FR2811476A1 - Dispositif electronique avec encapsulant thermiquement conducteur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne le domaine des dispositifs électroniques avec encapsulant thermiquement conducteur permettant d'évacuer une partie de l'énergie dissipée par les composants électroniques contenus dans le dispositif électronique. C'est un dispositif électronique comportant : un circuit (7) sur lequel sont disposés plusieurs composants (8) électroniques pouvant dissiper de l'énergie; un capot (1) thermiquement conducteur situé en regard du circuit (7); un encapsulant (4) thermiquement conducteur disposé entre le circuit (7) et le capot (1) de manière à assurer le transfert thermique, par conduction vers le capot (1), de l'énergie dissipée au niveau des composants (8); les surfaces respectives de l'encapsulant (4) et du capot (1) qui sont en regard l'une de l'autre comportant un ensemble de creux (3, 6) et de saillies (2, 5) substantiellement complémentaires permettant l'emboîtement du capot (1) et de l'encapsulant (4), et des jeux (j1, j2) étant disposés entre les creux (3, 6) et les saillies (2, 5) de manière à d'une part diminuer la contrainte exercée par le capot (1) sur l'encapsulant (4) en direction du circuit (7) et d'autre part maintenir la conduction thermique entre l'encapsulant (4) et le capot (1) supérieure à un seuil de conduction donné.L'invention peut notamment être appliquée à des cartes électroniques numériques.
Description
L'invention concerne le domaine des dispositifs électroniques avec
encapsulant thermiquement conducteur permettant d'évacuer une partie de l'énergie dissipée par les composants électroniques contenus dans le dispositif électronique. L'encapsulant thermiquement conducteur évacue généralement l'énergie dissipée vers un capot thermiquement conducteur également. L'encapsulant thermiquement conducteur permet habituellement aussi une homogénéisation des points chauds qui sont dus à une dissipation
de l'énergie plus localisée au niveau de certains composants.
Selon un premier art antérieur, I'encapsulant thermique est un patin thermique monobloc dont la face côté composants est plane. Or, lorsque la taille du circuit du dispositif électronique augmente, le nombre des composants sur le circuit augmente également et les différents composants présentent une altimétrie de plus en plus variable, c'est-à-dire de plus en plus différente d'un composant à l'autre. L'efficacité thermique, c'est-à-dire l'efficacité de l'évacuation hors du dispositif électronique de l'énergie dissipée au niveau des composants électroniques, d'un tel patin thermique monobloc à face plane sur un circuit dont l'altimétrie des composants est
relativement variable, est réduite.
Actuellement, les dispositifs électroniques dissipant beaucoup d'énergie fonctionnent généralement avec une ventilation forcée. Or, il serait intéressant de pouvoir diminuer ou supprimer cette ventilation forcée. En effet, la ventilation forcée nécessite un ventilateur dans ou en dehors du dispositif électronique, consomme de l'énergie et rend bruyant l'environnement du dispositif électronique. Mais la diminution ou la suppression de la ventilation forcée diminue l'efficacité thermique en réduisant l'évacuation d'énergie par convection. Un dispositif électronique à efficacité thermique améliorée serait intéressant car il permettrait de
diminuer ou de supprimer la ventilation forcée.
Selon un deuxième art antérieur, afin d'améliorer l'efficacité thermique, des drains enterrés peuvent être ajoutés au niveau du circuit du dispositif électronique. Or, il est avantageux de pouvoir améliorer l'efficacité thermique sans refaire la conception du circuit contenu dans le dispositif
électronique, notamment pour un circuit déjà existant et optimisé.
Selon un troisième art antérieur, le capot thermiquement conducteur comporte des bossages de manière à s'adapter à l'altimétrie variable des composants sur le circuit. Des encapsulants thermiquement conducteurs sont disposés entre le capot bossé et les composants. Chaque dispositif électronique nécessite un capot thermiquement conducteur dédié. L'adaptation d'un capot spécifique pour chaque type de dispositif
électronique représente un coût élevé.
L'invention propose un dispositif électronique à bonne efficacité thermique dans lequel une bonne conduction thermique est assurée entre les composants, au niveau desquels l'énergie est dissipée, et le capot
thermiquement conducteur, au niveau duquel l'énergie dissipée est évacuée.
Tout en diminuant l'épaisseur des interfaces d'air présentes sur le chemin d'évacuation de l'énergie dissipée, afin de maintenir la conduction thermique au-dessus d'un seuil donné requis par le dispositif électronique particulier envisagé, I'invention évite que soient appliquées des contraintes mécaniques excessives sur les composants électroniques qui sont généralement fragiles ainsi qu'éventuellement sur d'autres éléments fragiles comme les soudures
des pattes de connexion de ces composants par exemple.
Selon l'invention, il est prévu un dispositif électronique comportant: un circuit sur lequel sont disposés plusieurs composants électroniques pouvant dissiper de l'énergie; un capot thermiquement conducteur situé en regard du circuit; un encapsulant thermiquement conducteur disposé entre le circuit et le capot de manière à assurer le transfert thermique, par conduction vers le capot, de l'énergie dissipée au niveau des composants; caractérisé en ce que les surfaces respectives de l'encapsulant et du capot qui sont en regard l'une de l'autre comportent un ensemble de creux et de saillies substantiellement complémentaires permettant l'emboîtement du capot et de l'encapsulant, et en ce que des jeux sont disposés entre les creux et les saillies de manière à d'une part diminuer la contrainte exercée par le capot sur l'encapsulant en direction du circuit et d'autre part maintenir la conduction thermique entre l'encapsulant
et le capot supérieure à un seuil de conduction donné.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et
avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins
joints, donnés à titre d'exemples, o: - la figure 1 représente schématiquement un exemple préférentiel de dispositif électronique selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement un exemple préférentiel de capot thermiquement conducteur d'un dispositif électronique selon l'invention; - la figure 3 représente schématiquement une première réalisation préférentielle d'un dispositif de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage utilisé dans un procédé préférentiel de fabrication d'un encapsulant thermiquement conducteur d'un dispositif électronique selon l'invention; - la figure 4 représente schématiquement une deuxième réalisation préférentielle d'un dispositif de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage utilisé dans un procédé préférentiel de fabrication d'un encapsulant thermiquement conducteur d'un dispositif électronique selon l'invention. Le dispositif électronique comporte un circuit. Sur ce circuit, sont disposés plusieurs composants électroniques. Les composants électroniques dissipent, en mode de fonctionnement, de l'énergie qui doit être évacuée, au moins partiellement, hors du dispositif électronique. Les composants sont des éléments relativement fragiles sur lesquels la contrainte exercée est diminuée grâce à l'invention. Le dispositif électronique comporte un capot. Le capot est situé en regard du circuit. Le capot est thermiquement conducteur, c'est-à-dire qu'il est suffisamment conducteur pour permettre à une partie substantielle de l'énergie dissipée au niveau des composants et amenée au niveau du capot, d'être évacuée à l'extérieur du dispositif électronique. Pour amener au niveau du capot thermiquement conducteur l'énergie dissipée au niveau des composants, un encapsulant thermiquement conducteur est disposé entre le circuit et le capot thermiquement conducteur. Ainsi, le transfert thermique par conduction vers le capot, d'une partie substantielle de l'énergie dissipée au niveau des composants, est assuré. L'encapsulant est suffisamment thermiquement conducteur pour assurer le transfert d'une partie substantielle de l'énergie dissipée au niveau des composants vers le capot. Une partie substantielle de l'énergie est une partie suffisamment importante de l'énergie pour que la
conduction thermique entre les composants et le capot soit maintenue au-
dessus d'un seuil de conduction donné lequel est déterminé par le type de dispositif électronique envisagé, c'est-à-dire par le type d'application envisagée. Le circuit, I'encapsulant et le capot forment un empilement dont les couches sont disposées sensiblement parallèlement au plan moyen de l'empilement. Le capot a une surface en regard de l'encapsulant et l'encapsulant a une surface en regard du capot. Ces surfaces respectives de l'encapsulant et du capot qui sont en regard l'une de l'autre comportent un ensemble de saillies et de creux substantiellement complémentaires de manière à permettre l'emboîtement du capot et de l'encapsulant l'un dans I'autre. Les saillies du capot s'emboîtent dans les creux de l'encapsulant
tandis que les saillies de l'encapsulant s'emboîtent dans les creux du capot.
Si les creux et les saillies étaient totalement complémentaires, I'emboîtement du capot et de l'encapsulant serait total, et il n'existerait pas de jeux entre les creux et les saillies ou bien les jeux existants seraient négligeables et sans effet notable. Or, la taille et la disposition des creux et des saillies sont choisies de manière à ce que la contrainte exercée par le capot sur l'encapsulant en direction du circuit soit diminuée. Cette contrainte est diminuée par rapport au cas o l'emboîtement serait total. Cette contrainte est également diminuée par rapport au cas de l'art antérieur, puisque dans I'art antérieur, les surfaces du capot et de l'encapsulant qui sont en regard sont planes et en appui l'une sur l'autre, exerçant et transmettant une contrainte sur les composants au moins aussi forte et sinon plus forte que dans le cas d'un emboîtement total des creux et des saillies sans jeu ou en présence de jeux négligeables et insuffisants pour diminuer sensiblement la
contrainte exercée sur les composants.
Le dispositif électronique selon l'invention permet de diminuer ou même de supprimer la contrainte qui s'exerce sur les composants et qui peut les abîmer ou perturber leur fonctionnement. Cette contrainte est, dans l'art antérieur, induite par l'écrasement de l'encapsulant, généralement un matériau assez dur ayant une dureté valant par exemple typiquement plusieurs dizaines de shores A, sur la surface du circuit comportant plusieurs voire beaucoup de composants dont l'altimétrie, c'est-à-dire la hauteur dépassant du niveau du circuit, est différente entre les composants ou au moins entre certains d'entre eux. Lors de la mise en mécanique du dispositif électronique, c'est-à-dire lors de son montage, les contraintes qui auraient du être exercées sur le circuit par le capot par l'intermédiaire de l'encapsulant, sont diminuées car elles ont été absorbées au moins partiellement par les jeux disposés entre les creux et les saillies. Ces jeux sont également disposés de manière à ne pas trop réduire la conduction thermique entre 'encapsulant et le capot, voire même à l'augmenter dans certaines réalisations préférentielles, et en tout état de cause à maintenir la conduction thermique entre l'encapsulant et le capot supérieure à un seuil de conduction donné requis par le type de dispositif électronique envisagé, c'est-à-dire par le type d'application envisagée. Les jeux entre les surfaces respectives du capot et de l'encapsulant qui sont plutôt parallèles au plan moyen des couches de l'empilement sont suffisamment importants pour que la contrainte exercée par le capot sur l'encapsulant en direction du circuit soit diminuée voire quasiment supprimée. Les jeux entre les surfaces respectives du capot et de l'encapsulant qui sont plutôt orthogonales au plan moyen des couches de l'empilement sont suffisamment faibles pour que la conduction thermique entre l'encapsulant et le capot soit maintenue supérieure au seuil
de conduction donné requis par le type de dispositif électronique envisagé.
La figure 1 représente schématiquement un exemple préférentiel de dispositif électronique selon l'invention. Le dispositif électronique selon I'invention se compose d'un empilement de plusieurs couches disposées parallèlement au plan moyen de l'empilement. Le plan moyen de l'empilement est parallèle à la direction X et orthogonal à la direction Y et au plan de la figure 1. Parmi les couches de l'empilement se trouvent le capot 1, I'encapsulant 4 et le circuit 7. Le capot 1 thermiquement conducteur comporte des saillies 2 et des creux 3, préférentiellement rectangulaires, c'est-à-dire de profil préférentiellement rectangulaire. L'encapsulant 4 thermiquement conducteur comporte des saillies 5 et des creux 6, préférentiellement rectangulaires. Les saillies 2 et les creux 3 du capot 1 d'une part et les saillies 5 et les creux 6 de l'encapsulant 4 d'autre part sont substantiellement complémentaires. Les saillies 2 du capot 1 s'emboîtent dans les creux 6 de l'encapsulant 4 tandis que les saillies 5 de l'encapsulant 4 s'emboîtent dans les creux 3 du capot 1. Les saillies 2 du capot 1 sont de préférence toutes identiques entre elles. Les creux 3 du capot 1 sont de préférence tous identiques entre eux. Sur le circuit 7, sont disposés des composants 8 reliés au circuit 7 par des pattes 9 de connexion. La surface inférieure 10 de l'encapsulant 4, située en regard du circuit 7, a une forme qui est adaptée à l'altimétrie des composants 8 sur le circuit 7 de manière à ce que, d'une part la contrainte exercée par l'encapsulant 4 sur les composants 8 ainsi que bien sûr sur leurs pattes de connexion 9, soit suffisamment faible pour ne pas risquer d'endommager les composants 8 et leurs pattes 9 de connexion, et d'autre part que la conduction thermique entre les composants 8 du circuit 7 et l'encapsulant 4 soit suffisamment élevée pour ne risquer un échauffement excessif des composants 8. La flèche en traits pointillé représente l'un des nombreux chemins possibles pour l'évacuation de l'énergie dissipée au niveau de l'un des composants 8 du circuit 7 vers le capot 1 thermiquement conducteur d'abord au travers de l'encapsulant 4 thermiquement conducteur, puis vers l'extérieur du dispositif
électronique ensuite.
De manière à diminuer la contrainte exercée par le capot 1 sur I'encapsulant 4 en direction du circuit 7, et plus particulièrement sur les composants 8 et leurs pattes 9 de connexion, des jeux jl et j2 sont disposés le long de l'axe Y. Un premier jeu jl est disposé entre les creux 3 du capot 1 et les saillies 5 de l'encapsulant 4 et un deuxième jeu j2 est disposé entre les creux 6 de l'encapsulant 4 et les saillies 2 du capot 1. Le capot 1 repose sur une partie du dispositif électronique qui n'est pas représentée sur la figure 1 pour des raisons de simplicité. Dans un exemple numérique préférentiel, les jeux jl et j2 sont de préférence chacun de l'ordre du millimètre. La profondeur des saillies 2 du capot 1, c'est-à-dire la distance entre l'extrémité libre des saillies 2 du capot 1 et la surface extérieure 12 du capot 1 vaut e'2 tandis que l'épaisseur du capot 1, c'est dire la dimension du capot 1 suivant la direction Y orthogonale au plan moyen du capot 1, vaut e'1. Le capot d'outillage, détaillé ultérieurement au niveau de la figure 3, aura de préférence une épaisseur valant el=e'l+jl et la profondeur de ses saillies
vaudra avantageusement e2=e'2+j2.
De manière à maintenir la conduction thermique entre l'encapsulant 4 et le capot 1 supérieure à un seuil de conduction donné requis par le type de dispositif électronique envisagé, une surface de contact SC minimum entre chaque saillie 2 du capot 1 d'une part et chaque saillie 5 de l'encapsulant 4 d'autre part est assurée. La somme de toutes ces surfaces SC de contact est la surface globale SG de contact entre le capot 1 et l'encapsulant 4. De préférence, les jeux entre saillies 2 du capot 1 d'une part et saillies 5 de l'encapsulant 4 d'autre part, suivant l'axe X, sont, soit nuls, soit suffisamment négligeables pour ne pas perturber la conduction thermique, soit même faiblement négatifs pour assurer une bonne surface de contact entre le capot 1 et l'encapsulant 4 de manière à améliorer la
conduction thermique.
Le nombre des saillies 2 du capot 1 et des saillies 5 de I'encapsulant 4, ainsi que des creux 3 du capot 1 et des creux 6 de I'encapusulant 4, n'est pas critique. Ce nombre est préférentiellement suffisamment élevé pour assurer une surface globale SG de contact suffisante pour assurer la conduction thermique voulue entre l'encapsulant 4 et le capot 1. Ce nombre est préférentiellement suffisamment faible pour assurer, lors de la fabrication de l'encapsulant de préférence en matériau moulable qui est soit polymérisable soit réticulable, un écoulement fluide du matériau de l'encapsulant par injection entre les saillies d'un capot d'outillage détaillé ultérieurement au niveau de la figure 3, ainsi qu'un
démoulage aisé sans risque d'endommagement de l'encapsulant 4.
Le capot 1, I'encapsulant 4 et le circuit 7 constituant les couches d'un empilement, les surfaces de contact entre creux et saillies, situées en regard des composants 8, ne sont de préférence pas parallèles au plan moyen des couches, ce non-parallélisme étant surtout important pour les composants 8 qui sont particulièrement fragiles. Moins lesdites surfaces de contact sont parallèles au plan moyen des couches et mieux c'est, car moindre est la contrainte exercée par le capot 1 sur l'encapsulant 4 en direction du circuit 7, et par conséquent sur les composants 8. Par exemple dans le cas de la figure 1 o les saillies et les creux sont rectangulaires, les surfaces de contact SC d'une part entre les creux 3 du capot 1 et les saillies de l'encapsulant 4 et d'autre part entre les creux 6 de l'encapsulant 4 et les saillies 2 du capot 1 ne sont pas parallèles au plan moyen des couches de l'empilement qui est le plan perpendiculaire à l'axe Y. Par conséquent les seules surfaces de contact SC entre le capot 1 et I'encapsulant 4, sont des surfaces de contact SC entre les saillies 2 du capot 1 et les saillies 5 de l'encapsulant 4. Les surfaces de contact entre creux et saillies, qui ne sont pas situées en regard de composant 8 ou de pattes de connexion 9, ne sont préférentiellement pas parallèles au plan moyen des couches, mais la contrainte exercée sur les composants 8 et sur leurs pattes 9 de connexion dans le cas contraire risque moins d'endommager les composants 8 ou leurs
pattes 9 de connexion.
De préférence, les surfaces de contact entre creux et saillies, situées en regard des composants 8, sont orthogonales au plan moyen des couches. Plus lesdites surfaces de contact sont orthogonales et mieux c'est, car moindre est la contrainte exercée par le capot 1 sur l'encapsulant 4 en direction du circuit 7, et par conséquent sur les composants 8. Par exemple dans le cas de la figure 1 o les saillies et les creux sont rectangulaires, les surfaces de contact SC sont toutes parallèles à l'axe Y. Dans un plan de coupe orthogonal au plan moyen des couches, les saillies ont avantageusement un profil rectangulaire. C'est le cas par exemple dans le dispositif électronique représenté sur la figure 1. Dans un autre mode de réalisation, dans un plan de coupe orthogonal au plan moyen des couches, les saillies du capot ont un profil trapézoïdal, les côtés obliques du trapèze formant entre eux un angle aigu dont le sommet est en direction du circuit 7. Ce type de profil en trapèze des saillies convient également mais est moins efficace que le profil rectangulaire, car une contrainte plus importante s'exerce alors en direction du circuit 7, sur les composants 8 et
leurs pattes 9 de connexion.
L'ensemble de toutes les surfaces de contact SC entre creux et saillies totalise une surface globale SG de préférence supérieure ou égale à la surface du plan moyen du capot 1. Par exemple, dans la figure 1, la surface globale SG qui est la somme de toutes les surfaces de contact entre les saillies 2 du capot 1 et les saillies 5 de l'encapsulant 4, est supérieure à la surface de l'interface qu'il y aurait entre le capot 1 et l'encapsulant 4 si les surfaces respectivement en regard du capot 1 et de l'encapsulant 4 étaient planes et ne comportaient ni creux ni saillies. La surface globale SG est alors également supérieure à la superficie de la surface extérieure 12 du
capot 1.
Dans un mode de réalisation, les saillies 2 du capot 1 sont de préférence des ailettes; le montage du dispositif électronique est alors plus facile à réaliser. Dans un autre mode de réalisation, les saillies 2 du capot 1
peuvent être des picots.
Le capot 1 comporte également préférentiellement des saillies sur sa surface extérieure qui n'est pas en regard de l'encapsulant 4. La figure 2 représente schématiquement un exemple préférentiel de capot 1 thermiquement conducteur d'un dispositif électronique selon l'invention. Les flèches épaisses représentent des mouvements de convection naturelle à l'extérieur du dispositif électronique. Sur la surface extérieure 12 du capot 1
sont disposées des saillies 1 1. Les saillies 1 1 sont de préférence des picots.
Le matériau du capot 1 est thermiquement conducteur, c'est
préférentiellement de l'aluminium.
La surface extérieure 12 du capot 1 vaut préférentiellement au moins dix centimètres dans chacune des directions de son plan. La taille de la surface extérieure 12 du capot 1 est généralement comparable à la taille du circuit 7. Le dispositif électronique est avantageusement une carte électronique numérique, d'une taille valant par exemple une dizaine de centimètres sur une quinzaine de centimètres. Un bac à cartes électroniques comportant plusieurs cartes électroniques numériques selon l'invention peut fonctionner avec une ventilation forcée réduite, voire même sans aucune
ventilation forcée.
Le procédé de fabrication d'un encapsulant 4 thermiquement conducteur pour dispositif électronique selon l'invention comporte préférentiellement une étape d'injection de l'encapsulant 4 dans un moule qui comprend un capot d'outillage lequel présente, du côté destiné à être en contact avec l'encapsulant 4, des saillies sensiblement aussi larges et plus profondes que les saillies 2 du capot 1, la profondeur d'une saillie étant mesurée par rapport à une référence choisie au niveau de la surface extérieure du capot d'outillage, de manière à ce que le deuxième jeu j2 soit correctement disposé lors du montage du dispositif électronique. Le capot d'outillage présente de préférence une épaisseur plus importante que le capot 1, de manière à ce que le premier jeu jl soit correctement disposé lors du montage du dispositif électronique. L'encapsulant thermiquement
conducteur possède préférentiellement une bonne rigidité diélectrique.
L'encapsulant thermiquement conducteur est alors de préférence un élastomère moulable. L'encapsulant thermiquement conducteur est par exemple de " l'elastosil >" (marque déposée) RT675 de la société WACKER " ou bien du " TSE 3281 G1 >" (marque déposée) de la société
GE Silicones >>.
De préférence, le procédé de fabrication de l'encapsulant thermiquement conducteur utilise un moule qui comprend, en regard du capot d'outillage un circuit d'outillage semblable au circuit, et un dispositif de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage, le dispositif de recouvrement étant situé entre le capot d'outillage et le circuit d'outillage et étant disposé de manière à épouser sensiblement la forme du circuit d'outillage et de manière à empêcher l'injection d'encapsulant sous les composants ou sous les pattes de connexion des composants du circuit d'outillage. Ainsi, le caractère démontable du dispositif électronique, et plus particulièrement de l'encapsulant 4, est conservé, permettant ainsi l'entretien et la réparation du dispositif électronique en autorisant l'accession aux composants électroniques 8 situés sur le circuit 7. Deux dispositifs de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage vont maintenant être
décrits respectivement au niveau des figures 3 et 4.
La figure 3 représente schématiquement une première réalisation préférentielle d'un dispositif de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage utilisé dans un procédé préférentiel de fabrication d'un encapsulant thermiquement conducteur d'un dispositif électronique selon l'invention. Le moule comporte un capot d'outillage 21 présentant des saillies 22 et des creux 23. Dans la direction X, les saillies 22 du capot d'outillage 21 ont avantageusement la même dimension que les saillies 2 du capot 1. Dans la direction Y, les saillies 22 du capot d'outillage 21 ont une profondeur supérieure à la profondeur des saillies 2 du capot 1, pour permettre la création du deuxième jeu j2, lors du montage du dispositif électronique selon l'invention. La profondeur est mesurée à partir du niveau de la surface extérieure 26 du capot d'outillage 21 et jusqu'à l'extrémité libre des saillies 22 pour le capot d'outillage 21, elle vaut e2 sur la figure 3. La profondeur est mesurée à partir du niveau de la surface extérieure 12 du capot 1 et jusqu'à
l'extrémité libre des saillies 2 pour le capot 1, elle vaut e'2 sur la figure 1.
Pour que le premier jeu jl soit correctement positionné lors du montage du dispositif électronique, I'épaisseur du capot d'outillage 21, c'est-àdire sa dimension suivant l'axe Y orthogonal à son plan moyen, qui vaut el sur la figure 3, est supérieure à l'épaisseur du capot 1 qui vaut e'1 sur la figure 1. Un circuit d'outillage 27 correctement profilé ou un circuit d'outillage 27 avec des composants 28 et des pattes 29 de connexion présente un espace 30 entre le circuit d'outillage 27 et les composants 28 qui est une zone rédhibitoire pour la démontabilité. Entre le capot d'outillage 21 et le circuit o d'outillage 27 est situé un espace 24 qui est la zone d'injection de l'encapsulant 4. Un cadre 25 ferme le moule. Le but du dispositif 31 de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage 27 est d'empêcher
l'injection d'encapsulant 4 dans la zone 30 rédhibitoire pour la démontabilité.
Si de l'encapsulant 4 est injecté dans la zone 30 rédhibitoire pour la démontabilité, I'encapsulant 4 ne pourra plus être démonté et par conséquent, les composants 28 ne pourront plus être réparés du circuit d'outillage 27. Le dispositif 31 de recouvrement recouvre de préférence tout le circuit d'outillage 27. Le dispositif 31 de recouvrement est de préférence un film à faible adhérence. Le film 31 est par exemple en polyéthylène ou en polypropylène ou en styrémique. Sur la figure 3, le film 31 est représenté en
longs traits pointillés épais.
L'injection d'encapsulant 4 dans la zone 24 d'injection peut être réalisée par exemple à l'aide d'un trou 41 et d'un évent 42 dans le capot d'outillage 21. Après quoi, le capot d'outillage 21 est retiré, et grâce au film 31 à faible adhérence, I'encapsulant 4 thermiquement conducteur peut être
facilement extrait pour être ensuite monté dans le dispositif électronique.
L'injection d'encapsulant 4 peut aussi être réalisée par exemple en coulant directement l'encapsulant 4 dans la zone 24 d'injection par
gravité selon une direction perpendiculaire au plan de la figure 3.
La figure 4 représente schématiquement une deuxième réalisation préférentielle d'un dispositif de recouvrement au moins partiel du circuit d'outillage utilisé dans un procédé préférentiel de fabrication d'un encapsulant thermiquement conducteur d'un dispositif électronique selon l'invention. Le dispositif de recouvrement est un talon 32 noyant les pattes 29 de connexion et remplissant l'espace entre composants 28 et circuit d'outillage 27, à savoir la zone 30 rédhibitoire pour la démontabilité. Le
matériau du talon 32 est avantageusement de l'époxy.
Claims (22)
1. Dispositif électronique comportant: - un circuit (7) sur lequel sont disposés plusieurs composants (8) électroniques pouvant dissiper de l'énergie; - un capot (1) thermiquement conducteur situé en regard du circuit (7); - un encapsulant (4) thermiquement conducteur disposé entre le circuit (7) et le capot (1) de manière à assurer le transfert thermique, par conduction vers le capot (1), de l'énergie dissipée au niveau des composants (8); caractérisé en ce que les surfaces respectives de l'encapsulant (4) et du capot (1) qui sont en regard l'une de l'autre comportent un ensemble de creux (3, 6) et de saillies (2, 5) substantiellement complémentaires permettant l'emboîtement du capot (1) et de l'encapsulant (4), et en ce que des jeux (jl, j2) sont disposés entre les creux (3, 6) et les saillies (2, 5) de manière à d'une part diminuer la contrainte exercée par le capot (1) sur l'encapsulant (4) en direction du circuit (7) et d'autre part maintenir la conduction thermique entre l'encapsulant (4) et le capot (1)
supérieure à un seuil de conduction donné.
2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le capot (1), I'encapsulant (4) et le circuit (7) constituant les couches d'un empilement, les surfaces de contact (SC) entre creux (3, 6) et saillies (2, 5), situées en regard des composants (8), ne sont pas parallèles au plan
moyen des couches.
3. Dispositif électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces de contact (SC) entre creux (3, 6) et saillies (2, 5), situées en regard des composants (8), sont orthogonales au plan moyen des couches.
4. Dispositif électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans un plan de coupe orthogonal au plan moyen des couches, les
saillies (2, 5) ont un profil rectangulaire.
5. Dispositif électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans un plan de coupe orthogonal au plan moyen des couches, les saillies (2) du capot (1) ont un profil trapézoïdal, les côtés obliques du trapèze formant entre eux un angle aigu dont le sommet est en direction du
circuit (7).
6. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble de toutes les
surfaces de contact (SC) entre creux (3, 6) et saillies (2, 5) totalise une surface globale (SG) sensiblement supérieure à la surface du plan moyen du
capot (1).
7. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les saillies (2) du capot (1) sont
des ailettes.
8. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les saillies (2) du capot (1) sont
des picots.
9. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que les jeux (jl, j2) entre
creux (3, 6) et saillies (2, 5) sont de l'ordre du millimètre.
10. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le capot (1) comporte
également des saillies (11) sur sa surface extérieure (12) qui n'est pas en
regard de l'encapsulant (4).
11. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions de la
surface extérieure (12) du capot (1) valent au moins dix centimètres dans
chaque direction.
12. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le capot (1) est en
aluminium.
13. Dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif électronique
est une carte électronique numérique.
14. Bac à cartes électroniques caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs cartes électroniques numériques selon la revendication 13 et en ce
qu'il n'est pas soumis à une ventilation forcée.
15. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur pour dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications 1 à 13, I'encapsulant (4) thermiquement conducteur
présentant des creux (6) et des saillies (5) sur sa surface destinée à être en regard du capot (1), caractérisé en ce que le procédé comporte une étape d'injection de l'encapsulant (4) dans un moule qui comprend un capot d'outillage (21) lequel présente, du côté destiné à être en contact avec l'encapsulant (4), des saillies (22) sensiblement aussi larges et plus profondes que les saillies (2) du capot (1), la profondeur (e'2, e2) d'une saillie (2, 22) étant la distance de l'extrémité libre de la saillie (2, 22) à la
surface extérieure (12, 26) du capot (1) ou du capot d'outillage (21).
16. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'épaisseur (el), c'està-dire la dimension suivant la direction orthogonale (Y) à son plan moyen, du capot d'outillage (21) est supérieure à l'épaisseur (e'1) du capot (1) .
17. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement
conducteur selon l'une quelconque des revendications 15 à 16, caractérisé
en ce que le moule comprend, en regard du capot d'outillage (21) un circuit d'outillage (27) semblable au circuit (7), et un dispositif de recouvrement (31, 32) au moins partiel du circuit d'outillage (27), le dispositif de recouvrement (31, 32) étant situé entre le capot d'outillage (21) et le circuit d'outillage (27) et étant disposé de manière à épouser sensiblement la forme du circuit d'outillage (27) et de manière à empêcher l'injection d'encapsulant (4) sous les composants (28) ou sous les pattes (29) de connexion des composants
(28) du circuit d'outillage (27).
18. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif de recouvrement (32) est un talon noyant les pattes (29) de connexion et
remplissant l'espace (30) entre composants (28) et circuit d'outillage (27).
19. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le matériau du
talon (32) est de l'époxy.
20. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif de
recouvrement (31) est un film à faible adhérence.
21. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur selon la revendication 20, caractérisé en ce que le film (31) est
en polyéthylène ou en polypropylène ou en styrémique.
22. Procédé de fabrication d'un encapsulant (4) thermiquement conducteur pour dispositif électronique selon l'une quelconque des
revendications 15 à 21, caractérisé en ce que l'encapsulant (4)
thermiquement conducteur est un élastomère moulable.
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