FR2750252A3 - Heat sink for electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne des ensembles de composants électroniques et plus particulièrement l'application d'une substance telle qu'une graisse conductrice de la chaleur entre deux composants. The present invention relates to sets of electronic components and more particularly to the application of a substance such as a heat conductive grease between two components.
Arrière-plan de l'invention
L'interface entre un radiateur et le composant sur lequel il est fixé forme une couche de liaison thermiquement isolante. Cette couche réduit la transmission de la chaleur vers le radiateur et donc en définitive réduit l'aptitude du radiateur à dissiper la chaleur créée par le composant. Jusqu'à maintenant, on avait remarqué que l'application d'un film de graisse thermique pouvait réduire ou sensiblement éliminer ce problème. De la graisse thermique est bien connue dans la technique et peut être composée de silicone et d'oxyde de zinc, elle est disponible auprès de Dow Corning of
Midland, Michigan, et auprès d'autres sources. Une autre
R composition de graisse thermique : la ThermalcoteR est disponible auprès de Thermalloy, Inc., of Dallas, Texas un autre produit vendu par la même société est connu sous le nom de Thermalcote IIR ne contient pas de silicone. Les produits Thermalcote existent sous des formes applicables au pinceau, à la sortie d'un tube, à la spatule ou selon d'autres techniques. Malheureusement, l'application de graisse thermique sur des composants individuels dans un environnement de production est un procédé laborieux et peu précis. Néanmoins, malgré de nombreux efforts pour créer un autre matériau d'interface apte à remplacer la graisse thermique, celle-ci reste le produit le plus efficace pour assurer une bonne conductivité thermique.Invention background
The interface between a radiator and the component on which it is fixed forms a thermally insulating bonding layer. This layer reduces the transmission of heat to the radiator and therefore ultimately reduces the ability of the radiator to dissipate the heat created by the component. Until now, it has been noted that the application of a film of thermal grease can reduce or substantially eliminate this problem. Thermal grease is well known in the art and can be composed of silicone and zinc oxide, it is available from Dow Corning of
Midland, Michigan, and other sources. Another
R thermal grease composition: ThermalcoteR is available from Thermalloy, Inc., of Dallas, Texas another product sold by the same company is known as Thermalcote IIR does not contain silicone. Thermalcote products exist in forms applicable with a brush, at the exit of a tube, with a spatula or according to other techniques. Unfortunately, applying thermal grease to individual components in a production environment is a laborious and imprecise process. However, despite numerous efforts to create another interface material capable of replacing thermal grease, it remains the most effective product for ensuring good thermal conductivity.
La graisse thermique peut être appliquée directement sur une bande isolante. La bande enduite est livrée posée sur une bande d'appui qui doit être enlevée avant que l'isolant soit appliqué sur un composant. Ce produit est vendu sous le nom de Insul-Cote par Thermalloy, Inc., of
Dallas, Texas. De même, on sait appliquer une mince couche de graisse thermique sur les deux faces d'un support en aluminium qui mesure 0,1 mm d'épaisseur (0.004") . Le support enduit est ensuite placé entre le radiateur et un microprocesseur. Ce produit est vendu sous le nom de
Conducta-Code (TM) par Thermalloy, Inc., of Dallas, Texas.Thermal grease can be applied directly to an insulating strip. The coated strip is delivered posed on a support strip which must be removed before the insulation is applied to a component. This product is sold under the name of Insul-Cote by Thermalloy, Inc., of
Dallas, Texas. Likewise, it is known to apply a thin layer of thermal grease to the two faces of an aluminum support which is 0.1 mm thick (0.004 "). The coated support is then placed between the radiator and a microprocessor. product is sold under the name of
Conducta-Code (TM) by Thermalloy, Inc., of Dallas, Texas.
Mais l'emploi de ces isolants enduits ou de ces supports en aluminium n'élimine pas les problèmes cités ci-dessus, puisque la manutention de l'isolant ou du support enduit de graisse est presque aussi difficile que l'application de la graisse à la sortie d'un tube ou au moyen d'un pinceau. Les isolants et les supports existent sous forme de bandes et peuvent être appliqués à la machine, ce qui réduit certains des problèmes. Mais, ceci ajoute une étape de production et des investissements en machine d'application si le fournisseur des isolants ou supports pré-enduits n'en fournit pas une. L'avantage des isolants ou supports pré-enduits c'est qu'ils peuvent appliquer une quantité précise de graisse , et qu'une quantité précise de graisse peut être achetée en commandant des isolants ou supports enduits au cas par cas en même temps que les radiateurs. Mais, les isolants et supports en aluminium pré-enduits de graisse thermique cités ci-dessus ont l'inconvénient d'être difficiles à fabriquer.However, the use of these coated insulators or of these aluminum supports does not eliminate the problems mentioned above, since the handling of the insulation or the support coated with grease is almost as difficult as the application of grease to the exit of a tube or by means of a brush. The insulators and supports exist in strip form and can be applied to the machine, which reduces some of the problems. However, this adds a production step and investments in application machine if the supplier of the pre-coated insulation or supports does not provide one. The advantage of pre-coated insulators or substrates is that they can apply a specific amount of grease, and a specific amount of grease can be purchased by ordering coated insulators or substrates on a case-by-case basis together with radiators. However, the insulators and supports made of aluminum pre-coated with thermal grease mentioned above have the drawback of being difficult to manufacture.
Il a déjà été indiqué précédemment que d'autres efforts avaient été tentés pour créer des pastilles de matière destinées à remplacer la graisse thermique. It has already been indicated previously that other efforts have been made to create pellets of material intended to replace thermal grease.
Certains de ces produits sont isolants, tandis que des versions plus récentes ne le sont pas. Bien que ces pastilles réduisent le gaspillage et l'application imprécise associés à l'emploi d'un produit renforçant la conductivité thermique, ils sont souvent plus coûteux et ne présentent pas les performances thermiques de la graisse. Il serait donc désirable de proposer un produit ayant avantageusement les propriétés thermiques de la graisse pour créer une meilleure liaison thermique entre un radiateur et un composant émetteur de chaleur. En outre, il serait encore souhaitable de réduire ou d'éliminer le gaspillage, les projections ou une application excessive de graisse thermique. C'est donc un objet de la présente invention de proposer des produits et des procédés grâce auxquels de la graisse thermique est appliquée de manière précise et commandée. C'est un autre objet de la présente invention de proposer des produits et des procédés qui s'adaptent facilement aux environnements de la production et qui n'exigent aucune modification importante des séquences de production existantes ni aucun changement de l'outillage de production.Some of these products are insulating, while newer versions are not. Although these pellets reduce the waste and imprecise application associated with the use of a product that enhances thermal conductivity, they are often more expensive and do not exhibit the thermal performance of grease. It would therefore be desirable to offer a product advantageously having the thermal properties of grease to create a better thermal bond between a radiator and a heat emitting component. In addition, it would still be desirable to reduce or eliminate wastage, splashing or excessive application of thermal grease. It is therefore an object of the present invention to provide products and methods by which thermal grease is applied in a precise and controlled manner. It is another object of the present invention to provide products and methods which easily adapt to production environments and which do not require any significant modification of existing production sequences or any change in production equipment.
Résumé de l'invention
Les auteurs ont remarqué que ces objets ainsi que d'autres objets de la présente invention sont atteints par la préapplication de revêtements et de substances tels que de la graisse thermique sur des composants tels que des radiateurs. La surface concernée est recouverte d'une feuille de protection, c'est-à-dire d'un film mince ou d'une feuille de papier. L'opérateur enlève la feuille de protection, de préférence en utilisant une languette d'enlèvement prévue pour faciliter l'opération. Une fois le film de protection retiré, le radiateur est assemblé sur un microprocesseur ou sur un autre dispositif semiconducteur, ou sur n'importe quelle autre source de chaleur. Ou encore, le film ou le papier de protection peut être pré-enduit et appliqué sur le composant.Summary of the invention
The authors have noted that these and other objects of the present invention are achieved by the pre-application of coatings and substances such as thermal grease on components such as radiators. The surface concerned is covered with a protective sheet, that is to say with a thin film or a sheet of paper. The operator removes the protective sheet, preferably using a removal tab provided to facilitate the operation. Once the protective film has been removed, the radiator is assembled on a microprocessor or on another semiconductor device, or on any other heat source. Alternatively, the protective film or paper can be pre-coated and applied to the component.
La présente invention décrit donc des radiateurs ou films de protection qui sont pré-enduits d'une couche de matière telle que de la graisse thermique, lesquels présentent plusieurs avantages par rapport à la technique antérieure. Premièrement, la contamination et la migration de la graisse thermique sont sensiblement réduites en recouvrant les surfaces enduites d'un film de protection qui est retiré avant l'assemblage du radiateur sur une carte de circuit ou dans un autre ensemble. En proposant un radiateur pré-enduit, on augmente la productivité grâce à une augmentation de la précision avec laquelle la graisse thermique est appliquée, c'est-à-dire grâce à l'élimination du gaspillage et du nettoyage. L'invention est donc aussi orientée vers des procédés perfectionnés de pré-enduction d'un radiateur au moyen de graisse thermique, dans lesquels les surfaces du radiateur peuvent être ou bien enduites complètement, ou bien enduites dans des parties sélectionnées ; ou encore, le film de protection peut être pré-enduit. Le revêtement est de manière tout à fait préférable effectué au moyen d'un procédé à l'écran de soie ou d'un procédé d'impression au tampon. Le film de protection est d'une manière très préférable doté d'une languette d'enlèvement pour faciliter l'enlèvement du film de protection. Enfin, la présente invention présente aussi des procédés perfectionnés d'installation d'un radiateur en utilisant des radiateurs qui ont une surface sur laquelle de la graisse thermique a été appliquée d'avance et recouverte d'un film de protection. The present invention therefore describes radiators or protective films which are pre-coated with a layer of material such as thermal grease, which have several advantages over the prior art. First, contamination and migration of thermal grease is significantly reduced by covering the coated surfaces with a protective film which is removed before assembly of the radiator on a circuit board or in another assembly. By offering a pre-coated radiator, productivity is increased by increasing the precision with which thermal grease is applied, i.e. by eliminating waste and cleaning. The invention is therefore also directed towards improved methods of pre-coating a radiator by means of thermal grease, in which the surfaces of the radiator can either be coated completely, or else coated in selected parts; or the protective film can be pre-coated. Coating is most preferably done by means of a silk screen process or a pad printing process. The protective film is most preferably provided with a removal tab to facilitate removal of the protective film. Finally, the present invention also presents improved methods of installing a radiator using radiators which have a surface to which thermal grease has been applied in advance and covered with a protective film.
Brève descrintion des dessins
La figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation préférée de la présente invention ; et
la figure 2 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation de la présente invention.Brief descrintion of the drawings
Figure 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the present invention; and
Figure 2 is a perspective view of another embodiment of the present invention.
Description détaillée des formes de réalisation préférées
Selon la figure 1, qui représente une forme de réalisation préférée, un radiateur 10 comporte une pluralité d'ailettes 11 partant d'une face de dissipation de chaleur 12 et d'une face 14 orientée vers le composant, opposée à la face de dissipation de chaleur 12. La face 14 orientée vers le composant est couverte d'une couche de matière 100 et un film protecteur 110 recouvre la couche de matière 100. Pour des questions d'illustration, la figure 1 représente un angle du film protecteur 110 retourné vers le haut pour faire apparaître la couche de matière 100. On comprend cependant que le radiateur 10 est normalement livré avec une couche de matière de protection recouvrant la couche de matière 100.Detailed description of preferred embodiments
According to FIG. 1, which represents a preferred embodiment, a radiator 10 comprises a plurality of fins 11 starting from a heat dissipation face 12 and from a face 14 oriented towards the component, opposite to the dissipation face of heat 12. The face 14 oriented towards the component is covered with a layer of material 100 and a protective film 110 covers the layer of material 100. For illustration purposes, FIG. 1 represents an angle of the protective film 110 turned over upwards to reveal the layer of material 100. However, it is understood that the radiator 10 is normally delivered with a layer of protective material covering the layer of material 100.
La couche de matière 100 est d'une façon très préférable constituée par de la graisse thermique dont l'utilisation est bien connue dans la technique, comme cela a déjà été indiqué. Mais, on peut comprendre que la graisse thermique n'est pas le seul type de matière capable d'appliquer les principes décrits ici. De nombreux autres revêtements favorisant cette même propriété telle que des poudres, des gels, des dispersions de produit conducteur, etc., sont également utilisables de même que des revêtements élastiques qui absorbent les chocs. Sur la figure 1, la couche de matière 100 est représentée en traits interrompus sauf à l'endroit ou le film protecteur 110 est à nouveau représenté soulevé pour des questions d' illustration. The layer of material 100 is very preferably constituted by thermal grease, the use of which is well known in the art, as has already been indicated. However, it can be understood that thermal grease is not the only type of material capable of applying the principles described here. Many other coatings promoting this same property such as powders, gels, dispersions of conductive product, etc., can also be used as well as elastic coatings which absorb shocks. In FIG. 1, the layer of material 100 is shown in dashed lines except at the point where the protective film 110 is again shown raised for illustration purposes.
Dans la plupart des formes de réalisation, la couche de matière 100 est appliquée sensiblement sur toute la totalité de la face 14 orientée vers les composants comme l'indique la figure 1. Mais, comme l'indique la figure 2, la couche de matière 100 peut aussi être appliquée sur des parties sélectionnées de la face 14, orientée vers les composants. Dans certaines formes de réalisation préférées, le film protecteur 100 est collé par dessus la couche de matière sur une ou plusieurs arêtes de la face 14, orientée vers les composants. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 2, les surfaces qui sont recouvertes de matière 100 sont représentées en traits interrompus. Dans l'une ou l'autre des formes de réalisation des figures 1 et 2, il est préférable que le film de protection 110 recouvre la totalité de la face 14 orientée vers le composant, bien que l'on comprenne que l'invention envisage des formes de réalisation dans lesquelles le film protecteur. 110 est discontinu, constitué par plusieurs parties, fendu, perforé ou d'une autre manière sans recouvrir la totalité de la face 14 orientée vers le composant. Dans certaines formes de réalisation préférées, une partie au moins du film protecteur 110 s'étend au-delà d'une arête du radiateur 10. Il est encore préférable qu'une partie du film de protection 110 s'étende au-delà d'une arête du radiateur 10, et forme une languette d'enlèvement 112. In most embodiments, the layer of material 100 is applied substantially over the entire face 14 oriented towards the components as shown in Figure 1. But, as shown in Figure 2, the layer of material 100 can also be applied to selected parts of the face 14, oriented towards the components. In certain preferred embodiments, the protective film 100 is glued over the layer of material on one or more edges of the face 14, oriented towards the components. In the embodiment illustrated in Figure 2, the surfaces which are covered with material 100 are shown in broken lines. In one or other of the embodiments of FIGS. 1 and 2, it is preferable for the protective film 110 to cover the entire face 14 oriented towards the component, although it will be understood that the invention envisages embodiments in which the protective film. 110 is discontinuous, consisting of several parts, split, perforated or in another way without covering the whole of the face 14 oriented towards the component. In certain preferred embodiments, at least part of the protective film 110 extends beyond an edge of the radiator 10. It is still preferable that a part of the protective film 110 extends beyond an edge of the radiator 10, and forms a removal tab 112.
La présente invention envisage de constituer le film protecteur 110 en une matière appropriée quelconque. Comme l'apprécieront facilement les spécialistes de la technique, des matières convenables comprennent celles qui se dégagent facilement du composant, qui résistent à la détérioration par exposition à la graisse thermique et celles qui résistent à l'absorption de la graisse thermique, afin de maintenir le boîtier extérieur exempt de contamination et de garder la quantité précise de graisse qui a été appliquée. Dans des formes de réalisation préférées, le film protecteur 110 est constitué par une matière transparente mais peut aussi être constitué par un produit à base de papier enduit. The present invention envisages constituting the protective film 110 in any suitable material. As will be readily appreciated by those skilled in the art, suitable materials include those which are readily released from the component, which resist deterioration upon exposure to thermal grease and which which resist the absorption of thermal grease, in order to maintain the outer case free of contamination and keep the precise amount of grease that has been applied. In preferred embodiments, the protective film 110 is made of a transparent material but can also be made of a coated paper product.
Dans un autre aspect de la présente invention, des procédés perfectionnés pour appliquer la graisse thermique sur un radiateur sont décrits. Dans une forme de réalisation préférée, les procédés de la présente invention comprennent les étapes suivantes : identifier une surface devant recevoir de la graisse thermique et appliquer de la graisse thermique sur cette surface. La graisse thermique est ensuite recouverte d'un film de protection. Une autre forme de réalisation de la présente invention suppose l'application de la graisse thermique à des surfaces présélectionnées du film de protection, et puis l'application du film recouvert de graisse thermique sur le radiateur ou sur un autre composant de manière que le côté recouvert de graisse du film vienne en contact avec le composant. In another aspect of the present invention, improved methods for applying thermal grease to a radiator are described. In a preferred embodiment, the methods of the present invention include the steps of: identifying a surface to receive thermal grease and applying thermal grease to that surface. The thermal grease is then covered with a protective film. Another embodiment of the present invention involves applying thermal grease to preselected surfaces of the protective film, and then applying the film coated with thermal grease to the radiator or other component so that the side covered with film grease comes into contact with the component.
Comme le comprendront les spécialistes de la technique, il existe un certain nombre de techniques permettant d'appliquer la graisse thermique sur la surface d'un radiateur selon la présente invention. Une première technique qui représente une forme de réalisation préférée de la présente invention consiste à utiliser un écran de soie pour appliquer la graisse sur la surface du radiateur. Dans une autre forme de réalisation préférée, une impression au tampon peut également être employée à la place de l'écran de soie. Dans cette dernière forme de réalisation, un tampon en caoutchouc ou autre support approprié est recouvert de graisse et appliqué soit sur le composant soit sur le film protecteur. Quand le tampon est dégagé, une surface "imprimée" de graisse thermique est présente sur la surface appropriée. La détermination de l'épaisseur du revêtement peut être effectuée facilement par une méthode approximative et n'exige pas des procédures d'expérimentation considérables. As will be appreciated by those skilled in the art, there are a number of techniques for applying thermal grease to the surface of a radiator according to the present invention. A first technique which represents a preferred embodiment of the present invention is to use a silk screen to apply the grease to the surface of the radiator. In another preferred embodiment, pad printing can also be used in place of the silk screen. In the latter embodiment, a rubber pad or other suitable support is covered with grease and applied either to the component or to the protective film. When the pad is released, a "printed" surface of thermal grease is present on the appropriate surface. The determination of the coating thickness can be carried out easily by an approximate method and does not require considerable experimental procedures.
Que la graisse thermique soit appliquée à l'écran de soie ou par d'autres techniques, la présente invention envisage des procédés dans lesquels des surfaces discrètes sont sélectivement recouvertes, ainsi que des méthodes avec lesquelles une surface complète d'un composant est recouverte. Une fois la graisse appliquée, l'étape consistant à recouvrir la graisse thermique est entreprise et elle comprend de préférence l'application d'un film de matière plastique, d'un papier enduit ou d'un autre film sur la graisse thermique. Whether thermal grease is applied to the silk screen or by other techniques, the present invention contemplates methods in which discrete surfaces are selectively coated, as well as methods with which a complete surface of a component is coated. Once the grease has been applied, the step of covering the thermal grease is undertaken and it preferably includes applying a plastic film, coated paper or other film to the thermal grease.
En plus, selon les explications ci-dessus, bien qu'il soit préférable que le composant soit enduit de graisse thermique, on peut envisager des applications dans lesquelles le film de protection est enduit d'abord, et puis le film enduit, appliqué sur le composant. In addition, according to the above explanations, although it is preferable that the component is coated with thermal grease, it is possible to envisage applications in which the protective film is coated first, and then the coated film, applied to the component.
Un autre aspect de la présente invention concerne la présentation de procédés perfectionnés pour installer un radiateur. Selon cet aspect de la présente invention, une couche de protection est dégagée du radiateur et le radiateur est mis en place. De préférence, l'étape d'enlèvement de la couche de protection comprend l'étape consistant à saisir une languette d'enlèvement, laquelle, comme expliqué ci-dessus, est prévue dans des formes de réalisation préférées de la présente invention. Another aspect of the present invention relates to the presentation of improved methods for installing a radiator. According to this aspect of the present invention, a protective layer is released from the radiator and the radiator is put in place. Preferably, the step of removing the protective layer comprises the step of gripping a removal tab, which, as explained above, is provided in preferred embodiments of the present invention.
On comprend que si la description précédente de formes de réalisation préférées de la présente invention s'est concentrée sur l'application d'une matière telle que de la graisse thermique sur un radiateur, et puis sur l'application d'un film de protection par dessus de la graisse thermique, la présente invention est également applicable et orientée vers des formes de réalisation dans lesquelles le film de protection 110 est d'abord appliqué, en continu ou en discontinu, avec un revêtement tel que de la graisse thermique, et puis le film de protection 110 ou une partie de ce film est appliqué sur l'arrière d'un composant tel qu'un radiateur. It is understood that if the foregoing description of preferred embodiments of the present invention has focused on the application of a material such as thermal grease on a radiator, and then on the application of a protective film over thermal grease, the present invention is also applicable and directed towards embodiments in which the protective film 110 is first applied, continuously or discontinuously, with a coating such as thermal grease, and then the protective film 110 or a part of this film is applied to the rear of a component such as a radiator.
Bien que certaines formes de réalisation de la présente invention aient été présentées et décrites en considérant certaines particularités, ces formes de réalisation sont présentées à titre d'illustration de l'invention et n'ont aucun caractère limitatif. En considérant le descriptif précédent, les spécialistes de la technique comprennent immédiatement que différentes variantes, modifications et adaptations de l'invention sont possibles. Bien que différentes par la forme et la fonction, ces autres formes de réalisation appliquent l'esprit de la présente invention et en font partie. Although certain embodiments of the present invention have been presented and described while considering certain particularities, these embodiments are presented by way of illustration of the invention and have no limiting character. By considering the preceding description, those skilled in the art immediately understand that different variants, modifications and adaptations of the invention are possible. Although different in form and function, these other embodiments apply and form part of the spirit of the present invention.
Aussi, il convient de se référer aux revendications annexées pour déterminer le cadre complet de la présente invention. Also, reference should be made to the appended claims to determine the complete scope of the present invention.
Claims (19)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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FC | Favourable decision of inpi director general on an application for restauration. | ||
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ST | Notification of lapse |