Brevet FR2769168A1 — publié le 19990402

Appareil électronique dans le boîtier duquel est logé un module à carte à circuits imprimés. - La présente invention concerne un appareil électronique comportant un module à carte à circuits imprimés comportant des éléments électroniques, tels que des dispositifs à circuits intégrés (appelés ci-après plus simplement "dispositifs IC"). On va maintenant décrire un appareil électronique classique du type précité en se référant à la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, un module 100 à carte de circuits imprimés comprend une carte 8 de circuits imprimés (appelée ci-après une "carte de circuit imprimés du type résine") se présentant sous la forme d'une plaque de résine sur laquelle sont formées des lignes d'acheminement de signaux. Sur la carte 8 de circuits imprimés, sont montés par soudage ou autre opération analogue des éléments électroniques 3, tels que des disposi- tifs IC, des résistances, des condensateurs ou autres éléments analo- gues. Les extrémités de la carte à circuits imprimés 8, du type résine, sont placées dans des parties d'assemblage 4a formées dans un boîtier 4. Des éléments presseurs métalliques 5 sont insérés entre les parois intérieures des parties d'assemblage 4a et les extrémités de la carte 8 de circuits imprimés, du type résine. Le module 100 de carte à circuits imprimés est ainsi fixé à la partie intérieure du boîtier. La carte 8 de circuits imprimés, du type résine, de l'appareil électronique classique présentant la structure décrite ci-dessus a pour défaut de ne pas présenter une bonne conductibilité thermique. Ainsi, la chaleur générée par les éléments électroniques 3, tels que les dispo- sitifs IC, ne peut pas se dissiper facilement, d'une façon efficace, par l'intermédiaire de la carte 8 à circuits imprimés, du type résine. Quand les éléments électroniques 3 sont des dispositifs IC, la température au niveau des jonctions des dispositifs IC ne peut pas être abaissée. Il en résulte que la fiabilité du fonctionnement des dispositifs IC se dégra- de. De ce fait, la fiabilité du fonctionnement des appareils électroni- ques se détériore exagérément. La présente invention a pour objet de fournir un appareil électronique comportant un module à carte de circuits imprimés, logé dans un boîtier et présentant une bonne fiabilité de fonctionnement. Un appareil électronique selon la présente invention comprend un boîtier qui loge un module à carte de circuits imprimés, appareil dans lequel: ledit module à carte de circuits imprimés comprenant: une carte de circuits imprimés, du type métallique, comportant une plaque métallique, une couche de matériau isolant formée sur ladite plaque métallique et une couche de matériau conduc- teur formée sur ladite couche de matériau isolant; et des éléments électroniques montés sur ladite carte de circuits imprimés, du type mé- tallique. Cet appareil présente en outre les caractéristiques suivantes prises isolément ou en combinaison: - une partie à refroidissement forcé est associée à la surface extérieure dudit boîtier; - ladite partie à refroidissement forcé, comprend des ailettes de rayonnement; - l'appareil comprend des éléments presseurs métalliques servant à presser les extrémités dudit module à carte de circuits impri- més contre des parois intérieures prédéterminées dudit boîtier; - ladite plaque métallique comprend Ti, AI, un alliage Fe-Ni ou leurs mélanges; ladite couche de matériau isolant comprend A1203; - ladite couche de matériau conducteur comprend Cr et Au sur la couche de matériau isolant; - ladite couche de matériau conducteur est formée par empile- ment successif de Cr, Au et Cr sur la couche de matériau isolant; et ladite carte de circuits imprimés, du type métallique, comporte des lignes d'acheminement de signaux destinées au montage des éléments électroniques, et lesdites lignes d'acheminement de signaux sont formées sur ladite carte de circuits imprimés, du type métallique, par traitement de ladite couche de matériau conducteur. Dans l'appareil électronique selon la présente invention et ayant la structure mentionnée ci-dessus, la chaleur générée par les élé- ments électroniques peut être évacuée efficacement du boîtier par l'intermédiaire de la couche en matériau conducteur constituant la carte de circuits imprimés, du type métallique. Quand un moyen de refroidissement forcé équipe le boîtier, la chaleur engendrée dans les éléments électroniques peut être encore plus efficacement évacuée par rayonnement. Il en résulte qu'il est possible d'empêcher l'élévation de la température des éléments. Les objets mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description données ci-après. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe montrant un exemple d'un appareil électronique classique; la figure 2 est une vue en coupe montrant un mode de réalisa- tion d'un appareil électronique selon la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe montrant une carte de circuits imprimés, du type métallique, selon ce mode de réalisation; la figure 4 est une vue en perspective partielle montrant la carte de circuits imprimés, du type métallique, selon ce mode de réali- sation; et la figure 5 est une vue en coupe montrant une modification de la carte de circuits imprimés, du type métallique. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux figures 2 à 4. Un appareil électronique selon le présent mode de réalisation comprend un boitier 40. Des parties d'assemblage 40a, en forme d'encoches ou de mortaises, sont réalisées dans les parois intérieures supérieure et inférieure du boîtier. Une partie 6 pour refroidissement forcé est formée sur chacune des parois extérieures supérieure et infé- rieure du boîtier 40. Un module 200 à carte de circuits imprimés est logé dans le boîtier 40. Le module 200 de carte à circuits imprimés est constitué par montage d'éléments électroniques 3, tels que des dispositifs IC, des résistances et des condensateurs, sur une carte 10 de circuits imprimés, du type métallique, par soudage ou autre procédé analogue. La carte 10 de circuits imprimés, du type métallique, est com- composée d'une plaque métallique 1 comprennent Ti, AI, l'alliage Fe-Ni ou leur mélange, une couche 2 de matériau isolant comprenant A1203 formée sur chacune des deux faces de la plaque métallique 1 et une couche 2' de matériau conducteur comprenant Cr et Au, dont chacun présente une bonne conductibilité thermique, sur la surface de la couche 2 de matériau isolant. Un élément presseur métallique 5 est inséré dans une partie comprise entre la paroi intérieure de chacune des parties d'assemblage a et l'extrémité de la carte 10 de circuits imprimés, du type métalli- que. Le module 200 à carte de circuits imprimés est ainsi fixée à la partie intérieure du boîtier 40. Les parties 6 de refroidissement forcé 6 selon le présent mode de réalisation sont des parties formant source froide dont chacune comprend des ailettes de rayonnement 7. Comme représenté sur la figure 3, la couche 2 de matériau isolant est formée, à l'aide d'un procédé d'évaporation sous vide, sur chacune des deux faces de la plaque métallique 1 qui a une épaisseur d'environ 1.0 mm, la couche 2 de matériau isolant ayant une épaisseur de 3 grm. La couche 2' de matériau conducteur est formée par une couche 2'a de Cr (ayant une épaisseur de 0,1 gim), une couche 2'b de Au (ayant une épaisseur de 0,1 gm) et une couche 2'a de Cr (ayant une épaisseur de 0,1 gm) qui sont formées sur la couche 2 de matériau isolant, dans cet ordre successif, à l'aide d'un procédé d'évaporation sous vide (à condition que le degré de vide soit de 10-7 et que la température de la carte soit de 250 C). Comme représenté sur la figure 4, la couche 2' de matériau conducteur de la carte 10 de circuits imprimés, du type métallique, comporte des lignes 11 d'acheminement de signaux, qui comprennent des trous traversants 12 ou autre formations analogues, et sont formées à l'aide du procédé d'évaporation sous vide avec écran, un procédé d'attaque chimique ou autre procédé analogue. Dans l'appareil électronique ayant la structure mentionnée ci- dessus et conforme au présent mode de réalisation, la chaleur générée par les éléments électroniques 3 peut être efficacement être transmise de la surfaces des éléments électroniques 3 au boîtier 40 et ses parties de refroidissement forcé 6 par l'intermédiaire de la couche 2' de maté- riau conducteur présentant une bonne conductivité thermique et les éléments presseurs métalliques 5. La chaleur est ainsi rayonnée et on peut éviter une élévation de température des éléments électroniques. Il en résulte que la durée de vie de chacun des éléments électroniques 3 peut être prolongée. Dans le présent mode de réalisation, un refroidissement forcé dans le boîtier 40 n'est pas indispensable et un rayonnement thermique suffisant peut avoir lieu. Il en résulte que l'on peut réduire la taille et le prix de revient de l'appareil électronique. Dans l'"appareil électronique selon le présent mode de réali- sation les lignes d'acheminement de signaux des éléments électroni- ques 3 sont formées dans la couche 2' de matériau conducteur de la carte 10 de circuits imprimés, du type métallique. C'est pourquoi les lignes d'acheminement de signaux sont exemptes de diaphonie ou de génération de bruit. Dans la carte 10 de circuits imprimés, du type métallique, de l'appareil électronique selon le présent mode de réalisation, la plaque métallique 1, la couche 2 de matériau isolant et la couche 2' de maté- riau conducteur en matériau métallique sont formées dans cet ordre successif. Par conséquent, la résistance mécanique peut être meilleure et on peut éviter la différence de dilatation thermique parmi les maté- riaux en comparaison de ce qui a lieu dans la carte classique de circuits imprimés, du type résine. De ce fait, la résistance aux vibra- tions, la résistance aux accélérations et la résistance aux cycles de température peut être considérablement améliorée. Dans le mode de réalisation précité, on forme les couches 2 de matériau isolant sur les deux faces de la plaque métallique 1 et les couches 2' de matériau conducteur sur les couches 2 de matériau isolant en ayant recours à un procédé d'évaporation sous vide. Toute- fois, on peut utiliser un procédé (procédé CVD c'est-à-dire de dépôt chimique en phase vapeur) à l'aide duquel on forme un film en utili- sant des réactions chimiques ou à l'aide d'un procédé de galvanoplastie. Dans l'appareil électronique selon le présent mode de réalisa- tion on forme les couches 2' de matériau conducteur sur les couches 2 de matériau isolant dont chacune se présente sous la forme d'une seule couche. Toutefois les-deux couches 2 e t 2' peuvent être réalisées de façon répétée comme représenté sur la figure 5 de manière à former les couches 2' de matériau conducteur au niveau des couches les plus externes sur lesquelles les éléments électroniques 3 sont montés. En fait, les matériaux des couches de matériau isolant et les couches de matériau conducteur selon la présente invention ne sont pas limités à ceux du mode de réalisation précité. Comme décrit ci-dessus, selon la présente invention, la chaleur générée par les éléments électroniques peut être dissipée par rayonnement par l'intermédiaire des couches de matériau conducteur et les ailettes de rayonnement. En outre, il est possible de former des lignes stables d'acheminement de signaux sur la surface de la carte. De plus, on peut réduire la taille de l'appareil. C'est pourquoi l'appareil électronique selon la présente invention est apte à prolonger la durée de vie utile des éléments élec- troniques. L'appareil électronique peut être utilisé dans des conditions sévères de températures et de vibrations. En outre l'appareil électroni- que selon la présente invention peut être utilisé comme appareil élec- tronique à densité thermique élevée pour un super-ordinateur ou analo- gue. De plus, l'appareil électronique selon la présente invention peut être utilisé comme appareil électronique qui doit exécuter une opéra- tion de traitement de signaux à vitesses élevées. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des varian- tes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil électronique comprenant un boîtier (40) dans lequel est logé un module (200) à carte de circuits imprimés, caractéri- sé en ce que: ledit module (200) à carte de circuits imprimés comprend une carte (10) de circuits imprimés, du type métallique, comportant une plaque métallique (1), une couche (2) de matériau iso- lant formée sur ladite plaque métallique (1) et une couche (2') de maté- matériau conducteur formée sur ladite couche (2) de matériau isolant; et des éléments électroniques (3) montés sur ladite carte (10) de circuits imprimés, du type métallique. 2. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une partie (6) à refroidissement forcé associée à la surface extérieure dudit boîtier. 3. Appareil électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie (6) à refroidissement forcé, comprend des ailet- tes de rayonnement (7). 4. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend des éléments presseurs métalliques (5) servant à presser les extrémités dudit module (200) à carte de circuits imprimés contre des parois intérieures prédéterminées dudit boîtier (40). 5. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé, en ce que ladite plaque métallique (1) comprend Ti, Al, un alliage Fe-Ni ou leurs mélanges. 6. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche (2) de matériau isolant comprend A1203; 7. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche (2') de matériau conducteur comprend Cr et Au sur la couche (2) de matériau isolant. 8. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche (2') de matériau conducteur est formée par empilement successif de Cr, Au et Cr sur la couche (2) de matériau isolant. 9. Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite carte (200) de circuits imprimés, du type métallique, comporte des lignes d'acheminement de signaux destinées au montage des éléments électroniques (3), et lesdites lignes d'acheminement de signaux sont formées sur ladite carte (200) de circuits imprimés, du type métallique, par traitement de ladite couche (2') de matériau conducteur.