Brevet FR2621700A1 — publié le 19890414

DESCRIPTION Carte prolongatrice pour tester des cartes électroniques à forte concentration de composants générateurs d'une puissance calorifique élevée. La présente invention a pour objet une carte prolongatrice pour tester des cartes électroniques génératrices d'une puissance calorifique élevée. Le secteur technique de l'invention est celui des équipements électroniques et plus particulièrement des installations comportant des structures d'accueil de cartes électroniques normalisées de technologie dite "d'architecture haute densité". On sait que les cartes électroniques sont guidées dans des glissières fixées aux parois haute et basse de paniers et sont connectées dans le fond de ces derniers, lesquels sont disposés dans des sortes d'armoires encore appelées baies. Lorsqu'on veut réaliser des tests, par exemple sur une des cartes électroniques, on sort ladite carte et on la place dans une carte prolongatrice qui comporte des moyens de connection électrique de la carte et on la connecte dans ledit panier au lieu et place de la carte électronique. Par cet élément intermédiaire connecté aux moyens de connection du panier, la carte électronique est reliée électriquement, la carte prolongatrice assurant la liaison électrique entre les contacts du connecteur femelle de la carte à tester et les contacts des connecteurs mâles situés dans le fond du panier de façon à assurer le fonctionnement électrique normal de carte à tester. La carte électronique étant ainsi à l'extérieur du panier, l'opérateur peut intervenir sur les micro-interrupteurs et/ou sur les plots pour prise de tests dont est équipée la carte prolongatrice. L'intégration de plus en plus poussée de l'électronique et de la miniaturisation des composants tend d'une part à diminuer le volume des matériels mais également en contrepartie à augmenter la puissance calorifique à dissiper. Compte tenu de cette nouvelle technologie, les cartes prolongatrices actuellement utilisées ne sont plus adaptées pour assurer le transfert de la puissance thermique dégagée par de telles cartes électroniques à forte concentration de composants en vue de sa dissipation dans les plaques froides du panier porte-cartes. La présente invention vise à remédier aux inconvenients des cartes prolongatrices utilisées jusqu'à présent. L'objectif à atteindre est une carte prolongatrice parfaitement adaptée pour permettre aux opérateurs de réaliser des tests sur lesdites cartes électroniques à architecture à haute densité. Cet objectif est atteint par la carte prolongatrice selon l'invention, pour tester des cartes électroniques à forte concentration de composants générateurs d'une puissance calorifique élevée, comportant une partie avant destinée à coopérer avec des glissières fixées à un panier où sont connectées les cartes électroniques guidées par lesdites glissières, lesquelles sont au contact de deux parois du panier parallèles entre elles, assurant la fonction de plaques froides et par lesquelles se dissipe la chaleur dégagée par lesdites cartes électroniques et une partie arrière réceptrice comportant deux prolongements parallèles entre eux et s'étendant dans le plan de ladite carte prolongatrice, lesquels prolongements comportent des glissières pour recevoir la carte électronique à tester, laquelle est connectée à des moyens de connexion fixés à la partie arrière de la carte prolongatrice entre lesdits prolongements et se caractérise par le fait qu'elle comporte, en outre, des moyens incorporés dans son épaisseur pour transférer la puissance calorifique produite par ladite carte électronique jusqu'audit panier où la chaleur est dissipée. De préférence, les moyens pour transférer la puissance calorifique produite par la carte électronique sont des caloducs. Dans un mode particulier de réalisation, lesdits caloducs s'étendent le long des bords latéraux longitudinaux de la carte prolongatrice et sont disposés dans des conduits réservés d'une part à proximité des glissières fixées auxdits prolongement de la carte prolongatrice et corrélativement des bords latéraux de la carte électronique et d'autre part à proximité des bords extérieurs latéraux de la carte prolongatrice qui jouxtent les parois froides du panier où sont fixées les glissières dans lesquelles est engagée la carte prolongatrice. La carte prolongatrice comporte, le long de chacun de ses bords latéraux longitudinaux, deux caloducs parallèles entre eux et tous disposés dans un même plan parallèle aux faces de la carte prolongatrice, lesquels caloducs viennent en recouvrement, par une de leurs extrémités, dans la partie centrale de la carte prolongatrice tandis que leur autre extrémité aboutit à l'extrémité avant et arrière de ladite carte. Selon un mode préférentiel d'exécution, la zone de recouvrement des caloducs est sensiblement égale au quart de la longueur de la carte prolongatrice. Dans ladite zone de recouvrement, les caloducs de chacun des bords latéraux de la carte prolongatrice sont deux à deux dans une position rapprochée pour favoriser le transfert de la puissance calorifique de l'un à l'autre des caloducs. Le résultat de l'invention est une carte prolongatrice équipée de caloducs pour transférer, dans des conditions optimales, la puissance thermique produite par la carte électronique à tester jusqu'aux plaques froides du panier où cette puissance est dissipée et est également équipée de moyens pour assurer la liaison électrique entre ledit panier et la carte à tester. Les caractéristiques et avantages d'une telle carte prolongatrice ressortiront encore à la lecture de la description suivante et des dessins qui l'accompagnent selon lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un panier dans lequel est engagée une carte prolongatrice portant, à son extrémité libre, une carte électronique à tester; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II II de la partie arrière de la carte prolongatrice entre les prolongements de laquelle est fixée ladite carte électronique; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III III de la partie centrale de la carte prolongatrice dans laquelle partie les caloducs s'étendant le long de chacun des bords latéraux longitudinaux de la carte sont en recouvrement;; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV IV de la partie avant de la carte prolongatrice engagée dans des glissières du panier et qui donne la disposition des caloducs par rapport aux plaques froides du panier. On se reporte d'abord à la figure 1 du dessin qui illustre sur une vue en coupe transversale un panier 1 dans lequel est placée une carte prolongatrice 2 portant, à son extrémité libre, une carte électronique 3. La carte prolongatrice 2, qui va être décrite, s'inscrit dans le cadre de la normalisation des structures d'accueil pour les cartes électroniques de technologie dite "d'architecture à haute densité" 3. De telles cartes électroniques 3 sont disposées dans des paniers 1, par exemple à trente-trois emplacements qui sont eux-mêmes regroupés dans des baies (non représentées) dites "baies à haute intégration thermique". Ces baies reçoivent par exemple vingt-quatre paniers 1. Lesdites cartes électroniques 3, à forte concentration de composants miniaturisés peuvent dissiper une puissance maximum de 40 Watts. De façon connue, les cartes électroniques 3, de contour rectangulaire, sont constituées par un drain plat conducteur de la chaleur, réalisé par exemple en alliage d'aluminium, ce drain reçoit des circuits imprimés en résine epoxy ou en céramique qui reçoivent eux-mêmes les composants électroniques. Le transfert de la puissance thermique de la carte 3 au panier se produit par conduction. Tel que cela est illustré à la figure 1, le panier 1 comporte un fond la sur la face interne duquel est fixée une carte mère lb, ainsi que des connecteurs de fond de panier îc auxquels sont connectées lesdites cartes électroniques 3. Le panier comporte encore deux parois haute et basse idole parallèles entre elles et perpendiculaires au fond la,lesquelles parois constituent des "plaques froides" par où la chaleur produite par les cartes électroniques 3 est dissipée. Les parois ld/le, dans un mode d'exécution du panier, sont évidées pour recevoir un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau mise en circulation par tous moyens connus. Les cartes électroniques 3 sont reliées au panier 1 par leurs bords latéraux 3a- 3b en coopérant avec des glissières 4 mises au contact des parois froides idole du panier. de telles glissières 4 sont appelées glissières thermiques du fait de la fonction qu'elles remplissent dans le transfert vers les parois idole du panier, de la puissance calorifique produite par les cartes 3, ou sont encore appelées glissières "à force d'insertion nulle". Chacune des cartes 3 est équipée d'un connecteur femelle 3c comportant par exemple deux cent cinquante-six contacts du type dit "système d'interconnexion à haute densité" S.I.H.D.. Lors de la mise en place de la carte dans le panier 1, le connecteur 3c s'enfiche dans le connecteur mâle îc disposé en fond de panier. La carte prolongatrice 2, selon l'invention, a pour fonction de recevoir et de supporter une carte électronique 3, du type de celle qui vient d'être décrite ci-dessus et que l'on extrait du panier 1 pour y procéder à des tests tout en assurant son fonctionnement normal. La carte prolongatrice 2 selon l'invention, a également pour fonction d'assurer le transfert par conduction de la chaleur émise par la carte électronique 3 en vue de dissiper cette chaleur dans les parois froides idole du panier r. La carte prolongatrice 2 se compose ainsi d'une partie avant ou partie "carte" qui permet de la placer dans le panier 1 à l'emplacement de la carte 3 à tester et à y être immobilisée par ses bords latéraux 2a1/2a2 dans des glissières thermiques encore appelées "à force d'insertion nulle" 4, fixées aux parois idole du panier. Cette partie comporte des micro-contacts 2a3 et des plots de tests 2a4 et à son extrémité, un connecteur femelle S.I.H.D. 2a5, identique à celui 3c de la carte électronique 3 décrite ci-dessus, pour enficher la carte prolongatrice sur le connecteur mâle 1c, fixé sur le fond du panier. La carte prolongatrice 2 se compose d'autre part d'une partie arrière réceptrice 2b comportant deux prolongements 2b1/2b2 parallèles entre eux et de même longueur et s'étendant dans le plan de la partie 2a de la carte prolongatrice. Chacun de ces prolongements 2b1/2b2 comporte une glissière thermique 5 identique à celles 4 fixées au panier et dans lesquelles glissières 5 est verrouillée, par ses bords latéraux 3a/3b, la carte électronique 3. Entre les deux prolongements 2b1/2b2 et à l'extrémité arrière de la partie 2a "carte" de la carte prolongatrice 2, est disposé un connecteur S.I.H.D. mâle 2a6, identique au connecteur mâle 1c du panier 1 et dans lequel s'enfiche le connecteur femelle 3c de la carte électronique. Le transfert de la chaleur émise par la carte électronique 3 est réalisé au moyen de caloducs 7/8-9/10. On sait que les caloducs sont des éléments tubulaires fermés à leurs extrémités et comportant, à l'intérieur, un fluide en équilibre à changement de phase qui permet d'accélérer le transfert de la chaleur d'une extrémité à l'autre de l'élément tubulaire. Lesdits caloducs sont par exemple d'un diamètre de trois millimètres et s'étendent le long des bords latéraux longitudinaux de la carte prolongatrice. Ils sont constitués par des conduits, par exemple d'un diamètre de trois millimètres, réservés dans l'épaisseur de la carte prolongatrice. Les caloducs 7/10 sont constitués par des conduits s'étendant dans les prolongements 2b1/2b2 de la carte prolongatrice à proximité des glissières thermiques 5 et corrélativement des bords latéraux 3a/3b de la carte électronique 3 pour capter la chaleur émise par celle-ci. Les calodcus 7/10 s'étendent jusqu'à la partie centrale 2c de la carte prolongatrice 2. Les caloducs 8/9 sont constitués par.des conduits qui s'étendent à proximité des bords extérieurs latéraux 2a 72a8 (figure 4) de la partie avant 2a de la carte prolongatrice qui jouxtent les parois froides idole du panier 1 auxquelles sont fixées les glissières thermiques 4 dans lesquelles est verrouillée la carte prolongatrice 2. La disposition rapprochée des caloducs 8/9 et des parois idole permet de transférer la chaleur issue desdits caloducs dans les parois froides du panier 1 où elle est dissipée. Les caloducs 8/9 s'étendent jusqu'à la partie centrale 2c de la carte prolongatrice, de telle sorte que les caloducs 7/819/10 sont parallèles entre eux et se recouvrent deux à deux dans cette partie 2c de la carte et le long de ses bords latéraux, cette partie étant encore appelée zone de recouvrement. Les caloducs 7/8 et 9/10 de chacun desdits bords latéraux sont dans une position rapprochée pour favoriser le transfert de la chaleur de l'un à l'autre. Dans un mode préférentiel de réalisation, ladite zone de recouvrement est sensiblement égale au quart de la longueur de la carte prolongatrice 2 et tous les caloducs 7/8-9/10 sont situés dans un même plan et à proximité de la face 11 de ladite carte opposée à celle qui comporte les circuits imprimés 12. La puissance thermique émise par la carte électronique 3 est, par conduction et par l'intermédiaire des glissières thermiques 5, transmise aux caloducs 7 et 10 situés de part et d'autre de la carte 3. La chaleur est transférée par les caloducs 7/10 aux caloducs 8/9, ce transfert se faisant dans ladite zone de recouvrement 2c et ensuite par les caloducs 8/9 et par l'intermédiaire de glissières thermiques 4 aux parois froides idole du panier où elle est dissipée. La carte prolongatrice selon l'invention est par exemple réalisée en alliage d'aluminium, les circuits imprimés sont noyés dans une résine époxy. Outre qu'elle contribue à la dissipation de la puissance thermique émise par la carte électronique 3, la carte prolongatrice 2 assure la liaison électrique entre les contacts du connecteur femelle 3c de la carte électronique 3 et les contacts du connecteur mâle 1c situé au fond du panier 1 de façon à assurer le fonctionnement électrique normal de la carte électronique. La liaison électrique est assurée par le circuit imprimé 12 faisant partie intégrante de la carte prolongatrice. Ce circuit imprimé comporte en outre deux connecteurs S.I.H.D. de deux cent cinquante-six points : un mâle et un femelle. Chaque piste comporte un micro-interrupteur 2a3 et un plot pour prise de test 2a4. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les parties qui viennent d'être décrites à titre d'exemple pourront être remplacées par l'Homme du Métier par des parties équivalentes remplissant la même fonction. REVENDICATIONS 1. Carte prolongatrice (2) pour tester des cartes électroniques (3) à forte concentration de composants générateurs d'une puissance calorifique élevée, comportant une partie avant (2a) destinée à coopérer avec des glissières (4) fixées à un panier (1) où sont connectées lesdites cartes électroniques (3) guidées par lesdites glissières, lesquelles sont au contact de deux parois (ld/le) du panier (1) parallèles entre elles, assurant la fonction de plaques froides et par lesquelles se dissipe la chaleur dégagée par lesdites cartes électroniques (3) et une partie arrière réceptrice (2b) comportant deux prolongements (2b1/2b2) parallèles entre eux et s'étendant dans le plan de ladite carte prolongatrice, lesquels prolongements (2b1/2b2) comportent des glissières (5) pour recevoir la carte électronique (3) à tester, laquelle est connectée à des moyens de connexion fixés à la partie arrière (2b) de la carte prolongatrice (2) entre lesdits prolongements (2b1/2b2), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens (7/8-9/10) incorporés dans son épaisseur pour transférer la puissance calorifique produite par ladite carte électronique (3) jusqutaudit panier (1) où la chaleur est dissipée. 2. Carte selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour transférer la puissance calorifique produite par la carte électronique (3) jusqu'au panier (1) sont des caloducs (7/8-9/10). 3. Carte selon la revendication 2, caractérisée en ce que les caloducs (7/8-9/10) s'étendent le long des bords latéraux longitudinaux de la carte prolongatrice (2) et sont constitués par des conduits réservés d'une part à proximité des glissières (5) fixées auxdits prolongements (2b1/2b2) de la carte prolongatrice (2) et corrélativement des bords latéraux (3a/3b) de la carte électronique (3) et d'autre part à proximité des bords extérieurs latéraux (2a7/2a8) de la carte prolongatrice (2) qui jouxtent les parois froides (ld/le) du panier (1) où sont fixées les glissières (4) dans lesquelles est engagée la carte prolongatrice (2). 4. Carte selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte le long de chacun de ses bords latéraux longitudinaux deux caloducs (7/8-9/10) parallèles entre eux et tous disposés dans un même plan parallèle aux faces de la carte prolongatrice, lesquels caloducs (7/8-9/10) viennent en recouvrement par une de leurs extrémités dans la partie centrale (2c) de la carte prolongatrice (2) tandis que leur autre extrémité aboutit à l'extrémité avant (2a) et arrière (2b) de ladite carte. 5. Carte selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone de recouvrement (2c) des caloducs (7/8-9/10) est sensiblement égale au quart de la longueur de la carte prolongatrice (2). 6. Carte selon la revendication 5, caractérisée en ce que, dans ladite zone de recouvrement, les caloducs (7/8-9/10) de chacun des bords latéraux de la carte prolongatrice (2) sont deux à deux dans une position rapprochée pour favoriser le transfert de la puissance calorifique de l'un à l'autre des caloducs.