Brevet FR3115860A1 — publié le 20220506

La présente invention concerne un support de source lumineuse pour un phare de véhicule. Le support de la source lumineuse comprend une zone de montage de la source lumineuse permettant de monter une source lumineuse sur le support de la source lumineuse. Au moins une rainure allongée de transfert de chaleur pour transférer la chaleur générée par la source lumineuse est prévue sur le support de la source lumineuse. Cette rainure de transfert de chaleur comprend au moins une surface de paroi. Un revêtement métallique est prévu sur la surface de paroi au moins. La rainure de transfert de chaleur allongée comportant le revêtement métallique permet un transfert efficace de la chaleur générée par la source lumineuse. (Fig. 2) SUPPORT DE SOURCE LUMINEUSE AVEC RAINURE DE TRANSFERT DE CHALEUR La présente invention concerne un support de source lumineuse pour un phare de véhicule automobile et plus particulièrement un support de source lumineuse avec des rainures de transfert de chaleur pour transférer la chaleur à l'écart d'une source lumineuse. STATE OF THE ART Les lampes sont utilisées dans les véhicules et autres, pour éclairer le chemin à suivre ou donner des informations aux autres usagers de la route, que ce soit à l'avant, à l'arrière ou sur les côtés. Ces lampes pour véhicules modernes utilisent différents types de sources lumineuses à LED pour produire une lumière à haut rendement. Les sources lumineuses à LED sont positionnées sur un support de source lumineuse tel qu'une carte de circuit imprimé, qui permet de contrôler le fonctionnement de la lampe du véhicule. Différents matériaux sont utilisés pour produire les cartes de circuits imprimés pour les applications d'éclairage, comme les cartes de circuits imprimés laminés et les cartes de circuits imprimés à noyau métallique en fonction de l'application. Les cartes de circuits imprimés à noyau métallique incorporent un matériau métallique de base comme diffuseur de chaleur qui fait partie intégrante de la carte de circuits imprimés, généralement constitué d'un alliage d'aluminium. Les cartes de circuits imprimés à noyau métallique sont utilisées pour les pièces nécessitant un refroidissement important. D'autre part, les circuits imprimés laminés ont une conductivité thermique inférieure à celle des circuits imprimés à noyau métallique. Pour surmonter ce problème, diverses solutions ont été essayées ou utilisées dans le passé. L'une d'entre elles consiste à prévoir plusieurs trous circulaires en cuivre dans la carte de circuit imprimé. Ces trous augmentent la surface de dissipation de la chaleur générée par la source de lumière placée sur la carte de circuit imprimé. L'inconvénient de ce système est que les trous circulaires sont répartis et, en raison de la faible conductivité thermique du circuit imprimé laminé, ne peuvent pas dissiper efficacement la chaleur. Le support de la source lumineuse laminée ayant des vias circulaires convient aux applications de faible à moyenne puissance où la chaleur générée est relativement moindre. Cependant, les supports de sources lumineuses avec une pluralité de traversées circulaires creuses ne sont pas adaptés aux applications de forte puissance. En raison des propriétés du matériau de la carte de circuit imprimé, le transfert de chaleur n'est pas efficace et uniforme à travers les traversées car la chaleur ne peut pas se déplacer efficacement à travers le matériau de la carte de circuit. Les techniques conventionnelles présentent divers inconvénients, comme décrit précédemment, et il est nécessaire de mettre au point un système de transfert de chaleur pour une carte de circuit imprimé laminée ayant de meilleures capacités de transfert de chaleur. L'un des objectifs de la présente invention est de fournir un support de source lumineuse pour un feu de véhicule, qui comprend un moyen de transfert de chaleur pour transférer la chaleur générée par la source lumineuse positionnée sur le support de source lumineuse pour toutes les applications de gamme de puissance. L'autre objectif de la présente invention est de fournir un support de source lumineuse, qui peut transférer la chaleur générée par la source lumineuse dans une direction plane et transversale du support de source lumineuse. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un support de source lumineuse pour un phare de véhicule comprenant une zone de montage de source lumineuse pour monter une source lumineuse sur le support de source lumineuse, au moins une rainure allongée de transfert de chaleur pour transférer la chaleur générée par la source lumineuse, l’au moins une rainure de transfert de chaleur forme au moins une surface de paroi à l'intérieur de la rainure, et un revêtement métallique sur l'au moins une surface de paroi. L’au moins une rainure allongée de transfert de chaleur est capable de transférer la chaleur dans la direction plane et transversale du support de la source lumineuse. Cela permet un transfert de chaleur efficace le long du support de la source lumineuse. En outre, le revêtement métallique augmente le coefficient thermique de transfert de chaleur, ce qui permet un transfert rapide et efficace de la chaleur vers l'atmosphère. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, l’au moins une rainure de transfert de chaleur s'étend dans une direction radiale à partir de la zone de montage de la source lumineuse. Comme la chaleur générée par la source lumineuse se répand sur le support de la source lumineuse, les rainures disposées radialement sont capables de transférer la chaleur uniformément sur le support de la source lumineuse. Cela permet un meilleur transfert de la chaleur dans le support de la source lumineuse et empêche la formation de groupes de zones de chaleur. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, le support de la source lumineuse comprend plusieurs rainures allongées de transfert de chaleur qui sont régulièrement disposées sur la zone de montage de la source lumineuse. Les rainures de transfert de chaleur régulièrement disposées permettent un transfert de chaleur uniforme à travers le support de la source lumineuse. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, les rainures allongées de transfert de chaleur s'éloignent les unes des autres. La chaleur générée par la source lumineuse est maximale à proximité du support de la source lumineuse et est répartie sur le support de la source lumineuse. Les rainures divergentes de transfert de chaleur permettent de transporter la chaleur de la source de lumière vers le bord du support de la source de lumière et aident à transférer la chaleur à l'atmosphère de manière efficace. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, les rainures de transfert de chaleur, au nombre d'au moins une, sont de forme oblongue. Les rainures de transfert de chaleur de forme oblongue communiquent avec les faces supérieure et inférieure et aident à diffuser la chaleur dans une direction transversale ainsi que dans une direction plane. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, l’au moins une rainure de transfert de chaleur est créée par fraisage du support de la source lumineuse. En utilisant le fraisage pour créer le transfert de chaleur, la rainure permet de contrôler largement les coûts de fonctionnement. En outre, une plus grande précision dans la finition du travail par rapport à d'autres machines peut être obtenue, ce qui permet d'éviter d'endommager le support de la source lumineuse. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, le revêtement métallique est obtenu par la métallisation d'au moins une surface de paroi de l'au moins une rainure de transfert de chaleur. Les métaux sont connus pour avoir un meilleur coefficient thermique de transfert de chaleur, par conséquent la métallisation de la surface de la paroi de la rainure de transfert de chaleur permet un meilleur transfert de chaleur à travers la rainure vers l'atmosphère. Cela améliore l'efficacité du transfert de chaleur des rainures de transfert de chaleur. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, le revêtement métallique est obtenu par le sertissage du métal sur au moins une des surfaces de paroi de l’au moins une rainure de transfert de chaleur. Le sertissage permet une connexion rapide entre le métal et le support de la source lumineuse. En outre, le sertissage peut empêcher l'accumulation de saletés. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, le revêtement métallique est fait de cuivre. Le cuivre a une conductivité thermique élevée et assure donc un transfert de chaleur efficace le long du revêtement métallique de l’au moins une rainure de transfert de chaleur. Ainsi, le support de la source lumineuse de la présente invention est efficace pour transférer la chaleur générée par la source lumineuse dans une direction plane et transversale et peut être utilisé dans des applications à gamme de puissance variable, c'est-à-dire des applications à faible gamme de puissance aux applications à haute gamme de puissance. Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, le support de la source lumineuse est constitué d'un matériau de substrat FR4. FR4 est une désignation de qualité NEMA pour le matériau stratifié époxy renforcé de verre. En raison de sa résistance, ainsi que de sa capacité à résister à l'humidité et au feu, le FR4 est l'un des matériaux de support de source lumineuse (carte de circuit imprimé) les plus populaires. Par rapport à un dispositif de montage en surface ou CMS, le support de source lumineuse à base de substrat FR4 peut être utilisé dans des applications de haute puissance et peut être assemblé sans endommager les composants, ce qui facilite le montage. BRÈVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Pour compléter la description et permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent un mode de réalisation de l'invention, ce qui ne doit pas être interprété comme une restriction de la portée de l'invention, mais seulement comme un exemple de la manière dont l'invention peut être réalisée. Les dessins comportent les caractéristiques suivantes. montre une vue en perspective d'un support de source lumineuse fixé sur un dissipateur thermique, selon un mode de réalisation de la présente invention. La montre un support de source lumineuse ayant une zone de montage de la source lumineuse et des rainures allongées de transfert de chaleur, selon un mode de réalisation de la présente invention. La montre une vue agrandie de la zone de montage de la source lumineuse de la montrant la direction du transfert de chaleur dans la zone de montage de la source lumineuse. La montre une vue agrandie de la zone de montage de la source lumineuse de la montrant la disposition des rainures non radiales disposées horizontalement. La montre une vue agrandie de la zone de montage de la source lumineuse de la montrant la disposition des rainures non radiales disposées verticalement. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Les éléments de la présente demande seront expliqués en détail ci-dessous à l'aide d'exemples en référence aux dessins accompagnés. Tout au long de la description, des chiffres de référence identiques ou similaires représentent des parties identiques ou similaires. La description suivante des représentations en référence aux dessins vise à expliquer le concept inventif général de la présente demande, au lieu de se limiter à la présente invention. Dans la description détaillée qui suit, de nombreux détails spécifiques sont exposés à des fins d'explication afin de permettre une compréhension approfondie des modes de réalisation divulgués. Il apparaîtra toutefois qu'un ou plusieurs modes de réalisation peuvent être pratiquées sans ces détails spécifiques. Les sources lumineuses des lampes de véhicules sont positionnées sur une zone de montage d'un support de source lumineuse, par exemple, une carte de circuit imprimé (PCB). La source lumineuse qui est montée sur le support de source lumineuse génère de la chaleur résiduelle pendant le fonctionnement. La chaleur générée est d'abord dissipée vers le support de la source lumineuse, puis émise dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'un dissipateur thermique. La chaleur dissipée vers le support de la source lumineuse se propage dans deux directions, à savoir dans le plan et dans le sens transversal. La montre un support de source lumineuse 10 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le support de source lumineuse 10 de la présente invention peut être utilisé dans les lampes de véhicules automobiles. Comme le montre la , le support de source lumineuse 10 peut être fixé à un dissipateur thermique 30. Le dissipateur thermique 30 agit comme un élément de transfert de chaleur pour transférer la chaleur à l'atmosphère et sert de support mécanique pour le support de source lumineuse 10 à fixer sur un boîtier de la lampe du véhicule. Dans une version de la présente invention, le support de la source lumineuse 10 peut être fixé au dissipateur thermique 30 en utilisant une colle thermique ou toute autre méthode d'assemblage. montre un support de source lumineuse 10 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le support de source lumineuse 10 comprend une zone de montage de la source lumineuse 20 pour le montage d'une source lumineuse 22 sur le support de source lumineuse 10. La source lumineuse 22 peut être reliée mécaniquement à la zone de montage de la source lumineuse 20 au moyen d'une colle thermique (non illustrée dans la figure) et électriquement au moyen de pistes conductrices (non illustrées dans la figure). La connexion électrique peut être utilisée pour fournir l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de la source lumineuse 22. La source lumineuse 22 utilisée peut être une source de haute puissance et haute intensité telle une LED. Les sources lumineuses à LED génèrent de la chaleur résiduelle lorsqu'elles sont en fonctionnement. La chaleur résiduelle produite peut former une zone de chaleur autour de la source lumineuse 22, la chaleur peut de plus être transmise au support de la source lumineuse 10. Pour un fonctionnement optimal des sources lumineuses, la chaleur générée doit être transférée loin du support de la source lumineuse. La chaleur est généralement transmise à l'atmosphère par le dissipateur thermique 30 (comme le montre la ). Selon une version de la présente invention, le support de la source lumineuse 10 comprend au moins une rainure allongée de transfert de chaleur 24 pour transférer la chaleur générée par la source lumineuse 22, ladite au moins une rainure de transfert de chaleur 24 s'étendant dans une direction radiale à partir de la source lumineuse 22. En outre, l’au moins une rainure de transfert de chaleur 24 comprend au moins une surface de paroi 26. Une partie du support de la source lumineuse 10 peut être enlevée par fraisage pour former la rainure allongée de transfert de chaleur 24. La limite de la rainure allongée de transfert de chaleur 24 formée par le fraisage de la surface du support de la source lumineuse 10 définit la surface de la paroi 26. Pour former la surface de la paroi, la partie du support de source lumineuse 10 peut être enlevée en utilisant d'autres procédés d'enlèvement de matière ou la paroi peut être formée comme une partie intégrée du support de source lumineuse 10. La rainure de transfert de chaleur 24 aide à dissiper la chaleur générée par la source lumineuse 22 à l'écart du support de la source lumineuse 10. En outre, la surface de la paroi 26 de la ou des rainures de transfert de chaleur 24 est dotée d'un revêtement métallique. La présence du revêtement métallique sur la surface de la paroi 26 améliore le coefficient de transfert thermique, ce qui permet un meilleur transfert de chaleur par conduction à travers la rainure de transfert thermique 24. Dans une variante de la présente invention, comme le montre la , l'au moins une rainure de transfert de chaleur 24 s'étend dans une direction radiale à partir de la zone de montage de la source lumineuse 20. Cette disposition permet le transfert de chaleur à partir de la zone de chaleur créée autour de la source de lumière 22 de manière efficace le long du support de la source de lumière 10. Le revêtement métallique de la surface de la paroi 26 est prévu pour former une connexion métallique continue et ininterrompue sur la rainure allongée de transfert de chaleur 24. La disposition d'une rainure allongée de transfert de chaleur 24 avec un revêtement métallique sur la surface de la paroi 26 permet une conduction planaire de la chaleur et donc, fournit une meilleure performance thermique. Dans une autre variante de la présente invention, l'au moins une rainure de transfert de chaleur 24 peut être disposée dans une direction non radiale par rapport à la zone de montage de la source lumineuse 20. La disposition non radiale de la rainure de transfert de chaleur 24 au moins peut être en direction horizontale comme indiqué dans la ou en direction verticale comme indiqué dans la . Selon un mode de réalisation de l'invention, la rainure allongée de transfert de chaleur 24 peut être disposée régulièrement sur la zone de montage de la source lumineuse 20. La disposition régulière indique que les rainures allongées de transfert de chaleur 24 sont disposées de telle sorte que les rainures sont disposées à un espace égal les unes par rapport aux autres. Les rainures allongées de transfert de chaleur 24, disposées régulièrement, permettent un transfert de chaleur uniforme le long du support de la source lumineuse 10. Dans une version de la présente invention, les rainures allongées de transfert de chaleur 24 s'écartent les unes des autres. Cette disposition de rainures allongées de transfert de chaleur 24 divergentes et régulièrement disposées permet un transfert de chaleur dans une direction radiale. l'au moins une rainure allongée de transfert de chaleur 24 peut être de forme oblongue ou rectangulaire, parabolique ou elliptique. La forme oblongue de la rainure de transfert de chaleur 24 peut être définie comme une rainure plate s'étendant sur le support de la source lumineuse 10 ayant des côtés adjacents inégaux. La rainure oblongue améliore l'efficacité du transfert de chaleur, car une plus grande surface est disponible pour le transfert de la chaleur à l'atmosphère depuis la carte de circuit imprimé. En outre, la rainure oblongue peut communiquer avec les faces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé et peut aider à répartir la chaleur dans une direction transversale ainsi que plane. Selon une version de la présente invention, le revêtement métallique de la surface de la paroi 26 de la rainure allongée de transfert de chaleur 24 est obtenu par métallisation d'au moins une surface de la paroi 26. La métallisation implique le revêtement d'un métal conducteur sur la surface de la paroi 24 de la rainure allongée de transfert de chaleur 24 ; de préférence, le métal utilisé pour la métallisation est le cuivre. De plus, la métallisation permet d'obtenir une quantité précise de revêtement métallique sur la surface de la paroi 26. La quantité de métal dans le revêtement métallique fourni sur la surface de la paroi 26 joue un rôle important dans le maintien de l'efficacité opérationnelle du transfert de chaleur dans le support de la source lumineuse. En variante de la présente invention, le revêtement métallique de la surface murale 26 est fourni par le sertissage d'une feuille de métal sur au moins une des surfaces murales 26. D'autres méthodes d'assemblage, telles que l'application de colle thermique, le soudage ou la brasure, peuvent également être utilisées pour réaliser le revêtement métallique de la surface de la paroi 26 de la rainure allongée de transfert de chaleur 24. Le support de la source lumineuse 10 selon un mode de réalisation de l'invention est une carte de circuit imprimé laminée. La carte de circuit imprimé stratifiée ayant au moins une rainure allongée de transfert de chaleur 24 selon la réalisation de la présente invention fournit une meilleure efficacité de transfert de chaleur et peut être utilisée pour des applications de puissance variable. Bien que la présente divulgation fournisse des références à des chiffres, tous les modes de réalisation indiqués dans les chiffres sont destinés à expliquer les modes de réalisation préférés de la présente invention à titre d'exemple plutôt que d'être destinées à limiter la présente invention. Les modes de réalisation préférés de la présente invention ont été divulgués. Cependant, il devrait être évident pour une personne de compétence ordinaire dans l'art que certaines modifications entreraient dans les enseignements de la présente invention et que divers changements ou modifications peuvent être apportés à la présente divulgation sans s'écarter des principes de la divulgation, qui sont destinés à être couverts par la présente invention tant que ces changements ou modifications entrent dans le champ défini dans les revendications et leurs équivalents Un support de source lumineuse (10) pour un phare de véhicule, le support de source lumineuse comprend: une zone de montage de la source lumineuse (20) pour le montage d'une source lumineuse (22) sur le support de la source lumineuse (20) ;; au moins une rainure allongée de transfert de chaleur (24) adaptée pour transférer la chaleur générée par la source de lumière (22), dans laquelle l'au moins une rainure allongée de transfert de chaleur (24) forme au moins une surface de paroi (26) à l'intérieur de la rainure ; et un revêtement métallique prévu sur au moins une surface de la paroi (26) . Support de source lumineuse (10) selon la revendication 1, dans lequel l'au moins une rainure allongée de transfert de chaleur (24) s'étend dans une direction radiale à partir de la source lumineuse (22) positionnée sur la zone de montage de la source lumineuse (20). Support de source lumineuse (10) tel que revendiqué dans l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de source lumineuse comprend plusieurs rainures allongées de transfert de chaleur (24) qui sont régulièrement disposées sur la zone de montage de la source lumineuse (20). Support de source lumineuse (10) tel que revendiqué dans l'une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une rainures allongées de transfert de chaleur (24) est de forme oblongue ou rectangulaire ou elliptique ou parabolique. Un support de source lumineuse (10) tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dans l'au moins une rainure allongée de transfert de chaleur (24) est créée par fraisage du support de source lumineuse (20). Support de source lumineuse (10) tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement métallique est fourni par métallisation d'au moins une surface de paroi (26) de la rainure allongée de transfert de chaleur (24). Support de source lumineuse (10) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le revêtement métallique est serti sur au moins une des surfaces de paroi (26) de la rainure allongée de transfert de chaleur (20). Un support de source lumineuse (10) tel que revendiqué dans l'une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement métallique est fait de cuivre. Un support de source lumineuse (10) tel que revendiqué dans l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de source lumineuse (20) est une carte de circuit imprimé laminée. Lampe de véhicule comprenant un boîtier, un élément optique, une source de lumière, un dissipateur thermique et un support de source de lumière selon les revendications 1 à 9.