FR2857215A3 - Separation/isolation of a thermal interface material, at integrated circuits and the like, has a closed isolation unit pressed against the circuit board around the heater between the board and the heat dissipation unit - Google Patents
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Abstract
Description
STRUCTURE ISOLANTE POUR MATERIAU D'INTERFACE THERMIQUEINSULATING STRUCTURE FOR THERMAL INTERFACE MATERIAL
La présente invention concerne en général une structure d'isolation pour matériau d'interface thermique, et plus particulièrement une structure destinée à éviter que des interfaces thermiques fondues sous l'effet de hautes températures ne provoquent des phénomènes de pollution ou de courts-circuits. The present invention generally relates to an insulation structure for thermal interface material, and more particularly to a structure intended to prevent melted thermal interfaces under the effect of high temperatures from causing pollution phenomena or short circuits.
En général, les composants électriques qui génèrent de l'énergie à haut pouvoir calorifique lors de leur fonctionnement sont appelés des éléments générateurs de chaleur, tels que des transformateurs etc. Pâur faire en sorte qu'un élément générateur de températures élevées soit capable de supporter la température critique d'énergie calorifique, les scientifiques ont recours l'adjonction d'un élément dissipateur de chaleur, tel qu'un radiateur, sur un élément générateur de chaleur pour évacuer la chaleur, avec même la mise en place d'ouvertures de refroidissement pour abaisser rapidement la température de l'élément générateur de chaleur. In general, the electrical components that generate energy with high heating value during their operation are called heat generating elements, such as transformers and so on. To ensure that a high temperature generating element is able to withstand the critical temperature of heat energy, scientists have resorted to the addition of a heat sink element, such as a radiator, on a generator element. heat to evacuate the heat, with even the introduction of cooling openings to quickly lower the temperature of the heat generating element.
Entre un élément générateur de chaleur, et un élément dissipateur de chaleur, on trouvera toujours une interface thermique dite TIM . L'interface thermique consiste normalement en un matériau à état variable, tels que des graisses thermiques etc. pour générateur d'énergie haute tension. De même, un autre problème surgit alors. Pour de tels TIM, qui passeront d'un état solide à un état de gel ou même à un état liquide lors de la phase d'élévation de température, l'interface thermique peut subir un phénomène d'écoulement et donc de pollution de ses éléments composants lors de la phase de gel ou de la phase liquide. Ceci pourra provoquer des courts-circuits et des phénomènes de pollution et donc des désagréments sur une longue période. Between a heat generating element, and a heat dissipating element, there will always be a thermal interface called TIM. The thermal interface normally consists of a variable state material, such as thermal greases and so on. for high voltage energy generator. Similarly, another problem arises then. For such TIMs, which will change from a solid state to a gel state or even to a liquid state during the temperature rise phase, the thermal interface may undergo a flow phenomenon and therefore pollution of its component elements during the freezing phase or the liquid phase. This may cause short circuits and pollution phenomena and therefore inconvenience over a long period.
Le premier objectif de la présente invention est de proposer une structure d'isolation pour interface thermique. La structure est enroulée autour d'un élément générateur de chaleur et consiste en une pluralité d'éléments isolants fermés. The first object of the present invention is to provide an insulation structure for thermal interface. The structure is wrapped around a heat generating element and consists of a plurality of closed insulators.
La structure, élément isolant, agit de manière à restreindre l'interface thermique existant entre un élément générateur de chaleur et un élément dissipateur de chaleur dans un espace fermé. The structure, an insulating member, acts to restrict the thermal interface between a heat generating element and a heat sink element in a closed space.
L'espace est formé par l'élément isolant. Ainsi, l'interface thermique ne pourra pas déborder au-delà pour provoquer des pollutions ou des courtscircuits et des phénomènes dangereux lors du passage de l'interface thermique d'un état solide vers un état de gel ou liquide. The space is formed by the insulating element. Thus, the thermal interface can not overflow to cause pollution or shortcircuits and dangerous phenomena during the passage of the thermal interface from a solid state to a gel or liquid state.
Le deuxième objectif de la présente invention est de proposer une strûcture d'isolation d'interface thermique. Cette structure, en temps qu'élément isolant, présente une parfaite flexibilité, et peut subir un allongement approprié lorsque qu'elle est comprimée par l'élément dissipateur de chaleur. Ainsi, la structure est fixée sur une carte à circuits imprimés et sûr le dessus de l'élément dissipateur de chaleur. Ainsi, on empêche l'interface thermique de couler vers l'extérieur. The second object of the present invention is to provide a thermal interface insulation structure. This structure, as an insulating element, has a perfect flexibility, and can be suitably extended when it is compressed by the heat sink element. Thus, the structure is fixed on a printed circuit board and secure on top of the heat sink element. Thus, the thermal interface is prevented from flowing outward.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront illustrés dans la description donnée ci-après et en référence aux dessins annexés. Il doit être compris que la description globale ci-après et la description détaillée correspondante ont valeur d'exemple dans le but d'expliquer l'invention mais n'en constituent pas la limite. Les dessins annexés sont joints et forment partie intégrante de cette demande et, avec la description servent à expliquer les principes de l'invention en termes généraux. Des numéros de références identiques s'appliquent à des éléments identiques tout au long de la description. Other features and advantages of the invention will be illustrated in the description given below and with reference to the accompanying drawings. It should be understood that the following general description and the corresponding detailed description serve as an example for the purpose of explaining the invention but do not constitute the limit thereof. The accompanying drawings are attached and form an integral part of this application and together with the description serve to explain the principles of the invention in general terms. Identical reference numbers apply to like elements throughout the description.
Les objectifs vus et avantages des modes de réalisations préférentiels de la présente invention pourront être compris au travers des dessins annexés et 30 de la description détaillée, dans lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée en trois dimensions d'un premier mode de réalisation préférentiel de la présente invention, - la figure 2 est une vue arrière d'un montage selon la figure 1 - la figure 3 est une vue en section selon une ligne A - A de l'interface thermique avant changement d'état selon la figure 2 - la figure 4 est une autre vue en section selon la ligne A de l'interface 5 thermique après changement d'état selon la figure 2 et - la figure 5 est une vue éclatée en trois dimensions d'un second mode de réalisation préférentiel de la présente invention. The objects and advantages of the preferred embodiments of the present invention may be understood from the accompanying drawings and the detailed description, in which: FIG. 1 is an exploded three-dimensional view of a first embodiment; 2 is a rear view of an assembly according to FIG. 1; FIG. 3 is a view in section along a line A-A of the thermal interface before state change according to FIG. 2 - FIG. 4 is another sectional view along the line A of the thermal interface 5 after a change of state according to FIG. 2; and FIG. 5 is an exploded three-dimensional view of a second preferred embodiment. of the present invention.
On se réfère aux figures 1 à 4, qui sont une vue en éclatées et en trois dimensions d'un premier mode de réalisation préférentiel de l'invention, une vue arrière d'un assemblage selon la figure 1, une vue en section selon ligne A - A de l'interface thermique avant changement d'état selon la figure 2 et une autre vue en section selon la ligne A - A de l'interface thermique après changement d'état selon la figure 2. Referring to FIGS. 1 to 4, which are an exploded and three-dimensional view of a first preferred embodiment of the invention, a rear view of an assembly according to FIG. 1, a sectional view along a line A - A of the thermal interface before state change according to Figure 2 and another sectional view along the line A - A of the thermal interface after change of state according to Figure 2.
Un élément générateur de chaleur (10) est entouré par une pluralité d'éléments isolants (20) fermés, qui procurent une parfaite flexibilité et assurent l'isolation, et qui sont légèrement plus grands que l'élément générateur de chaleur (10). Ainsi, l'élément isolant (20) entoure l'élément générateur de chaleur (10). A heat generating element (10) is surrounded by a plurality of closed insulating elements (20), which provide perfect flexibility and insulation, and are slightly larger than the heat generating element (10). Thus, the insulating element (20) surrounds the heat generating element (10).
En se référant à la figure 3, la distance (21) entre une paroi intérieure de l'élément isolant (20) et l'élément générateur de chaleur (10) forme une chambre de réception pour les changements d'état de l'interface thermique (31) qui est plaquée entre l'élément générateur de chaleur (10) et un élément dissipateur de chaleur (30). Referring to FIG. 3, the distance (21) between an inner wall of the insulating element (20) and the heat generating element (10) forms a receiving chamber for interface state changes. thermal device (31) which is clad between the heat generating element (10) and a heat sink element (30).
L'élément dissipateur de chaleur (30) est monté sur l'élément générateur 30 de chaleur (10) au moyen d'un élément d'attache (relevant de l'art antérieur et non représenté sur les figures). Le dispositif de fixation assure une fixation élevée en plaquant l'élément dissipateur de chaleur (30) contre l'élément isolant (20). Grâce à la parfaite flexibilité qui caractérise l'ensemble, l'élément d'isolation (20) peut subir un allongement approprié et 35 le fond de l'élément dissipateur de chaleur (30) est plaqué contre la surface de l'élément générateur de chaleur (10) Le sommet et le fond de l'élément d'isolation (20) sont plaqués contre la surface de fond de l'élément dissipateur de chaleur (30) et l'une des surfaces d'une plaque de circuits imprimés (11) grâce à la flexibilité de l'élément isolant (20). Ainsi, il n'y a aucun écart entre la plaque de circuits imprimés (11), l'élément isolant (20) et l'élément dissipateur de chaleur (30). The heat dissipating element (30) is mounted on the heat generating element (10) by means of a fastening element (falling within the prior art and not shown in the figures). The fastener provides high fixation by clamping the heat dissipating member (30) against the insulating member (20). Due to the perfect flexibility of the assembly, the insulation member (20) can be suitably lengthened and the bottom of the heat sink element (30) is pressed against the surface of the generator element. heat (10) The top and bottom of the insulation element (20) are pressed against the bottom surface of the heat sink element (30) and one of the surfaces of a printed circuit board ( 11) thanks to the flexibility of the insulating element (20). Thus, there is no gap between the printed circuit board (11), the insulating element (20) and the heat sink element (30).
En se référant à la figure 4, lorsque l'interface thermique (31) est dans une phase de changement d'état provoquée par la montée progressive en température de l'élément générateur de chaleur (10), et l'écoulement à travers l'espace entre l'élément dissipateur de chaleur (30) et l'élément générateur de chaleur (10), l'interface thermique (31) est isolée grâce à l'élément isolant (20). Ceci permet à l'évidence de résoudre le problème d'écoulement vers l'extérieur rencontré dans l'art antérieur et ainsi, le risque de contamination et de courts-circuits n'existe plus. Referring to FIG. 4, when the thermal interface (31) is in a phase of state change caused by the progressive rise in temperature of the heat generating element (10), and the flow through the space between the heat dissipating element (30) and the heat generating element (10), the thermal interface (31) is isolated by means of the insulating element (20). This allows the obvious to solve the problem of outward flow encountered in the prior art and thus, the risk of contamination and short circuits no longer exists.
La figure 5 est une vue éclatée en trois dimensions d'un second mode de réalisation préférentiel de l'invention, qui fonctionne de la même manière que le premier. La seule différence réside la forme de l'élément d'isolation (20). L'élément d'isolation (20) selon ce mode de mise en oeuvre est circulaire et est compatible avec les conditions d'utilisation d'une série d'éléments isolants fermés flexibles pour isoler l'interface thermique (31), alors que le premier mode de réalisation comporte une forme carrée pour l'élément isolant. La présente invention ne sera pas limitée à la forme de l'élément isolant (20) qui pourra être en triangle, en étoile, en rectangle ou en ellipse etc. Bien que cette invention ait été décrite et illustrée en référence à des modes de mise en oeuvre particuliers, les principes décrits sont susceptibles d'application selon toutes autres formes de mise en oeuvre évidentes pour l'homme de l'art. L'invention n'est donc limitée que par la portée des revendications annexées. Figure 5 is an exploded three-dimensional view of a second preferred embodiment of the invention, which operates in the same manner as the first. The only difference is the shape of the insulation element (20). The insulation element (20) according to this embodiment is circular and is compatible with the conditions of use of a series of flexible closed insulating elements to isolate the thermal interface (31), while the first embodiment has a square shape for the insulating element. The present invention will not be limited to the shape of the insulating element (20) which may be in triangle, star, rectangle or ellipse etc. Although this invention has been described and illustrated with reference to particular embodiments, the described principles are capable of application according to all other forms of implementation obvious to those skilled in the art. The invention is therefore limited only by the scope of the appended claims.
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