ITBO970325A1

ITBO970325A1 - Dissipatore di calore, in particolare per componenti elettronici.

Info

Publication number: ITBO970325A1
Application number: IT97BO000325A
Authority: IT
Inventors: Cesare Capriz
Original assignee: El Bo Mec S R L
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-11-30
Also published as: SG71117A1; FR2764164A3; GB2325781B; GB2325781A; TW360820B; ITBO970325A0; HK1004795A2; FR2764164B3; DE29808296U1; KR19980087246A; US5991151A; GB9808917D0; IT1292590B1

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

DISSIPATORE DI CALORE. IN PARTICOLARE PER COMPONENTI ELETTRONICI.

Il presente trovato concerne un dissipatore di calore, in particolare utilizzabile per componenti elettronici.

Attualmente la componentistica elettronica ed i relativi circuiti hanno raggiunto elevati livelli di affidabilità e di precisione nel funzionamento, tanto che vengono utilizzati nei più svariati campi tecnologici sia come componentistica principale (vedi i comuni Personal Computer), sia come integrazione e supporto di apparecchiature che possono andare dai sistemi di controllo di saldatrici, ai sistemi di comando e controllo di macchine automatiche, ai sistemi di regolazione per il corretto funzionamento di motori, ecc.

Solitamente questi circuiti elettronici sono essenzialmente costituiti da una scheda madre (conosciuta dai tecnici del settore come "mother board") sulla quale sono pre - stampati circuiti di collegamento per pluralità di componenti elettronici, i quali sono disposti o collegati a loro volta alla scheda madre, il tutto racchiuso all'interno di uno chassis.

in abbinamento ad uno o più di questi componenti - che solitamente definiamo come processori - viene utilizzato un relativo dissipatore di calore che permette la dispersione del calore generato dal funzionamento a regime dei medesimi componenti i quali, come noto, necessitano di temperature di esercizio controllate. Tali dissipatori sono generalmente composti da una prima porzione destinata al contatto con il relativo componente elettronico e dotata di mezzi per il suo fissaggio alla scheda madre e di una seconda porzione sagomata in modo da presentare una pluralità di alettature atte a favorire una migliore dissipazione di calore.

Per accoppiare il componente elettronico ed il dissipatore di calore in modo da permettere un ottimale contatto delle superfici relative, esistono varie soluzioni studiate anche in funzione della struttura interna (scheda madre e componenti) ed esterna (chassis) delle apparecchiature.

Le più utilizzate, attualmente, prevedono l'uso di un elemento elastico agente sul componente elettronico in modo da comprimerlo contro la prima porzione del dissipatore: nel brevetto EP - 622.983, infatti, è illustrata una di queste soluzioni, dove l'elemento elastico che trattiene il componente elettronico è costituito da una piattina metallica fissata, ad una sua estremità, ad una parete dello chassis tramite una vite, mentre lo sviluppo della piattina è tale per cui una sua porzione viene a trovarsi a contatto con il componente elettronico interposto stabilmente, a sua volta, tra la stessa piattina e l'apposita superfìcie della prima porzione del dissipatore.

Un'altra soluzione nota è quella di applicare l’elemento elastico (in pratica una molla) di trattenimento direttamente sulla suddetta prima porzione del dissipatore: in questo caso viene realizzato un incavo od un sede sulla parte superiore della prima porzione entro cui è stabilmente vincolata una estremità dell'elemento elastico; quest'ultimo è sagomato in modo da presentare una sua porzione attiva di contatto con il componente contraffacciata alla parte inferiore della medesima prima porzione del dissipatore.

La prima delle soluzioni ora esposta presenta l'inconveniente dato dalla complessità di montaggio dovuta alla necessità di vincolare la piattina elastica con una vite che non sempre può essere posizionata ravvicinata al componente ed al dissipatore, rendendo quindi necessario applicare piattine lunghe, ingombranti, e non sempre affidabili nel trattenimento del componente, oltre a rendere necessarie operazioni di fissaggio non sempre agevoli in strutture con dimensioni estremamente ridotte.

La seconda soluzione esposta presenta un ingombro ridotto del gruppo dissipatore - molla di trattenimento - componente rispetto alla soluzione precedente, ma risulta poco affidabile nel sistema di aggancio oltreché scomodo nel montaggio della molla sui dissipatore; la prima porzione del dissipatore, inoltre, deve essere ampliata per poter realizzare la sede di aggancio della molla diminuendo così la superficie utile per la dispersione di calore.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati attraverso la realizzazione di un dissipatore di calore per componenti elettronici presentante una struttura ad ingombro ridotto, con un rapido bloccaggio del componente elettronico e della molla di ritegno di quest'ultimo, mantenendo comunque una elevata superficie per la dispersione di calore.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra un primo dissipatore di calore per componenti elettronici conformemente al presente trovato ed applicato ad una schèda madre di una apparecchiatura elettronica, la figura essendo in una vista frontale con alcune parti in sezione ed altre asportate per meglio evidenziare alcuni particolari;

la figura 2 illustra un particolare À di cui a figura 1 in scala ingrandita;

- la figura 3 illustra un secondo dissipatore di calore per componenti elettronici conformemente al presente trovato, la figura è in upa vista frontale con alcune parti in sezione per meglio evidenziarne altre;

- la figura 4 illustra un elemento elastico, in scala ingrandìta, facente parte del dissipatore di cui a figura 3 in una vista frontale;

la figura 5 illustra un ulteriore elemento elastico, in scala ingrandita, facente parte del dissipatore di cui alle figure 1 e 2 ed in una vista frontale.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento alle figure 1 e 3, un dissipatore di calore in oggetto è utilizzabile per il raffreddamento di componenti elettronici 1 (qui illustrati solo schematicamente in quanto di tipo noto e non facenti strettamente parte del trovato).

Il dissipatore, indicato nel suo complesso con 2, comprende una porzione di base 3 dotata di mezzi 4 di accoppiamento con un piano di appoggio 5 fisso di una apparecchiatura: in pratica, la porzione di base 3 è provvista di una sede 20 filettata al cui interno si impegna awitabilmente una apposita vite 21 passante entro un foro 22 realizzato sul piano 5 che in pratica risulta essere una scheda madre dell'apparecchiatura (qui la scheda madre è solo parzialmente illustrata in quanto di tipo noto e non facente parte della soluzione in oggetto).

La porzione di base 3 è provvista di una superficie 6 piana di contatto con una corrispondente superficie 7 del suddetto componente elettronico 1 e di una ulteriore porzione 8 di dissipazione di calore costituita da un vero e proprio prolungamento 9 della porzione di base 3: nelle figure 1 e 3, questi prolungamenti 9 possono svilupparsi dalla porzione di base 3 in senso verticale, rispetto alla scheda madre 5, oppure in senso orizzontale od in qualsiasi altra direzione in funzione degli ingombri della componentistica dell'apparecchiatura in cui andranno inseriti.

Da questo prolungamento 9 si estendono, da una o da bande opposte delle stesso prolungamento, una pluralità di alette 10 parallele l'una all'altra (od anche inclinate rispetto al prolungamento 9) ed atte a permettere la dissipazione del calore generato dal componente elettronico 1.

Quest'ultimo è posizionato e trattenuto contro la superficie 6 del dissipatore 2 tramite un elemento 11 elasticamente cedevole, in pratica una vera e propria molla, agente tra il dissipatore 2 ed il componente elettronico 1 cosi da ottenere il bloccaggio di quest'ultimo sul dissipatore 2 grazie al ritorno elastico della molla 11.

Come osservabile anche in figura 2, almeno una coppia delle suddette alette 10a e 10b, contigue tra loro, presenta una rispettiva parete interna 12 e 13 contraffacciate l'una all'altra e sagomate in modo da definire un vano 14 di alloggiamento stabile di una porzione 15 del suddetto elemento 11 elasticamente cedevole.

Come, osservabile nelle figure 1 e 3, la coppia di alette 10a e 10b in questione è disposta, preferenzialmente, in prossimità della suddetta superficie piana 6 di contatto con il componente elettronico 1 per permettere l'utilizzo di una molla 11 a sviluppo ridotto e quindi maggiormente affidabile nel trattenimento del componente elettronico 1.

Su una delle suddette pareti interne 12, 13 delle alette 10a e 10b (nel caso di figura 2 è quella indicata con 12 dell'aletta 10a) può essere realizzato un sottosquadro 16 che definisce un dentino 17 disposto in prossimità dell'estremità libera dell'aletta 10a atto a realizzare una battuta di bloccaggio della suddetta porzione 15 della molla 11 all'interno del vano 14.

La molla 11, a sua volta, presenta la porzione di aggancio 15 sviluppantesi in modo da toccare almeno in un rispettivo punto ciascuna delle pareti interne 12, 13 delle alette 10a e 10b, un punto dei quali normalmente coincide con il suddetto dentino 17.

Le coppie di alette 10a e 10b possono presentare una uguale estensione L partendo dal prolungamento centrale 9 (come nel caso di figura 3), oppure presentare una diversa estensione L1 e L2 Cuna dall'altra, partendo sempre dal prolungamento centrale 9; tali estensioni, ovviamente, dipenderanno dalla configurazione del dissipatore 2 e dalla configurazione della porzione 15 della molla 11.

La porzione 15 della molla 11 nel caso di figure 1 e 2 si sviluppa secondo un profilo arcuato in modo da poggiarsi con l'estremità libera 15a sulla parete 13 ed in prossimità del fondo del vano 14, mentre la porzione arcuata centrale 15b risulta a contatto con il suddetto dentino 17 di cui è provvista la parete 12.

Tale configurazione della porzione 15 della molla 11 permette una traslazione, di pochi millimetri, della stessa porzione all'interno del vano 14 (vedi freccia F di figura 2), ovvero la distanza della stessa dal prolungamento centrale 9, senza intaccare il bloccaggio della stessa, ma nel contempo dando la possibilità di variare il carico di trattenimento della porzione 15c della molla 11 sul componente elettronico 1 in base alle dimensioni di quest'ultimo ed alla necessità in quel momento riscontrate sulla medesima molla od all'interno dell'apparecchiatura.

Un dissipatore così strutturato, quindi, permette:

la composizione di gruppi componente elettronico - dissipatore - molla con ingombro ridotto;

elevata affidabilità della struttura complessiva del dissipatore, in quanto lo stesso dissipatore mantiene le sue caratteristiche strutturali;

rendimento di dissipazione del calore inalterato se non superiore rispetto alle soluzioni note finora, in quanto la molla viene alloggiata tra due alette senza la necessità di lavorazioni o di alterazioni della struttura del dissipatore.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims

RIVENDICAZIQNI 1. Dissipatore di calore, in particolare utilizzabile per componenti elettronici (1), dissipatore (2) del tipo comprendente: una porzione di base (3) dotata di mezzi (4) di accoppiamento con un piano di appoggio (5) fisso di una apparecchiatura; una superficie (6) piana disposta in prossimità di detta porzione di base (3), di contatto con una corrispondente superficie (7) di detto componente elettronico (1), ed una ulteriore porzione (8) di dissipazione di calore costituita da un prolungamento (9) di detta porzione di base (3) da cui si estendono una pluralità di alette (10); un elemento (11) elasticamente cedevole essendo previsto agente tra detto dissipatore (2) e detto componente elettronico (1) così da permettere il posizionamento stabile della detta superfice (7) del componente medesimo alla relativa superfice piana (6) di detto dissipatore (2), ca ratte rizzato dal fatto che almeno una coppia di dette alette (10a, 10b), contigue tra loro, presenta una rispettiva parete interna (12, 13) contraffacciate Cuna all'altra e sagomate in modo da definire un vano (14) di alloggiamento stabile di una porzione (15) di detto elemento elasticamente cedevole (11).
2. Dissipatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta coppia di alette (10a, 10b) è disposta in prossimità di detta superficie piana (6) di contatto con detto componente elettronico (1).
3. Dissipatore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che su almeno una di dette pareti interne (12, 13) di una detta aletta (10a, 10b) è realizzato un sottosquadro (16) definente un dentino (17) disposto in prossimità dell'estremità libera di detta aletta (10a, 10b) atto a realizzare una battuta di bloccaggio di detta porzione (15) di detto elemento (11) elasticamente cedevole all’interno del detto vano (14).
4. Dissipatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (11) presenta detta porzione di aggancio (15) sviluppantesi in modo da toccare almeno in un rispettivo punto ciascuna di dette pareti interne (12, 13) di dette alette (10a, 10b).
5. Dissipatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta coppia di alette (10a, 10b) presenta una uguale estensione (L) partendo da detto prolungamento centrale (9).
6. Dissipatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ognuna di detta coppia di alette (10a, 10b) presenta una diversa estensione (L1, L2) dall'altra detta aletta partendo da detto prolungamento centrale (9).
7. Dissipatore secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.