Brevet FR2764164A3 — publié le 19981204

FR 2764164 A3 19981204 FR 9805561 A 19980430 La présente invention concerne un dissipateur de chaleur, pouvant être particulièrement utilisé pour les composants électroniques. Actuellement le fonctionnement des composants électroniques et des circuits y relatifs a atteint un niveau élevé de fiabilité et de précision, ce qui permet de les utiliser dans les domaines technologiques les plus divers, tant comme composants principaux (par exemple, les Ordinateurs Personnels) que comme intégration et support d'appareillages, tels que, par exemple, les systèmes de contrôle des soudeuses, les systèmes de commande et de contrôle des machines automatiques, jusqu'aux systèmes de réglage pour le fonctionnement correct des moteurs, etc. En principe ces circuits électroniques se composent essentiellement d'une carte mère (que les techniciens du secteur appellent "mother board") sur laquelle sont préimprimés les circuits de connexion pour une pluralité de composants électroniques, qui sont placés sur ou connectés à la carte mère, le tout étant contenu à l'intérieur d'un châssis. Le dissipateur de chaleur est utilisé accouplé à un ou à plusieurs de ces composants - normalement appelés processeurs - et permet de dissiper la chaleur produite par le fonctionnement à régime de ces mêmes composants pour lesquels, comme on sait, il faut des températures de service contrôlées. Ces dissipateurs se composent normalement d'une première portion destinée au contact avec le composant électronique y relatif et pourvue de moyens de fixation à la carte mère et d'une deuxième portion dont la forme présente une pluralité d'ailettes permettant une meilleure dissipation de la chaleur. Il existe plusieurs solutions, étudiées également en fonction de la structure intérieure (carte mère et composants) et extérieure (châssis) des appareillages, pour accoupler le composant électronique et le dissipateur de chaleur de manière à obtenir le contact optimal des surfaces y relatives. Les solutions les plus utilisées actuellement emploient un élément élastique qui intervient sur le composant électronique en le comprimant contre la première portion du dissipateur: en effet, le brevet EP - 622.983 illustre une de ces solutions, o l'élément élastique qui maintient le composant électronique se compose d'une bande métallique dont une extrémité est fixée à une paroi du châssis par une vis, tandis que la longueur de ladite bande métallique est telle qu'une partie de celle-ci touche le composant électronique qui, à son tour, est stablement interposé entre la bande métallique et la surface prévue à cet effet de la première portion du dissipateur. Une autre solution utilisée consiste à appliquer l'élément élastique (en pratique, un ressort) de maintien directement sur la première portion susdite du dissipateur: dans ce cas on réalise une encoche ou un logement sur la partie supérieure de la première portion, à l'intérieur duquel est fixée une extrémité de l'élément élastique; le profil de ce dernier est tel que sa portion active de contact avec le composant se trouve en face de la partie inférieure de cette même première portion du dissipateur. La première solution illustrée ci-dessus comporte l'inconvénient d'un montage complexe, étant donné qu'il faut fixer la bande élastique par une vis, qui ne peut pas toujours être positionnée près du composant et du dissipateur; cela oblige à utiliser des bandes métalliques longues, encombrantes et pas toujours fiables quant au maintien du composant et entraîne également des opérations de fixation pas toujours aisées sur des structures aux dimensions extrêmement réduites. Quant à la deuxième solution illustrée, l'encombrement du groupe dissipateur - ressort de maintien - composant est plus réduit par rapport à la solution précédente, mais le système d'accrochage est peu fiable et le montage du ressort sur le dissipateur est malaisé; en outre, la première portion du dissipateur doit être agrandie pour pouvoir réaliser le logement d'accrochage du ressort, ce qui entraîne une diminution de la surface utile de dissipation de la chaleur. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à la réalisation d'un dissipateur de chaleur pour composants électroniques présentant une structure à encombrement réduit et une fixation rapide du composant électronique et du ressort de maintien de ce dernier tout en assurant quand même une ample surface de dissipation de la chaleur. Les caractéristiques techniques de la présente invention, suivant les finalités ci-dessus, sont clairement énoncées dans les revendications qui suivent et ses avantages seront rendus plus évidents dans la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif et dans lesquels: - la figure 1 montre un premier dissipateur de chaleur pour composants électroniques conforme à cette invention et appliqué à une carte mère d'un appareillage électronique, la figure en question étant une vue de face dont certaines parties ont été représentées en coupe et d'autres ont été éliminées pour mieux mettre en évidence certains détails; - la figure 2 montre en vue agrandie un détail repéré A, dont à la figure 1; - la figure 3 montre un deuxième dissipateur de chaleur pour composants électroniques, conformément à cette invention, la figure étant une vue de face dont certaines parties ont été représentées en coupe pour mieux en mettre en évidence d'autres; - la figure 4 montre en vue agrandie une vue de face d'un élément élastique faisant partie du dissipateur dont à la figure 3; la figure 5 montre en vue agrandie une vue de face d'un autre élément élastique faisant partie du dissipateur dont aux figures 1 et 2. Conformément aux figures des dessins annexés, et en se référant tout particulièrement aux figures 1 et 3, le dissipateur de chaleur de l'invention désignée peut être utilisé pour le refroidissement de composants électroniques 1 (qui ne sont représentés que schématiquement, car ils sont d'un type connu et ne font pas strictement partie de l'invention). Le dissipateur, désigné dans son ensemble par la référence 2, comprend une portion de base 3 pourvue de moyens 4 d'accouplement à une surface d'appui 5 fixe d'un appareillage; en pratique, la portion de base 3 est munie d'un siège 20 taraudé à l'intérieur duquel s'engage par vissage une vis 21 spécialement prévue à cet effet et passant par un trou 22 percé sur la surface 5 qui, en pratique, est la carte mère de l'appareillage (ici la carte mère n'est que partiellement représentée car elle est d'un type connu et ne fait pas partie de la solution en question). La portion de base 3 est pourvue d'une surface 6 plane de contact avec une surface 7 correspondante du composant électronique susdit 1 et d'une autre portion 8 de dissipation de chaleur se composant d'un véritable prolongement 9 de la portion de base 3; dans les figures 1 et 3 ces prolongements 9 peuvent se développer, à partir de la portion de base 3, en sens vertical par rapport à la carte mère 5 ou en sens horizontal ou en toute autre direction, en fonction de l'encombrement des composants de l'appareillage o ils doivent être installés. Sur ce prolongement 9 s'étend, sur un ou deux côtés opposés de ce même prolongement, une pluralité d'ailettes 10 parallèles l'une à l'autre (ou même inclinées par rapport au prolongement 9) permettant la dissipation de la chaleur issue du composant électronique 1. Ce dernier est positionné et maintenu contre la surface 6 du dissipateur 2 par un élément 11 élastiquement déformable, en pratique un véritable ressort, qui intervient entre le dissipateur 2 et le composant électronique 1 de manière à maintenir ce dernier contre le dissipateur 2 grâce au retour élastique du ressort 11. Comme le montre la figure 2, au moins une paire des ailettes susdites l0a et 0lb, contiguës présente les faces internes respectives 12 et 13 opposées l'une à l'autre et façonnées de manière à créer un logement 14 stable d'une portion 15 de l'élément susdit 11 élastiquement déformable. Comme le montrent les figures 1 et 3, la paire d'ailettes susdite l0a et lOb est située, de préférence, près de la surface plane susdite 6 de contact avec le composant électronique 1 afin de permettre l'emploi d'un ressort 11 de longueur réduite et donc plus fiable pour ce qui a trait au maintien du composant électronique 1. Sur une des faces internes 12, 13 des ailettes lOa et lOb (sur la figure 2, il s'agit de la face désignée par le repère 12 de l'ailette 10a), il est possible de réaliser une contre-dépouille 16 qui permet d'obtenir une dent 17 placée à proximité de l'extrémité libre de l'ailette lOa et qui sert de butée de blocage de la portion 15 du ressort 11 à l'intérieur du logement 14. Quant au ressort 11, la partie d'accrochage 15 se développe de manière à toucher au moins un point de chacune des faces internes 12, 13 des ailettes a et lOb, un de ces points correspondant normalement à la dent susdite 17. Les paires d'ailettes 10a et 0lb peuvent présenter la même longueur L à partir du prolongement central 9 (comme dans le cas représenté sur la figure 3), ou des longueurs Ll et L2 différentes l'une de l'autre, toujours à partir du prolongement 9; évidemment ces longueurs dépendent de la configuration du dissipateur 2 et de la configuration de la portion 15 du ressort 11. Dans le cas représenté sur les figures 1 et 2, la portion 15 du ressort 11 présente un profil recourbé de manière à ce que son extrémité libre a s'appuie contre la face 13 et près du fond du logement 14, tandis que la portion recourbée centrale 15b est en contact avec la dent susdite 17 dont est pourvue la face 12. Cette configuration de la portion 15 du ressort 11 permet un déplacement, de quelques millimètres, de cette même portion à l'intérieur du logement 14 (voir flèche F de la figure 2), c'est- à-dire la distance de celle-ci du prolongement central 9, sans toucher le positionnement stable du ressort, mais en donnant en même temps la possibilité de modifier la charge de maintien de la portion 15c du ressort 11 sur le composant électronique 1 en fonction des dimensions de ce dernier et des nécessités relevées, à un moment donné, sur le ressort ou à l'intérieur de l'appareillage. Un dissipateur ainsi réalisé permet donc: d'obtenir des groupes composant électronique - dissipateur - ressort à encombrement réduit; - une fiabilité élevée de la structure du dissipateur dans son ensemble, car ce même dissipateur garde ses caractéristiques structurelles; - un rendement de dissipation de chaleur inaltéré voire supérieur par rapport aux solutions retenues jusqu'à présent, car le ressort est logé entre deux ailettes sans besoin d'usinages ni de modifier la structure du dissipateur. La présente invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses modifications et variantes, entrant toutes dans le cadre de l'invention. Tous les composants peuvent être également remplacés par des éléments techniquement équivalents. REVENDICATIONS 1. Dissipateur de chaleur, pouvant être particulièrement utilisé pour des composants électroniques (1), dissipateur (2) du type comprenant: une portion de base (3) pourvue de moyens (4) d'accouplement à une surface d'appui (5) fixe d'un appareillage; une surface (6) plane, à proximité de ladite portion de base (3), de contact avec une surface correspondante (7) du composant électronique (1) susmentionné et une autre portion (8) de dissipation de chaleur formée par un prolongement (9) de ladite portion de base (3) d'o s'étend une pluralité d'ailettes (10); un élément (11) élastiquement déformable, intervenant entre ledit dissipateur (2) et ledit composant électronique (1), de manière à permettre le positionnement stable de ladite surface (7) de ce même composant par rapport à la surface plane relative (6) du dissipateur (2) en question caractérisé en ce qu'au moins une paire des ailettes (10a, 10b) contiguës présente les faces internes respectives (12, 13) opposées l'une à l'autre et façonnées de manière à obtenir un logement (14) stable d'une portion (15) de l'élément élastiquement déformable (11) susmentionné. 2. Dissipateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paire d'ailettes (10a, Il b) est située à proximité de ladite surface plane (6) de contact avec ledit composant électronique (1). 3. Dissipateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur au moins une des faces internes (12, 13) de l'une des ailettes (10a, 10b) susmentionnées, il a été réalisé une contre- dépouille (16) définissant une dent (17) située à proximité de l'extrémité libre de ladite ailette (10a, 10b) et formant ainsi une butée de blocage de ladite portion (15) de l'élément (11) élastiquement déformable à l'intérieur du logement (14) susmentionné. 4. Dissipateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite portion d'accrochage (15) de l'élément élastique (11) se développe de manière à toucher au moins un point de chacune des faces internes (12, 13) des ailettes (10a, 10b) susmentionnées. 5. Dissipateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paire d'ailettes (10a, b) présente la même longueur (L) à partir du prolongement central (9). 6. Dissipateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ailette de ladite paire (10a, 10b) présente une longueur différente (L1, L2) de l'autre à partir du prolongement central (9) en question.