Brevet FR3097077A1 — publié le 20201211

Description Titre de l'invention : Module électronique Domaine technique [0001] Le présent exposé concerne un module électronique formé de composants élec- troniques montés sur une platine. Plus particulièrement, il concerne le refroidissement d'un tel module. Arrière plan [0002] Tout module électronique comprend des points ayant une température plus élevée que le reste du module. Ces points chauds correspondent aux endroits où se trouvent des composants électroniques émettant de la chaleur en fonctionnement, par exemple des processeurs. Cette chaleur est transmise à la platine sur laquelle reposent les composants et provoque la dilatation thermique de la platine et des composants eux-mêmes. Cette dilatation risque à son tour de provoquer le décalage des composants entre eux et/ou par rapport à leur position de référence, décalage qui peut nuire au bon fonctionnement du module. Un problème est donc de contrôler au mieux les températures dans le module électronique pour éviter ou limiter les phénomènes de dilatation thermique. Cc problème devient d'autant plus complexe dans un environnement où la légèreté, la compacité et la faible consommation électrique des équipements sont recherchées. Présentation générale [0003] L'invention concerne un module électronique comprenant des composants élec- troniques montés sur une platine. La platine comprend un corps en matériau céramique ayant une surface de support sur laquelle sont arrangés les composants électroniques. La platine est équipée d'un caloduc formé par une structure capillaire et une enceinte hermétique renfermant un fluide sous forme liquide en équilibre avec sa phase gazeuse (fluide diphasique). Le caloduc permet d'évacuer la chaleur transmise au corps de la platine par les composants électroniques en fonctionnement. [0004] Au moins un conduit est formé dans l'épaisseur du corps de la platine et débouche sur au moins une face de cc corps par un premier orifice. Ce conduit délimite en partie l'enceinte hermétique du caloduc et forme une zone d'absorption thermique (ou zone d'évaporation) du caloduc. [0005] En outre, au moins une conduite métallique, extérieure à la platine, est raccordée au conduit au niveau du premier orifice, de manière étanche et par l'intermédiaire d'un raccord métallique. Cette conduite métallique délimite en partie l'enceinte hermétique du caloduc et forme la zone de dissipation thermique (ou zone de condensation) du caloduc. 2 [0006] En évacuant de manière efficace la chaleur transmise au corps de la platine par les composants électroniques, le caloduc permet de limiter l'échauffement de la platine et l'élévation de température des composants. Ceci permet de limiter les problèmes liés à la dilatation thermique de la platine ou des composants. Ceci permet également, pour un échauffement de la platine donné, d'utiliser des composants plus puissants qui dégagent plus de chaleur en fonctionnement, ces composants étant mieux refroidis. Enfin, il s'agit d'une solution de régulation de température "passive" qui ne consomme pas d'énergie électrique. [0007] Le fait de réaliser le corps de la platine en un matériau présentant une bonne conductivité thermique et un faible coefficient de dilatation thermique, comme un matériau céramique, permet d'obtenir une bonne stabilité mécanique et thermique de la platine. Par exemple, le corps de la platine est réalisé en céramique dite "ultra-stable", comme le carbure de silicium (SiC). [0008] Comme le (ou les) conduit du caloduc se situe dans l'épaisseur du corps de la platine, il est proche des composants et l'évacuation de chaleur est optimale. En particulier, le conduit est situé juste en dessous de la surface de support. Cette configuration s'avère plus intéressante qu'une configuration dans laquelle le caloduc serait fixé sur la surface de support, car elle permet de se dispenser de fixations pour fixer le caloduc sur la surface de support et, donc, de limiter le poids de l'ensemble du dispositif, de ne pas introduire des interfaces présentant un coefficient d'échange thermique de contact relativement faible, et de ne pas créer de liaison entre des matériaux aux coefficients de dilatation différents. Cette configuration permet, en outre, de préserver l'intégralité de la surface de support pour les composants. Cette configuration s'avère également plus intéressante qu'une configuration dans laquelle le caloduc serait fixé sous la platine, i.e. du côté opposé à la surface de support, car elle permet une meilleure évacuation de chaleur, le caloduc étant plus proche des composants, et elle permet de se dispenser de fixations pour fixer le caloduc sous la platine. Ceci permet également de libérer de l'espace sous la platine, par exemple pour la disposition de composants additionnels. [0009] L'enceinte hermétique du caloduc est délimitée, en particulier, par le conduit formé dans l'épaisseur du corps de la platine et la conduite métallique extérieure à la platine. La conduite métallique prolonge le conduit à l'extérieur de la platine en assurant la continuité nécessaire au mouvement du fluide (sous forme liquide et gazeuse) à l'intérieur de l'enceinte du caloduc. [0010] La conduite métallique n'est pas raccordée directement mais indirectement au conduit, par l'intermédiaire d'un raccord métallique. Comparé à une fixation directe par brasage ou vissage de la conduite métallique sur la platine en céramique, une fixation indirecte au moyen d'un raccord métallique intermédiaire facilite la mise en oeuvre, permet de satisfaire plus facilement les critères d'étanchéité requis et présente 3 l'avantage d'être plus facilement réparable et/ou démontable. [0011] Les dispositions suivantes peuvent être adoptées pour le raccord métallique, de manière indépendante ou combinée. [0012] Le raccord métallique peut comprendre deux brides disposées de part et d'autre d'une paroi du corps de la platine, et des tiges traversant cette paroi. Dans ce cas, la conduite métallique est fixée à l'une des deux brides, considérée comme étant la première bride, et les deux brides peuvent être rapprochées l'une de l'autre par actionnement des tiges, pour serrer la paroi entre elles. De cette manière, la paroi n'est sollicitée qu'en compression. On tire ainsi avantage de la bonne résistance en compression du matériau céramique constitutif de la paroi (et du corps de platine en général), tout en évitant d'être pénalisé par la faible résistance en flexion de ce matériau. En outre, le fait d'utiliser des brides permet de mieux répartir les contraintes sur la paroi. [0013] Les brides peuvent être réalisées en un matériau métallique ayant un coefficient de dilatation thermique linéaire ai tel que al REVENDICATIONSModule électronique comprenant des composants électroniques (10a, 10b) montés sur une platine (1), dans lequel: la platine comprend un corps (2) en matériau céramique ayant une surface de support (3) sur laquelle sont arrangés les composants électroniques; la platine (1) est équipée d'un caloduc formé par une structure capillaire et une enceinte hermétique renfermant un fluide sous forme liquide en équilibre avec sa phase gazeuse, le caloduc permettant d'évacuer la chaleur transmise au corps (2) de la platine par les composants électroniques (10a, 10b) en fonctionnement; au moins un conduit (4, 4a, 4b) est formé dans l'épaisseur du corps (2) de la platine et débouche sur au moins une face (5) de ce corps par un premier orifice (60), ce conduit délimitant en partie l'enceinte hermétique du caloduc et formant une zone d'absorption thermique du caloduc; au moins une conduite métallique (34), extérieure à la platine (1), est raccordée au conduit au niveau du premier orifice (60), de manière étanche et par l'intermédiaire d'un raccord métallique (50), cette conduite métallique (34) délimitant en partie l'enceinte hermétique du caloduc et formant la zone de dissipation thermique du caloduc. Module électronique selon la revendication 1, dans lequel le raccord métallique (50) comprend: une première bride (52) et une deuxième bride (54) disposées de part et d'autre d'une paroi (62) du corps de platine; et des tiges (55) traversant cette paroi; dans lequel les première et deuxième brides (52, 54) peuvent être rapprochées l'une de l'autre par actionnement des tiges (55), pour serrer la paroi (62) entre elles; et dans lequel la conduite métallique (34) est fixée à la première bride (52). Module électronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un joint métallique (59) est disposé entre la première bride (52) et la paroi (62) du corps de platine. Module électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les brides (52, 54) sont réalisées en un matériau métallique ayant un coefficient de dilatation thermique linéaire ai tel que: 14 [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] al