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copper
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DES
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aluminium
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copper (-8)
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Physical
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4 d
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5 d
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Gene Or Protein
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ETRE
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Generic
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metal
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519508A1
Family ID 10114335
Probable Assignee Thomson Csf
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT POUR CARTE DE CIRCUIT IMPRIME
ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT POUR
CARTE DE CIRCUIT IMPRIME ET SON PROCEDE DE FABRICATION.
IL EST CONSTITUE PAR UNE OSSATURE PARALLELEPIPEDIQUE EN copper SUR UNE
PREMIERE FACE 101 DE LAQUELLE LA CARTE 20 EST FIXEE.
L'OSSATURE 1 EST OUVERTE SUR DEUX FACES LATERALES OPPOSEES
ORTHOGONALES A LA PREMIERE FACE 101.
DES CLOISONNEMENTS 8 EN copper, ORTHOGONAUX A LADITE PREMIERE FACE 101
DETERMINENT DES PASSAGE 5 PAR LESQUELS LE FLUIDE DE REFROIDISSEMENT,
LIQUIDE OU GAZEUX, S'ECOULE. DES EPARGNES 6 PEUVENT ETRE PRATIQUEES
ORTHOGONALEMENT A LA PREMIERE FACE 101 POUR LE PASSAGE DES PATTES DE
FIXATION 7 DES COMPOSANTS 3.
APPLICATION AUX CARTES DE CIRCUIT IMPRIME EQUIPANT LE MATERIEL
AEROPORTE.
Description
_________________________________________________________________
Bl AS/P I R
19508
DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT POUR CARTE DE CIRCUIT
IMPRIME ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF
La presente invention concerne un dispositif de refroidis-
sement pour carte de circuit imprime et un procede de fabrication
d'un tel dispositif.
Deux principes sont actuellement utilises pour refroidir une carte de
circuit imprime. Le refroidissement par convection dans l'air: Cette
solution presente de grands risques de pollution des composants et du
circuit
imprimes lui-meme.
Le refroidissement par conduction dans un drain thermique realise dans
l'epaisseur de la carte de circuit imprime Ce systeme
est particulierement lourd et difficilement utilisable dans un mate-
riel aeroporte.
La presente invention se propose de remedier aux inconve-
nients precites.
Elle a pour objet un dispositif de refroidissement pour carte de
circuit imprime permettant une excellente dissipation thermique.
Elle a egalement pour objet un dispositif de refroidissement
utilisable dans du materiel aeroporte puisqu'il ne penalise pas le
poids du materiel, et qu'il permet un gain de volume.
Un autre objet de la presente invention est un dispositif de
refroidissement utilisable non seulement pour des cartes sur lesquel-
les des composants sont implantes a plat mais egalement pour des
cartes sur lesquelles sont implantes des composants integres en
boitiers dits "Dual-in-line" ou DIL.
Elle a egalement pour objet un procede particulierement
simple de fabrication du dispositif de refroidissement.
Selon l'invention, le dispositif de refroidissement pour carte de
circuit imprime est caracterise en ce qu'il comprend une ossature
creuse en copper de forme parallelepipedique qui presente quatre faces
laterales et deux faces superieure et inferieure, qui est ouverte sur
deux faces laterales opposees et a l'interieur de laquelle un fluide
de refroissement circule entre des cloisonnements en copper
orthogonaux aux faces superieure et inferieure, la carte de circuit
imprime etant rapportee sur une des faces superieure ou inferieure de
ladite ossature, par la face ne comportant pas le
circuit imprime.
La presente invention sera mieux comprise a la lecture de la
description detaille faite ci-apres avec reference aux dessins ci-
annexes qui representent: figure 1, une vue en coupe d'un mode de
realisation du dispositif selon l'invention; figure 2, une vue en
coupe d'un autre mode de realisation du dispositif selon l'invention;
figure 3, une vue du dessus du dispositif de la figure 2; figure 4 a a
4 d, un procede de fabrication du dispositif de la figure 1; et figure
5 a a 5 d, un procede de fabrication du dispositif des
figures 2 et 3.
La figure 1 represente une vue laterale en coupe du dispositif selon
l'invention lorsque les composants utilises sont a boitier plat
("Mlat packaging "en vocable anglo-saxon).
Le dispositif de refroidissement est repere par la reference 1.
Une carte de circuit imprime 21 equipee sur une face de composants 3
(representes schematiquement) soudes en 4 est fixee par son autre
face sur la surface superieure du dispositif de refroidissement 1.
Une autre carte de circuit imprime simple face 22 peut etre, comme
dans le mode de realisation de la figure 1, fixee sur la
surface inferieure du dispositif 1.
Dans ce cas particulierement simple des composants a boitier plat,
donc ne traversant pas la carte de circuit imprime, le dispositif 1
est une ossature en copper dont les deux faces superieure 101 et
inferieure 102 paralleles sont reliees par des cloisonnements trans-
versaux 8 paralleles et forment des conduits 5 parallelepipediques
adjacents.
251950 O
Un mode de fabrication d'une telle ossature est represente par
les figures 4 a a 4 d et decrit ci-apres avec reference a cette
figure.
Dans le cas de composants, dits "Dual-in-line" ("DIL packa-
ging") dans le volable anglo-saxon, ou de composants traversant la
carte de circuit imprime, le dispositif de refroidissement est lege-
rement different et represente par les figures 2 et 3 En effet il est
necessaire de realiser des epargnes au niveau des pattes de fixation
desdits composants.
La figure 2 est une vue laterale en coupe du dispositif de
refroidissement 1 sur la paroi superieure 101 duquel les composants 3
ont ete disposes Les pattes de fixation 7 des composants 3 traversent
l'epaisseur du dispositif de refroidissement 1 a l'interieur des
epargnes 6 La figure 3 represente la vue du dessus du dispositf
de la figure 2.
Les evidements S dans lesquels le fluide de refroidissement circule
sont interrompus par des epargnes 6 Ces epargnes sont realisees au
niveau des pattes de fixation 7 des composants 3 dont doit etre
equipee la carte 20, la carte de circuit imprimee 20 etant rapportee,
par collage ou autre moyen connu, sous le dispositif de
refroidissement par rapport aux composants, le circuit imprime
etant dirige vers l'exterieur.
Le composant 3 est par consequent dispose a cheval sur
l'evidement a parois en copper dans lequel le fluide de refroidis-
sement (liquide ou gazeux) s'ecoule et qui est encadre par les deux
epargnes 6 correspondant a ses pattes de fixation 7.
Les pattes de fixation 7 du composant 3 traversent donc le dispositif
de refroidissement par les epargnes 6 et la carte 20 par les
perforations prevues dans le circuit imprime et sont soudees en 4 a
l'exterieur du dispositif 1, de l'autre cote de la carte 20.
Les differentes phase de la fabrication du dispositif de refroi-
dissement selon l'invention sont representees schematiquement par les
figures 4 a a 4 d et 5 a a 5 d correspondant au procede de fabrication
du dispositif respectivement dans le premier cas de composants "a
boitier plat" ("flat Packaging") et dans le deuxieme
cas de composants "DIL" ou traversant la carte de circuit imprime.
L'indice "a" des numeros de figure designe la phase de prepa-
ration du noyau, l'indice b la phase d'electroformage, l'indice c la
phase d'usinage, l'indice d la phase de dissolution du noyau.
Le noyau 9 est realise dans une matiere telle que par exemple la cire,
ou le metal de Wood ou l'aluminium. Dans le premier cas (Fig 4 a) le
noyau est constitue de barres parallelepipediques 11 disposees cote a
cote longitudinalement et
separees deux a deux par des cloisonnements en copper 8.
Dans le deuxieme cas, illustre par la figure 5 a, le noyau 9 est
realise d'un seul morceau avec des epargnes 6 correspondant aux pattes
de fixation 7 des composants 3, tels qu'ils seront implantes,
et traversant totalement l'epaisseur du noyau 9.
La deuxieme phase du procede de fabrication consiste, dans le premier
(fig 4 b) comme dans le deuxieme (Fig 5 b) cas, a recouvrir la
superficie du noyau, a savoir les faces superieure 101, inferieure 102
et laterales, ainsi que les parois laterales des epargnes 6 lorsqu'il
y en a, d'une couche mince de copper, par electroformage,
procede connu de l'homme de l'art.
La troisieme phase du procede de fabrication consiste dans le premier
(fig 4 c) comme dans le deuxieme cas (fig 5 c) a usiner les faces
laterales avant et arriere afin d'en enlever la couche de copper. La
quatrieme phase enfin consiste a faire disparaitre le noyau qui est
comme mentionne ci-dessus realise en une matiere, telle que
la cire, dont le point de fusion est tres inferieur a celui du copper.
Le procede utilise dans cette quatrieme phase pour la dissolution d
noyau est connu de l'homme de l'art et ne sera pas decrit ici.
La carte de circuit imprime est ensuite appliquee, par collage ou tout
autre procede connu, sur le dispositif ainsi obtenu, avec le
circuit imprime visible a l'exterieur.
Les composants 3 sont ensuite implantes suivant le schema
prevu et de la facon indiquee dans le debut de la description.
Le fluide de refroidissement, liquide ou gazeux, s'ecoule d'une face
usinee a l'autre et draine les calories degagees par les composants 3
grace a un excellent echange thermique entre le fluide
et les composants.
On a ainsi decrit un dispositif de refroidissement pour carte de
circuit imprime et son procede de fabrication.
La presente invention est utilisable pricipalement dans le
materiel aeroporte.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif de refroidissement pour carte de circuit imprime,
caracterise en ce qu'il comprend une ossature creuse en copper de
forme parallelepipedique qui presente quatre faces laterales et deux
faces superieure ( 101) et inferieure ( 102), qui est ouverte sur deux
faces laterales opposees, et a l'interieur de laquelle un fluide de
refroidissement circule entre des cloisonnements ( 8) en copper
orthogonaux aux faces superieure ( 101) et inferieure ( 102), la carte
de circuit imprime etant rapportee sur une des faces superieure ( 101)
ou inferieure ( 102) de ladite ossature par la face ne compor- tant
pas le circuit imprime.
2 Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caracterise
en ce que les cloisonnements ( 8) s'etendent de facon continue
longitudinalement entre les deux faces laterales ouvertes et
delimitent des evidements parallelepipediques ( 5) a paroi de copper,
ouverts en leurs deux extremites.
3 Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caracterise
en ce que, traversant l'epaisseur de l'ossature, sont pratiquees des
epargnes ouvertes dans les faces superieure ( 101) et inferieure (
102) de ladite ossature, epargnes dont les parois laterales sont
constituees par des cloisonnements en copper (-8) et qui sont
realisees vis a vis des pattes de fixation ( 7) des composants ( 3) a
implanter.
4 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caracterise en ce que les composants a boitier
2; 15 plat sont implantes sur la face de la carte qui est tournee vers
l'exterieur.
5 Dispositif de refroidissement selon la revendication 3, caracterise
en ce que le composant ( 3) est dispose sur le dispositif de
refroidissement, a cheval sur les evidements ( 5) existant entre les
deux epargnes ( 6) correspondant a ses pattes de fixation ( 7), de
l'autre cote du dispositif par rapport a la carte de circuit imprime,
les pattes de fixation ( 7) dudit composant ( 3) traversant Pepaisseur
251950 E du dispositif a travers les epargnes ( 6) et l'epaisseur de
la carte par les perforations prevues afin d'etre soudees sur la face
de la carte qui est tournee vers l'exterieur.
6 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des
revendications 1 a 5, caracterise en ce que le fluide, de refroidis-
sement est un liquide.
7 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des
revendications 1 a 5, caracterise en ce que le fluide de refroidis-
sement est un gaz.
8 Procede de fabrication d'un dispositif de refroidissement pour carte
de circuit imprime, caracterise en ce qu'il comprend successivement
les etapes suivantes: moulage d'un noyau parallelepipedique presentant
quatre faces laterales et deux faces superieure et inferieure et
realise en un materiau dont le point de fusion est tres inferieur a
celui du copper; placage d'une couche de copper sur toute la
superficie du noyau par electroformage; usinage de deux faces
laterales opposees; dissolution du noyau; fixation de la carte de
circuit imprime a refroidir sur une face superieure ou inferieure, la
face portant le circuit imprime etant tournee vers l'exterieur; et
implantation des composants sur la carte.
9 Procede de fabrication selon la revendication 8, caracterise en ce
que, dans le noyau sont inclus, avant la phase d'electro- formage, une
pluralite de cloisonnements en copper perpendiculaires aux faces
superieure et inferieure. Procede de fabrication selon la
revendication 8, caracte- rise en ce que avant la phase
d'electroformage des epargnes sont realisees a travers le noyau lors
de la phase de moulage, orthogo- nalement aux faces superieure et
inferieure dudit noyau, les parois laterales des epargnes etant
egalement recouvertes de copper lors de la phase d'electroformage.
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