FR2494540A1 - PRINTED CIRCUIT PLATE SUPPORT - Google Patents
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Abstract
CE SUPPORT DE CIRCUIT INTEGRE COMPREND UN CHASSIS COMPORTANT UNE PLAQUE ARRIERE 47 CONDUCTRICE DE LA CHALEUR VENUE DE MATIERE POUR FORMER AVEC LE CHASSIS UN CIRCUIT A FAIBLE IMPEDANCE THERMIQUE SUR UNE GRANDE PARTIE DE LA PERIPHERIE DU CHASSIS, CETTE PLAQUE 47 ETANT A PEU PRES PLANE ET A PEU PRES DANS LE MEME PLAN QU'UNE SURFACE DE LA PERIPHERIE DU CHASSIS DE MANIERE A NE PAS AUGMENTER LE VOLUME DE CE DERNIER SANS SA PLAQUE, UNE MATIERE 52 ETABLISSANT UN CONTACT THERMIQUE ENTRE CHACUN DES COMPOSANTS 21 DE LA PLAQUE 18 DE CIRCUIT IMPRIME ET LA PLAQUE ARRIERE 47 POUR AMELIORER L'EVACUATION DE LA CHALEUR DE SES COMPOSANTS VERS DES AILETTES DE REFROIDISSEMENT 49 DU CHASSIS. CETTE CONSTRUCTION PERMET DE PORTER DE 1 OU 1,5 A 4,5WATTS LA CAPACITE DE DISSIPATION DE CHALEUR DU CHASSIS.THIS INTEGRATED CIRCUIT SUPPORT INCLUDES A CHASSIS INCLUDING A BACK PLATE 47 CONDUCTING HEAT COMING FROM MATERIAL TO FORM WITH THE CHASSIS A LOW THERMAL IMPEDANCE CIRCUIT ON A LARGE PART OF THE PERIPHERY OF THE CHASSIS, THIS PLATE 47 BEING PRESSURE WITH THE CHASSIS ABOUT IN THE SAME PLAN AS A SURFACE OF THE PERIPHERY OF THE CHASSIS SO AS NOT TO INCREASE THE VOLUME OF THE LATTER WITHOUT ITS PLATE, A MATERIAL 52 ESTABLISHING A THERMAL CONTACT BETWEEN EACH OF THE COMPONENTS 21 OF THE PLATE 18 OF THE PRINTED CIRCUIT AND THE REAR PLATE 47 TO IMPROVE THE EXHAUST OF THE HEAT FROM ITS COMPONENTS TO THE CHASSIS COOLING FIN 49. THIS CONSTRUCTION ALLOWS THE CHASSIS'S HEAT DISSIPATION CAPACITY TO BE RAISED FROM 1 OR 1.5 TO 4.5WATTS.
Description
La présente invention se rapporte à des supports de panneaux plaques ouThe present invention relates to plate panel supports or
cartes de circuits imprimés, etprinted circuit boards, and
plus particulièrement à un support et à un module com- more particularly to a support and a module
prenant ledit support et le panneau et adapté pour transférer la chaleur des composants de circuit montés taking said support and panel and adapted to transfer heat from the mounted circuit components
sur le panneau à un puits de chaleur. on the panel to a heat sink.
Certains composants des plaques de circuits imprimés, plus particulièrement les pastilles de circuits intégrés du type à deux rangées de broches (DIP), sont limités en ce qui concerne la température maximum à Certain components of printed circuit boards, more particularly integrated circuit pads of the type with two rows of pins (DIP), are limited as regards the maximum temperature at
laquelle ils sont capables de fonctionner. Cette tempé- which they are capable of operating. This temperature
rature de fonctionnement est déterminée par la chaleur dissipée dans l'élément à circuit intégré lui-même, la chaleur dissipée dans d'autres éléments dégageant de la chaleur, y compris d'autres pastilles de circuits intégrés, et les propriétés de dissipation de la chaleur du support de plaque de circuit imprimé qui est en contact thermique avec la pastille de circuit intégré et avec un puits de chaleur. Il est généralement souhaitable que le volume occupé par le circuit électrique, y compris le support, soit réduit à un minimum, ce qui a pour résultat un accroissement de la chaleur dégagée par unité de volume ou de surface. Il est donc nécessaire que le support de plaque de circuit imprimé ait une configuration appropriée pour évacuer efficacement vers le puits de chaleur la chaleur dégagée par les pastilles de circuits intégrés en établissant un trajet de chaleur à faible Operating temperature is determined by the heat dissipated in the integrated circuit element itself, the heat dissipated in other heat-producing elements, including other integrated circuit pads, and the dissipative properties of the heat of the printed circuit board support which is in thermal contact with the integrated circuit chip and with a heat sink. It is generally desirable that the volume occupied by the electrical circuit, including the support, be reduced to a minimum, which results in an increase in the heat given off per unit of volume or area. It is therefore necessary that the printed circuit board support has an appropriate configuration to efficiently evacuate to the heat sink the heat given off by the integrated circuit pads by establishing a low heat path
impédance thermique.thermal impedance.
Les caractéristiques grâce auxquelles est obtenue l'amélioration de la dissipation de chaleur assurée par le support suivant l'invention seront mises en évidence par The characteristics by which the improvement of the heat dissipation provided by the support according to the invention is obtained will be demonstrated by
une description des supports de plaques de circuits a description of the circuit board supports
imprimés disponibles jusqu'à présent ainsi que de leurs prints available so far as well as their
caractéristiques de performances.performance characteristics.
La Fig. 1 montre un support 10 de plaque de - 2 - circuit imprimé de la technique antérieure avec une vue éclatée de la plaque de circuit imprimé 18 et un exemple illustratif de circuit intégré 21 à deux rangées de broches de connexionsqui doit être soudé aux trous de connexion 19 de la plaque de circuit imprimé 18. Le support 10 comprend un châssis métallique 11 ayant à une extrémité un connecteur porte-broches 14 en matière plastique. Le connecteur 14 porte des broches conductrices qui sont connectées respectivement à des broches (non Fig. 1 shows a prior art printed circuit board holder 10 with an exploded view of the printed circuit board 18 and an illustrative example of an integrated circuit 21 with two rows of connection pins which must be soldered to the connection holes 19 of the printed circuit board 18. The support 10 comprises a metal frame 11 having at one end a pin-carrying connector 14 made of plastic. The connector 14 carries conductive pins which are connected respectively to pins (not
représentées) situées sur le côté opposé du connecteur 14. shown) located on the opposite side of connector 14.
Ces broches du côté opposé correspondent à des trous de connexion 20 de la plaque 18. Les trous 20 sont connectés par un câblage de circuit imprimé (non représenté) aux trous 19 connectés aux circuits intégrés 21 à deux rangées de connexions ou à des composants du type résistance ou condensateur (norn représentés) qui peuvent également être montés sur la plaque de circuit imprimé 18, en établissant ainsi des connexions électriques entre les broches 18 et les composants électriques portés par la plaque de circuit imprimé.- Le corps de connecteur 14 en matière plastique comprend des blindages métalliques de broches 141 noyés dans sa masse. Des ergots de guidage 16 sont également moulés dans les extrémités du corps de connecteur en matière plastique 14. Le châssis métallique 11, le masque de soudage 17 isolant de l'électricité et la plaque de circuit imprimé 1-8 sont assemblés par des rivets 22. Le châssis il et le masque 17 présentent des fentes 12 et des traverses 13. Le circuit 21 a des broches de connexion 211 qui chevauchent les traverses 13 et qui font saillie à travers les fentes 12 pour s'enfoncer dans les trous 19 de la plaque de circuit imprimé 18. La face inférieure 212 du circuit 21 est en contact thermique avec la traverse 13 du châssis Il par l'intermédiaire d'un ruban 23 conducteur de la chaleur et isolant de l'électricité. Après avoir réalisé l'assemblage de la façon décrite plus haut, on procède à la connexion - 3 - électrique des broches 15, 211 sur la plaque de circuit These pins on the opposite side correspond to connection holes 20 of the plate 18. The holes 20 are connected by printed circuit wiring (not shown) to the holes 19 connected to the integrated circuits 21 to two rows of connections or to components of the resistor or capacitor type (norn shown) which can also be mounted on the printed circuit board 18, thereby establishing electrical connections between the pins 18 and the electrical components carried by the printed circuit board. plastic material includes metal shields of pins 141 embedded in its mass. Guide pins 16 are also molded into the ends of the plastic connector body 14. The metal frame 11, the electrically insulating welding mask 17 and the printed circuit board 1-8 are assembled by rivets 22 The frame 11 and the mask 17 have slots 12 and crosspieces 13. The circuit 21 has connection pins 211 which overlap the crosspieces 13 and which protrude through the slots 12 to sink into the holes 19 of the printed circuit board 18. The underside 212 of the circuit 21 is in thermal contact with the cross member 13 of the chassis II by means of a strip 23 conducting heat and insulating electricity. After completing the assembly as described above, the electrical connection of pins 15, 211 to the circuit board is made.
imprimé 18 par une technique de soudage à la vague. printed 18 by a wave welding technique.
Un module assemblé comme indiqué sur la Fig. 1 est capable de dissiper un total de 4,5 watts produits par des éléments du circuit, tels que le composant 21 à deux rangées de connexions tout en limitant l'élévation de température des éléments du circuit à 600 au-dessus de la température du puits de chaleur (non représenté) qui peut être un fluide de refroidissement circulant dans des doigts élastiques en contact avec les bords 24 du châssis 11. Le puits de chaleur fait partie de l'ensemble mécanique et électrique dans lequel le module de la Fig. 1 est inséré. Bien que les propriétés de dissipation thermique du module t soient satisfaisantes, ce module est moins avantageux du point de vue de la production. En raison de la conception du module, l'assemblage des nombreuses pièces qui le constituent exige des opérations d'assemblage manuelles et n'est pas susceptible d'automatisation de sorte que ce module est A module assembled as shown in Fig. 1 is capable of dissipating a total of 4.5 watts produced by circuit elements, such as component 21 with two rows of connections while limiting the temperature rise of the circuit elements to 600 above the temperature of the heat sink (not shown) which can be a cooling fluid circulating in elastic fingers in contact with the edges 24 of the chassis 11. The heat sink is part of the mechanical and electrical assembly in which the module of FIG. 1 is inserted. Although the heat dissipation properties of the module t are satisfactory, this module is less advantageous from the point of view of production. Due to the design of the module, the assembly of the numerous parts which constitute it requires manual assembly operations and is not capable of automation so that this module is
coûteux.expensive.
-Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, l'assemblage du module exige que, pour le soudage, la plaque de circuit imprimé 18 soit masquée par un isolateur électrique 17 intercalé entre la plaque 18 et le châssis 11. Ensuite, on rive la plaque 18 sur le chassis 11 à l'aide des rivets 22. Ensuite, on place le ruban 23 conducteur de la chaleur et les circuits 21 à deux rangées de connexions en place sur le châssis 11-, puis -As indicated above, the assembly of the module requires that, for soldering, the printed circuit board 18 be masked by an electrical insulator 17 interposed between the plate 18 and the chassis 11. Then, shore the plate 18 on the frame 11 using the rivets 22. Next, place the heat conductive tape 23 and the circuits 21 with two rows of connections in place on the frame 11-, then
le soudage à la vague précité complète l'assemblage. the aforementioned wave welding completes the assembly.
Pendant l'opération de soudage et lorsque le module est en service, les blindages de broches 141 ont tendance à tomber du connecteur 1'4 En outre, le connecteur 14 étant en matière plastique, nécessite que les ergots 16 soient introduits en utilisant un adhésif et maintenus During the welding operation and when the module is in service, the shields of pins 141 tend to fall from the connector 1'4 In addition, the connector 14 being made of plastic, requires that the pins 16 are introduced using an adhesive and maintained
dans une position prescrite pendant la prise de l'adhésif. in a prescribed position while setting the adhesive.
Ces ergots 16 prennent fréquemment du jeu. On voit donc -4 - que le module de la Fig. 1 présente des déficiences importantes du point de vue de la fabrication et de la fiabilité. Pour les configurations de circuits dans lesquelles la dissipation totale des composants montés sur la plaque de circuit imprimé est de I watt ou moins, on obtient une dissipation d'énergie suffisante pour limiter l'élévation de température à 600C en montant la plaque 18 sur le support 31 du type à châssis ouvert représenté sur la Fig. 2. La plaque 18 est représentée équipée de circuits à deux rangées de connexions 21 et le connecteur 14 mis en place dans le support 31 est prêt à y être fixé par des rivets 22. L'assemblage de la plaque de circuit imprimé 18 et du support 31 de la Fig. 2 présente divers 1' avantages sur le module de la Fig. 1. L'avantage le plus important consiste en ce que la plaque de circuit imprimé 18 peut être soudée à ses circuits 21 et à son connecteur 14 par des techniques classiques de soudage à la vague avant que l'ensemble ne soit rivé sur le châssis 31. Le processus d'assemblage peut être largement automatisé, These lugs 16 frequently take up play. It can therefore be seen that the module of FIG. 1 has significant deficiencies from the point of view of manufacturing and reliability. For circuit configurations in which the total dissipation of the components mounted on the printed circuit board is I watt or less, sufficient energy dissipation is obtained to limit the temperature rise to 600C by mounting the plate 18 on the support 31 of the open chassis type shown in FIG. 2. The plate 18 is shown equipped with circuits with two rows of connections 21 and the connector 14 put in place in the support 31 is ready to be fixed there by rivets 22. The assembly of the printed circuit plate 18 and the support 31 of FIG. 2 presents various advantages over the module of FIG. 1. The most important advantage is that the printed circuit board 18 can be soldered to its circuits 21 and to its connector 14 by conventional wave welding techniques before the assembly is riveted to the chassis. 31. The assembly process can be largely automated,
ce qui réduit considérab'ement le prix de la fabrication. which considerably reduces the price of manufacturing.
Le chassis 31 présente un blindage de broche 311 venu de matière et, de ce fait, les blindages de broches ne risquent pas de tomber du chassis comme ils le font dans la configuration de la Fig. 1. Les ergots 16 sont également fixés au chassis métallique 31 par emmanchement à force de sorte qu'ils sont également très solidement montés sur le châssis 31, comparativement à la fixatbn par enrobage dans le connecteur 14 en matière plastique The chassis 31 has a pin shield 311 made from the material and, as a result, the pin shields do not risk falling from the chassis as they do in the configuration of FIG. 1. The pins 16 are also fixed to the metal frame 31 by force fitting so that they are also very securely mounted on the frame 31, compared to the fixatbn by coating in the connector 14 of plastic material.
de la Fig. 1.of Fig. 1.
En dépit de l'avantage mécanique et de la facilité de fabrication, l'assemblage du châssis 31 et de la plaque 18 de la Fig. 2 est affecté d'une limitation consistant en ce que la dissipation de puissance totale admissible des circuits 21 à deux rangées de broches pour l'élévation de température admise de 60 C est limitée à 1 watt. Etant donné qu'il existe de nombreuses configurations de circuits qui excèdent ce taux de dissipation de 1 watt, il était nécessaire de recourir dans ces conditions à la configuration d'assemblage plus coûteuse du module représenté sur la Fig. 1. Pour accroître la capacité de dissipation de puissance de l'ensemble composé de la plaque de circuit imprimé 18 et du châssis 31, on fixait une plaque de fermeture 32 à cet ensemble à l'aide des rivets 22. La plaque de fermeture 32 était mise en contact thermique avec les circuits 21 à deux rangées de broches montés sur la plaque de circuit imprimé 18 au moyen d'une substance conductrice de la chaleur (non représentée) intercalée Despite the mechanical advantage and the ease of manufacture, the assembly of the chassis 31 and the plate 18 of FIG. 2 is subject to a limitation consisting in that the total admissible power dissipation of the circuits 21 with two rows of pins for the permitted temperature rise of 60 C is limited to 1 watt. Since there are many circuit configurations which exceed this dissipation rate of 1 watt, it was necessary in these conditions to resort to the more expensive assembly configuration of the module shown in FIG. 1. To increase the power dissipation capacity of the assembly composed of the printed circuit board 18 and of the chassis 31, a closure plate 32 was attached to this assembly using the rivets 22. The closure plate 32 was brought into thermal contact with the circuits 21 with two rows of pins mounted on the printed circuit board 18 by means of a heat-conducting substance (not shown) inserted
entre les composants 21 et la plaque de fermeture 32. between the components 21 and the closure plate 32.
La matière conductrice de la chaleur était également placée entre les régions de recouvrement 33', 33" entre la plaque de fermeture 32 et le châssis 31. En raison des limitations imposées à la dimension du châssis 31 et à la surface occupée par les circuits 21, la surface de contact disponible entre la plaque de fermeture 32 et le châssis 31' ne se trouvait que le long des bords de ces éléments. Etant donné que la largeur des régions 33', 33" du cadre 31 n'est que d'environ 1,25 mm, la surface totale disponible pour le transfert de la chaleur de la plaque de fermeture 32 au châssis 31 n'était pas grande et la puissance totale qui pouvait The heat conducting material was also placed between the covering regions 33 ′, 33 "between the closure plate 32 and the chassis 31. Due to the limitations imposed on the size of the chassis 31 and on the surface occupied by the circuits 21 , the contact surface available between the closing plate 32 and the frame 31 ′ was only along the edges of these elements. Since the width of the regions 33 ′, 33 ″ of the frame 31 is only about 1.25 mm, the total area available for heat transfer from the cover plate 32 to the frame 31 was not large and the total power which could
être dissipée pour une élévation de 60'C de la tempé- be dissipated for a 60 ° C rise in temperature
rature en utilisant la plaque de fermeture 32 n'était que d'environ 1,5 watts, ce qui ne représente qu'une légère amélioration comparativement à la dissipation de puissance de 1 watt qu'on obtenait sans la plaque de erasing using the closing plate 32 was only about 1.5 watts, which is only a slight improvement compared to the power dissipation of 1 watt that was obtained without the
fermeture 32 pour la même élévation de température. closure 32 for the same temperature rise.
Un but de l'invention est donc de réaliser un support perfectionné pour plaque de circuit qui présente la grande capacité de dissipation d'énergie du support de la Fig. 1 sans présenter les difficultés et coits de An object of the invention is therefore to provide an improved support for a circuit board which has the great energy dissipation capacity of the support of FIG. 1 without presenting the difficulties and costs of
fabrication correspondants. Un tel support perfection- corresponding manufacturing. Such perfect support-
né devrait présenter les caractéristiques d'économie de fabrication du support de la Fig. 2 sans être affecté par les limitations de ce support qui concernent ses propriétés de dissipation d'énergie. Ce but ainsi que d'autres sont atteints par le support de plaque de circuit suivant l'invention grâce au fait qu'on fabrique le support de plaque de circuit de telle manière qu'il comporte une plaque conductrice de la chaleur mise en contact thermique avec les circuits à deux rangées de connexions qui dégagent de la chaleur et constituée par un élément venu de matière avec le support de plaque de circuit, ce qui porte à une valeur maximum la capacité de transfert de la chaleur entre la plaque de fermeture et la partie born should have the characteristics of economy of manufacture of the support of FIG. 2 without being affected by the limitations of this support which relate to its energy dissipation properties. This object as well as others are achieved by the circuit plate support according to the invention thanks to the fact that the circuit plate support is manufactured in such a way that it comprises a heat conducting plate brought into thermal contact. with circuits with two rows of connections which give off heat and which is made up of an element made in one piece with the circuit plate support, which brings to a maximum value the capacity for transfer of heat between the closing plate and the part
du support qui est en contact avec un puits de chaleur. of the support which is in contact with a heat sink.
La plaque conductrice de la chaleur peut également comporter des ailettes en saillie vers l'intérieur venues de matière avec la plaque, qui accroissent encore la capacité de transfert de la chaleur du support et servent également de renforcement-pour la plaque tout en réalisant un blindage électrique pour les bornes des The heat conducting plate may also have inwardly projecting fins integrally formed with the plate, which further increase the heat transfer capacity of the support and also serve as reinforcement for the plate while providing shielding. electrical for the terminals of
circuits à deux rangées de connexions. circuits with two rows of connections.
D'autres caractéristiques et avantages de Other features and benefits of
l'invention apparaîtront au cours de la description qui the invention will appear during the description which
va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la Fig. 1 est une vue en perspective éclatée d'un module de la technique antérieure pour circuits à deux rangées de connexions; go follow. In the accompanying drawings, given only by way of example: FIG. 1 is an exploded perspective view of a module of the prior art for circuits with two rows of connections;
la Fig. 2 est une vue en perspective partiel- Fig. 2 is a partial perspective view-
lement éclatée d'une autre forme de réalisation d'un module pour circuit à deux rangées de connexions; la Fig. 3 est une vue en perspective partiellement éclatée du support suivant l'invention; la Fig. 4 est une vue en perspective en partie Another exploded view of another embodiment of a module for a circuit with two rows of connections; Fig. 3 is a partially exploded perspective view of the support according to the invention; Fig. 4 is a perspective view in part
en coupe du support suivant l'invention. in section of the support according to the invention.
- 7 - Une forme préférée de réalisation du support de panneau de circuit imprimé suivant l'invention est représentée sur les Fig. 3 et 4. On a également représenté sur ces Figures un ensemble oertlet conposé de composants 21 constitués par des circuits à deux rangées de connexions, une résistance ou un condensateur 21, d'un connecteur 14 et d'une plaque de circuit imprimé 18 auquel les composants 21 et le connecteur 14 ont été soudés à la vague pour former un circuit complet 41. Le circuit complet 41 est représenté séparément du support de plaque 40 sur la Fig. 3 afin que les détails du support 40 ne soient pas cachés par la plaque de circuit imprimé. Le circuit complet 41 se place dans le support 40 de la façon indiquée par les lignes de rappel 42, 44, 43. Après l'insertion du circuit 41 dans le support 40, les rivets 22 fixent A preferred embodiment of the printed circuit panel support according to the invention is shown in Figs. 3 and 4. Also shown in these Figures is a set conical component 21 consisting of circuits with two rows of connections, a resistor or a capacitor 21, a connector 14 and a printed circuit board 18 to which the components 21 and the connector 14 have been wave welded to form a complete circuit 41. The complete circuit 41 is shown separately from the plate support 40 in FIG. 3 so that the details of the support 40 are not hidden by the printed circuit board. The complete circuit 41 is placed in the support 40 as indicated by the return lines 42, 44, 43. After the insertion of the circuit 41 in the support 40, the rivets 22 fix
le circuit complété 41 dans le support 40. the completed circuit 41 in the support 40.
En se reportant à la Fig. 3, on voit que le support 40 est un ensemble unitaire comprenant deux côtés 45', 45" reliés à un troisième côté 46 au niveau des bords d'une plaque 47. La plaque 47 comporte un prolongement situé à l'extrémité du support 40 qui est à l'opposé du côté 46 et qui forme le blindage de broches 141. Un autre blindage de broches 141' fait face au blindage 141 et couvre l'espace compris entre les côtés 45. La hauteur de l'ouverture ménagée entre les blindages 141 est légèrement plus grande que la hauteur du connecteur 14, pour permettre de mettre ce connecteur 14 en place mais elle est insuffisante pour permettre à l'épaisseur totale de l'ensemble du connecteur 14 et de la plaque de circuit imprimé 18 d'y pénétrer, de sorte qu'il est ainsi formé une butée au niveau du bord 181 du panneau. Le support 40 est de préférence fait d'une matière à haute conductibilité thermique telle que l'aluminium ou le cuivre, et il peut être de préférence formé par coulée. La plaque arrière ou de fond 47 présente des alvéoles 48 dans Referring to FIG. 3, it can be seen that the support 40 is a unitary assembly comprising two sides 45 ′, 45 "connected to a third side 46 at the edges of a plate 47. The plate 47 has an extension located at the end of the support 40 which is opposite the side 46 and which forms the pin shield 141. Another pin shield 141 'faces the shield 141 and covers the space between the sides 45. The height of the opening made between the shields 141 is slightly larger than the height of the connector 14, to allow this connector 14 to be put in place but it is insufficient to allow the total thickness of the assembly of the connector 14 and of the printed circuit board 18 penetrate therein, so that a stop is formed at the edge 181 of the panel. The support 40 is preferably made of a material with high thermal conductivity such as aluminum or copper, and it can be of preferably formed by casting. The back or bottom plate 47 has alveoli 48 in
lesquels les composants 21 sont partiellement engagés. which the components 21 are partially engaged.
Les alvéoles 48 permettent de donner à la plaque de fond 47 une plus grande épaisseur qu'on ne le pourrait autrement et, de cette façon, la plaque 47 établit une mailleure conduction thermique entre les alvéoles 48 The cells 48 make it possible to give the bottom plate 47 a greater thickness than would otherwise be possible and, in this way, the plate 47 establishes a better thermal conduction between the cells 48
et les guides 24 qui servent à transmettre la chaleur. and the guides 24 which serve to transmit the heat.
La hauteur de l'épaulement de support 33 au-dessus de la surface de la plaque 47 est plus petite que la hauteur des circuits 21 au-dessus de la surface du panneau 18 de sorte qu'en l'absence des alvéoles 48, la hauteur des circuits 21 empêcherait le circuit assemblé 41 de prendre appui sur l'épaulement 33. Les The height of the support shoulder 33 above the surface of the plate 47 is smaller than the height of the circuits 21 above the surface of the panel 18 so that in the absence of the cells 48, the height of the circuits 21 would prevent the assembled circuit 41 from bearing on the shoulder 33. The
côtés 45 et 46 et les blindages de broches 141 défi- sides 45 and 46 and the pin shields 141 defi-
nissent en combinaison une limite périphérique du in combination create a peripheral limit of the
châssis du support 40.support frame 40.
Des nervures 49 venues de matière avec le corps principal du support 40 ont un bord en commun avec une partie épaisse 50 de la plaque 47 et un autre bord en commun avec une poignée 5T. Les nervures 49 servent d'éléments conducteurs de la chaleur entre la plaque 47 et la poignée 41, qui conduit la chaleur vers les cotés 45 et les bords 24. Dans certaines applications, la poignée 31 peut être refroidie par Ribs 49 integrally with the main body of the support 40 have an edge in common with a thick part 50 of the plate 47 and another edge in common with a handle 5T. The ribs 49 serve as heat conducting elements between the plate 47 and the handle 41, which conducts the heat to the sides 45 and the edges 24. In certain applications, the handle 31 can be cooled by
l'air pour accroître encore par ce moyen les pro- air to further increase the pro-
priétés de dissipation de la chaleur du support suivant l'invention. Les nervures 49 donnent également une heat dissipation properties of the support according to the invention. The ribs 49 also give a
plus grande solidité à la mince plaque de fond 47. greater strength to the thin bottom plate 47.
Orn place un liquide 52 conducteur de la chaleur dans Orn places a heat conducting liquid 52 in
l'alvéole 48 de la plaque 47, à l'endroit qui corres- the cavity 48 of the plate 47, at the place which corresponds to
pond à la position d'un élément 21 qui dégage de la chaleur. De ce fait, lorsque le circuit assemblé 41 est placé dans le support 40 et rivé pour former avec ce dernier un module complet, le liquide 52 est en - contact thermique avec chaque élément 21 qui dégage de la chaleur et en contact thermique avec la plaque _9- de fond 47. Le fluide 52 conducteur de la chaleur est de préférence non conducteur de l'électricité, afin d'éviter de provoquer des court-circuits avec les broches des composants 21 ou de la plaque 18. La matière 52 conductrice de la chaleur peut éventuellement être une substance du type époxy qui durcit lorsque le lays at the position of an element 21 which gives off heat. Therefore, when the assembled circuit 41 is placed in the support 40 and riveted to form with the latter a complete module, the liquid 52 is in - thermal contact with each element 21 which gives off heat and in thermal contact with the plate _9- bottom 47. The fluid 52 which conducts heat is preferably non-conductive of electricity, in order to avoid causing short-circuits with the pins of the components 21 or of the plate 18. The material 52 conductors of heat can optionally be an epoxy-like substance that hardens when the
circuit 41 a été monté dans le support 40. circuit 41 has been mounted in the support 40.
Un module assemblé 60 est représenté en coupe partielle sur la Fig. 4. La Fig. 4 montre la façon dont la plaque de circuit 18, avec ses composants 21, est logée dans le support 40 pour réaliser un module 60 qui possède les caractéristiques de dissipation de la An assembled module 60 is shown in partial section in FIG. 4. Fig. 4 shows how the circuit board 18, with its components 21, is housed in the support 40 to produce a module 60 which has the characteristics of dissipation of the
chaleur de l'ensemble de la Fig. t mais avec la sim- heat of the assembly of FIG. t but with the sim-
plicité de fabrication de l'ensemble de la Fig. 2. flexibility in manufacturing the assembly of FIG. 2.
Dans certaines applications telles que dans les équipemerfs militaires, il est exigé que la plaque de circuit imprimé et ses composants soient enrobés pour protéger le panneau terminé des effets de l'environnement dans lequel le circuit peut être utilisé. Pour les cas o l'on exige une dissipation de puissance de 4,5 watts et o l'on devait précédemment adopter la configuration de la Fig. 1t représentant la technique antérieure, on devait commencer par assembler le module de la Fig. 1, après quoi il était nécessaire de masquer les côtés 24, la face supérieure 241 et le connecteur 14 avant de pouvoir appliquer l'enrobage, ou le revêtement épousant la forme de l'ensemble. Ces phases de masquage accroissent considérablement le prix de revient de fabrication du module de la Fig. 1. Au contraire, dans le module suivant l'invention qui est représenté sur la Fig. 3, le revêtement épousant la forme de la plaque de circuit imprimé 18 et de ses composants 21 s'effectue après l'assemblage et le soudage des composants 21 et du connecteur T4 sur la plaque de circuit imprimé 18. Pour le circuit 41 terminé, il suffit d'appliquer une manchette de caoutchouc (non représentée) sur le connecteur 14 avant de procéder au In certain applications such as in military equipment, it is required that the printed circuit board and its components be coated to protect the finished panel from the effects of the environment in which the circuit can be used. For the cases where a power dissipation of 4.5 watts is required and where the configuration of FIG. 1t representing the prior art, we had to start by assembling the module of FIG. 1, after which it was necessary to mask the sides 24, the upper face 241 and the connector 14 before being able to apply the coating, or the coating matching the shape of the assembly. These masking phases considerably increase the manufacturing cost of the module of FIG. 1. On the contrary, in the module according to the invention which is shown in FIG. 3, the coating conforming to the shape of the printed circuit board 18 and of its components 21 is carried out after the assembly and soldering of the components 21 and of the connector T4 on the printed circuit board 18. For the circuit 41 finished, it suffices to apply a rubber cuff (not shown) to the connector 14 before proceeding with the
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revêtement de l'ensemble de circuit complet. On retire la manchette de caoutchouc avant de mettre le circuit coating of the complete circuit assembly. We remove the rubber cuff before putting the circuit
complet 41 en place dans le support 40 de la Fig. 3. complete 41 in place in the support 40 of FIG. 3.
Comparativement aux opérations qui étaient nécessaires dans le cas des modules de la technique antérieure, la simplicité de l'opération de revêtement de l'ensemble de circuit 41 suivant l'invention une fois terminé se traduit par une économie considérable sur le prix de Compared to the operations which were necessary in the case of the modules of the prior art, the simplicity of the coating operation of the circuit assembly 41 according to the invention once completed results in a considerable saving on the price of
revient de sa fabrication.returns from its manufacture.
Les dimensions d'un support qui a été étudié comme module d'électronique normalisé (Standard Electronics Module ou SEM) par le Gouvernement des The dimensions of a support that has been studied as a Standard Electronics Module (SEM) by the Government of
Etats-Unis d'Amérique sont indiquées sur la Fig. 4. United States of America is shown in Fig. 4.
Les dimensions extérieures indiquées sont les mêmes The external dimensions indicated are the same
pour tous les supports représentés sur les dessins. for all the supports shown in the drawings.
Pour utiliser au maximum la largeur d'une plaque de circuit 18, on limite la largeur de l'épaulement 33 destiné à supporter la plaque de circuit à une valeur aussi faible que possible. Sur la Fig. 4, on a indiqué pour cette largeur une valeur d'environ 0,75 mi. L'épaulement 33 a une largeur égale à celle de l'épaulement 33' de la Fig. 2, qui supporte la plaque de fermeture 32 conductrice -de la chaleur. La plaque de fermeture 32 est à recouvrement par rapport à la poignée 311 du support 31 sur une distance 33" ayant à peu près la même valeur, comme on l'a représenté sur la Fig. 2. On voit que la plaque de fermeture 32 est limitée dans sa surface de contact avec le support 31 et que la résistance thermique entre ces deux éléments est importante. On n'obtient donc qu'un faible accroissement de la dissipation d'énergie maximum admissible des composants de plaque de circuit imprimé lorsqu'on utilise la plaque de fermeture 32, comparativement à la dissipation admissible lorsqu'on n'utilise pas la plaque de fermeture dans le cas représenté sur la Fig. 2 (la dissipation de puissance To make maximum use of the width of a circuit plate 18, the width of the shoulder 33 intended to support the circuit plate is limited to a value as small as possible. In Fig. 4, a value of around 0.75 mi has been indicated for this width. The shoulder 33 has a width equal to that of the shoulder 33 'of FIG. 2, which supports the heat-conducting closing plate 32. The closure plate 32 is overlapped with respect to the handle 311 of the support 31 over a distance 33 "having approximately the same value, as shown in FIG. 2. It can be seen that the closure plate 32 is limited in its contact surface with the support 31 and that the thermal resistance between these two elements is high, so that only a small increase in the maximum admissible energy dissipation of the printed circuit board components is obtained when the closing plate 32 is used, compared to the admissible dissipation when the closing plate is not used in the case shown in Fig. 2 (the power dissipation
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admissible ne passant alors que de t watt à 1,5 watts). admissible only passing from t watt to 1.5 watts).
Etant donné que les régions de recouvrement 33 de la plaque de fermeture 32 par rapport au support 31 sont limitées par les limitations imposées aux dimensions normalisées et par la nécessité d'utiliser une surface aussi grande que possible de la plaque de circuit imprimé, l'utilité d'une plaque de fermeture 32 est limitée en raison du faible accroissement de dissipation d'énergie comparativement au module standard à châssis Since the overlap regions 33 of the closure plate 32 with respect to the support 31 are limited by the limitations imposed on the standardized dimensions and by the need to use as large an area as possible of the printed circuit board, the usefulness of a cover plate 32 is limited due to the small increase in energy dissipation compared to the standard chassis module
ouvert de la Fig. 2 sans plaque de fermeture 32. open from Fig. 2 without cover plate 32.
L'épaisseur de la plaque 47 conductrice de la chaleur est limitée par l'épaisseur maximum admissible du support 40 et elle est d'environ 2 mm sauf dans les régions des alvéoles 48, o l'épaisseur de la plaque 47 n'est que d'environ 1 mm. Ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, les alvéoles 48 sont prévus dans la région dans laquelle les composants 21 du circuit intégré sont les plus rapprochés de la plaque arrière 47. Les alvéoles donnent un jeu additionnel sans réduire notablement les capacités de transfert de la chaleur de la plaque arrière 47. La profondeur 331 du rebord d'appui 33 est juste suffisante pour éviter que la plaque de circuit imprimé 18 et les perles de soudure 411 formées sur les fils de connexion des composants 21 ne débordent au-delà des faces supérieures 451 de la partie 45. Dans un exemple type, cette The thickness of the heat conducting plate 47 is limited by the maximum admissible thickness of the support 40 and it is approximately 2 mm except in the regions of the cells 48, where the thickness of the plate 47 is only about 1 mm. As explained above, the cells 48 are provided in the region in which the components 21 of the integrated circuit are closest to the rear plate 47. The cells give additional play without significantly reducing the transfer capacities heat from the back plate 47. The depth 331 of the support flange 33 is just sufficient to prevent the printed circuit board 18 and the solder beads 411 formed on the connection wires of the components 21 from overflowing upper faces 451 of part 45. In a typical example, this
dimension est d'environ 1 mm.dimension is approximately 1 mm.
La nette amélioration des capacités de dissi- The marked improvement in dissociation capacities
pation d'énergie (qui passent de 1 à 4,5 watts) du module suivant l'invention, comme représenté sur les Fig. 3 et 4, alors qu'il respecte encore les limitations pation of energy (which goes from 1 to 4.5 watts) of the module according to the invention, as shown in Figs. 3 and 4, while still respecting the limitations
physiques du module électronique standard est remar- of the standard electronic module is noted
quable si l'on considère sa ressemblance avec le module de la technique antérieure représenté sur la Fig. 2. Le support en une seule pièce suivant quable if we consider its resemblance to the module of the prior art shown in FIG. 2. The following single piece support
2 24945402 2494540
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l'invention qui est représenté sur les Fig. 3 et 4 assure une meilleure conduction thermique entre la partie 52 du support 40 à laquelle la chaleur est transmise par les composants 21 de la plaque de circuit imprimé 18 et la partie du support, constituée par les barres de guidage 24, d'o la chaleur est évacuée par les doigts élastiques refroidis par l'eau du puits de chaleur qui est incorporé au ratelier the invention which is shown in Figs. 3 and 4 provides better thermal conduction between the part 52 of the support 40 to which the heat is transmitted by the components 21 of the printed circuit board 18 and the part of the support, constituted by the guide bars 24, from where the heat is removed by the elastic fingers cooled by the water from the heat sink which is incorporated into the rack
pour lequel le module 60 est conçu. for which module 60 is designed.
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