Brevet FR2538167A1 — publié le 19840622

L'invention a trait en général aux plaques de refroidissement et plus particulièrement à une plaque de refroidissement ainsi qu'à un procédé utilisés conjointement à un système d'affichage alpha-numérique dans le but de faire passer la chaleur engendrée par le dispositif d'af- fichage à travers une plaque de refroidissement jusqu'à une plaque de dissipation qui est exposée à l'extérieur d'un bottier de circuit. On utilise l'affichage alpha-numérique dans de nombreux circuits électroniques pour faire connattre des sorties fournies par ces circuits. Malheureusement, ces affichages alpha-numériques engendrent d'ordinaire une quantité importante de chaleur Dans de nombreux cas, le rendement du circuit dépend beaucoup de la température de l'environnement dans le- quel ce circuit fonctionne A mesure que la température de l'environnement augmente, le rendement de certains composants sensibles du circuit risque d'être modifié, ce qui peut affecter défavorablement la fiabilité du cir- cuit. Attendu que les affichages alpha-numériques sont fréquemment une source majeure de chaleur pour l'environnement immédiat dans lequel le circuit fonctionne, il y a lieu de prévoir un puits thermique ou plaque de refroidissement ainsi qu'un procédé pour transférer efficacement la chaleur engendrée par l'affichage alpha-numérique entre l'environnement immédiat et une atmosphère ou un environnement qui soit relativement éloigné de celui du circuit. L'un des buts de la présente invention consiste à prévoir une plaque de refroidissement capable de transférer efficacement la chaleur engendrée par un affichage alpha-numérique vers un environnement éloigné de l'environnement immédiat du circuit Ainsi, le rendement du circuit ne risque pasd'être affecté par l'accroissement de la température dans l'en- vironnement immédiat du circuit. Un autre but de l'invention consiste à prévoir un procédé visant à utiliser la plaque perfectionnée de refroidissement afin de dissiper la chaleur engendrée par un affichage du genre précité. Par ailleurs, l'invention a pour but de prévoir une plaque de re- froidissement que l'on peut facilement adapter à une gamme étendue d'af- fichages électroniques. Un autre but de la présente invention consiste à prévoir une pla- que de refroidissement accouplée à un affichage alpha-numérique par l'in- termédiaire d'une couche thermiquement conductible, Ainsi, la chaleur en- gendrée par l'affichage alpha-numérique est efficacement transférée entre l'affichage et la plaque de refroidissement avec une perte minimale ou une 2 2- dissipation aussi réduite que possible de la chaleur vers l'environnement immédiat. Par conséquent, un ensemble destiné à dissiper la chaleur engen- drée par un affichage alpha-numérique monté sur un panneau de circuit élec- tronique comprend une plaque de refroidissement accouplée à la face infé- rieure du dispositif d'affichage alpha-numérique Une partie de cette pla- que de refroidissement traverse le panneau du circuit électronique En ou- tre, une plaque de dissipation communique avec un environnement éloigné du panneau du circuit électronique et elle est accouplée à une partie de la plaque de refroidissement qui traverse le panneau du circuit électro- nique La plaque de refroidissement transmet la chaleur entre l'affichage alpha-numérique et la plaque de dissipation afin de dissiper la chaleur dans l'environnement qui est éloigné par rapport à l'environnement immé- diat du panneau porteur du circuit électronique Une couche de matériau thermiquement conducteur peut être interposée entre le dispositif d'af- fichage alpha-numérique et la plaque de refroidissement afin d'accroître le transfert efficace de-la chaleur entre l'affichage alpha-numérique et la plaque de refroidissement. En outre, un procédé de dissipation de la chaleur engendrée par un affichage électronique monté sur un panneau de circuit électronique comprend les phases qui consistent à disposer une plaque de refroidisse- ment entre l'affichage et une surface non-conductrice du panneau de cir- cuit électronique, à accoupler une plaque de dissipation et la plaque de refroidissement, et à transférer la chaleur engendrée par l'affichage à travers la plaque de refroidissement vers la plaque de dissipation. Les différents buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront davantage à la lecture de la description détaillée qui suit et se réfère au dessin annexé qui montre schématiquement à titre d'exem- ple non-limitatif un mode préféré de réalisation de l'invention Sur le dessin: La FIGURE 1 est une vue en coupe verticale du dispositif d'af- fichage alpha-numérique accouplé à la plaque de refroidissement suivant la présente invention et monté sur un panneau de circuit électronique; La FIGURE 2 est une coupe verticale faite suivant la ligne 2-2 de la Figure 1, et La FIGURE 3 est une vue partielle en plan du dispositif d Baffi- chage et de sa plaque de refroidissement, représentés sur les Figures 1 et 2. Si l'on se réfère eu dessin, un dispositif d'affichage alpha- -3- numérique, désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 10, comprend par exemple quatre unités d'affichage 12 a, 12 b, 12 c et 12 d L'af- fichage alpha-numérique 10 reçoit des signaux en provenance d'un panneau de circuit électronique 14 par l'intermédiaire de multiples conducteurs d'entrée 16 Autrefois, l'affichage alpha-numérique 10 était simplement monté directement sur la surface non-conductive 14 a du panneau de circuit électronique 14, et les conducteurs d'entrée 16 étaient soudés sur le c 8 té conducteur 14 b du panneau de circuit électronique 14 Lorsque le disposi- tif d'affichage 10 était mis sous tension ou excité, la chaleur qui s'en dégageait était transmise du c 8 té arrière de l'affichage alphanumérique au panneau de circuit électronique 14 Il s'ensuivait que le rendement de certains composants électroniques (non représentés) montés sur le pan- neau de circuit électronique 14 subissait l'influence nocive de l'accrois- sement de température de leur environnement immédiat. Pour résoudre ce problème, on a prévu une plaque de refroidis- sement 18 fixée contre la face inférieure du dispositif d'affichage alpha- numérique 10 Cette plaque de refroidissement 18 comprend un élément rec- tangulaire horizontal 18 a qui présente une face plane supérieure 20 et une face plane inférieure 22 La face plane supérieure 20 est accouplée thermiquement à la face inférieure du dispositif d'affichage alpha-numé- rique 10 La face plane inférieure 22 est montée sur la surface non-con- ductive 14 a du panneau de circuit électronique 14 Une couche de matériau conducteur 24 peut étre interposée entre la face plane supérieure 20 de l'élément horizontal 18 a et la face inférieure du dispositif d'affichage alpha-numérique 10 afin de faciliter le transfert de la chaleur vers cet élément horizontal 18 a Le dispositif d'affichage alpha-numérique 10 est soit appliqué à plat contre la face plane supérieure 20 de l'élément hori- zontal 18 a, soit, si cette face plane supérieure 20 est pourvue d'une cou- che conductrice 24, mis en contact à plat avec cette couche conductrice 24 Les conducteurs d'entrée 16 sont ensuite soudés à la surface conduc- trice 14 b du panneau de circuit électronique 14 De cette façon, le dispo- sitif d'affichage alpha-numérique 10 est appliqué énergiquement contre la plaque de refroidissement 18 afin d'assurer un transfert thermique effi- cace. La plaque de refroidissement 18 comprend en outre au moins un, et de préférence deux, éléments verticaux de transfert 18 b Ces éléments ver- ticaux de transfert 18 b prennent naissance aux extrémités de l'élément rectangulaire 18 a et traversent des trous correspondants 26 prévus dans le panneau de circuit électronique 14, au-dessous duquel ils sont fixés 4 - à une plaque de dissipation 28 Cette dernière est exposée à un environ- nement 30 qui est éloigné du panneau de circuit électronique 14 Les élé- ments verticaux de transfert 18 b sont taraudés de manière à pouvoir rece- voir des vis à tête fraisée 32, ce qui applique énergiquement la plaque de dissipation 28 contre la base des éléments verticaux de transfert 18 b. La plaque de dissipation 28 pourrait servir utilement de contre-plaque d'un bottier pour le circuit (non représenté). En service réel, le dispositif d'affichage alpha-numérique 10, constitué par les moyens individuels d'affichage 12 a, 12 b, 12 c et 12 d, re- çoit des signaux en provenance du panneau de circuit électronique 14 et engendre simultanément de la chaleur lorsqu'il est excité La chaleur ainsi dégagée est transférée à travers la couche conductrice 24 à l'élé- ment horizontal 18 a de la plaque de refroidissement 18 La chaleur est ensuite transférée à travers les'éléments verticaux de transfert 18 b à la plaque de dissipation 28 o elle est dissipée dans l'environnement éloi- gné 30 Ainsi, les composants électroniques montés sur le panneau de cir- cuit électronique 14 ne sont pas affectés par l'accroissement de tempéra- ture dans l'environnement immédiat en raison de la chaleur engendrée par le dispositif d'affichage alpha-numérique O Bien que l'invention ait-été représentée et décrite plus particu- lièrement en se référant à un mode préféré de réalisation, il est évident pour tout spécialiste dans l'art que différentes modifications peuvent être apportées à la forme et aux détails de ce mode de réalisation sans s'écarter cependant des principes de base de l'invention, -5- R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Un ensemble pour dissiper la chaleur comprenant un dispositif d'affichage ( 10) générateur de chaleur monté sur un panneau de circuit électronique ( 14) et caractérisé par le fait qu'il consiste: a) en une plaque de refroidissement ( 18 a) accouplée à la face inférieure du dispositif d'affichage ( 10) de manière à transférer la cha- leur engendrée par ce dispositif d'affichage, cette plaque ( 18 a) compor- tant une partie ( 18 b) qui traverse le panneau de circuit ( 14), et b) un moyen ( 28) de dissipation de chaleur accouplé à la par- tie ( 18 b) de la plaque de refroidissement ( 18 a) qui s'étend à travers le panneau de circuit ( 14) de manière à dissiper la chaleur transférée par la plaque de refroidissement ( 18) vers le moyen de dissipation de chaleur ( 28). 2 Un ensemble selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de dissipation de chaleur ( 28) est exposé à un environnement ( 30) éloigné du panneau de circuit électronique ( 14) et assure la dissi- pation vers cet environnement éloigné ( 30) de la chaleur transférée par la plaque de refroidissement ( 18). 3 Un ensemble selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens ( 24) conducteurs de la chaleur disposés entre la plaque de refroidissement ( 18) et le dispositif d'affichage ( 10) dans le but d'accroltre le transfert de chaleur entre le dispositif d'affichage ( 10) et la plaque de refroidissement ( 18). 4 Un ensemble selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la plaque de refroidissement ( 18) comprend a) un élément horizontal rectangulaire ( 18 a) ayant une surface supérieure plane ( 20) qui s'applique contre le dessous du dispositif d'af- fichage ( 10) et une surface inférieure plane ( 22) montée contre une surfa- ce non-conductrice ( 14 a) du panneau de circuit électronique ( 14), et b) au moins un élément vertical de transfert ( 18 b) qui tra- verse le panneau de circuit électronique ( 14) et s'applique contre le moyen de dissipation thermique ( 32), cet élément vertical de transfert transmettant la chaleur engendrée par le dispositif d'affichage ( 10) entre l'élément horizontal ( 18 a) et la plaque de dissipation de chaleur ( 28). 5 Ensemble selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, ca- ractérisé par le fait que la plaque de refroidissement est fabriquée en aluminium. 6 Ensemble selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'affichage qui engendre de la 6 - chaleur est constitué par un dispositif d'affichage alpha-numérique ( 10) et que l'ensemble de moyens assurant la dissipation de la chaleur comprend une plaque de dissipation ( 28). 7 Ensemble selon la Revendication 3, caractérisé par le fait que ledit moyen conducteur se compose d'une couche ( 24) de matériau conducteur de la chaleur, placé entre la plaque de refroidissement ( 18) et la face inférieure du dispositif d'affichage ( 10), le r 8 le de ladite couche ( 24) de matériau conducteur consistant à faciliter le transfert de chaleur en- tre le dispositif d'affichage ( 10) et la plaque de refroidissement ( 18). 8 Procédé de dissipation de la chaleur engendrée par un disposi- tif d'affichage électronique ( 10) monté sur un panneau de circuit élec- tronique ( 14) selon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il con- siste à placer ledit moyen de refroidissement ( 18) entre le dispositif d'affichage ( 10) et la surface non-conductrice du panneau de circuit élec- tronique ( 14), et à transférer la chaleur engendrée par le dispositif d'affichage ( 10) par l'intermédiaire du moyen de refroidissement ( 18) audit moyen de dissipation de la chaleur ( 28). 9 Procédé selon la Revendication 8, comprenant la phase de trans- fert de la chaleur engendrée par le dispositif d'affichage ( 10) au moyen de dissipation de la chaleur ( 28), caractérisé par le fait que l'on ab- sorbe la chaleur engendrée par le dispositif d'affichage ( 10) pour la transférer à travers le moyen de refroidissement ( 18) audit moyen de dis- sipation ( 28). Procédé selon la Revendication 9, caractérisé par le fait que l'on dissipe la chaleur transmise par le moyen de dissipation qui comprend une plaque de dissipation ( 28) située dans un environnement éloigné de celui dudit dispositif d'affichage ( 10). 11 Procédé selon la Revendication 8, caractérisé par le fait que la phase qui consiste à placer le moyen de refroidissement thermique ( 18) entre le dispositif d'affichage ( 10) et la surface non-conductrice du pan- neau de circuit ( 14) se décompose comme suit: a) on monte la plaque de refroidissement ( 18) contre la surfa- ce non-conductrice du panneau de circuit ( 14); b) on fait passer une partie ( 18 b) de la plaque de refroidis- sement ( 18) à travers le panneau de circuit ( 14); c) on place le dispositif d'affichage ( 10) sur la plaque de refroidissement ( 18), et d) on soude les conducteurs d'entrée ( 16) du dispositif d'af- fichage ( 10) à une surface conductrice ( 14 b) du panneau de circuit afin de maintenir le dispositif d'affichage ( 10) en contact thermique énergi- que avec la plaque de refroidissement ( 18). 12 Procédé selon la Revendication 8, caractérisé par le fait que la phase qui consiste à placer la plaque de refroidissement ( 18) entre le dispositif d'affichage ( 10) et la surface non-conductrice ( 14 a) du panneau de circuit ( 14) se décompose comme suit: a) on monte la plaque de refroidissement sur la surface non- conductrice ( 14 a) du panneau de circuit ( 14); b) on prolonge une partie ( 18 b) dela plaque de refroidisse- ment ( 18) à travers le panneau de circuit; c) on place une couche de matériau conducteur ( 24) sur la sur- face supérieure ( 20) de la plaque de refroidissement ( 18); d) on place le dispositif d'affichage ( 10) sur la couche de matériau conducteur ( 24) déposée sur la plaque de refroidissement ( 18), et e) on soude les conducteurs d'entrée ( 16) du dispositif d Daf- fichage ( 10) à une surface conductrice ( 14 b) du panneau de circuit ( 14) afin d'accoupler énergiquement le dispositif d'affichage ( 10) à la couche conductrice ( 24) placée sur la plaque de refroidissement ( 18) et 11 on ap- plique ainsi énergiquement la plaque de refroidissement ( 18) contre la surface non-conductrice ( 14 a) du panneau de circuit ( 14).