow, on the motherboard.
  • said resin is of the type modifying in a predetermined and limited manner the permeability and the permittivity of the medium surrounding the RF parts of the module.
  • the radio function of the module strongly depends on the electromagnetic interaction of the components between them. These interactions are known when these components are separated by air, with a permittivity ( ⁇ r ) and a relative permeability ( ⁇ r ) equal to unity.
  • the components of the coated module are immersed in a medium, the resin, the characteristics of which with respect to the propagation of electromagnetic waves are different from those of air (in particular ⁇ r > 1).
  • the design of the printed circuit, as well as the positions and connections of the components between them, must take account of these interactions.
  • the parasitic coupling phenomena, of the capacitive type in particular, are important.
  • the capacity (C) is proportional to the medium ( ⁇ r ) and inversely proportional to the distance (d). It therefore increases if the distance between two pins is shorter.
  • Capacities increase RF mismatch as well as frequency limitations (CR).
  • said resin is a casting resin.
  • the casting resins offer the advantage of being able to be implemented easily, during assembly of the module. On the contrary, transfer resins require high temperature heating and pressure injection which would deteriorate the components and the module.
  • said resin is a resin from the epoxy family.
  • epoxy resins are synthetic polymer materials widely used as a plastic structure in electronic components. They are characterized by their low shrinkage during their polymerization, their good adhesion, and their good mechanical and chemical resistance.
  • said resin is loaded.
  • the filler can be silica.
  • the choice of the total load must be made with care. Indeed, the more the resin is loaded with silica, the more its relative permittivity increases, which distances it from the characteristics of the air. On the other hand, the less it is loaded with silica, the less the mechanical characteristics of the polymerized resin are satisfactory, due to a reduction in hardness.
  • said resin is charged with microbeads of air. This brings us closer to the characteristics of the air.
  • At least one injection syringe and at least one mold are used during said step of coating the radiocommunication module with the resin.
  • said step of adding a conductive layer consists in depositing a graphite carbon film on the surface of the resin. Carbon graphite increases the hardness of the surface. In addition, it allows the module to be given a black exterior color directly, without any additional painting operation.
  • said step of adding a conductive layer is carried out by a vacuum deposition technique. It is clear however that the present invention is not limited to this particular metallization technique.
  • said module comprises a set of conductive elements, distributed on the underside of said printed circuit, and produced so that said set of conductive elements constitutes both: shielding means electromagnetic of the underside of said printed circuit; electrical interconnection means, ensuring the passage of electrical signals to and / or from said motherboard; and means for transferring said radio communication module to said motherboard; so that said radiocommunication module forms an electronic macro-component.
  • the present invention is compatible with a completely new and inventive approach to the design of the radiocommunication module in the form of a macro-component.
  • the invention also relates to a radiocommunication module, of the type intended to be transferred to a motherboard and comprising components mounted on a printed circuit and ensuring at least one of the following functions: RF processing, digital processing and analog processing.
  • at least the upper part of said radiocommunication module is coated with a resin covered on the surface by a conductive layer.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a particular embodiment of a radiocommunication module according to the present invention
  • Figure 2 shows the module of Figure 1, after transfer to a motherboard
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of the step of coating the module with a resin.
  • the invention therefore relates to a method of shielding at least the upper part of a radiocommunication module.
  • the radiocommunication module 1 that is to say in particular the printed circuit and the various components soldered thereto
  • the radiocommunication module 1 is coated with a resin, which is covered on the surface with an electric layer.
  • conductive for example a metallized film
  • the shield relates only to the upper part 2 of the module 1.
  • the conductive layer or structure (for example a metallization) on the surface of the resin provides the electromagnetic shielding of the (upper) face coated with the screw module. to the outside. This involves making a Faraday cage around this face, by connecting this conductive surface to a ground plane covering the surface of the printed circuit.
  • module 1 is in the form of a macro-component.
  • module 1 includes a set of conductive elements 3 performing the following three functionalities: electromagnetic shielding of the lower part of the module, electrical interconnection and transfer to a motherboard.
  • conductive elements 3 performing the following three functionalities: electromagnetic shielding of the lower part of the module, electrical interconnection and transfer to a motherboard.
  • the module 1 is transferred to a motherboard 5 via an interposition structure 4 with columns.
  • the resin is chosen so that this transfer can be carried out by reflow, with CMS type welds
  • the criteria for selecting the resin are for example the following: high fluidity (very low viscosity, ⁇ 5000 cps at 25 ° C); - lowest temperature and polymerization time (T ⁇ 150 ° C); low polymerization shrinkage ( ⁇ 0.7%); and once polymerized: permittivity and permeability closest to unity; low loss coefficient (tg ⁇ ⁇ 5 x 10 '2 at 1 GHz); high hardness (Shore D hardness>70); - high impermeability (water absorption ⁇ 0.25%); low coefficient of expansion ( ⁇ ⁇ 10 "6 M / ° C); good thermal conductivity; low ionic conductivity; good adhesion power; - low density; black color; possibility of being metallized; etc.
  • the resin is for example a casting resin of the epoxy family, correctly loaded.
  • the resin is for example that referenced FP4450 from the supplier DEXTER HYSOL.
  • this is for example the resin referenced MNB 124-28 from the same supplier.
  • the step of coating the module with a casting resin can be carried out with injection syringes 30, which contain the freshly prepared resin, and a mold 31, having a shape complementary to that of a blank of modules 32.
  • the mold therefore has a cavity 34 to be filled with resin, as well as vents 35 for casting.
  • FIG. 3 presents a top view of an example of blank 32 of nine modules 33. It is recalled that the blank of module is the format used for the assembly in SMD of the components 36 on the printed circuit 37.
  • the material used for surface metallization is for example carbon (C) graphite.
  • the thickness of the carbon layer is chosen so as to ensure sufficient radio attenuation.
  • the criteria for selecting this material are for example the following: low electrical resistivity (that is to say high electrical conductivity); black color.
  • This metallization is for example carried out by carbon vacuum deposition, by heating a graphite filament with a high current intensity, in order to atomize atoms on the surface of the resin coating.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication (1), ledit module étant destiné à être reporté sur une carte mère (5) et comprenant des composants montés sur un circuit imprimé et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique. Selon la présente invention, le procédé comprend les étapes suivantes : enrobage d'au moins la partie supérieure (2) dudit module de radiocommunication avec une résine et ajout d'une couche conductrice électrique en surface de ladite résine. L'invention concerne également un module de radiocommunication dont au moins la partie supérieure est ainsi blindée.

Description

Procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication, et module de radiocommunication correspondant.
Le domaine de l'invention est celui des systèmes de radiocommunication avec des mobiles. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, dans des systèmes de radiocommunication de type GSM 900 (pour "Global System for Mobile - 900 MHz"), DCS 1800 (pour "Digital Cellular System - 1800 MHz"), PCS 1900 (pour "Personal Communication System - 1900 MHz") ou UMTS (pour "Universal Mobile Télécommunication System - 2 GHz"). Plus précisément, l'invention concerne un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication destiné à être monté dans un équipement de radiocommunication (radiotéléphone, et plus généralement tout appareil ou dispositif mettant en œuvre des radiocommunications).
On rappelle tout d'abord ce que l'on entend par module de radiocommunication. De façon classique, un abonné d'un système de radiocommunication, par exemple de type GSM, dispose d'une station mobile (parfois aussi appelée radiotéléphone mobile ou téléphone portable) comprenant un terminal de radiocommunication (ou ME, pour "Mobile Equipment" en anglais) coopérant généralement avec une carte SIM (pour "Subscriber Identity Module" en anglais, ou module d'identification d'abonné).
Dans son application première, qui est la plus classique, le module de radiocommunication (par exemple un "module GSM") est compris dans le terminal de radiocommunication et assure la fonction de communication sans fil, en pilotant divers éléments matériels (écran, clavier, haut-parleur, ...) du terminal de radiocommunication. D'autres applications du module de radiocommunication sont également connues.
Il a notamment été proposé de l'intégrer dans des dispositifs autres que des terminaux de radiocommunication, mais nécessitant néanmoins une fonctionnalité de communication sans fil. A titre d'exemple, on peut citer des dispositifs de télémétrie (relevés de compteur) ou encore des dispositifs lecteur de cartes bancaires. Il a également été proposé de fournir le module de radiocommunication sous forme indépendante, avec notamment sa propre alimentation : il est alors qualifié de modem. Un tel modem, qui ne comprend aucun élément matériel (écran, clavier, haut- parleur, ...) d'interface homme/machine, est destiné à coopérer avec un équipement tiers (typiquement un micro-ordinateur), qui lui possède des éléments matériels d'interface homme/machine.
Quelle que soit la forme d'application du module de radiocommunication (dans un terminal de radiocommunication, dans un dispositif autre, ou encore dans un modem), celui-ci comprend classiquement un circuit imprimé, sur lequel sont soudés des composants, une structure de blindage et un connecteur mécanique permettant l'interconnexion du module avec d'autres éléments, tels qu'une carte-mère.
Les composants soudés sur le circuit imprimé peuvent assurer en particulier des fonctions de traitement numérique, de traitement analogique, et/ou de traitement radiofréquence. La structure de blindage permet de blinder électromagnétiquement (blindage
EMI) le module de radiocommunication. Elle est classiquement constituée de deux ceintures, disposées respectivement sur chacune des faces du circuit imprimé, et de deux capots qui peuvent être chacun clipsé sur l'une des deux ceintures, sur chacune des 'faces du module. En d'autres termes, le blindage de chacune des parties supérieure et inférieure du module requiert classiquement une ceinture et un capot, clipsés l'un sur l'autre. Cependant, d'autres structures de blindage peuvent être utilisées pour réaliser la fonction. Une possibilité peut être d'employer des capots parallélépipédiques directement soudés sur la carte, permettant de séparer chacune des fonctions électromagnétiquement sensibles. La structure ceinture plus capot classique présente plusieurs inconvénients qui vont à encontre des préoccupations actuelles des constructeurs.
Tout d'abord, elle présente une épaisseur relativement importante, qui empêche toute réduction de l'encombrement du module de radiocommunication.
Cette structure classique est coûteuse et son montage n'est pas aisé, du fait qu'elle consiste en un assemblage de quatre pièces distinctes. De plus, elle n'offre généralement pas une bonne étanchéité, notamment à l'air et à la poussière.
Enfin, elle ne permet pas de conserver secrète l'implémentation et les choix des composants sur le circuit imprimé, puisqu'il suffit d'ôter le capot supérieur pour avoir directement accès à ces composants.
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.
Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication, ce procédé permettant de réduire l'encombrement du module.
L'invention a également pour objectif de fournir un tel procédé permettant de réduire fortement le coût du blindage.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé permettant, outre la fonction de blindage, d'assurer l'étanchéité et la confidentialité du module. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé permettant d'obtenir un module ayant le même aspect qu'un composant boîtier classique.
Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication, ledit module étant destiné à être reporté sur une carte mère et comprenant des composants montés sur un circuit imprimé et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique. Selon l'invention, ledit procédé comprend les étapes suivantes : enrobage d'au moins la partie supérieure dudit module de radiocommunication avec une résine, et ajout d'une couche conductrice électrique en surface de ladite résine. Le principe général de l'invention consiste donc à remplacer, au moins dans la partie supérieure du module, la ceinture et le capot associé par une résine recouverte d'une couche conductrice électrique (par exemple un film métallisé).
Du fait de l'absence de ceinture et de capot, le coût et l'encombrement du module peuvent être réduits. En outre, l'enrobage de résine confère une bonne étanchéité au module, et contribue à la préservation de la confidentialité de l'implémentation et des choix des composants sur le circuit imprimé. Il est important de noter que si l'utilisation de cette technique de blindage était connue pour une puce en silicium, il n'était pas du tout évident pour l'homme du métier de l'utiliser pour un module de radiocommunication complet. En effet, ses préjugés l'ont toujours incité à croire que la présence au sein d'un module d'une pluralité de composants, assurant diverses fonctions et notamment une fonction RF, rendait impossible l'enrobage du module dans une résine. En d'autres termes, il était persuadé que ce qui est possible pour un seul composant, à savoir une puce, ne l'est pas pour une pluralité de composants avec une grande diversité de technologies (boîtiers, puces nues, sous-ensembles radio, composants passifs, quartz, ...). De façon avantageuse, ledit module de radiocommunication est compris dans un dispositif appartenant au groupe comprenant : des terminaux de radiocommunication, des dispositifs, autres que les terminaux de radiocommunication, nécessitant une fonctionnalité de communication sans fil, des modems, etc.
Avantageusement, ladite résine est du type supportant une refusion, de façon que l'enrobage de résine puisse être effectué avant le report du module, par refusion, sur la carte mère.
Préférentiellement, ladite résine est du type modifiant d'une façon prédéterminée et limitée la perméabilité et la permittivité du milieu environnant les parties RF du module. On rappelle que la fonction radio du module dépend fortement de l'interaction électromagnétique des composants entre eux. Ces interactions sont connues lorsque ces composants sont séparés par l'air, avec une permittivité (εr) et une perméabilité (μr) relative égales à l'unité. Or, selon la présente invention, les composants du module enrobé baignent dans un milieu, la résine, dont les caractéristiques vis-à-vis de la propagation des ondes électromagnétiques sont différentes de celles de l'air (notamment εr > 1). Le dessin du circuit imprimé, ainsi que les positions et connexions des composants entre eux, doivent tenir compte de ces interactions.
Les phénomènes de couplage parasites, de type capacitifs notamment, sont importants. La capacité (C) est proportionnelle au milieu (εr) et inversement proportionnelle à la distance (d). Elle augmente donc si la distance entre deux broches est plus faible. Les capacités augmentent la désadaptation en RF ainsi que les limitations en fréquence (RC). De façon préférentielle, ladite résine est une résine de coulée. Les résines de coulée offrent l'avantage de pouvoir être mises en oeuvre facilement, lors de l'assemblage du module. Au contraire, les résines de transfert nécessitent une chauffe à haute température et une injection sous pression qui détérioreraient les composants et le module.
Préférentiellement, ladite résine est une résine de la famille des époxy. On rappelle que les résines époxy sont des matières polymères synthétiques largement utilisées comme structure plastique dans les composants électroniques. Elles se caractérisent par leur faible rétreint durant leur polymérisation, leur bonne adhésion, et leur bonne résistance mécanique et chimique.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite résine est chargée. La charge peut être de la silice. Le choix de la charge totale doit être effectué avec précaution. En effet, plus la résine est chargée en silice, plus sa permittivité relative augmente, ce qui l'éloigné des caractéristiques de l'air. D'un autre coté, moins elle est chargée en silice, moins les caractéristiques mécaniques de la résine polymérisée sont satisfaisantes, du fait d'une diminution de la dureté.
Selon une variante avantageuse, ladite résine est chargée de microbilles d'air. Ainsi, on se rapproche des caractéristiques de l'air.
Avantageusement, on utilise au moins seringue d'injection et au moins un moule lors de ladite étape d'enrobage du module de radiocommunication par la résine.
De cette façon, on délimite le volume de résine à polymériser et on obtient un bon état de surface. Il est à noter que les techniques de résine coulée n'utilisent généralement pas de moule, mais éventuellement un boudin de silicone lorsqu'il est nécessaire de délimiter la surface à enrober. Préférentiellement, ladite étape d'ajout d'une couche conductrice consiste à déposer un film de carbone graphite sur la surface de la résine. Le carbone graphite permet d'augmenter la dureté de la surface. En outre, il permet de donner directement au module une couleur extérieure noire, sans opération additionnelle de peinture.
Il est clair cependant que d'autres matériaux (or, argent, nickel, ...) peuvent être choisis tout en restant dans le cadre de la présente invention. Ils sont choisis en fonction de leurs caractéristiques intrinsèques de bonne conductivité (c'est-à-dire de faible résistivité électrique).
De façon préférentielle, ladite étape d'ajout d'une couche conductrice est effectuée par une technique de dépôt sous vide. Il est clair cependant que la présente invention n'est pas limitée à cette technique de métallisation particulière.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit module comprend un jeu d'éléments conducteurs, distribués sur la face inférieure dudit circuit imprimé, et réalisés de façon que ledit jeu d'éléments conducteurs constitue à la fois : des moyens de blindage électromagnétique de la face inférieure dudit circuit imprimé ; des moyens d'interconnexion électrique, assurant le passage de signaux électriques vers et/ou depuis ladite carte mère ; et des moyens de report dudit module de radiocommunication sur ladite carte mère ; de façon que ledit module de radiocommunication forme un macro-composant électronique.
En d'autres termes, la présente invention est compatible avec une approche, tout à fait nouvelle et inventive, de la conception du module de radiocommunication sous la forme d'un macro-composant. L'invention concerne également un module de radiocommunication, du type destiné à être reporté sur une carte mère et comprenant des composants montés sur un circuit imprimé et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique. Selon l'invention, au moins la partie supérieure dudit module de radiocommunication est enrobée avec une résine recouverte en surface par une couche conductrice.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 présente une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier d'un module de radiocommunication selon la présente invention ; la figure 2 présente le module de la figure 1, après report sur une carte mère ; et la figure 3 illustre un mode de réalisation de l'étape d'enrobage du module avec une résine. L'invention concerne donc un procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication. Selon la présente invention, on enrobe le module de radiocommunication 1 (c'est-à-dire notamment le circuit imprimé et les différents composants soudés sur celui-ci) avec une résine, que l'on recouvre en surface d'une couche électriquement conductrice (par exemple un film métallisé). Dans l'exemple illustré, le blindage porte uniquement sur la partie supérieure 2 du module 1. La couche ou structure conductrice (par exemple une métallisation) en surface de la résine assure le blindage électromagnétique de la face (supérieure) enrobée du module vis-à-vis de l'extérieur. Il s'agit de réaliser une cage de Faraday autour de cette face, en connectant cette surface conductrice à un plan de masse recouvrant la surface du circuit imprimé.
Dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, le module 1 se présente sous la forme d'un macro-composant. Pour cela, il comprend un ensemble d'éléments conducteurs 3 réalisant les trois fonctionnalités suivantes : blindage électromagnétique de la partie inférieure du module, interconnexion électrique et report sur une carte mère. Pour plus de détails sur cette réalisation du module sous forme de macro-composant, on pourra se reporter à la demande de brevet française n° 99 001264, déposée le 31 janvier 2000, et dont le texte et les dessins sont insérés ici par référence.
Dans l'exemple illustré sur la figure 2, le module 1 est reporté sur une carte mère 5 par l'intermédiaire d'une structure d'interposition 4 à colonnes. La résine est choisie de façon que ce report puisse être effectué par refusion, avec des soudures de type CMS
(Composants Montés en Surface).
D'une façon générale, les critères de sélection de la résine sont par exemple les suivants : haute fluidité (très faible viscosité, < 5000 cps à 25° C) ; - température et temps de polymérisation les plus bas (T < 150° C) ; faible rétreint à la polymérisation (< 0,7 %) ; et une fois polymérisée : permittivité et perméabilité les plus proches de l'unité ; faible coefficient de perte (tgδ < 5 x 10'2 à 1 GHz) ; haute dureté (dureté Shore D > 70) ; - haute imperméabilité (absorption d'eau < 0,25 %) ; faible coefficient de dilatation (α < 10"6 M/°C) ; bonne conductivité thermique ; faible conductivité ionique ; bon pouvoir d'adhésion ; - faible masse volumique ; couleur noire ; possibilité d'être métallisée ; etc.
La résine est par exemple une résine de coulée de la famille des époxy, correctement chargée. Dans le cas d'une charge de silice, la résine est par exemple celle référencée FP4450 chez le fournisseur DEXTER HYSOL. Dans le cas d'une charge de microbilles d'air, il s'agit par exemple de la résine référencée MNB 124-28 chez le même fournisseur.
Comme illustré sur la vue de côté de la figure 3, l'étape d'enrobage du module avec une résine de coulée peut être effectuée avec des seringues d'injection 30, qui contiennent la résine fraîchement préparée, et un moule 31, ayant une forme complémentaire de celle d'un flan de modules 32. Pour chaque module du flan 32, le moule présente donc une cavité 34 à remplir avec la résine, ainsi que des évents 35 pour la coulée. La partie inférieure de la figure 3 présente une vue de dessus d'un exemple de flan 32 de neuf modules 33. On rappelle que le flan de module est le format utilisé pour l'assemblage en CMS des composants 36 sur le circuit imprimé 37.
Le matériau utilisé pour la métallisation en surface est par exemple le carbone (C) graphite. L'épaisseur de la couche de carbone est choisie de façon à assurer une atténuation radio suffisante. D'une façon générale, les critères de sélection de ce matériau sont par exemple les suivants : faible résistivité électrique (c'est-à-dire haute conductivité électrique) ; couleur noire. Cette métallisation est par exemple effectuée par dépôt sous vide de carbone, en chauffant un filament de graphite avec une forte intensité de courant, afin de pulvériser des atomes sur la surface de l'enrobage de résine.
Il est clair que de nombreux autres modes de réalisation de l'invention peuvent être envisagés. On peut notamment prévoir d'autres types de résine et/ou d'autres matériaux de métallisation (or, argent, nickel, ...).
On peut également prévoir d'autres techniques d'enrobage du module avec la résine et/ou d'autres techniques de dépôt d'un film métallisé en surface de l'enrobage de résine (peinture métallisée, ...).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de blindage d'au moins la partie supérieure d'un module de radiocommunication (1 ; 33), ledit module étant destiné à être reporté sur une carte mère (5) et comprenant des composants montés sur un circuit imprimé et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : enrobage d'au moins la partie supérieure (2) dudit module de radiocommunication avec une résine ; - ajout d'une couche conductrice électrique en surface de ladite résine.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit module de radiocommunication (1 ; 33) est compris dans un dispositif appartenant au groupe comprenant : des terminaux de radiocommunication ; - des dispositifs, autres que les terminaux de radiocommunication, nécessitant une fonctionnalité de communication sans fil ; des modems.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite résine est du type supportant une refusion, de façon que l'enrobage de résine puisse être effectué avant le report du module (1 ; 33), par refusion, sur la carte mère (5).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite résine est du type modifiant d'une façon prédéterminée et limitée la perméabilité et la permittivité du milieu environnant les parties RF du module.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite résine est une résine de coulée.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite résine est une résine de la famille des époxy.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite résine est chargée.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite résine est chargée de microbilles d'air.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise au moins seringue d'injection (30) et au moins un moule (31) lors de ladite étape d'enrobage du module de radiocommunication (1 ; 33) par la résine.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite étape d'ajout d'une couche conductrice consiste à déposer un film de carbone graphite sur la surface de la résine.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite étape d'ajout d'une couche conductrice est effectuée par une technique de dépôt sous vide.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit module comprend un jeu d'éléments conducteurs (4), distribués sur la face inférieure dudit circuit imprimé, et réalisés de façon que ledit jeu d'éléments conducteurs constitue à la fois: des moyens de blindage électromagnétique de la face inférieure dudit circuit imprimé ; des moyens d'interconnexion électrique, assurant le passage de signaux électriques vers et/ou depuis ladite carte mère ; et des moyens de report dudit module de radiocommunication sur ladite carte mère ; de façon que ledit module de radiocommunication (1 ; 33) forme un macro-composant électronique.
13. Module de radiocommunication (1 ; 33), du type destiné à être reporté sur une carte mère (5) et comprenant des composants (36) montés sur un circuit imprimé (37) et assurant au moins une des fonctions suivantes : traitement RF, traitement numérique et traitement analogique, caractérisé en ce qu'au moins la partie supérieure (2) dudit module de radiocommunication est enrobée avec une résine recouverte en surface par une couche conductrice.
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