Brevet FR2856195A1 — publié le 20041217

Phoenix Contact GmbH & Co 2004.056 DISSIPATEUR DE CHALEUR POUR LA DISSIPATION THERMIQUE SUR DES COMPOSANTES ELECTRONIQUES DESCRIPTION L'invention concerne un dissipateur de chaleur pour la dissipation thermique sur une ou plusieurs composantes électroniques, constitué d'un corps métallique dissipant la chaleur et de moyens presseurs, qui pressent la composante 10 électronique sur le corps métallique. Technique antérieure La publication DE 296 12 437 Ul décrit un dissipateur de 15 chaleur pour une composante électronique, constitué d'un corps métallique et comportant un orifice de passage, pour la réception de l'élément électronique. Par insertion d'un ressort feuilleté, la composante électronique est amenée en contact thermique contre une paroi du corps métallique. 20 L'inconvénient réside en ce que ultérieurement, lors d'une étape de montage supplémentaire, le ressort doit être placé dans l'orifice, pour la réception de la composante électronique. La publication DE 197 29 851 Al décrit un dissipateur de chaleur constitué d'un corps métallique, dans lequel le contact thermique avec la composante électronique est obtenu à l'aide d'un ressort feuilleté. Le ressort feuilleté fait toutefois office de ressort de serrage et 30 tire la composante électronique vers la paroi externe du corps métallique. Lors de l'utilisation généralement usuelle d'un bottier électronique, le montage d'un tel dissipateur de chaleur est malaisé, car la composante électronique qui doit être refroidie doit saillir hors du 35 boîtier électronique, pour être mise en contact thermique avec le dissipateur de chaleur. - 2 But de l'invention Le but de l'invention consiste à créer un dissipateur de chaleur pour une ou pour plusieurs composantes 5 électroniques disposées côte à côte ou les unes derrière les autres, constitué d'un corps métallique dissipateur thermique et d'au moins un moyen de pressage et permettant de mettre de façon simple une ou plusieurs composantes électroniques devant être refroidies en contact thermique 10 avec le dissipateur de chaleur. Solution Ce but est atteint selon l'invention par les 15 caractéristiques mentionnées dans la revendication 1 ou par les étapes de procédé mentionnées dans la revendication 11. Le corps métallique du dissipateur de chaleur présente un ou plusieurs orifices de réception en forme de fentes, pour 20 une ou plusieurs composantes électroniques devant être refroidies par orifice de réception. Chaque orifice de réception contient dans sa direction longitudinale un perçage de réception s'étendant à la parallèle de celui-ci, pour un ressort à spirales cylindriques. Le perçage de 25 réception est disposé de façon à ce qu'il soit ouvert sur son côté longitudinal, en direction de l'orifice de réception. Le perçage de réception est disposé de façon à ce que l'ouverture latérale soit dirigée vers la zone de la composante électronique. Un ressort à spirales cylindriques 30 duquel une section partielle radiale saillit dans l'orifice de réception pour la composante électronique est posé dans le perçage de réception. Lors de l'insertion de la composante électronique dans l'orifice de réception dans le dissipateur de chaleur, par sa force de rappel radiale, le 35 ressort à spirales cylindriques presse la composante électronique contre la paroi opposée de l'orifice de réception. L'avantage particulier réside dans la possibilité de pouvoir mettre simultanément en contact thermique plusieurs composantes électroniques côte à côte dans l'orifice de réception. Ce cas se présente par exemple, si le dissipateur de chaleur est monté sur un 5 circuit imprimé, sur lequel les composantes électroniques devant être refroidies sont positionnées de façon à correspondre avec les orifices de refroidissement et que de ce fait, ils sont simultanément introduits dans l'orifice de réception. Le ressort à spirales cylindriques ne se 10 déforme sensiblement qu'à l'endroit ou la composante électronique est pressée contre le dissipateur de chaleur, ce qui garantit une force de pression quasiment homogène pour chaque composante électronique. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, on peut utiliser des 15 ressorts tubulaires à effet radial ou des cylindres en matière plastique ou en caoutchouc à élasticité permanente, pour presser la composante électronique contre le dissipateur de chaleur. Selon une conception particulière du dissipateur de chaleur, on peut prévoir une pluralité d'orifices de réception avec les perçages de réception correspondants. Le corps métallique est de préférence fabriqué dans un 25 métal extrudé, car les orifices de réception pour une ou plusieurs composantes électroniques peuvent être réalisés sous forme d'une goulotte traversante, en direction longitudinale. En direction axiale, le perçage de réception pour le ressort cylindrique s'étend en parallèle à la 30 goulotte traversante s'étendant en direction longitudinale pour l'orifice de réception d'une ou de plusieurs composantes électroniques. Un autre avantage de l'invention réside en ce qu'au niveau de sa longueur et de sa hauteur, l'orifice de réception peut être dimensionné de façon 35 telle, que des composantes électroniques de différentes tailles puissent être introduites dans l'orifice de réception. Un autre avantage du dissipateur de chaleur - 4 selon l'invention réside en ce que l'insertion de plusieurs composantes électroniques devant être refroidies dans un ou dans plusieurs orifices de réception a lieu de façon simultanée. A cet effet, le ressort est /ou les ressorts 5 sont de préférence inséré(s) ou introduit(s) avant l'insertion de la composante électronique devant être refroidie dans le /ou les orifices de réception. Selon une conception particulière, deux prolongements 10 opposés du corps métallique forment des parois latérales sur les côtés d'introduction des composantes sur le dissipateur de chaleur, ces parois latérales faisant donc office d'écarteurs par rapport à un circuit imprimé. Le dissipateur de chaleur selon l'invention ne se restreint pas à la dissipation thermique sur des composantes électroniques, d'autre applications, comme la dissipation thermique sur des composantes électromécaniques, comme par exemple des relais, des soupapes électromagnétiques sont 20 également prévues. L'invention est explicitée ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation et des figures correspondantes. Titre des figures La figure 1: représente le dissipateur de chaleur en coupe ou en vue par l'avant. La figure 2: représente le dissipateur de chaleur, en association avec des composantes électroniques mises en contact thermique. La figure 3a: représente en détails la zone du perçage de réception pour le ressort. La figure 3b: représente en détails la zone du perçage de réception avec le ressort qui y est introduit. 15 Les figures 4a, 4b: représentent les parois latérales en détails. Sur ces figures, les références suivantes sont utilisées: 20 1: Dissipateur de chaleur 2: Corps métallique 3: Ressort 4: Orifice de réception pour une composante électronique 5: Paroi interne 25 6: Paroi latérale 7: Nervures de refroidissement 8: Perçage de réception pour un ressort 9: Première section radiale partielle du perçage de réception 10: Deuxième section radiale partielle du perçage de réception 11: Composante électronique 12: Circuit imprimé 13: Face inférieure du dissipateur de chaleur 35 14: Barrette 15: Décrochement 16: Orifice latéral - 6 Exemple de réalisation La figure 1 représente le dissipateur de chaleur 1 en vue latérale ou en vue par l'avant. A côté de ses nervures de refroidissement 7, le corps métallique 2 est muni d'orifices de réception 4 s'étendant en direction longitudinale pour une ou pour plusieurs composantes 10 électroniques 11. Un perçage de réception s'étendant en parallèle dans l'orifice de réception 4 contient le ressort à spirales cylindriques 3. Selon la représentation en figure 2, la composante électronique 11 est pressée contre la paroi interne 5 de l'orifice de réception 4 et donc 15 amenée en contact thermique avec le corps métallique 2. Le ressort 3, qui présente une forme cylindrique appuie sur la composante électronique 11, à partir du côté opposé à la paroi interne 5. Les parois latérales 6 entourent partiellement le circuit imprimé 12 sur un ou deux côtés et 20 assurent que le circuit imprimé 12 reste à distance de la face inférieure 13 du dissipateur de chaleur 1. La figure 3a représente en détails et en perspective la zone du perçage de réception 8 pour le ressort 3. A cet effet, le perçage de réception 8 se trouve dans le corps métallique 2 25 avec une première section partielle radiale 9 et dans l'orifice de réception 4 pour la composante électronique 12 avec une seconde section radiale partielle 10. A cet effet, la première section partielle radiale 9 est plus grande que la seconde section partielle radiale 10, de ce fait, 30 l'orifice latéral obtenu 16 est plus étroit que le diamètre du perçage de réception 8. Ce dimensionnement évite que la ressort 3 ne s'échappe du perçage de réception 8 pour le ressort et ne tombe dans l'orifice de réception 4 pour au moins une composante électronique 11. 35 La figure 3b représente en détails et en perspective la zone du perçage de réception 8 pour le ressort 3, le ressort 3 étant introduit à cet effet dans le perçage de réception 8. On identifie nettement dans ce cas que le ressort 3 saillit dans l'orifice de réception 4 pour la composante électronique 11 de la valeur de la seconde 5 section partielle 10. Différents types de ressorts 4 sont envisageables. Hormis un ressort hélicoïdal connu, qui dans cette application n'agit toutefois pas en direction axiale, mais en direction radiale des ressorts tubulaires à action axiale ou des cylindres massifs en matière plastique ou en 10 caoutchouc, à élasticité permanente sont également envisageables. La figure 3c représente à titre d'exemple le perçage de réception 8a sous une forme rectangulaire, le ressort 3a qui y est posé se situant par une section partielle 9a dans le corps métallique 2a et l'une des 15 sections partielles 10a saillant dans l'orifice de réception 4 pour au moins une composante électronique 11. La figure 4a représente la paroi latérale 6, qui dans une forme de réalisation préconisée est formée par moulage sur 20 la face inférieure 13 du corps métallique 2. Pour le guidage ou pour le positionnement d'un circuit imprimé 12 sur le corps métallique 2, selon une forme de réalisation également préconisée, une barrette 14 est formée par moulage sur la face interne de la paroi latérale 6. La 25 figure 4b montre, dans une autre forme de réalisation préconisée la paroi interne 6, citée, qui pour le guidage ou le positionnement d'un circuit imprimé 12 sur le corps métallique 2 contient au moins un décrochement 14 formé sur la face interne des parois latérales 6. 30 REVENDICATIONS 1. Dissipateur de chaleur, (1) pour la dissipation thermique sur une ou plusieurs composantes 5 électroniques (11), constitué d'un corps métallique (2), muni d'au moins un orifice de réception (4) pour une ou pour plusieurs composantes électroniques (11) caractérisé en ce que, pour chaque orifice de réception (4) on a prévu un perçage de réception (8) destiné à recevoir au moins un ressort (3), au moins un ressort (3) pressant l'élément électronique (11) contre une paroi 15 intérieure (5) de l'orifice de réception (4). 2. Dissipateur de chaleur (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que, par l'intermédiaire d'une première section partielle radiale (9), le perçage de réception (8) se trouve dans la zone du corps métallique (2) et par l'intermédiaire d'une seconde section partielle 25 radiale(10) il se trouve dans l'orifice de réception(4), le ressort (3) inséré dans le perçage de réception (8) saillant dans l'orifice de réception (4) et en ce que la force de rappel radiale du ressort (3) appuie la composante électronique (11) contre la paroi 30 interne opposée (5) et établit le contact thermique entre la composante électronique (11) et la paroi interne opposée (5). 3. Dissipateur de chaleur selon la revendication 1 35 caractérisé en ce que, le perçage de réception (8a) est rectangulaire ou trapézoïdal et qu'il se trouve dans la zone du corps métallique (2a), par l'intermédiaire d'une première section partielle (9a) et qu'il se trouve dans le 5 perçage de réception, par l'intermédiaire d'une seconde section partielle(10a), le ressort (3a) introduit dans le perçage de réception (8a) saillant dans l'orifice de réception (4) et la force de rappel du ressort (3a) pressant la composante électronique 10 (11) contre la paroi interne opposée (5) et établissant le contact thermique entre la composante électronique (11) et la paroi interne (5) opposée. 4. Dissipateur de chaleur selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 3 caractérisé en ce que, le corps métallique (2) est constitué d'un profilé 20 extrudé. 5. Dissipateur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, le ressort (3) est un ressort à spirale cylindrique. 6. Dissipateur de chaleur selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, le ressort (3) est tubulaire et à effet radial. 35 7. Dissipateur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 - 10 caractérisé en ce que, le ressort (3, 3a) est constitué d'un cylindre massif 5 en matière plastique ou en caoutchouc, à élasticité permanente. 8. Dissipateur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que, sur le côté d'introduction des composantes électroniques (11), le corps métallique (2) est muni 15 de parois latérales (6) sur un ou sur deux côtés opposés. 9. Dissipateur de chaleur selon la revendication 8 caractérisé en ce que, les parois latérales (6) contiennent une barrette (14) pour la délimitation locale d'un circuit imprimé. 10. Dissipateur de chaleur selon la revendication 8 caractérisé en ce que, les parois latérales (6) contiennent un décrochement 30 (15) pour la délimitation locale d'un circuit imprimé. 11. Procédé pour l'établissement d'un contact thermique entre un dissipateur de chaleur (1) pour la dissipation thermique sur une ou sur plusieurs 35 composantes électroniques (11), constitué d'un corps métallique (2), qui présente au moins un orifice de réception (4) pour une ou pour plusieurs composantes - 11 électroniques (11), avec les étapes de procédé suivantes: a) Insertion d'un ou de plusieurs ressort (3, 3a) dans le perçage de réception ou dans les perçages de réception (8, 8a), b) Insertion d'une ou simultanément de plusieurs composantes électroniques (11) devant être 10 refroidies dans l'orifice de réception (4), c) Pressage de / des élément(s) électroniques contre la paroi interne (5) de l'orifice de réception, la pression au cours de l'insertion étant obtenue 15 automatiquement, par la force de rappel radiale du ressort (13, 3a).