Brevet FR3163802A1 — publié le 20251226

Pièce de dissipation thermique rapportée sur boîtier, ensemble, procédé et produit-programme d’ordinateur associés La présente invention concerne une pièce (14) adaptée pour être montée sur un boîtier (12), plus particulièrement un boîtier contenant au moins un circuit électronique (20). La pièce (14) comprend au moins une portion de dissipation thermique (26). Ladite portion de dissipation thermique (26) comprend des structures (32), les structures (32) étant agencées de sorte à s’étendre en dehors du boîtier (12) lorsque la pièce (14) est montée sur le boîtier (12). Les structures (32) ont une forme de treillis, plus particulièrement de système triangulé ou de surfaces minimales triplement périodiques ou de surfaces minimales doublement périodiques. L’invention concerne en outre un ensemble, un procédé et un produit-programme d’ordinateur associés. Figure pour l'abrégé : Fig 1 Pièce de dissipation thermique rapportée sur boîtier, ensemble, procédé et produit-programme d’ordinateur associés La présente invention concerne une pièce de dissipation thermique rapportée sur un boîtier, plus particulièrement un boîtier contenant au moins un circuit électronique. L’invention concerne en outre un ensemble, un procédé de fabrication et des instructions associés. Un boîtier, tel un boîtier électronique, contient des composants susceptibles de générer de la chaleur, à évacuer pour éviter une surchauffe. Le boîtier est, par exemple, pourvu d’ailettes sur une surface extérieure d’une paroi du boîtier, les ailettes étant de matière avec la paroi du boîtier. Les ailettes forment une partie de convection avec l’extérieur pour dissiper ladite chaleur. Le boîtier est alors conçu avec les contraintes mécaniques liées à son rôle de boîtier, notamment la résistance, la légèreté, etc., mais également avec les contraintes liées à la dissipation de chaleur : des compromis sont ainsi réalisés entre ces différentes fonctions pour concevoir le boîtier, par exemple en terme de matériau employé. En outre, chaque boîtier est conçu pour un usage particulier. En particulier, lorsque le boîtier comprend un circuit imprimé pourvu de composants particuliers, le boîtier est dimensionné et fabriqué pour ce circuit imprimé, et ne serait pas adapté pour un autre circuit imprimé. Ainsi, il est susceptible de devoir prévoir des références de boîtier pour chaque référence de circuits imprimés (ou autre contenu du boîtier) envisagée. Cela entraîne une gestion complexe des différents éléments, et un risque de gâcher lesdits éléments. Enfin, en cas de changement de circuit imprimé ou de composant dans un système, il est potentiellement nécessaire de changer le boîtier. Le but de l’invention est alors de proposer une solution permettant de palier l’ensemble de ces problèmes A cet effet, l’invention a pour objet une pièce adaptée pour être montée sur un boîtier, plus particulièrement un boîtier contenant au moins un circuit électronique, la pièce comprenant au moins une portion de dissipation thermique, ladite portion de dissipation thermique comprenant des structures, les structures étant agencées de sorte à s’étendre en dehors du boîtier lorsque la pièce est montée sur le boîtier, les structures ayant une forme de treillis, plus particulièrement de système triangulé ou de surfaces minimales triplement périodiques ou de surfaces minimales doublement périodiques. Une telle pièce est prévue pour être rapportée sur le boîtier. Elle est ainsi susceptible d’être conçue spécifiquement pour la dissipation thermique, et le boîtier pour sa fonction de boîtier, notamment en termes de matériaux. En outre, il est possible d’avoir un boîtier compatible avec différents circuits électroniques ou autres contenus, la pièce étant adaptée audit contenant. Cela permet une gestion plus aisée des différents éléments. En outre, en cas de changement du circuit électronique, il n’est pas nécessaire de changer tout le boîtier, mais éventuellement juste la pièce rapportée. Enfin, les structures en forme de treillis, et notamment de surfaces minimales triplement périodiques ou de surfaces minimales doublement périodiques, sont particulièrement avantageuses pour favoriser la convection, et donc la dissipation thermique, et participent en outre à offrir une résistance mécanique. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, la pièce comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la pièce est réalisée par fabrication additive ; - elle comprend au moins une portion conductrice, ladite portion conductrice étant adaptée pour s’étendre en contact avec au moins un composant agencé dans un volume interne du boîtier ; - les structures présentent une forme de cellules de Kelvin ; - la pièce est en métal, plus particulièrement en cuivre ou en aluminium ou en acier. L’invention concerne également un ensemble comprend un boîtier, plus particulièrement un boîtier contenant au moins un circuit électronique, et au moins une pièce telle que définie précédemment, l’au moins une pièce étant montée sur le boîtier, l’au moins une portion de dissipation thermique étant agencée en dehors du boîtier. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, l’ensemble comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la pièce comprend au moins une portion conductrice, le boîtier délimitant un volume interne, l’ensemble comprenant au moins un composant agencé dans le volume interne, l’au moins une portion conductrice étant en contact avec l’au moins un composant ; - le boîtier comprend au moins une paroi présentant au moins une ouverture traversante, chaque portion conductrice traversant l’au moins une paroi au niveau d’une de l’au moins une ouverture traversante ; - le boîtier comprend au moins une paroi présentant au moins une ouverture traversante, l’au moins une pièce recouvrant l’au moins une ouverture traversante. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce telle que définie précédemment, le procédé de fabrication comprenant une étape de fabrication additive de ladite pièce. L’invention concerne également un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ensemble comprenant un calculateur et un dispositif de fabrication additive, mettent en œuvre un procédé de fabrication de la pièce tel que défini précédemment. L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 est une vue en coupe d’un ensemble selon un premier mode de réalisation de l’invention, et FIG. 2 la FIG. 2 est une vue en coupe d’un ensemble selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Un exemple d’ensemble selon un premier mode de réalisation de l’invention est représenté schématiquement sur la FIG. 1 . L’ensemble 10 comprend un boîtier 12 et au moins une pièce 14. Le boîtier 12 délimite un volume interne 16. L’ensemble 10 comprend au moins un composant 18 agencé dans le volume interne 16. L’au moins un composant 18, dit par la suite composant chaud, produit ici de la chaleur en fonctionnement. L’ensemble 10 comprend ici un circuit électronique 20 sur lequel est monté l’au moins un composant 18. Le circuit électronique 20 est agencé dans le volume interne 16 du boîtier 12. Plus particulièrement, le circuit électronique 20 est fixé au boîtier 12 dans le volume interne 16. Le boîtier 12 comprend au moins une paroi 22, sur laquelle est prévue d’être montée la pièce 14. La paroi 22 est, par exemple, plane. La paroi 22 forme ici une face du boîtier. Le boîtier est, par exemple, un parallélépipède rectangle. Ici, la ou chaque pièce 14 est montée sur une paroi 22. Dans un mode de réalisation particulier, la ou une des pièces 14 est agencée sur deux parois adjacentes, la pièce suivant le contour de ces parois. Dans un mode de réalisation particulier, la pièce 14 entoure, par exemple, le boîtier 12. L’au moins une paroi 22 présente, par exemple, au moins une ouverture traversante 24. L’ouverture traversante 24 relie le volume interne 16 à l’extérieur du boitier 12. Dans l’exemple représenté sur la FIG. 1 , l’au moins une paroi 22 présente une unique ouverture traversante 24 par pièce 14, ici une unique ouverture traversante 24. Le boîtier 12 est, par exemple, réalisé en polymère. Alternativement, le boîtier est, par exemple, réalisé en titane. Le boîtier 12 est, par exemple, réalisé en plusieurs parties réalisées séparément et assemblées ensemble. Alternativement, le boîtier 12 est venu de matière, également dit monobloc. La ou chaque pièce 14 est venue de matière. La ou chaque pièce 14 est réalisée dans un matériau conducteur thermique. La pièce 14 est ici en métal, plus particulièrement en cuivre ou en aluminium ou en acier, en particulier en acier inoxydable. La ou chaque pièce 14 comprend au moins une portion de dissipation thermique 26, ici une unique portion de dissipation thermique 26. La ou chaque pièce 14 comprend, en outre, ici au moins une portion conductrice 28. La ou chaque pièce 14 comprend, en outre, par exemple, une interface 30 entre l’au moins une portion de dissipation thermique 26 et l’au moins une portion conductrice 28. Dans l’exemple représenté, la ou chaque pièce 14 comprend une unique portion de dissipation thermique 26, au moins une, préférentiellement une pluralité de, portions conductrices 28 et une interface 30. La pièce 14 ou l’ensemble des pièces 14 comprend ou comprennent ensemble une portion conductrice par composant chaud 18. L’au moins une portion de dissipation thermique 26 s’étend à l’opposé de l’au moins une portion conductrice 28. Plus particulièrement, l’au moins une portion de dissipation thermique 26 s’étend en saillie d’un côté de l’interface et l’au moins une portion conductrice 28 s’étend en saillie du côté opposé de l’interface 30. L’interface 30 est, par exemple, sensiblement plane. L’interface 30 est, par exemple, une plaque. L’interface 30 sert, par exemple, à améliorer l’étanchéité entre la pièce 14 et le boîtier 12, par exemple par la mise en place d’un joint agencé entre l’interface 30 et le boîtier. Dans ce mode de réalisation, l’interface 30 sert, par exemple, en outre à fermer le boîtier 12, de sorte à éviter toute introduction de corps étranger dans le boîtier, particulièrement par l’intermédiaire des ouvertures délimitées entre les structures décrites ci-après. L’interface 30 sert, par exemple, additionnellement au montage de la pièce 14 sur le boîtier 12, par exemple par vissage en prévoyant des orifices dans l’interface, par collage, par soudage, etc. La portion de dissipation thermique 26 comprend des structures 32, plus particulièrement est constituée des structures. Les structures 32 sont agencées de sorte à s’étendre en dehors du boîtier 12 lorsque la pièce 14 est montée sur le boîtier 12. Les structures 32 ont une forme de treillis, par exemple de système triangulé ou de surfaces minimales triplement périodiques ou de surfaces minimales doublement périodiques. Un treillis est ici défini comme une structure composée de nœuds et de liens de matière entre ces nœuds. Une surface minimale triplement périodique présente une courbure moyenne nulle en tout point, ce qui minimise localement l'aire, et s’étend périodiquement dans trois directions indépendantes sans auto-intersections. Une surface minimale doublement périodique présente une courbure moyenne nulle en tout point, ce qui minimise localement l'aire, et s’étend périodiquement dans deux directions indépendantes sans auto-intersections. De telles structures sont particulièrement avantageuses pour favoriser la convection avec une quantité de matière restreinte, et ainsi la dissipation thermique. Avantageusement, de telles structures offrent une bonne résistance mécanique, et participent ainsi à l’intégrité de l’ensemble. Préférentiellement, les structures présentent une forme de cellules de Kelvin. De telles structures offrent un ratio de la dissipation thermique par rapport à la masse de matériau utilisé particulièrement intéressant. Les structures 32 s’étendent en saillie depuis une face dite externe de l’interface 30. Les structures 32 s’étendent, par exemple, sur au moins 50 % de la face externe de l’interface 30. Les structures 32 forment un ensemble s’étendant en saillie, ici depuis la face externe de l’interface, d’une dimension constante mesurée tangentiellement à la face externe. L’au moins une portion conductrice 28 s’étend en saillie à l’opposé des structures 32. Plus particulièrement, l’au moins une portion conductrice 28 s’étend en saillie d’une face interne de l’interface 30. La face interne de l’interface 30 est agencée à l’opposé à la face externe de l’interface 30, ici selon l’épaisseur de l’interface 30. L’au moins une portion conductrice 28 est adaptée pour s’étendre en contact avec au moins un composant agencé dans un volume interne du boîtier lorsque la pièce est montée sur le boîtier, plus particulièrement en contact avec au moins un composant chaud. Ici, chaque portion conductrice 28 est adaptée pour s’étendre en contact avec un composant, ici dit chaud, respectif. L’emplacement de la ou des portions conductrices 28 est adapté à chaque agencement des composants 18, ici selon chaque circuit imprimé 20. Chaque portion conductrice sert de drain thermique, favorisant l’évacuation de la chaleur thermique du composant vers l’au moins une portion de dissipation thermique et ainsi vers l’extérieur. Plus particulièrement, chaque portion conductrice 28 s’étend entre une extrémité proximale 34 et une extrémité distale 36. L’extrémité proximale 34 est liée au reste de la pièce 14. Ici, l’extrémité proximale 34 est reliée à l’interface 30, plus particulièrement à la face interne de l’interface 30. L’extrémité distale 36 est destinée à s’étendre en contact avec l’au moins un composant. Dans l’exemple représenté, chaque portion conductrice 28 s’étend, entre l’extrémité proximale et l’extrémité distale, selon une direction principale. La direction principale est, par exemple, tangente à l’interface. Cela facilite le montage de la pièce 14 sur le boîtier 12 en facilitant l’insertion de la ou des portions conductrices 28 à travers l’ouverture traversante. Alternativement, chaque portion conductrice 28 a toute forme adaptée pour relier le composant respectif au reste de la pièce 14. Une portion conductrice 28 est ainsi susceptible de comprendre des coudes, en particulier pour accéder à des composants qui ne s’étendraient pas en regard d’une ouverture traversante. L’au moins une pièce 14 est montée sur le boîtier 12. L’au moins une portion de dissipation thermique 26 est agencée en dehors du boîtier 12. La ou chaque portion conductrice 28 est en contact avec l’au moins un composant 18. L’au moins une pièce 14 recouvre l’au moins une ouverture traversante 24. Dans l’exemple représenté sur la FIG. 1 , la pièce 14 recouvre une ou l’ouverture traversante. Ici, l’ensemble des portions conductrices 28 de la pièce 14 traverse la même ouverture traversante 24, ici l’unique ouverture traversante 24. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux quant à la possibilité d’utiliser un même boîtier pour plusieurs types de circuits électroniques différents, en adaptant uniquement la pièce correspondant au circuit électronique souhaité. Un deuxième exemple de mode de réalisation d’un ensemble 110 selon l’invention est représenté sur la FIG. 2 . Ce deuxième mode de réalisation sera uniquement décrit par les aspects par lesquels il se différencie du premier mode de réalisation. Les éléments identiques ou similaires sont numérotés avec la même référence que dans le premier mode de réalisation incrémentée de 100. Le boîtier 112, plus particulièrement l’au moins une paroi 122, comprend ici une pluralité d’ouvertures traversantes 124. Plus particulièrement, le boîtier 112 comprend ici une ouverture traversante 124 par portion conductrice 128. Les ouvertures traversantes 124 sont agencées sur l’au moins une paroi 122 selon un motif similaire à l’agencement des extrémités proximales 134 des portions conductrices 128 sur la ou les pièce(s) 114. La pièce 114 ou l’ensemble des pièces recouvre l’ensemble des ouvertures traversantes 124. Ici, la pièce 114 recouvre l’ensemble des ouvertures traversantes 124. En cas de pluralité de pièces, chaque pièce recouvre, plus particulièrement, les ouvertures traversantes correspondant à ces portions conductrices. Chaque portion conductrice 128 traverse l’au moins une paroi au niveau d’une ouverture traversante respective parmi les ouvertures traversantes 124. Chaque portion conductrice 128 remplit l’ouverture traversante respective, à un jeu près. Le volume interne 116 du boîtier 112 n’est alors, par exemple, pas en contact direct avec l’au moins une portion de dissipation thermique 126, et, en outre ici, avec l’interface 130. Dans le mode de réalisation représenté, la pièce 114 présente une interface 130 telle que décrite précédemment. Alternativement, la pièce 114 ne comprend pas d’interface 130, l’au moins une portion conductrice 128 s’étendant directement depuis l’au moins une portion de dissipation thermique 126. Dans un mode de réalisation non représenté, le boîtier comprend plusieurs ouvertures traversantes, mais moins nombreuses que la pièce ne comprend de portions conductrices, au moins un deux portions conductrices traversant, par exemple, la même ouverture. Un tel mode de réalisation correspond à un hybride entre le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation. Dans les exemples représentés, une unique pièce 14, 114 est montée sur le boîtier 12, 112, mais l’ensemble est susceptible de comprendre une pluralité de pièces montées sur le boîtier. Chaque pièce comprend, par exemple, au moins une portion conductrice adaptée pour être en contact avec une partie des composants agencés dans le volume interne, les portions conductrices des différentes pièces étant en contact avec des composants différents. Le cas échéant, une ou des pièces sont, par exemple, montées en regard d’une ouverture traversante commune à la pièce, comme dans l’exemple représenté sur la FIG. 1 , et/ou une ou des pièces sont, par exemple, montées en regard d’une pluralité d’ouvertures traversantes, une ouverture traversante par portion conductrice, comme dans l’exemple représenté sur la FIG. 2 . Dans un mode de réalisation particulier, la pièce n’est pas venue de matière, c’est-à-dire monobloc. La ou les parties conductrices sont, par exemple, solidarisées avec le reste de la pièce, par exemple par vissage, plus particulièrement dans l’interface. Dans un mode de réalisation particulier, la pièce ne comprend pas de parties conductrices favorisant la conduction thermique entre des composants chauds et l’au moins une portion de dissipation thermique. La chaleur est transmise par le fluide, ici l’air, présent dans le volume interne du boîtier. Le boîtier comprend, par exemple, alors au moins une ouverture traversante, la pièce s’étendant en regard de l’au moins une ouverture traversante. La présence de l’ouverture traversante permet un échange direct de chaleur entre la pièce et le fluide du volume interne du boîtier. Additionnellement ou alternativement, le boîtier est, par exemple, réalisé dans un matériau conducteur thermiquement, par exemple en métal. Le boîtier favorise alors les échanges entre la pièce et le fluide du volume interne du boîtier. Dans un mode de réalisation non représenté, la pièce remplace une face du boîtier. Plus particulièrement, le boîtier est dépourvu d’une paroi sur une face, la pièce étant adaptée pour être montée sur le boîtier de sorte à recouvrir ladite face. Lorsque la pièce est montée sur le boîtier, la pièce ferme le volume interne du boîtier. L’invention concerne en outre un procédé de fabrication d’une pièce telle que décrite précédemment. Le procédé de fabrication comprend une étape de fabrication additive de ladite pièce. L’invention concerne en outre un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ensemble comprenant un calculateur et un dispositif de fabrication additive, mettent en œuvre un procédé de fabrication de la pièce tel que décrit précédemment. Le calculateur est un circuit électronique conçu pour manipuler et/ou transformer des données représentées par des quantités électroniques ou physiques dans des registres du calculateur et/ou des mémoires en d'autres données similaires correspondant à des données physiques dans les mémoires de registres ou d'autres types de dispositifs d'affichage, de dispositifs de transmission ou de dispositifs de mémorisation. Le calculateur est apte à envoyer un signal de contrôle du dispositif de fabrication additive. En tant qu’exemples spécifiques, le calculateur est réalisé sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gate Array ), ou encore d’un circuit intégré, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Specific Integrated Circuit ). En variante, lorsque le procédé est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, également appelé produit programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple un medium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non-volatile (par exemple FLASH ou NVRAM) ou une carte magnétique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles. En outre, cela concerne en outre un procédé de fabrication d’un ensemble tel que décrit précédemment. Le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes : fabrication par fabrication additive de l’au moins une pièce, fabrication du boîtier, et montage de l’au moins une pièce sur le boîtier. Le boîtier est, par exemple, fabriqué par injection, usinage ou fabrication additive. Pièce (14 ; 114) adaptée pour être montée sur un boîtier (12 ; 112), plus particulièrement un boîtier contenant au moins un circuit électronique (20), la pièce (14 ; 114) comprenant au moins une portion de dissipation thermique (26 ; 126), ladite portion de dissipation thermique (26 ; 126) comprenant des structures (32 ; 132), les structures (32 ; 132) étant agencées de sorte à s’étendre en dehors du boîtier (12 ; 112) lorsque la pièce (14 ; 114) est montée sur le boîtier (12 ; 112), les structures (32 ; 132) ayant une forme de treillis, plus particulièrement de système triangulé ou de surfaces minimales triplement périodiques ou de surfaces minimales doublement périodiques. Pièce selon la revendication 1, dans laquelle la pièce est réalisée par fabrication additive. Pièce selon la revendication 1 ou 2, comprend au moins une portion conductrice (28 ; 128), ladite portion conductrice (28 ; 128) étant adaptée pour s’étendre en contact avec au moins un composant (18) agencé dans un volume interne (16 ; 116) du boîtier (12 ; 112). Pièce selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les structures (32 ; 132) présentent une forme de cellules de Kelvin. Pièce selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la pièce (14 ; 114) est en métal, plus particulièrement en cuivre ou en aluminium ou en acier. Ensemble (10 ; 110) comprend un boîtier (12 ; 112), plus particulièrement un boîtier contenant au moins un circuit électronique, et au moins une pièce (14 ; 114) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, l’au moins une pièce (14 ; 114) étant montée sur le boîtier (12 ; 112), l’au moins une portion de dissipation thermique (26 ; 126) étant agencée en dehors du boîtier (12 ; 112). Ensemble selon la revendication 6, dans lequel la pièce (14 ; 114) comprend au moins une portion conductrice (28 ; 128), le boîtier (12 ; 112) délimitant un volume interne (16 ; 116), l’ensemble (10 ; 110) comprenant au moins un composant (18) agencé dans le volume interne (16 ; 116), l’au moins une portion conductrice (28 ; 128) étant en contact avec l’au moins un composant (18). Ensemble selon la revendication 7, dans lequel le boîtier (12 ; 112) comprend au moins une paroi (22 ; 122) présentant au moins une ouverture traversante (24 ; 124), chaque portion conductrice (28 ; 128) traversant l’au moins une paroi (22 ; 122) au niveau d’une de l’au moins une ouverture traversante (24 ; 124). Ensemble selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le boîtier (12 ; 112) comprend au moins une paroi (22 ; 122) présentant au moins une ouverture traversante (24 ; 124), l’au moins une pièce (14 ; 114) recouvrant l’au moins une ouverture traversante (24 ; 124). Procédé de fabrication d’une pièce (14 ; 114) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une étape de fabrication additive de ladite pièce (14 ; 114). Produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ensemble comprenant un calculateur et un dispositif de fabrication additive, mettent en œuvre un procédé de fabrication de la pièce (14 ; 114) selon la revendication 10.