Brevet FR3026269A1 — publié le 20160325

Radiateur à picots et dispositif associé Le domaine de l'invention est celui des radiateurs destinés à climatiser de petits composants. Le domaine plus particulier de l'invention est celui de l'électronique. Dans un certain nombre d'applications, des composants fragiles nécessitent un capot de protection. C'est notamment le cas de certains composants électroniques. Ces capots sont généralement à base de matrices thermoplastiques ou de composites. Ces composants peuvent également nécessiter d'être climatisés. C'est le cas des composants électroniques qui peuvent consommer une grande puissance électrique dans un petit volume. Pour climatiser un composant électronique ou non, il est nécessaire d'assurer le transfert thermique d'une zone chaude vers une zone froide au travers du capot de protection. Or, les matériaux mis en oeuvre en composite ou en injection thermoplastique ont des conductibilités thermiques extrêmement basses en comparaison des matériaux métalliques, les rendant impropres à des usages de radiateurs. Plusieurs solutions existent pour résoudre ce problème. On peut ouvrir la pièce thermoplastique et fixer un radiateur dans l'ouverture. On peut également faire pénétrer l'air dans la pièce thermoplastique au travers d'ouvertures et le faire circuler sur un radiateur ou directement sur les éléments à refroidir ou à réchauffer. Enfin, on peut ne pas utiliser de matière non conductrice thermiquement et protéger le composant par une pièce conductrice en aluminium ou en cuivre. Toutes ces solutions présentent tout ou partie des inconvénients suivants : Etanchéité à l'air difficile à assurer ; Surcoût important dû à la mise en oeuvre de deux procédés différents nécessitant des opérations de montage supplémentaires ; Augmentation signification de la masse du capot. Le radiateur selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. Il permet de réaliser simplement en une seule opération un radiateur efficace et performant tout en conservant la matrice thermoplastique. Le coeur de l'invention est de positionner des picots de climatisation dans le moule d'injection du capot de protection en automatique, les picots étant positionnés de la même manière que d'autres inserts métalliques puis de surmouler ces picots de climatisation, c'est à dire de les rendre solidaires de la pièce injectée. Plus précisément, l'invention a pour objet un radiateur destiné à la 10 climatisation d'un ou de plusieurs composants, ledit radiateur comprenant un support et des moyens de climatisation, caractérisé en ce que le support est réalisé en matériau thermoplastique et en ce que lesdits moyens de climatisation sont une pluralité de picots de type picots électroniques, les têtes des picots étant enchâssées dans le dit support de façon à être au 15 contact ou au voisinage du ou des composants lorsque le radiateur est monté sur le ou lesdits composants. Avantageusement, les picots sont tous de même matière et/ou de même taille ou sont de matière différente et/ou de taille et/ou de forme différente. 20 Avantageusement, une partie ou la totalité des picots sont des caloducs ou des picots à effet Peltier. Avantageusement, les pointes des picots sont toutes perpendiculaires à la sui-face du support où les têtes des picots sont enchâssées. 25 Avantageusement, une partie ou la totalité des pointes des picots sont inclinées par rapport à la surface du support où les têtes des picots sont enchâssées. Avantageusement, le support est réalisé en matériau thermoplastique souple. 30 Avantageusement, le radiateur comporte une pièce en matériau conducteur de la chaleur disposée en totalité ou en partie sous les têtes des picots. L'invention concerne également un dispositif comportant au moins un composant à climatiser et un radiateur tel que décrit ci-dessus. 35 Avantageusement, le dispositif est du type électronique. L'invention concerne également le procédé de réalisation du radiateur précédent, le support étant réalisé par moulage, les picots étant disposés dans le moule avant l'opération d'injection du matériau 5 thermoplastique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : 10 La figure 1 représente une vue en coupe d'un radiateur selon l'invention ; La figure 2 représente un dispositif comportant un ensemble de composants surmontés d'un radiateur selon l'invention ; La figure 3 représente une variante de réalisation des picots selon 15 l'invention. A titre d'exemple non limitatif, la figure 1 représente une vue en coupe d'un radiateur 1 selon l'invention. Il comporte une pièce support en matériau thermoplastique 10 dans laquelle sont surmoulés des picots 11 qui 20 vont servir à la climatisation d'un ou de plusieurs composants. On entend par climatisation d'un composant la possibilité soit de le refroidir soit de le réchauffer. Dans le cas des figures 1 et 2, le radiateur est adapté pour climatiser deux composants 12 et 13 de tailles et de formes différentes. Bien entendu, on peut faire varier le nombre, la forme et la taille des composants. 25 Chaque picot comporte une tête 14 et une pointe 15. Les têtes sont enchâssées ou surmoulées dans la pièce support de façon qu'elles affleurent la ou les parois internes 16 de la pièce support. Ainsi, comme on le voit sur la figure 2, une fois que le radiateur 1 est monté sur le ou les composants à climatiser, ces têtes de picot se trouvent au contact des 30 surfaces supérieures des composants 12 et 13. La pièce thermoplastique 10 est adaptée à la forme du composant ou des composants à refroidir comme on le voit sur la figure 2. Eventuellement, une interface carbone ou un drain carbone 17 peut être disposé entre le composant à refroidir et les picots, ce qui permet d'homogénéiser la température sur une grande surface de composant et un nombre de picots important. La taille, la forme, la matière et la répartition des picots sont adaptés aux composants à climatiser. On peut, comme on le voit sur les figures 1 et 2, mélanger des picots 11 et 11 bis de différente taille. On peut également avoir des picots de différente matière. Ainsi, on peut disposer des picots en cuivre à côté de picots en aluminium. Comme on le voit sur la figure 3, les pointes des picots ne sont pas nécessairement perpendiculaires à la surface du support qui les porte. Il est possible de les incliner. On diminue ainsi l'encombrement tout en conservant la même surface d'échange. Il faut veiller à adapter la forme de la pièce support de façon que l'inclinaison des picots permette le démoulage. Ainsi, sur la figure 3, les parois de la pièce support 10 sont inclinées. On peut utiliser des picots « passifs » métalliques, la climatisation 15 est uniquement assurée par la conductibilité thermique des picots. On peut également utiliser des picots à caloduc ou à effet Peltier. Dans ce dernier cas, le radiateur nécessite une alimentation électrique. De façon générale, le support étant réalisé en matériau thermoplastique, il n'y a pas de problèmes de compatibilité galvanique entre les différents types de picots, laissant ainsi 20 une grande liberté de mise en oeuvre. La pièce thermoplastique peut être rigide ou être réalisée en matériau souple de type élastomère. On peut ainsi créer une enveloppe souple pouvant parfaitement épouser la zone à climatiser. 25 On peut utiliser, pour la mise en place dans le moule des picots de climatisation, des systèmes automatiques déjà utilisés et parfaitement maîtrisés pour la dépose des inserts de fixation. Pour de petites séries, un placement et une fixation des picots à chaud ou par ultrasons peut être effectuée. 30 Les avantages du radiateur selon l'invention sont les suivants : Obtention par moulage de formes de radiateur complexes ; Choix important de dispositions des picots de climatisation ; Choix important de forme, de taille, de matériaux des picots de 35 climatisation ; Possibilité d'utiliser des picots à caloducs ou à effet Peltier pour obtenir de grandes efficacités thermiques ; Réduction de la masse du radiateur ; Réduction du coût du radiateur ; Grande précision des assemblages liée au procédé de réalisation ; Etanchéité à l'air parfaite ; Possibilité d'utiliser des supports souples en élastomère, permettant d'épouser simplement des formes variées de zones à refroidir. On peut ainsi totalement entourer une pièce cylindrique. REVENDICATIONS1. Radiateur (1) destiné à la climatisation d'un ou de plusieurs composants (12, 13), ledit radiateur comprenant un support (10) et des moyens de climatisation, caractérisé en ce que le support est réalisé en matériau thermoplastique et en ce que lesdits moyens de climatisation sont une pluralité de picots (11) de type picots électroniques, les têtes (14) des picots étant enchâssées dans le dit 10 support de façon à être au contact ou au voisinage du ou des composants (12, 13) lorsque le radiateur est monté sur le ou lesdits composants. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les picots (11) sont tous de même matière et/ou de même taille. 3. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les picots (11) sont de matière différente et/ou de taille et/ou de forme différente. 20 4. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie ou la totalité des picots (11) sont des caloducs ou des picots à effet Peltier. 25 5. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pointes (15) des picots (11) sont toutes perpendiculaires à la surface du support où les têtes des picots sont enchâssées. 6. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une 30 partie ou la totalité des pointes des picots (11) sont inclinées par rapport à la surface du support où les têtes des picots sont enchâssées. 7. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 35 support est réalisé en matériau thermoplastique souple.. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur comporte une pièce (17) en matériau conducteur de la chaleur disposée en totalité ou en partie sous les têtes des picots. 9. Dispositif comportant au moins un composant à climatiser et un radiateur, caractérisé en ce que ledit radiateur est selon l'une des revendications précédentes. 10 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif est du type électronique. 11. Procédé de réalisation d'un radiateur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le support est réalisé par 15 moulage, les picots étant disposés dans le moule avant l'opération d'injection du matériau thermoplastique.