FR2460590A1

FR2460590A1 - Convective cooling unit esp. for transistor - has two spaced apart plates one contg. pressed out sections and air circulation holes

Info

Publication number: FR2460590A1
Application number: FR7916903A
Authority: FR
Inventors: Denis Froeliger
Original assignee: ELBEUF ELINDEL ELECTRO INDLE
Current assignee: ELBEUF ELINDEL ELECTRO INDLE
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-01-23
Also published as: FR2460590B1

Abstract

A semiconductor e.g. a transistor, is bolted to a two plate arrangement, the plates being rectangular and spaced apart by lightly pressed out sections (5) in one plate (1), the spacing being determined by the depth of the pressed out sections. The pressed out plate has two rows of air circulation holes (3,4), one near the plate lower edge and the other near its upper edge. The plate (2) actually in contact with the semiconductor (6) has the same dimensions as the second and has its top edge slightly folded (7) towards the second. One or both plates may be of a good heat conducting metal. The plates may be held in position by the same bolt (11) that holds the semiconductor in position.

Description

La présente invention concerne un dispositif de dissipation thermique par convection utilisé pour le refroidissement des composants électroniques à se mi conducteurs, et plus particulièrement pour les transistors. The present invention relates to a convective heat dissipation device used for cooling semiconductor electronic components, and more particularly for transistors.

En effet, lorsqu'un transistor fonctionne, la puissance électrique dissipée sur sa jonction base-collecteur, se transforme en chaleur. Une élévation trop i izportante de la température de la jonction entraîne la destruction du transistor. Indeed, when a transistor operates, the electrical power dissipated on its base-collector junction, is transformed into heat. Too large a rise in the temperature of the junction destroys the transistor.

Cette chaleur est dissipée généralement par des radiateurs fixés aux o tiers des transistors. Ceux-ci évacuent la chaleur d'une part par conduction et
tre ~lrtS par rayonnement. Dans les dispositifs à surfaces rayonnantes, le rewroidissement s'effectue par émission de radiations qui transportent ltenergie du transistor chaud fiers le milieu ambiant plus froid. Ce rayonnement peut être augmenté en augmentant la surface de l'élément rayonnant. Ces radiateurs ont donc une surface relativement importante et comportent de nombreuses ailettes de refroidissement.This heat is generally dissipated by radiators fixed to o thirds of the transistors. These dissipate the heat on the one hand by conduction and
be ~ lrtS by radiation. In devices with radiating surfaces, cooling is effected by emission of radiations which transport the energy of the hot transistor proud to the colder ambient environment. This radiation can be increased by increasing the area of the radiating element. These radiators therefore have a relatively large surface area and include numerous cooling fins.

D'autre part, le refroidissement s'effectue aussi dans ce genre de radiateur, par convection externe, car en effet l'air ambiant sous l'influence de la gravitation, l'air chaud tendant à monter, circule entre les ailettes de refroidisse- ment disposées généralement parallèlement les unes aux autres. On the other hand, cooling is also carried out in this type of radiator, by external convection, because in fact the ambient air under the influence of gravitation, the hot air tending to rise, circulates between the cooling fins - generally arranged parallel to each other.

Cependant, de tels dispositifs de refroidissement présentent l'inconvénient d'être relativement encombrant, puisque en effet leur efficacité est proportion
elle d leur surface.However, such cooling devices have the disadvantage of being relatively bulky, since their effectiveness is in fact proportion
it d their surface.

Ces dispositifs sont donc inadaptés pour des appareils électroniques devant présenter de faibles volumes, tels que par exemple les postes autoradio. These devices are therefore unsuitable for electronic devices having to present low volumes, such as for example radio stations.

La présente invention se propose d'éliminer cet inconvénient en élaborant
En effet, le dispositif de dissipation thermique par convection selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte d'une part, une plaque percée de trous dans ses parties inférieure et supérieure, et d'autre part, une plaque déflectrlce en matériau conducteur thermique, dont une face porte les composants électroniques, autre étant placée en regard de la plaque percée à une distance pl édéterminée, et dont la partie supérieure est pliée, et en appui contre la partie supérieure de la plaque percée, de manière que l'air ambiant pénètre par les trous de la partie inférieure de la plaque percée, se réchauffe au contact de la plaque déflectrice et ressorte par les trous de la partie supérieure.The present invention proposes to eliminate this drawback by developing
Indeed, the device for heat dissipation by convection according to the invention is characterized in that it comprises on the one hand, a plate pierced with holes in its lower and upper parts, and on the other hand, a deflecting plate made of material thermal conductor, one side of which carries the electronic components, the other being placed opposite the pierced plate at a predetermined distance pl, and the upper part of which is folded, and pressing against the upper part of the pierced plate, so that the ambient air enters through the holes in the lower part of the pierced plate, heats up in contact with the deflector plate and exits through the holes in the upper part.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, et illustrée par les figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue en coupe d'un dispositif de dissipation thermique par convection selon l'invention; - la figure 2, une vue éclatée d'un second mode de réalisation d'un dispositif de dissipation thermique par convection selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description given by way of nonlimiting example, and illustrated by the appended figures which represent: - Figure 1, a sectional view of a heat dissipation device by convection according to the invention; - Figure 2, an exploded view of a second embodiment of a convective heat dissipation device according to the invention.

La figure 1 représente un dispositif de dissipation thermique conforme à l'invention. Figure 1 shows a heat dissipation device according to the invention.

Une plaque 1 est percée de trous 3 dans sa partie inférieure et de trous 4 dans sa partie supérieure. Cette plaque peut d'autre part, être emboutie de protubérances 5 de manière que celles-ci servent de points d'appui pour une plaque déflectrice 2. A plate 1 is pierced with holes 3 in its lower part and holes 4 in its upper part. This plate can, on the other hand, be stamped with protuberances 5 so that these serve as support points for a deflecting plate 2.

En effet, cette plaque déflectrice est positionnée à une distance prédéterminée de la plaque percée, dans le cas de la figure 1, la distance étant égale à la hauteur des protubérances. In fact, this deflector plate is positioned at a predetermined distance from the pierced plate, in the case of FIG. 1, the distance being equal to the height of the protuberances.

La partie supérieure 7 de la plaque déflectrice 2 est pliée de manière que ltextrémité supérieure de cette plaque 2 soit en contact avec la partie supérieure de la plaque 1 audessus des trous supérieurs 4. The upper part 7 of the deflector plate 2 is folded so that the upper end of this plate 2 is in contact with the upper part of the plate 1 above the upper holes 4.

Les composants électroniques 6 à refroidir sont solidaires de la plaque déflectrice 2 qui est constituée de matériau conducteur thermique, tel que par exemple du laiton. The electronic components 6 to be cooled are integral with the deflector plate 2 which is made of thermal conductive material, such as for example brass.

La chaleur provenant des composants électroniques se répartie donc sur toute la surface de la plaque déflectrice 2. The heat from the electronic components is therefore distributed over the entire surface of the deflector plate 2.

La plaque déflectrice 2 peut être maintenue en appui contre les protubérances 5 de la plaque percée 1 par des boulons 11 servant aussi à la fixation des composants électroniques sur cette plaque déflectrice 2. The deflector plate 2 can be kept in abutment against the protuberances 5 of the pierced plate 1 by bolts 11 also serving for fixing the electronic components to this deflector plate 2.

L'air ambiant pénètre par les trous inférieurs 3 suivant la flèche 10, s'échauffe au contact de la plaque déflectrice 2 et ressort par les trous supérieurs 4 sous l'influence de la gravitation, l'air chaud étant plus léger que l'air froid. The ambient air enters through the lower holes 3 according to arrow 10, heats up in contact with the deflector plate 2 and exits through the upper holes 4 under the influence of gravitation, the hot air being lighter than the cold air.

Cette circulation d'air assure donc un refroidissement de la plaque défectrice 2 et donc des composants électroniques 6.This air circulation therefore ensures cooling of the defective plate 2 and therefore of the electronic components 6.

De plus, la plaque percée 1 peut être en matériau conducteur thermique, tel que du laiton, de manière à augmenter la surface totale dissipatrice de chaleur par rayonnement. In addition, the pierced plate 1 can be made of a thermal conductive material, such as brass, so as to increase the total area of heat dissipation by radiation.

Dans ce cas, les surfaces de contact de la plaque déflectrice 2 avec la plaque percée 1 sont recouvertes d'une fine pellicule de graisse 8 de manière à permettre un bon contact thermiqu##. In this case, the contact surfaces of the deflector plate 2 with the pierced plate 1 are covered with a thin film of grease 8 so as to allow good thermal contact ##.

On arrive ainsi à avoir un bon refroidissement sans avoir besoin d'une surface dissipatrice totale trop encombrante, recommandant ainsi l'utilisation de ce dispositif dans les appareillages électroniques de faible volume, tel que par exemple un poste autoradio. We thus arrive at having good cooling without the need for a total dissipating surface which is too bulky, thus recommending the use of this device in electronic equipment of small volume, such as for example a radio set.

La figure 2 représente une vue éclatée d'un second mode de réalisation d'un dispositif de dissipation thermique par convection selon l'invention. FIG. 2 represents an exploded view of a second embodiment of a device for thermal dissipation by convection according to the invention.

Dans ce cas, une plaque déflectrice 2 porteuse des composants électroniques 6 à refroidir, conforme à celle de la figure 1 est montée contre l'une des faces du boîtier de l'appareil électronique comportant les composants électroniques à refroidir, cette face tenant alors le même rôle que la plaque percée 1 de la figure 1. In this case, a deflector plate 2 carrying the electronic components 6 to be cooled, in accordance with that of FIG. 1, is mounted against one of the faces of the housing of the electronic device comprising the electronic components to be cooled, this face then holding the same role as the pierced plate 1 of FIG. 1.

En effet, cette face du bottier est percée de trous supérieurs 4 et de trous inférieurs 3 et est emboutie de protubérances 5 servant d'appui pour la plaque déflectrice 2. In fact, this face of the shoemaker is pierced with upper holes 4 and lower holes 3 and is stamped with protuberances 5 serving as support for the deflector plate 2.

Tout comme dans le cas de la figure 1, l'air ambiant extérieur au bottier de l'appareil, pénètre par les trous inférieurs 3, se réchauffe au contact de la plaque déflectrice 2, et ressort par les trous supérieurs 4. As in the case of FIG. 1, the ambient air outside the casing of the apparatus, enters through the lower holes 3, heats up in contact with the deflector plate 2, and exits through the upper holes 4.

Cette face du boîtier peut être en matériau conducteur thermique, tel que du laiton de manière à accroftre la surface totale dissipatrice comme à la figure 1. This face of the housing can be made of a heat conductive material, such as brass so as to increase the total dissipative surface as in FIG. 1.

Cette configuration est particulièrement adaptée pour le refroidissement des transistors de puissance de l'étage amplificateur d'un poste autoradio, puisqu'en effet, celui-ci doit être de volume limité. This configuration is particularly suitable for cooling the power transistors of the amplifier stage of a car radio, since it must be of limited volume.

Claims

1. A convective heat dissipation device for semiconductor electronic components (6), characterized in that it comprises on the one hand a plate (1) pierced with holes (3 and 4) in its lower and upper parts, and on the other hand a deflector plate (2) made of thermal conductive material, one side of which carries the electronic components (6), the other being placed opposite the pierced plate (1) at a predetermined distance, and the part of which (7) upper is folded, and pressing against the upper part of the pierced plate (1), so that the ambient air enters through the holes (3) of the lower part of the pierced plate (1), heats up in contact with the deflector plate (2) and comes out through the upper holes (4).

2. A heat dissipation device according to claim 1, characterized in that the pierced plate (1) is provided with protuberances (5), on which the deflector plate (2) is supported, and in the axis of which the components are fixed. electronic (6).

3. A heat dissipation device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pierced plate is made of thermal conductive material, the areas of contact with the deflector plate (2) then being greased so as to allow good circulation. heat from one plate to another.

4. A heat dissipation device according to one of claims 1 or 3, characterized in that the thermal conductive material is brass.

5. An electronic device comprising semiconductor electronic circuits placed in a case, characterized in that its power transistors are fixed to a heat dissipation device according to one of claims I to 4.

6. Electronic device according to claim 5, characterized in that the pierced plate (1) is one of the faces of the boot of the device.