Brevet FR2904749A1 — publié le 20080208

--> La présente invention concerne un dispositif de dissipation thermique et, plus particulièrement, un dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat. La figure 1 illustre un dispositif de dissipation thermique traditionnel pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat. Le dispositif comprend une pluralité d'unités de rétroéclairage 6, une carte à circuits 7, un cadre de support 8, et une carte de dissipation thermique 9. Les unités de rétroéclairage 6 sont montées sur un côté de la carte à circuits 7. Les unités de rétroéclairage 6 sont électriquement connectées à la carte à circuits 7 de telle façon que la carte à circuits 7 peut commander les unités de rétroéclairage 6 pour constituer une source de rétroéclairage. Chaque unité de rétroéclairage 6 inclut une base 61, un élément d'éclairement 62, et au moins deux plaques polaires 63. La base 61 inclut un compartiment pour recevoir et pour positionner l'élément d'éclairement 62 et les plaques polaires 63. L'élément d'éclairement 62 est une diode électroluminescente (LED) pour constituer une source lumineuse suffisante. Chaque plaque polaire 63 est réalisée en métal conducteur, elle s'étend à travers un côté de la base 61, et elle est électriquement connectée à l'élément d'éclairement 62. En se référant toujours à la figure 1, la carte à circuits 7 est une carte à circuits imprimés souple. Chaque unité de rétroéclairage 6 est connectée électriquement au côté de la carte à circuits 7 via les plaques polaires 63. Le cadre de support 8 inclut un compartiment 80 pour recevoir les unités de rétroéclairage 6 et la carte à circuits 7. La carte de dissipation thermique 9 est réalisée en métal avec une excellente conductivité thermique, comme de l'aluminium ou du cuivre. La carte de dissipation thermique 9 est couplée à un côté du cadre de support 8 d'une manière telle que la carte à circuits 7 est en contact intime avec la carte de dissipation thermique 9 via le compartiment 80. Quand les éléments d'éclairement 62 produisent une source de rétroéclairage pour former une image sur un afficheur à écran plat (non représenté), la chaleur générée par les éléments d'éclairement 62 est menée à la carte à circuits 7 puis à la carte de dissipation thermique 9 pour absorber l'énergie thermique. Des ailettes (non référencées) sont formées sur un côté de la carte de dissipation thermique 9 pour améliorer l'efficacité de dissipation thermique par échange thermique avec l'air ambiant. Ainsi, la chaleur absorbée peut être rapidement -->dégagée vers l'environnement dans le but d'abaisser rapidement la température. Toutefois, l'efficacité de dissipation thermique pour les unités de rétroéclairage 6 n'est pas satisfaisante, comme la chaleur générée par les unités de rétroéclairage 6 est menée indirectement via la carte à circuits 7 vers la carte de dissipation thermique 9. En outre, la carte à circuits 7 est une carte à circuits imprimés souple qui est souvent réalisée en un matériau avec une faible conductivité thermique (comme des fibres de verre). L'effet de conduction thermique de la carte à circuits 7 est faible, menant à une médiocre efficacité de dissipation thermique les unités de rétroéclairage 6. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat avec une meilleure efficacité de dissipation thermique afin de prolonger ainsi la durée de vie de l'afficheur à écran plat. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat qui permette un assemblage fiable. Un dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un affichage plat selon la présente invention comprend au moins une unité de rétroéclairage, une carte à circuits, et au moins une carte de dissipation thermique. L'unité de rétroéclairage inclut un élément d'éclairement et une portion thermiquement conductrice connectée à celui-ci pour absorber la chaleur générée par l'élément d'éclairement. La carte à circuits inclut au moins un trou d'assemblage et elle est électriquement connectée à l'unité de rétroéclairage pour former un module de rétroéclairage. La carte à circuits est montée ou fixée sur un côté arrière de la carte de dissipation thermique. La portion thermiquement conductrice de l'unité de rétroéclairage traverse le trou d'assemblage de la carte à circuits et est directement en contact avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique, permettant à la carte de dissipation thermique d'absorber et donc de dissiper la chaleur générée par le module de rétroéclairage. -->Comme la portion thermiquement conductrice de l'unité de rétroéclairage s'étend à travers le trou d'assemblage pour être directement en contact intime avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique, la portion thermiquement conductrice qui présente une excellente conductivité thermique absorbe directement la chaleur perdue et mène la chaleur vers la carte de dissipation thermique. L'efficacité de dissipation thermique du module de rétroéclairage est améliorée. De préférence, l'unité de rétroéclairage inclut en outre une base pour recevoir et pour positionner l'élément d'éclairement et la portion thermiquement conductrice. De préférence, l'unité de rétroéclairage inclut encore au moins deux éléments de contact/conducteurs ayant chacun une première extrémité connectée électriquement à l'élément d'éclairement et une seconde extrémité connectée électriquement à la carte à circuits, la carte à circuits commandant l'éclairage de l'élément d'éclairement pour réaliser une source de rétroéclairage. De préférence, la portion thermiquement conductrice inclut une extrémité qui se projette hors du fond de la base et qui est exposée à l'extérieur à un niveau plus élevé que le fond de la base. Une distance entre le fond de la base et l'extrémité de la portion thermiquement conductrice n'est pas inférieure à la profondeur du trou d'assemblage de la carte à circuits. De préférence, le trou d'assemblage a un diamètre plus élevé que celui de la portion thermiquement conductrice, permettant à la portion thermiquement conductrice de s'étendre à travers le trou d'assemblage pour venir en contact avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique. De préférence, le dispositif de dissipation thermique inclut encore un cadre de support ayant au moins un compartiment pour recevoir le module de rétroéclairage. La carte à circuits peut être directement formée sur le côté arrière de la carte de dissipation thermique. -->Une couche de flux de soudure peut être prévue sur un côté d'engagement de la portion thermiquement conductrice qui est engagée avec la carte de dissipation thermique. De préférence, la couche de flux de soudure inclut de la pâte à braser. De préférence, la carte de dissipation thermique inclut une pluralité d'ailettes de dissipation thermique s'étendant verticalement sur un côté frontal d'elle-même, avec un canal de dissipation thermique défini entre une paire d'ailettes de dissipation thermique pour guider l'air afin qu'il s'écoule verticalement et vers le haut pour dissiper la chaleur depuis les surfaces des ailettes de dissipation thermique. De préférence, la carte à circuits est une carte à circuits imprimés souple ou une carte à circuits imprimés dure. De préférence, l'élément d'éclairement est une diode électroluminescente. De préférence, une pluralité de ventilateurs de dissipation thermique sont montés au-dessous de la carte de dissipation thermique pour renforcer l'efficacité de dissipation thermique de la carte de dissipation thermique. De préférence, la portion thermiquement conductrice est montée sur une extrémité de l'élément d'éclairement. De préférence, la portion thermiquement conductrice est réalisée en l'un des métaux parmi aluminium, cuivre, or et argent. D'autres objectifs, avantages et caractéristiques nouvelles de cette invention deviendront plus apparents à la lecture de la description détaillée qui va suivre, prise en association avec les dessins qui l'accompagnent. La figure 1 est une vue en perspective éclatée illustrant un dispositif de dissipation thermique traditionnel pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat ; -->la figure 2 est une vue en perspective éclatée agrandie illustrant une portion d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention ; la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'une portion du premier mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention, après assemblage ; la figure 4 est une vue en perspective éclatée du premier mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention et un afficheur à écran plat ; la figure 5 est une vue en perspective éclatée agrandie illustrant une portion du premier mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention et des ventilateurs de dissipation thermique ; la figure 6 est une vue en coupe agrandie d'une portion du premier mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention, et le ventilateur de dissipation thermique après assemblage ; la figure 7 est une vue en perspective éclatée agrandie illustrant une portion d'un second mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention ; et la figure 8 est une vue en coupe agrandie d'une portion du second mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention, après assemblage. En se référant aux figures 2 et 4, un premier mode de réalisation d'un dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention est de préférence couplé à un côté arrière d'un afficheur à écran plat "a" qui est de préférence un affichage à cristaux liquides (LCD) ou un écran d'affichage à plasma (PDP). Le dispositif de dissipation thermique fournit un rétroéclairage tout en assurant la dissipation thermique. -->En se référant aux figures 2 et 3, le premier mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention comprend au moins un module de rétroéclairage 1 , un cadre de support 2, et au moins une carte de dissipation thermique 3. Le module de rétroéclairage 1 et le cadre de support 2 sont en contact intime avec un côté arrière de la carte de dissipation thermique 3 pour effectuer la dissipation thermique pour l'afficheur à écran plat "a". Le module de rétroéclairage 1 inclut au moins une unité de rétroéclairage 11 et une carte à circuits 12 connectée électriquement à l'unité de rétroéclairage 11. La carte à circuits 12 commande l'éclairement de l'unité de rétroéclairage 1 1 pour constituer une source de rétroéclairage. Bien qu'il soit préféré utiliser une carte à circuits imprimés souple, la carte à circuits 12 pourra être une carte à circuits imprimés dure. La carte à circuits 12 inclut au moins un trou d'assemblage 121 à travers lequel s'étend l'unité de rétroéclairage 11 pour venir en contact avec la carte de dissipation thermique 3. En se référant encore aux figures 2 et 3, le cadre de support 2 inclut au moins un compartiment 20. La carte de dissipation thermique 3 est montée sur un côté du cadre de support 2 alors que l'afficheur à écran plat "a" est monté sur l'autre côté du cadre de support 2. Plus spécifiquement, le cadre de support 2 est constitué en métal ou en alliage avec une excellente conductivité thermique, comme aluminium, cuivre, or, argent, ou leurs alliages. Néanmoins, on pourra utiliser des matériaux non métalliques, comme une matière plastique ou une mousse. Le compartiment 20 est conformé selon le contour du module de rétroéclairage 1 afin de recevoir le module de rétroéclairage 1 d'une manière telle que le module de rétroéclairage 1 ne va pas se projeter à l'extérieur du cadre de support 2. Toujours en se référant aux figures 2 et 3, la carte de dissipation thermique 3 est réalisée en métal ou en alliage avec une excellente conductivité thermique, comme aluminium, cuivre, or, argent, ou leurs alliages. Une pluralité d'ailettes de dissipation thermique 32 sont prévues sur un côté frontal de la carte de dissipation thermique 3 et elles s'étendent dans une direction verticale, avec un canal de dissipation thermique 32 entre une paire d'ailettes de dissipation thermique 32. Les ailettes de dissipation thermique 32 et les canaux de dissipation thermique 31 augmentent la superficie d'échange thermique entre la carte de dissipation thermique 3 et l'air ambiant, renforçant -->ainsi la dissipation thermique depuis la carte de dissipation thermique 3 vers l'environnement. Toujours en se référant aux figures 2 et 3, chaque unité de rétroéclairage 11 inclut une base 111, et un élément d'éclairement 112, au moins deux éléments de contact/conducteurs 113, et une portion thermiquement conductrice 1 14. Un espace de réception (non représenté) est défini au centre de la base 111 pour recevoir et pour positionner l'élément d'éclairement 112 et la portion thermiquement conductrice 114. L'élément d'éclairement 112 est de préférence une diode électroluminescente (LED), de façon plus préférée une diode électroluminescente blanche. Les éléments de contact/conducteurs 113 sont réalisés en métal avec une excellente conductivité électrique, comme cuivre, argent, ou leurs alliages. Chaque élément de contact/conducteur 113 s'étend à travers un côté de la base 111 et possède une extrémité connectée électriquement à l'élément d'éclairement 112 dans la base 111. L'autre extrémité de chaque élément de contact/conducteur 113 est électriquement connectée à la carte à circuits 12. La portion thermiquement conductrice 114 est réalisée en métal ou en alliage avec une excellente conductivité thermique, comme aluminium, cuivre, or, argent ou leurs alliages. La portion thermiquement conductrice 114 peut être prévue sur le fond de la base 111 et possède une extrémité en contact avec l'élément d'éclairement 112. L'autre extrémité de la portion thermiquement conductrice 114 se projette hors de la base 1 11 et est donc exposée à l'extérieur de la base 1 11 à un niveau plus élevé que le fond de la base 111. La distance entre le fond de la base 111 et l'autre extrémité de la portion thermiquement conductrice 114 n'est pas inférieure à la profondeur du trou d'assemblage 121 de la carte à circuits 12. Le diamètre du trou d'assemblage 121 est supérieur à celui de la portion thermiquement conductrice 114. Grâce à un tel agencement, la portion thermiquement conductrice 114 s'étend à travers le trou d'assemblage 121 pour venir en contact avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique 3. En se référant maintenant aux figures 2 à 4, en utilisation, un côté du cadre de support 2 est monté sur le côté arrière de l'afficheur à écran plat "a". Quand les éléments d'éclairement 112 ou les unités de rétroéclairage 11 génèrent une chaleur perdue tout en émettant un rétroéclairage pour former une image sur l'afficheur à écran plat "a", -->étant donné que les portions thermiquement conductrices 114 des unités de rétroéclairage 11 s'étendent à travers les trous d'assemblage respectifs 121 pour venir directement en contact intime avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique 3, les portions thermiquement conductrices 114 présentant une excellente conductivité thermique absorbent directement la chaleur perdue et mènent cette chaleur vers la carte de dissipation thermique 3. L'efficacité de dissipation thermique du module de rétroéclairage 1 est donc renforcée. En se référant aux figures 5 et 6, une pluralité de ventilateurs de dissipation thermique "b" peuvent être prévus pour renforcer l'efficacité de dissipation thermique. Comme les ailettes de dissipation thermique 32 et les canaux de dissipation thermique 31 s'étendent verticalement, et étant donné que l'air chaud a tendance à monter, les ventilateurs de dissipation thermique "b" sont de préférence situés au-dessous de la carte de dissipation thermique 3, les sorties (non référencées) des ventilateurs de dissipation thermique "b" étant alignées avec les canaux de dissipation thermique 31 pour accélérer l'air dans les canaux de dissipation thermique 31. Cela renforce donc encore l'efficacité de dissipation thermique. Les figures 7 et 8 illustrent un second mode de réalisation du dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat en accord avec la présente invention. Dans ce mode de réalisation, la carte à circuits 12 est formée directement sur le côté arrière de la carte de dissipation thermique 3 et elle inclut au moins un trou d'assemblage 121. La portion thermiquement conductrice 114 de l'unité de rétroéclairage 11 associée s'étend à travers le trou d'assemblage 121 et vient en contact avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique 3, renforçant ainsi effectivement l'efficacité de dissipation thermique. Dans le premier mode de réalisation ou le second mode de réalisation, quand l'unité de rétroéclairage 1 1 et en contact avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique 3 via le trou d'assemblage 121, on peut prévoir à l'avance une couche de flux de soudure (non représentée) sur un côté d'engagement de la portion thermiquement conductrice 1 14 qui est engagée avec la carte de dissipation thermique 3. La couche de flux de soudure peut être chauffée et mise en fusion par une technique de montage en surface, assurant grâce à cela un collage assuré de l'unité de rétroéclairage 1 1 sur le côté arrière de la carte de dissipation thermique -->3. La fiabilité de l'assemblage entre le module de rétroéclairage 1 et la carte de dissipation thermique 3 est donc renforcée. Le matériau de la couche de flux de soudure inclut un matériau de soudure avec une excellente conductivité thermique, comme une pâte à braser. L'efficacité de conduction thermique entre le module de rétroéclairage 1 et la carte de dissipation thermique 3 est encore renforcée. Comme cela est apparent de ce qui précède, l'efficacité de dissipation thermique de la source de rétroéclairage est effectivement renforcée par le dispositif de dissipation thermique en accord avec la présente invention. La durée de vie de l'afficheur à écran plat en est d'autant prolongée. Alors que les principes de cette invention ont été divulgués en relation avec des modes de réalisation spécifiques, les hommes de métier comprendront que cette description n'est pas entendue comme limitant la portée de l'invention, et que toute modification et toute variante qui ne s'éloigne pas de l'esprit de l'invention est entendue comme étant couverte par la portée de cette invention définie uniquement par les revendications annexées. --> Revendications 1. Dispositif de dissipation thermique pour une source de rétroéclairage pour un afficheur à écran plat (a), caractérisé en ce qu'il comprend : au moins une unité de rétroéclairage (11) incluant un élément d'éclairement (112) et une portion thermiquement conductrice (114) pour absorber la chaleur générée par l'élément d'éclairement (112) ; une carte à circuits (12) qui inclut au moins un trou d'assemblage (121), la carte à circuits (12) étant électriquement connectée à ladite au moins une unité de rétroéclairage (11) pour former un module de rétroéclairage (1) ; et au moins une carte de dissipation thermique (3) ayant un côté arrière monté sur la carte à circuits (12), la portion thermiquement conductrice (114) de ladite au moins une unité de rétroéclairage (11) s'étendant à travers ledit au moins un trou d'assemblage (121) de la carte à circuits (12) et étant en contact direct avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique (3), permettant à la carte de dissipation thermique (3) d'absorber et donc de dissiper la chaleur générée par le module de rétroéclairage (1). 2. Dispositif de dissipation thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une unité de rétroéclairage (11) inclut au moins deux éléments de contact/conducteurs (113) ayant chacun une première extrémité connectée électriquement à l'élément d'éclairement (112) et une seconde extrémité connectée électriquement à la carte à circuits (12), la carte à circuits (12) commandant l'éclairage de l'élément d'éclairement (112) pour réaliser une source de rétroéclairage. 3. Dispositif de dissipation thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite au moins une unité de rétroéclairage (11) inclut en outre une base (111) pour recevoir et pour positionner l'élément d'éclairement (112) et la portion thermiquement conductrice (114). 4. Dispositif de dissipation thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portion thermiquement conductrice (114) inclut une extrémité qui se projette hors du fond de la base (111) et exposée vers l'extérieur à un niveau plus élevé que le fond de la base (111), une -->distance entre le fond de la base (111) et l'extrémité de la portion thermiquement conductrice (114) n'étant pas inférieure à une profondeur dudit au moins un trou d'assemblage (121) de la carte à circuits (12). 5. Dispositif de dissipation thermique selon d'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit au moins un trou d'assemblage (121) a un diamètre supérieur à celui de la portion thermiquement conductrice (114), permettant à la portion thermiquement conductrice (114) de s'étendre à travers le trou d'assemblage (121) pour venir en contact avec le côté arrière de la carte de dissipation thermique (3). 6. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il inclut en outre un cadre de support (2) qui inclut au moins un compartiment (20) pour recevoir le module de rétroéclairage (1). 7. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la carte à circuits (12) est directement formée sur le côté arrière de la carte de dissipation thermique (3). 8. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il inclut en outre une couche de flux de soudure sur un côté d'engagement de la portion thermiquement conductrice (114) qui est engagé avec la carte de dissipation thermique (3). 9. Dispositif de dissipation thermique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de flux de soudure inclut de la pâte à braser. 10. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la carte de dissipation thermique (3) inclut une pluralité d'ailettes de dissipation thermique (32) s'étendant verticalement sur un côté frontal de celle-ci, avec un canal de dissipation thermique (31) défini entre deux quelconques ailettes de dissipation thermique (32) adjacentes pour guider l'air afin -->qu'il s'écoule verticalement et vers le haut pour dissiper la chaleur depuis les surfaces des ailettes de dissipation thermique (32). 11. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la carte à circuits (12) est choisie parmi une carte à circuits imprimés souple et une carte à circuits imprimés dure. 12. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'élément d'éclairement (112) est une diode électroluminescente. 13. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il inclut en outre une pluralité de ventilateurs de dissipation thermique (b) montés au-dessous de la carte de dissipation thermique (3) pour renforcer l'efficacité de dissipation thermique de la carte de dissipation thermique (3). 14. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la portion thermiquement conductrice (114) est montée sur une extrémité de l'élément d'éclairement (112). 15. Dispositif de dissipation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la portion thermiquement conductrice (114) est réalisée en un matériau parmi aluminium, cuivre, or et argent.