Brevet FR2819372A1 — publié le 20020712

I CARTE DE CIRCUIT IMPRIME A EVACUATION DE CHALEUR La présente invention concerne une carte de circuit imprimé pourvu d'une évacuation de chaleur perfectionnée. Il est souvent nécessaire de dissiper la chaleur engendrée par des composants électroniques qui sont montés sur des cartes de circuit imprimé (PCB). Habituellement, cela est effectué par création d'un évacuateur, ou puits de chaleur, entre le composant électronique et le circuit imprimé. Il est aussi possible de créer un évacuateur de chaleur directement sur le dessus du composant électronique. Toutefois, de tels dispositifs sont de fabrication coûteuse. Il est connu d'enfermer ou de "mettre en boîtier" des composants montés en surface (SMT) de puissance relativement élevée, par utilisation d'un style de boîtier appelé "boîtier à quadrillage en D" (DDPAK), dans lequel un boîtier de composant former essentiellement l'entourage extérieur en matière plastique et les conducteurs. L'industrie électronique donne à cet ensemble le nom de boîtier, puisque la puce en silicium se trouve à l'intérieur de l'entourage. Si un dispositif de circuit comprend de multiples composants SMT en DDPAK, alors les surfaces de base, ou "empreintes", des DDPAK risquent de ne pas assurer une évacuation suffisante de la chaleur à partir des composants. Ce problème est aggravé lorsque la carte du circuit est enfermée dans un boîtier en matière plastique au lieu d'une enceinte en métal. Par conséquent, on a besoin d'un dispositif d'évacuation de chaleur qui évite ces inconvénients. Un objet de la présente invention est donc de procurer un dispositif efficace d'évacuation de chaleur pour des composants électroniques montés en surface. A cet effet, I'invention propose un ensemble de circuit, comprenant: - une carte de circuit imprimé sur une surface de laquelle sont formés des chemins métalliques; - un composant électronique générant de la chaleur, monté en surface sur ladite carte et en contact avec une première partie des dits chemins métalliques; - une plaque en métal conducteur de la chaleur montée sur la carte à côté et séparément du composant électronique, et en contact avec une deuxième partie des chemins métalliques; - une garniture conductrice de la chaleur et électriquement isolante montée sur la plaque; - un élément d'évacuation de chaleur monté sur la garniture de sorte que la garniture se trouve entre l'élément d'évacuation de chaleur et la dite partie des chemins métalliques; et - un pont en métal conducteur de la chaleur entre un bord du composant électronique et un bord de la plaque. Selon des modes de réalisation de l'invention - l'élément d'évacuation de chaleur est attaché à la carte par une vis qui traverse un orifice de la carte et qui se visse dans un orifice aménagé dans l'élément d'évacuation de chaleur; - l'ensemble comprend en outre un boîtier qui enferme ledit ensemble de circuit, le boîtier comportant une ouverture qui reçoit l'élément d'évacuation de chaleur; - le pont est constitué par un matériau de soudage. L'invention concerne également un agencement de transfert de chaleur pour un ensemble de circuit tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une carte de circuit imprimé conforme à la présente invention; et - la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la figure 1. Un ensemble de circuit 10 comprend une carte de circuit imprimé 12 sur une surface 16 de laquelle sont formés une pluralité de chemins métalliques 14, de préférence en cuivre. Des composants électroniques engendrant de la chaleur 18 et 20 sont montés en surface sur la carte 12 de sorte qu'ils viennent en contact avec des parties des chemins 14. Une plaque en métal conducteur de la chaleur 22, de préférence en cuivre revêtu d'un placage pour adhérer au matériau de soudage, est montée sur la carte 12 de façon adjacente aux composants électroniques 18 et 20 mais à une certaine distance de ceux-ci, de sorte que la plaque 22 est en contact avec une deuxième partie des chemins 14. La plaque 22 comporte un orifice central 23. Une garniture conductrice de la chaleur et électriquement isolante, telle qu'un tampon en silicium, est montée sur la plaque 22 et elle comporte un orifice central 25. Un élément d'évacuation de chaleur 26, fabriqué en un métal qui absorbe et conduit la chaleur, tel que du zinc, est monté sur une garniture 24 de sorte que la garniture 24 se trouve entre l'élément d'évacuation de chaleur 26 et la deuxième partie des chemins 14. Des ponts conducteurs de la chaleur 28 et 30, en matériau de soudage, sont formés entre les bords des composants électroniques 18 et 20 et les bords de la plaque 22. L'élément d'évacuation de chaleur 26 est attaché à la carte 12 par une vis 32 qui passe dans un orifice 34 de la carte 12, traverse les orifices 23 et 25 et se visse dans un orifice 36 de l'élément 26, la vis ayant une tête 38 qui s'applique contre la carte 12. L'élément d'évacuation de chaleur 26 est de préférence cylindrique et comprend un corps 40 et une collerette 42. Cet ensemble est enfermé dans un boîtier 44 qui est de préférence en matière plastique et qui comprend des parties de boîtier 46 et 48. La partie de boîtier 48 comporte une ouverture à épaulement 50 qui reçoit l'élément d'évacuation de chaleur 26, et l'ouverture 50 présente un épaulement annulaire 52 qui vient en prise avec la collerette 42 de l'élément d'évacuation de chaleur 26. Le dispositif 10 est supporté par une pièce de montage 54. Avec cette disposition, la chaleur provenant des composants 18 et 20 est évacuée vers l'élément d'évacuation de chaleur 26, par l'intermédiaire des chemins métalliques 14 et des ponts de matière de soudage 28 et 30. Il doit être bien entendu toutefois que cet exemple de réalisation n'est donné uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention dont il ne constitue en aucune manière une limitation. REVENDICATIONS 1. Ensemble de circuit (10), comprenant: - une carte de circuit imprimé (12) sur une surface de laquelle sont formés des chemins métalliques (14); - un composant électronique générant de la chaleur (18; 20), monté en surface sur ladite carte (12) et en contact avec une première partie des dits chemins métalliques (14); - une plaque en métal conducteur de la chaleur (22) montée sur la carte (12) à côté et séparément du composant électronique (18; 20), et en contact avec une deuxième partie des chemins métalliques (14); - une garniture conductrice de la chaleur et électriquement isolante (24) montée sur la plaque (22); - un élément d'évacuation de chaleur (26) monté sur la garniture (24) de sorte que la garniture se trouve entre l'élément d'évacuation de chaleur (26) et la dite partie des chemins métalliques (14); et - un pont en métal conducteur de la chaleur (28; 30) entre un bord du composant électronique (18; 20) et un bord de la plaque (22). 2. Ensemble de circuit (10) selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'évacuation de chaleur (26) est attaché à la carte (12) par une vis (32) qui traverse un orifice (34) de la carte et qui se visse dans un orifice (36) aménagé dans l'élément d'évacuation de chaleur (26). 3. Ensemble de circuit selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un boîtier (44) qui enferme ledit ensemble de circuit, le boîtier (44) comportant une ouverture (50) qui reçoit l'élément d'évacuation de chaleur (26). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le pont (28; 30) est constitué par un matériau de soudage. 5. Agencement de transfert de chaleur pour un ensemble de circuit (10) ayant une carte de circuit imprimé (12) sur laquelle sont formés des chemins métalliques (14) et un composant électronique (18; 20) engendrant de la chaleur monté en surface sur la carte et en contact avec les chemins métalliques (14), comprenant: - une plaque en métal conducteur de la chaleur (22) montée sur la carte (12) à côté du composant électronique (18; 20) et à une certaine distance de celui-ci, et en contact avec une deuxième partie des chemins métalliques (14); - une garniture conductrice de la chaleur et électriquement isolante (24) montée sur la plaque (22); un élément d'évacuation de chaleur (26) monté sur la garniture (24) de sorte que la garniture se trouve entre l'élément d'évacuation de chaleur (26) et la dite partie des chemins métalliques (14); et - un pont en métal conducteur de la chaleur (28; 30) s'étendant entre un bord du composant électronique (18; 20) et un bord de la plaque (22). 6. Agencement de transfert de chaleur selon la revendication , dans lequel l'élément d'évacuation de chaleur (26) est attaché à la carte (12) par une vis qui traverse un orifice (34) de la carte (12) et qui se visse dans un orifice (36) aménagé dans le dit élément d'évacuation de chaleur (26). 7. Agencement de transfert de chaleur selon la revendication ou 6, comprenant en outre un boîtier (44) qui enferme ledit ensemble de circuit (10), le boîtier (44) comportant une ouverture (50) qui reçoit l'élément d'évacuation de chaleur (26). 8. Agencement de transfert de chaleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le pont (28; 30) est constitué par un matériau de soudage.