JP2021040129A - Apparatus for thermally and electromagnetically managing electronic module - Google Patents

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アメリー・メッス
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ジル・マトランジュ
Matringe Gilles
フローラン・ロベール
Robert Florent
モハメド・トゥレ
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Abstract

To provide an apparatus for thermally and electromagnetically managing an electronic module.SOLUTION: An apparatus for thermally and electromagnetically managing an electronic module includes an electronic module, a phase change material (PCM) 3, and a chamber 2 intended to receive the phase change material and the electronic module. The phase change material is a metal or a metal alloy, and the electronic module is buried therein. The apparatus includes a protective casing 11 so as to avoid contact between the electronic module and the phase change material. The device is configured to ensure contact of the phase change material with all of the outer surface of the protective casing of the electronic device and further includes a positioning tab 4 for positioning the electronic module in the chamber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子デバイスの分野に関する。それは、特に車両のボンネット下に組み込まれかつ機器に含まれる電子基板などの電子デバイスによって制御される全ての機器に対する自動車応用における、危険な熱環境に置かれ得る電子デバイスを熱的に管理する分野において特に有利な応用を有する。 The present invention relates to the field of electronic devices. It is a field of thermal management of electronic devices that can be placed in dangerous thermal environments, especially in automotive applications for all devices embedded under the hood of a vehicle and controlled by electronic devices such as electronic boards contained in the device. Has a particularly advantageous application in.

電子デバイスは自己発熱を起こし、それらが自動車分野におけるなどの高い温度上昇にさらされる環境に置かれると、電子デバイスの温度および/または関連部品の温度がその指定最高温度、従来は約150℃を超えるという危険性が、それ故に増加される。システムは、電子デバイスを熱的に絶縁する一方で、それ自体の発熱の放散を確保するよう求められる。 Electronic devices generate self-heating, and when they are placed in an environment exposed to high temperature rise, such as in the automotive field, the temperature of the electronic device and / or the temperature of related parts reaches its specified maximum temperature, conventionally about 150 ° C. The risk of exceeding is therefore increased. The system is required to thermally insulate the electronic device while ensuring the dissipation of its own heat.

米国特許第7,069,979号に記載されているような相変化物質の融解によって火力または温度ピークを吸収することが知られている。この装置は、ここではソレノイドおよび電気エンジンのために使用される。相変化物質は、熱量を吸収するために使用される。 It is known to absorb thermal power or temperature peaks by melting phase change materials as described in US Pat. No. 7,069,979. This device is used here for solenoids and electric engines. Phase change substances are used to absorb heat.

その上、電子デバイスは、抵触または侵害のない動作を確保するように電磁的に保護されることに対する利点を引き出す。規範的制約を尊重しかつ付近に共存するシステムの正常動作を保証する目的で、電子デバイスの電磁放射から上記電子デバイスの直接の環境を保護することがその上重要である。 Moreover, electronic devices take advantage of being electromagnetically protected to ensure operation without conflict or infringement. It is even more important to protect the direct environment of the electronic device from the electromagnetic radiation of the electronic device, with the aim of respecting normative constraints and ensuring the normal operation of coexisting systems in the vicinity.

ファラデーケージの原理は、外部放射から部品を電磁的に保護すると、または部品の放射から環境を保護すると知られている。公知の装置がチャンバであり、そのケーシングは電磁材料から作られている。 The Faraday cage principle is known to protect parts electromagnetically from external radiation or to protect the environment from component radiation. A known device is a chamber, the casing of which is made of electromagnetic material.

ファラデーケージの原理は、隔壁を生産するための建築板に関する特許出願FR2713327A1に記載されているような熱絶縁物と関連付けられる。 The Faraday cage principle is associated with thermal insulation as described in patent application FR2713327A1 for building boards for the production of bulkheads.

しかしながら、マイクロエレクトロニクスの分野には、電子デバイスの電磁遮蔽と同時に熱保護を確保する十分な解決策がない。 However, in the field of microelectronics, there is not a sufficient solution to ensure thermal protection as well as electromagnetic shielding of electronic devices.

米国特許第7,069,979号明細書U.S. Pat. No. 7,069,979 仏国特許出願公開第2713327号明細書French Patent Application Publication No. 2713327

本発明の目的は、したがって、電子モジュールを熱的および電磁的に管理するための装置を提案することである。 An object of the present invention is therefore to propose a device for thermally and electromagnetically managing electronic modules.

本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の説明およびサポート図面を検討することによって明らかとなるであろう。他の利点を組み込むことができることが理解される。 Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent by reviewing the following description and support drawings. It is understood that other benefits can be incorporated.

この目的を達成するために、本発明は、電子モジュール、相変化物質(PCM)、ならびに相変化物質および電子モジュールを受け入れるように意図されるチャンバを備える、電子モジュールを熱的および電磁的に管理するための装置を提供する。本装置は、相変化物質が金属または金属合金であり、そこに電子モジュールが埋設されることを特徴とする。 To this end, the present invention thermally and electromagnetically manages an electronic module, comprising an electronic module, a phase change material (PCM), and a chamber intended to receive the phase change material and the electronic module. Provide a device for doing so. The present apparatus is characterized in that the phase change substance is a metal or a metal alloy, and an electronic module is embedded therein.

有利には、上記電子モジュールは、電子デバイス、ならびに有利には、そのコネクタ、および電子モジュールの外表面を画定し、電子デバイスとの相変化物質の接触を回避するよう電子デバイスを封入するように意図される保護ケーシングを備える。 Advantageously, the electronic module defines the electronic device, and preferably its connector, and the outer surface of the electronic module so as to encapsulate the electronic device so as to avoid contact of the phase change material with the electronic device. Provide the intended protective casing.

特徴的に、本装置は、電子モジュールの、より詳細には保護ケーシングの外表面の全てへの相変化物質の接触を確保するように構成される、チャンバにおいて電子モジュールを位置決めするためのシステムを備える。その上、この調心システムは、電子モジュールの周囲全てに最小PCM厚さを確保し、熱遮蔽機能を確保することを可能にする。有利には、それは、追加の電磁漏洩のいかなる可能性も、その材料および/またはその形状によって制限する。 Characteristically, the device provides a system for positioning the electronic module in the chamber, which is configured to ensure contact of the phase change material with all of the outer surface of the electronic module, more specifically the protective casing. Be prepared. Moreover, this centering system ensures a minimum PCM thickness all around the electronic module, making it possible to ensure a heat shield function. Advantageously, it limits any possibility of additional electromagnetic leakage by its material and / or its shape.

電子モジュールと接触したPCMの使用は、電子モジュールの温度がPCMの相変化温度近くであり続けることを確実にすることを可能にする。実際、PCMは、電子モジュールの環境の熱であれ電子モジュールによって発生される熱であれ、熱を吸収することになる。その相変化の間、PCMは、特に、大量の熱を蓄積する。PCMは、環境の温度が相変化温度未満であるときに、蓄積した熱を戻す。 The use of the PCM in contact with the electronic module makes it possible to ensure that the temperature of the electronic module remains close to the phase change temperature of the PCM. In fact, the PCM will absorb heat, whether it is the heat of the environment of the electronic module or the heat generated by the electronic module. During that phase change, the PCM accumulates, in particular, a large amount of heat. PCM returns the accumulated heat when the temperature of the environment is below the phase change temperature.

金属または金属合金であるPCMの選択は、特に外側への熱の戻し相の間(有利にはPCMの凝固の間)、熱移動をより容易にする良好な熱伝導率(30W/m/K台の一方で、従来の有機PCMは1W/m/K前後である)を確保する。これは、電子モジュールの温度をより良好に均一化すること、およびそれ故に、それが含む部品の自己発熱をより良好に抑えることも可能にし、それは放熱器機能である。加えて、そのようなPCMの選択は、電子モジュールの電磁保護、同じく遮蔽が関連されることを確実にすることを可能にする。加えて、金属PCM、または金属合金から構成されるPCMは多種多様の相変化温度を有しており、異なる使用およびそれ故に環境温度条件に適合されることを可能にする。 The choice of PCM, which is a metal or metal alloy, has good thermal conductivity (30 W / m / K), which facilitates heat transfer, especially during the outward heat return phase (preferably during solidification of the PCM). On the other hand, the conventional organic PCM is around 1 W / m / K). This also makes it possible to better homogenize the temperature of the electronic module and, therefore, better suppress the self-heating of the components it contains, which is a radiator function. In addition, the choice of such PCM makes it possible to ensure that the electromagnetic protection of the electronic module, as well as the shielding, is involved. In addition, metal PCMs, or PCMs composed of metal alloys, have a wide variety of phase change temperatures, allowing them to be adapted to different uses and hence environmental temperature conditions.

最後に、熱保護および電磁遮蔽を確保するために、電子モジュールはPCMによって完全に包囲されなければならない。位置決めシステムは、特に、有利には本発明に従って固体から液体状態に、およびその逆に移行するPCMの相変化の間、電子モジュールの正しい位置を確保する。液体状態では、電子モジュールは、重力の作用下で上昇する、またはより一般に、外部使用条件によって課される力、振動もしくは加速の影響下で移動される傾向がある。位置決めシステムは、特に、電子モジュールの外表面の全てにわたる最小限で十分な熱および有利には電磁保護を確保する。 Finally, the electronic module must be completely enclosed by PCM to ensure thermal protection and electromagnetic shielding. The positioning system ensures the correct position of the electronic module, especially during the PCM phase change transitioning from solid to liquid state and vice versa, advantageously according to the present invention. In the liquid state, the electronic module tends to rise under the action of gravity, or more generally, to move under the influence of forces, vibrations or accelerations imposed by external conditions of use. The positioning system ensures minimal and sufficient thermal and advantageously electromagnetic protection, especially over the entire outer surface of the electronic module.

任意選択で、本発明は、以下の特徴の少なくともいずれか1つを更に有することができる: Optionally, the invention may further have at least one of the following features:

有利には、PCMは固/液転移PCMである。 Advantageously, the PCM is a solid / liquid transition PCM.

本発明の別の態様は、道路車両のためのアクチュエータまたはセンサを制御するように構成される電子モジュールを熱的および電磁的に管理するための上記したような装置の使用に関する。 Another aspect of the invention relates to the use of such devices as described above for thermally and electromagnetically managing electronic modules configured to control actuators or sensors for road vehicles.

本発明の目的、目標の他に特徴および利点は、以下のサポート図面によって例示される本発明の実施形態の詳細な説明からより良好に明らかになるであろう。 In addition to the objectives and goals of the invention, features and advantages will be better apparent from the detailed description of embodiments of the invention illustrated by the following support drawings.

本発明に係る熱および電磁装置を表す図である。It is a figure which shows the heat and electromagnetic apparatus which concerns on this invention. 図1に係る装置を生産するための考え得る組立ステップを表す図である。It is a figure which shows the possible assembly step for producing the apparatus which concerns on FIG. 図1に係る装置を生産するための考え得る組立ステップを表す図である。It is a figure which shows the possible assembly step for producing the apparatus which concerns on FIG. 図1に係る装置を生産するための考え得る組立ステップを表す図である。It is a figure which shows the possible assembly step for producing the apparatus which concerns on FIG. 図1に係る装置を生産するための考え得る組立ステップを表す図である。It is a figure which shows the possible assembly step for producing the apparatus which concerns on FIG. 図1に係る装置を生産するための考え得る組立ステップを表す図である。It is a figure which shows the possible assembly step for producing the apparatus which concerns on FIG. 図1に係る装置を生産するための考え得る組立ステップを表す図である。It is a figure which shows the possible assembly step for producing the apparatus which concerns on FIG. 図1に係る本発明に係る装置を透視図で例示し、寸法を示す図である。It is a figure which shows the dimension by exemplifying the apparatus which concerns on this invention which concerns on FIG.

図面は一例として与えられており、本発明を限定しているわけではない。それらは、本発明の理解を容易にするように意図される原理概略図を構成しており、必ずしも実際的応用の尺度であるわけではない。 The drawings are given as an example and do not limit the invention. They constitute a schematic of the principles intended to facilitate the understanding of the present invention and are not necessarily a measure of practical application.

本発明の実施形態の詳細な検討を始める前に、以下に、任意選択で関連してまたは代替的に使用できる任意選択の特徴が述べられる。 Prior to starting a detailed study of embodiments of the present invention, optional features that may be used in connection with or as an alternative to optional are described below.

有利には、位置決めシステムは、本装置の電磁保護を維持するように、金属性である。 Advantageously, the positioning system is metallic so as to maintain the electromagnetic protection of the device.

有利には、保護ケーシングは、有利には、成形が容易でかつ適用の温度をサポートする、安価な材料である。 Advantageously, the protective casing is advantageously an inexpensive material that is easy to mold and supports the temperature of application.

有利には、電子モジュールは、電子デバイスと保護ケーシングとの間の熱貫流を確保するように構成された、保護ケーシングと電子モジュールとの間に配置される誘電流体またはTIM型(thermal interface material)の熱界面材料を備える。 Advantageously, the electronic module is a dielectric fluid or TIM type (thermal interface material) arranged between the protective casing and the electronic module, which is configured to ensure thermal transmission between the electronic device and the protective casing. It is equipped with the thermal interface material of.

有利には、位置決めシステムは電子モジュールに固定され、システムの取付け方法を容易にする。 Advantageously, the positioning system is fixed to the electronic module, facilitating the mounting method of the system.

有利には、位置決めシステムは、チャンバへの電子モジュールの接触を防止するように配置される少なくとも3つのタブを備える。 Advantageously, the positioning system comprises at least three tabs arranged to prevent contact of the electronic module with the chamber.

有利には、相変化物質は固/液相変化物質である。固/液相変化のエンタルピーが最も重要であり、電子デバイスの温度の最適管理、より詳細には電子モジュールの最適熱保護を可能にする。 Advantageously, the phase change material is a solid / liquid phase change material. The enthalpy of solid / liquid phase changes is of paramount importance and allows for optimal temperature control of electronic devices, and more specifically for optimal thermal protection of electronic modules.

有利には、チャンバは、相変化の間、PCMの膨張を管理するためのシステムを備える。有利には、チャンバは、PCMの体積変化を吸収するために変形されるように構成される。したがって、相変化の間、低膨張を有する金属PCMを選ぶことが有利である。 Advantageously, the chamber comprises a system for controlling the expansion of the PCM during the phase change. Advantageously, the chamber is configured to be deformed to absorb PCM volume changes. Therefore, it is advantageous to choose a metal PCM that has low expansion during the phase change.

有利には、相変化物質は、50℃と200℃、好ましくは110℃と150℃との間に含まれる融解温度を有するように選択される。 Advantageously, the phase change material is selected to have a melting temperature contained between 50 ° C and 200 ° C, preferably between 110 ° C and 150 ° C.

有利には、選択された相変化物質は、スズおよびビスマス、好ましくは42%のスズおよび58%のビスマスを含む2元共晶であり、有利には、この2元共晶の融解温度は138℃である。 Advantageously, the selected phase change material is a binary eutectic containing tin and bismuth, preferably 42% tin and 58% bismuth, and advantageously the melting temperature of the binary eutectic is 138. ℃.

有利には、電子モジュールは、チャンバを通過する電気接続手段を備え、チャンバは、PCMに関してチャンバの封止を確保するために封止された貫通通路を含む。有利には、チャンバは高温プラスチック、例えばPPSまたはPBTから作られる。この種類のプラスチックは、金額に見合う非常に良好な価値あるものである。チャンバは絶縁体を構成しており、その厚さは、PCMに蓄積されることになる熱流を制限することを可能にすることができるパラメータである。封止された貫通通路は、有利には、例えば、銘柄Spectite(登録商標)の封止されたクロッシング(crossing)によって確保できる。 Advantageously, the electronic module comprises electrical connection means through the chamber, which includes a sealed through passage to ensure sealing of the chamber with respect to the PCM. Advantageously, the chamber is made from hot plastic, such as PPS or PBT. This kind of plastic is of very good value for the money. The chamber constitutes an insulator, the thickness of which is a parameter that can make it possible to limit the heat flow that will accumulate in the PCM. The sealed through passage can be advantageously secured, for example, by the sealed crossing of the brand Specite®.

有利には、本装置は、貫通通路と電子モジュールとの間に接続手段を折り重ねるようにチャンバに配置される、それ自体に接続手段を折り重ねるためのシステムを備える。接続手段を折り重ねるためのシステムは、有利には、電磁遮蔽の連続性を確保するために金属から作られる。電気接続線が金属性であるので、PCMとの直接接触がまず望ましくなく、そして絶縁スリーブが必要なはずであり、したがって電磁遮蔽に不可避の開口を生じさせる。接続線を迂回させることによって、遮蔽有効度へのこの貫通通路の影響は、多重反射およびそれ故に、ディスラプション(disruption)の弱体化を犠牲にして、ディスラプションがこの開口を通過することを可能にするだけで制限される。 Advantageously, the device comprises a system for folding the connecting means, which is arranged in the chamber so as to fold the connecting means between the through passage and the electronic module. The system for folding the connecting means is advantageously made of metal to ensure continuity of electromagnetic shielding. Since the electrical connection wire is metallic, direct contact with the PCM is unlikely to be desirable, and an insulating sleeve should be required, thus creating an unavoidable opening in the electromagnetic shielding. By bypassing the connecting line, the effect of this through-passage on shielding effectiveness is that disruption passes through this opening at the expense of multiple reflections and hence the weakening of the disruption. Is limited only by enabling.

有利には、電子モジュールの電子デバイスは、燃焼機関のためのEGR(排気再循環)弁を制御するように構成される電子基板を備える。 Advantageously, the electronic device of the electronic module comprises an electronic substrate configured to control an EGR (exhaust gas recirculation) valve for a combustion engine.

電子デバイスによって、これは、マイクロエレクトロニクス手段で作られる任意の種類のデバイスを意味する。これらのデバイスには、特に、純粋に電子目的のデバイスに加えて、微小機械または電気機械デバイス(MEMS、NEMS等)の他に、光または光電子デバイス(MOEMS等)を含む。 By electronic devices, this means any kind of device made by microelectronic means. These devices include, in particular, optical or optoelectronic devices (MOEMS, etc.) as well as micromechanical or electromechanical devices (MEMS, NEMS, etc.), in addition to purely electronic purpose devices.

本発明に係る装置は、電子モジュール1を備える。電子モジュール1は、特に、プリント回路10および電子部品5を備える電子基板であり得る少なくとも1つの電子デバイスを備える。電子モジュール1は、有利には、電子部品5を備える。電子モジュール1は、有利には、電子デバイスを包囲する保護ケーシング11を備える。電子デバイスは、保護ケーシング11によって封入されているとみなされる。保護ケーシングは、その不在下では、電子デバイスの表面によって任意選択で画定される電子モジュール1の外表面を画定する。本実施形態によれば、電子モジュール1は、電子モジュール1から、特に、下記されるPCM3への外側への、電子デバイスの自己発熱によって発生される熱の熱伝導を可能にするために誘電流体、またはTIM(Thermal Interface Material)型の熱界面材料を備える。一例として、誘電流体またはTIM型の熱界面材料は、熱媒油、熱媒脂肪、シリコン熱界面材料または固体空間充填材の中から選択される。 The device according to the present invention includes an electronic module 1. The electronic module 1 includes, in particular, at least one electronic device that can be an electronic board with a printed circuit 10 and electronic components 5. The electronic module 1 advantageously includes an electronic component 5. The electronic module 1 preferably includes a protective casing 11 that surrounds the electronic device. The electronic device is considered to be encapsulated by the protective casing 11. In its absence, the protective casing defines the outer surface of the electronic module 1, which is optionally defined by the surface of the electronic device. According to this embodiment, the electronic module 1 is a dielectric fluid to allow heat conduction from the electronic module 1 to the outside, in particular to the PCM3 described below, by the self-heating of the electronic device. , Or a TIM (Thermal Interface Material) type thermal interface material. As an example, the dielectric fluid or TIM type thermal interface material is selected from thermal oil, thermal fat, silicon thermal interface material or solid space filler.

本発明に係る装置は、少なくとも1つの電子モジュール1を受け入れるように意図されるチャンバ2を備える。チャンバ2内の1つの電子モジュール1を参照して説明がなされるが、しかしながら本発明は、幾つかの電子モジュール1を含むチャンバ2にも関連し得る。チャンバ2は密閉内容積を画定する。チャンバ2は、図2に例示されるように、ベース12、およびベース12を閉じるカバー9を備える。ベース12は、底部13および端部14を備える。チャンバ2は、有利には、液密(液体および気体)である。チャンバ2は、有利には、電子モジュールを使用するための温度に耐える材料から作られる。一例として、チャンバ2は、高温での機械的性質が設けられかつ極めて高耐薬品性の高性能半結晶性テクニカルプラスチックであるポリフェニレンサルファイド(PPS)またはポリエステル族の半結晶性熱可塑性材料である、略語PBTの下で知られているポリ(テレフタル酸エチレン)などのプラスチック材料から作られる。 The device according to the invention comprises a chamber 2 intended to accommodate at least one electronic module 1. Although described with reference to one electronic module 1 in chamber 2, the invention may also relate to chamber 2 containing several electronic modules 1. Chamber 2 defines a closed internal volume. The chamber 2 includes a base 12 and a cover 9 that closes the base 12, as illustrated in FIG. The base 12 includes a bottom 13 and an end 14. Chamber 2 is advantageously liquid-tight (liquid and gas). The chamber 2 is advantageously made of a temperature-resistant material for using the electronic module. As an example, the chamber 2 is a polyphenylene sulfide (PPS) or polyester semi-crystalline thermoplastic, which is a high-performance semi-crystalline technical plastic with mechanical properties at high temperatures and extremely high chemical resistance. Made from plastic materials such as poly (ethylene terephthalate) known under the abbreviation PBT.

有利には、電磁遮蔽を維持するために、チャンバ2は、保護されることが望まれる最短波長の値より大きな開口を有しない。 Advantageously, in order to maintain electromagnetic shielding, the chamber 2 does not have an opening larger than the value of the shortest wavelength that is desired to be protected.

チャンバ2は、本発明に係る装置によって蓄積される必要がある熱流に影響を与える厚さを有する。一例として、厚さ、チャンバの壁は0.5から3mmの間に含まれる、より詳細には1mmの規模である。 The chamber 2 has a thickness that affects the heat flow that needs to be accumulated by the apparatus according to the present invention. As an example, the thickness, the walls of the chamber are included between 0.5 and 3 mm, more specifically on the scale of 1 mm.

本発明に係る装置は、相変化物質3(PCM)を備える。PCM3はチャンバ2に含まれる。電子モジュール1はPCM3に埋設される。「埋設」によって、これは、PCM3が電子モジュール1を、有利にはその全ての面にわたって、そして好ましくは位置決めシステムとの接触点を除いて、覆うことを意味する。電子モジュール1は、有利には、全ての方向にPCM3で覆われる。電子モジュール1の、特に保護ケーシング11の外表面の全てがPCM3と接触している。本発明に係る装置は、電子モジュール1がPCM3によって包囲されるように構成される。 The apparatus according to the present invention includes a phase change substance 3 (PCM). PCM3 is included in chamber 2. The electronic module 1 is embedded in the PCM 3. By "embedding", this means that the PCM3 covers the electronic module 1 advantageously over all its surfaces, preferably except for the points of contact with the positioning system. The electronic module 1 is advantageously covered with PCM3 in all directions. All of the outer surface of the electronic module 1, especially the protective casing 11, is in contact with the PCM 3. The device according to the present invention is configured such that the electronic module 1 is surrounded by the PCM3.

本発明によれば、PCM3は金属または金属合金である。「金属合金」によって、これは、PCM3が幾つかの金属PCMを含むことを意味する。以下の説明では、PCM3への言及は限定的でない。金属合金から形成されるPCM3は共晶である。PCM3は、電子モジュール1の周囲に金属体積の連続性を確保するように構成される。有利には、PCM3の含有物または任意選択のエンドキャップが金属である。 According to the present invention, the PCM3 is a metal or a metal alloy. By "metal alloy", this means that the PCM3 contains several metal PCMs. In the following description, the reference to PCM3 is not limited. PCM3 formed from a metal alloy is eutectic. The PCM3 is configured to ensure the continuity of the metal volume around the electronic module 1. Advantageously, the inclusion of PCM3 or the optional end cap is metal.

本発明に係るPCM3は固/液転移PCMである。異なる金属PCMを使用することができる。電子デバイスへの、より詳細には例えば電子基板への適用のために、使用されるPCM3は、50から200℃程度、より詳細には110〜150℃の融解温度を有することになる。好ましくは、PCM3は良好な熱容量およびできるだけ高い熱伝導率を有することになる。 The PCM3 according to the present invention is a solid / liquid transition PCM. Different metal PCMs can be used. The PCM3 used for application to electronic devices, for example electronic substrates, will have a melting temperature of about 50 to 200 ° C., more specifically 110 to 150 ° C. Preferably, the PCM3 will have a good heat capacity and the highest possible thermal conductivity.

一例として、PCMは、スズおよびビスマスを含む金属合金である。好ましくは、ビスマスが合金の総重量の58重量%およびスズが42重量%存在する。この共晶PCMは138℃の融解温度を有する。 As an example, PCM is a metal alloy containing tin and bismuth. Preferably, bismuth is present in 58% by weight of the total weight of the alloy and tin is present in 42% by weight. This eutectic PCM has a melting temperature of 138 ° C.

PCM3は、2相の、好ましくは固体および液状物質であり、これらの2相間の移行がエネルギーを蓄積または放出する。好ましくは、第1の相から第2の相への移行は、それ故にその第2の相のPCMに蓄積される熱を必要とすることになる。逆に、第2の相から第1の相への移行は発熱性であり、蓄積した熱を放出する。相変化エンタルピーは、物質の感応性エネルギー変動と比較して相対的に有意である。結果的に、体積単位(および質量単位)当たり蓄積されるエネルギーの量が高感度システム(より良好な蓄積密度)によって得られるものより大きいので、PCMを伴うシステムは有用である。これのため、蓄積体積および物質が削減され、システムの価格を下げる。 PCM3 is a two-phase, preferably solid and liquid material, and the transition between these two phases stores or releases energy. Preferably, the transition from the first phase to the second phase will therefore require the heat stored in the PCM of that second phase. Conversely, the transition from the second phase to the first phase is exothermic and releases the accumulated heat. The phase change enthalpy is relatively significant compared to the sensitive energy fluctuation of the substance. As a result, systems with PCM are useful because the amount of energy stored per unit of volume (and mass) is greater than that obtained by a sensitive system (better storage density). This reduces the accumulated volume and material and lowers the price of the system.

PCM3は、その環境の熱量を蓄積することになる。本発明に係る装置では、PCMは、自己発熱のため電子モジュール1によって発生される熱量の他に、外部環境、例えば自動車分野における応用の場合の燃焼機関の熱量を蓄積する。PCM3は、その融解温度に到達するまで顕熱を蓄積することによって熱量を蓄積することになる。この瞬間、PCM3の相変化は非常に吸熱性であり、潜熱を蓄積することによって熱量を蓄積しており、電子モジュールをその最高動作温度未満の温度に維持することを可能にする。その融解温度を越えて、PCM3は、顕熱を蓄積することによって熱量を蓄積し続けることができる。 The PCM3 will accumulate the amount of heat in its environment. In the apparatus according to the present invention, the PCM stores not only the amount of heat generated by the electronic module 1 due to self-heating, but also the amount of heat of the combustion engine in the case of application in the external environment, for example, in the field of automobiles. The PCM3 accumulates heat by accumulating sensible heat until it reaches its melting temperature. At this moment, the phase change of the PCM3 is very endothermic, accumulating the amount of heat by accumulating latent heat, making it possible to keep the electronic module at a temperature below its maximum operating temperature. Beyond that melting temperature, the PCM3 can continue to accumulate heat by accumulating sensible heat.

PCM3は、外部環境の温度がそれ自体の温度未満であろうときに、蓄積した熱量を再分配する。PCM3は、したがって、発熱変態によって相を変化させる。PCM3は、電子モジュール1の温度がPCMの温度未満であるときに、それに向けても蓄積した熱量を再分配するが、有利には、電子モジュール1に向けても再分配する。これは、電子モジュール1のレベルで大きすぎかつ/または急速すぎる温度変動を回避することを可能にし、したがって電子モジュールの熱管理を可能にする。 The PCM3 redistributes the accumulated heat when the temperature of the external environment will be less than its own temperature. The PCM3 therefore changes phase by exothermic transformation. When the temperature of the electronic module 1 is lower than the temperature of the PCM, the PCM 3 redistributes the accumulated heat amount toward the electronic module 1, but advantageously redistributes the accumulated heat toward the electronic module 1. This makes it possible to avoid temperature fluctuations that are too large and / or too rapid at the level of the electronic module 1 and thus allows thermal management of the electronic module.

PCM3は、したがって電子モジュール1の熱管理を確保することを可能にする。加えて、金属PCM3の選択は、同時に電子モジュール1の電磁保護を確保することを可能にする。 The PCM3 thus makes it possible to ensure thermal control of the electronic module 1. In addition, the selection of the metal PCM3 makes it possible to ensure the electromagnetic protection of the electronic module 1 at the same time.

PCM3の固/液相変化には、PCM3の体積の変動を伴う。この体積変動は、有利には、金属PCM3に関しては低い(特に、選択される合金に関しては、その変動はビスマスの存在のためほとんどゼロであり、ビスマスの体積変動は物質のほとんど(水その他)の反対であり、スズの変動を相殺する)。 The solid / liquid phase change of PCM3 is accompanied by a change in volume of PCM3. This volume variation is advantageously low for the metal PCM3 (especially for the alloy of choice, the variation is almost zero due to the presence of bismuth, and the volume variation of bismuth is of most substances (water and others). The opposite, offsetting tin fluctuations).

本発明の一実施形態によれば、本装置は、PCM3の膨張を管理するためのシステムを備える。第1の好ましい可能性によれば、チャンバ2が、PCM3の体積膨張に対応する変形を受け止めるように構成される。第2の可能性によれば、チャンバ2が、PCM3の体積膨張の間、圧縮されるように構成されるガス雰囲気を含み、チャンバ2が、その内容積内のこの圧力の上昇を受け止めるように構成される。ガス雰囲気は、有利には、PCM3を劣化させないように構成される。第3の可能性によれば、チャンバ2が、ガス雰囲気および、そのカバー9のレベルに、1つまたは複数の開口を含む。一実施形態によれば、1つまたは複数の開口は小さく、有利には、電磁遮蔽によって遮断される必要がある波長の値未満である。開口は、チャンバ2の内容積の圧力を上昇させることなくガス雰囲気を放出することを可能にする。本発明に係る装置がPCM3の漏洩を回避するために常に水平のままであると意図される場合、この第3の可能性だけを考えることができる。 According to one embodiment of the invention, the device comprises a system for controlling the expansion of the PCM3. According to the first preferred possibility, the chamber 2 is configured to receive the deformation corresponding to the volume expansion of the PCM3. According to the second possibility, the chamber 2 contains a gas atmosphere configured to be compressed during the volume expansion of the PCM3 so that the chamber 2 receives this increase in pressure within its internal volume. It is composed. The gas atmosphere is advantageously configured so as not to degrade the PCM3. According to a third possibility, the chamber 2 comprises one or more openings in the gas atmosphere and the level of its cover 9. According to one embodiment, one or more apertures are small, preferably less than the wavelength value that needs to be blocked by electromagnetic shielding. The opening allows the gas atmosphere to be released without increasing the pressure of the internal volume of the chamber 2. Only this third possibility can be considered if the device according to the invention is intended to remain horizontal at all times to avoid leakage of the PCM3.

本発明によれば、本装置は、チャンバ2において電子モジュール1を位置決めするためのシステムを備える。位置決めシステムは、PCM3の状態がどうであれ、熱および電磁保護を確保するためにチャンバ2における電子モジュール1の一定の位置を確保することを可能にする。実際、PCM3が液体状態にあるとき、位置決めシステムは、電子モジュール1がチャンバ2と接触して、熱および電磁保護を低下させ、破壊さえし得るという危険を冒すことなく電子モジュール1をPCM3に埋設させて維持することを可能にする。 According to the present invention, the device comprises a system for positioning the electronic module 1 in the chamber 2. The positioning system makes it possible to secure a fixed position of the electronic module 1 in the chamber 2 to ensure thermal and electromagnetic protection, regardless of the state of the PCM3. In fact, when the PCM3 is in a liquid state, the positioning system implants the electronic module 1 in the PCM3 without risking that the electronic module 1 comes into contact with the chamber 2 to reduce thermal and electromagnetic protection and even destroy it. Allows you to keep it.

位置決めシステムは、有利には、電磁遮蔽を可能にするように、金属性である。一例として、位置決めシステムは鋼から作られる。図に例示される実施形態によれば、位置決めシステムは、電子モジュール1とチャンバ2との間に空間を維持するようにチャンバ2と電子モジュール1との間に配置される3つの金属タブ4を備える。位置決めシステムは、ブレード、ばね、ブロック、剛体線、バー、またはこれらの要素の2つ以上の組合せの中から少なくとも1つを備えることができる。可能性によれば、タブ4は電子モジュール1だけに固定される。タブ4がチャンバ2には固定されないため、特にチャンバ2によるPCM3の膨張の管理を容易にすることを可能にする。 The positioning system is advantageously metallic so as to allow electromagnetic shielding. As an example, the positioning system is made of steel. According to an embodiment illustrated in the figure, the positioning system has three metal tabs 4 arranged between the chamber 2 and the electronic module 1 so as to maintain a space between the electronic module 1 and the chamber 2. Be prepared. The positioning system can include at least one of a blade, a spring, a block, a rigid wire, a bar, or a combination of two or more of these elements. Possibly, the tab 4 is fixed only to the electronic module 1. Since the tab 4 is not fixed to the chamber 2, it makes it possible to facilitate the management of expansion of the PCM3, especially by the chamber 2.

本発明に係る装置では、電子モジュール1は、有利には、それを他の部材、特に電子モジュールによって制御される部材に接続する電気接続手段6を備える。電気接続手段6は少なくとも1つの電線または電気ケーブルを備える。電線または電気ケーブルは、有利には可撓性である。好ましい例として、接続手段6は0.1から3mmの直径を有する。チャンバ2は、有利には、その内容積と外部環境との間の接続手段6の通過を可能にするように構成される。チャンバ2は、好ましくは貫通通路8を含む。貫通通路8のおよび接続線の特徴は、絶縁物(接続線からPCMを絶縁する接続線周囲のプラスチックスリーブ)に特有の長さを波長未満に維持するように選択される。貫通通路8は、カバー9かチャンバのベース12かに形成される。好ましくは、貫通通路8は液密であり、特にPCM3に関して密閉されており、これは特に、貫通通路8がチャンバ2のベース12に形成される場合である。封止は、特に銘柄Spectite(登録商標)の封止されたクロッシングによって、または接着によって確保できる。 In the apparatus according to the present invention, the electronic module 1 advantageously comprises electrical connection means 6 for connecting it to another member, particularly a member controlled by the electronic module. The electrical connection means 6 includes at least one electric wire or electric cable. Wires or electrical cables are advantageously flexible. As a preferred example, the connecting means 6 has a diameter of 0.1 to 3 mm. The chamber 2 is advantageously configured to allow the passage of connecting means 6 between its internal volume and the external environment. The chamber 2 preferably includes a through passage 8. The features of the through passage 8 and the connecting wire are selected to maintain the length specific to the insulator (the plastic sleeve around the connecting wire that insulates the PCM from the connecting wire) below the wavelength. The through passage 8 is formed in the cover 9 or the base 12 of the chamber. Preferably, the through passage 8 is liquidtight, especially with respect to the PCM3, especially when the through passage 8 is formed in the base 12 of the chamber 2. Encapsulation can be ensured specifically by encapsulating crossing of the brand Specite® or by gluing.

本発明に係る装置は、有利には、それ自体に接続手段6を折り重ねるためのシステムを備える。折重ねシステムは、貫通通路8と電子モジュール1との間でチャンバ2に配置され、かつ波の透過を制限することによって、更には遮断さえすることによって電磁遮蔽を維持するために接続手段6を貫通通路8と電子モジュール1との間で湾曲形状に、例えばそれ自体に、特にシケイン形状に折り重ねて維持することを可能にする。実際、湾曲形状は、PCMと伝導接続線、すなわち絶縁スリーブとの間の間隙を通る電磁波の透過を制限する。折重ねシステムは、有利には位置決めシステムと同じ型である。折重ねシステムは、有利には、例えば鋼などの金属から作られる。接続手段6を固定する7または圧着するためのタブを設けることができる。 The device according to the present invention advantageously comprises a system for folding the connecting means 6 on its own. The folding system is located in the chamber 2 between the through passage 8 and the electronic module 1 and provides connecting means 6 to maintain electromagnetic shielding by limiting the transmission of waves and even blocking them. It is possible to fold and maintain a curved shape between the through passage 8 and the electronic module 1, eg, itself, especially in a chicane shape. In fact, the curved shape limits the transmission of electromagnetic waves through the gap between the PCM and the conduction connection line, the insulating sleeve. The folding system is advantageously of the same type as the positioning system. Folding systems are advantageously made from metals such as steel. A tab for fixing the connecting means 6 or crimping can be provided.

特に図1および図3に例示される、好ましい実施形態によれば、PCM3は、その全ての次元で一定のPCM厚さep1だけ電子モジュール1を包囲し、例えばep1は、1から10mm程度、より詳細には3mm程度である。好ましい可能性によれば、PCM3の厚さは、接続手段6がPCM3に埋設されることを確実にするように、接続手段6を折り重ねるためのシステムのレベルでより大きい。一例として、この厚さep2は5mmである。追加費用を制限するために、折重ねシステムは、有利にはチャンバ2の端部14に配置される。 In particular, according to the preferred embodiments exemplified in FIGS. 1 and 3, the PCM3 surrounds the electronic module 1 by a constant PCM thickness ep1 in all its dimensions, eg ep1 is about 1 to 10 mm, more. In detail, it is about 3 mm. According to a preferred possibility, the thickness of the PCM3 is greater at the level of the system for folding the connecting means 6 to ensure that the connecting means 6 is embedded in the PCM3. As an example, this thickness ep2 is 5 mm. To limit the additional cost, the folding system is advantageously located at the end 14 of the chamber 2.

本発明は、下記されるような本発明に係る装置を組み立てるための方法にも関する。組立方法は、図2Aから図2Fに例示されかつ下記される、以下のステップを含む。 The present invention also relates to a method for assembling the device according to the present invention as described below. The assembly method includes the following steps, exemplified and described below, from FIGS. 2A to 2F.

図2Aに例示されるチャンバ2は、底部13および端部14を備えるベース12によって形成される。チャンバは、内容積を画定する壁を備える。チャンバ2は、有利には、1つの単一ブロックから成形または機械加工される。 The chamber 2 illustrated in FIG. 2A is formed by a base 12 having a bottom 13 and an end 14. The chamber comprises a wall defining the internal volume. Chamber 2 is advantageously molded or machined from one single block.

有利に封止された貫通通路8がチャンバ2に、例えば図2Bに例示されるように端部14に実装される。貫通通路8は、接続手段6にチャンバ2を通過させることを可能にする。したがって、有利にはチャンバ2の端部14の1つに開口が形成され、そして有利には、接続手段6にそこを通させることによって開口に封止されたクロッシングが実装される。 An advantageously sealed through passage 8 is mounted in chamber 2, eg, at the end 14, as illustrated in FIG. 2B. The through passage 8 allows the connecting means 6 to pass through the chamber 2. Thus, an opening is advantageously formed in one of the ends 14 of the chamber 2, and advantageously a crossing sealed in the opening is implemented by passing it through the connecting means 6.

位置決めシステムが実装される。有利には、位置決めシステムのタブ4が、特に溶着によって電子モジュール1に固定される。接続手段6を折り重ねるためのシステムも実装される。好ましくは、固定タブ7が、図2Cに例示されるように電子モジュール1に固定される。 A positioning system is implemented. Advantageously, the tab 4 of the positioning system is fixed to the electronic module 1 by welding in particular. A system for folding the connecting means 6 is also implemented. Preferably, the fixing tab 7 is fixed to the electronic module 1 as illustrated in FIG. 2C.

接続手段6が電子モジュール1に折り重ねられる。有利には、電線のコネクタが、図2Cに例示されるように電子デバイスに、または存在すれば保護ケーシング11に溶着される。 The connecting means 6 is folded over the electronic module 1. Advantageously, the connector of the wire is welded to the electronic device as illustrated in FIG. 2C, or to the protective casing 11 if present.

電子モジュール1がチャンバ2に、特にチャンバ2のベース12によって画定される内容積に実装される。位置決めタブ4が、有利には、図2Dに例示されるようにチャンバ2と接触している。 The electronic module 1 is mounted in chamber 2, particularly in the internal volume defined by the base 12 of chamber 2. The positioning tab 4 is advantageously in contact with the chamber 2 as illustrated in FIG. 2D.

PCM3が、好ましくは液相で、図2Eに例示されるようにチャンバ2に導入される。 The PCM3, preferably in liquid phase, is introduced into chamber 2 as illustrated in FIG. 2E.

チャンバ2のカバー9が、チャンバ2を閉じるようにするために実装される。カバー9は、有利にはチャンバ2のベース12に熱溶着される。 The cover 9 of the chamber 2 is implemented to close the chamber 2. The cover 9 is advantageously heat welded to the base 12 of the chamber 2.

(実施例)
一実施例によれば、選択される応用事例は、直流モータが2から4Wおよび1℃から5℃の自己発熱を発生させる、110℃と150℃との間の循環雰囲気において動作するアクチュエータである。
(Example)
According to one embodiment, the application example selected is an actuator that operates in a circulating atmosphere between 110 ° C and 150 ° C, where the DC motor generates self-heating of 2 to 4 W and 1 ° C to 5 ° C. ..

そのようなアクチュエータは、例えば、燃焼機関のためのEGR弁のアクチュエータである。アクチュエータは電子制御基板を組み込んでおり、その温度が局所的に150℃を超えてはならない。この基板は3つの熱応力を受ける:
− アクチュエータ外の雰囲気(車両のボンネット下、燃焼機関近く)、その温度が機関システムに従って110℃と150℃との間で変動する(150℃の温度は一般に坂道を登るときに到達される)。サイジング型プロファイル(sizing−type profile)では、110℃で30分、次いで15分の入力立上り時間で150℃に到達、次いで150℃で30分保持、そして最後に15分かけて110℃に下降のサイクルを考える。この種類の循環はPCMの使用に特有であるが、それが2つの熱クリッピング要求(thermal clipping need)間で凝固の範囲を出る(PCMから熱を放出する)からである。
−0から50W程度の動力を生成する直流モータ、その一部が電子基板を加熱することになる。
−電子基板の自己発熱(電子基板の部品当たり0から10Wの自己発熱電力)。
Such actuators are, for example, EGR valve actuators for combustion engines. The actuator incorporates an electronic control board whose temperature must not locally exceed 150 ° C. This substrate undergoes three thermal stresses:
-Atmosphere outside the actuator (under the hood of the vehicle, near the combustion engine), its temperature fluctuates between 110 ° C and 150 ° C according to the engine system (150 ° C temperature is generally reached when climbing a slope). In a sizing-type profile, it reaches 150 ° C with an input rise time of 110 ° C for 30 minutes, then 15 minutes, then holds at 150 ° C for 30 minutes, and finally drops to 110 ° C over 15 minutes. Think about the cycle. This type of circulation is unique to the use of PCM because it leaves the range of solidification (releases heat from the PCM) between two thermal clipping needs.
A DC motor that generates power of about −0 to 50 W, a part of which heats the electronic substrate.
-Self-heating of the electronic board (self-heating power of 0 to 10W per component of the electronic board).

選択されたPCM:燃焼機関が150℃であるときに、および直流機が動作するときに電子基板上で150℃を超えないために、熱を吸収することが可能でなければならず、これは、燃焼機関が110℃になると装置から放出されることになる。選択されたPCM3は、それ故に110℃と150℃との間に含まれる融解温度を有しなければならない。 PCM of choice: It must be possible to absorb heat when the combustion engine is at 150 ° C and so that it does not exceed 150 ° C on the electronic substrate when the DC machine operates. , When the combustion engine reaches 110 ° C., it will be released from the device. The selected PCM3 must therefore have a melting temperature contained between 110 ° C and 150 ° C.

PCM3は、主な以下の特徴を有する、42%Sn−58%Biを含む共晶である:
−融解温度:138℃。
−質量融解エンタルピー:44.8J/g。
−密度:8560kg/m
−蓄積密度:106.5kW.h/m、実際この観点から非常に良好なPCMである。
−相変化時の体積膨張<1%。
−熱伝導率:30W/m/K。電子モジュールの自己発熱の場合、有用な熱放散機能を可能にすることができる。
−電気抵抗率:σ=1.25E−6ジーメンス/m(すなわちσr=0.021の比電気抵抗率)。
−比透磁率:μr=1。共晶42%Sn58%Biは、比電気抵抗率および比透磁率の観点からステンレス鋼の特徴に非常に近く、非常に満足な電磁遮蔽物質になる。
PCM3 is a eutectic containing 42% Sn-58% Bi, which has the following main characteristics:
-Melting temperature: 138 ° C.
-Mass melting enthalpy: 44.8 J / g.
-Density: 8560 kg / m 3
-Accumulation density: 106.5 kW. h / m 3 , in fact a very good PCM from this point of view.
− Volume expansion during phase change <1%.
-Thermal conductivity: 30 W / m / K. In the case of self-heating of the electronic module, a useful heat dissipation function can be enabled.
-Electrical resistivity: σ = 1.25E-6 Siemens / m (that is, the specific electrical resistivity of σr = 0.021).
-Permeability: μr = 1. Eutectic 42% Sn58% Bi is very close to the characteristics of stainless steel in terms of specific electrical resistivity and specific magnetic permeability, and is a very satisfactory electromagnetic shielding material.

本発明に係る装置の詳細なサイジング
この応用事例における電子モジュール1は以下の寸法を有する(その部品および、PCM3/電子部品5の接触を回避することが望まれる場合その任意選択の保護ケーシング11を含む):
−高さHm 10mm
−長さLm 50mm
−幅lm 50mm
Detailed Sizing of the Device According to the Invention The electronic module 1 in this application has the following dimensions (if it is desired to avoid contact with its components and the PCM3 / electronic components 5, the optional protective casing 11 is provided. Including):
-Height Hm 10mm
-Length Lm 50mm
− Width lm 50mm

幾何学的観点から、電子基板は熱エネルギーを受け取り、それは全ての方向から熱「応力を受ける」:上および側面では、それはボンネット下の局所雰囲気に非常に近く、そして裏面では、それは直流機の流れを受け取る。電子基板周囲全てのPCM3の配置は、全ての方向に保護することを可能にする。 From a geometric point of view, the electronic substrate receives thermal energy, which is "stressed" by heat from all directions: on the top and sides it is very close to the local atmosphere under the hood, and on the back side it is a DC machine. Receive the flow. The placement of all PCM3s around the electronic board allows protection in all directions.

有利には、選択されたPCM厚さep1は全ての側において3mmである。好ましくは、接続手段6を含む側は、より大きなPCM厚さep2、有利には5mmを有する。接続手段6の電線は、0.75mmの線通過横断面、すなわち1mmに近いスリーブを含む線径を有して可撓性である。 Advantageously, the selected PCM thickness ep1 is 3 mm on all sides. Preferably, the side containing the connecting means 6 has a larger PCM thickness ep2, preferably 5 mm. The electric wire of the connecting means 6 has a wire passing cross section of 0.75 mm 2 , that is, a wire diameter including a sleeve close to 1 mm, and is flexible.

位置決めタブ4および接続手段6の固定タブ7は、直径が2mmの鉄の円筒である。チャンバ2はPPSから作られる。 The positioning tab 4 and the fixing tab 7 of the connecting means 6 are iron cylinders having a diameter of 2 mm. Chamber 2 is made from PPS.

チャンバは、PCM3の相変化時の体積膨張の1%を吸収するのに十分に可撓性であると考えられる。 The chamber is believed to be flexible enough to absorb 1% of the volume expansion of the PCM3 during phase change.

電子モジュール1を包囲するPCM体積(42%Sn−58%Bi)は27cm、すなわち336gのPCM3、すなわち10.5kJ(3W.h)の相変化時のエネルギー吸収容量である。 The PCM volume (42% Sn-58% Bi) surrounding the electronic module 1 is 27 cm 3 , that is, 336 g of PCM 3, that is, the energy absorption capacity at the time of phase change of 10.5 kJ (3 W.h).

他のPCMに関してなされたFLUENT計算および実験測定により、このレベルのエネルギー吸収が、周囲温度の循環の他に、直流モータによって放出される電力(しかしながら、自己発熱は表されない)にさらされる電子基板の熱負荷を有意に改善するのに十分であることを示した。 FLUENT calculations and experimental measurements made with other PCMs show that this level of energy absorption is exposed to the power emitted by the DC motor (however, self-heating is not represented) in addition to the circulation of ambient temperature. It was shown to be sufficient to significantly improve the heat load.

その上、共晶42%Sn−58%Biのこの3mm厚さで得られる遮蔽は次のように計算される: Moreover, the shielding obtained at this 3 mm thickness of eutectic 42% Sn-58% Bi is calculated as follows:

仮説:
−遠方界無限平面波
−接続線の影響は無視(シケインのため)
−多重反射は無視(外板の厚さより大きい遮蔽厚さに対して真)
hypothesis:
− Far-field infinite plane wave − Ignore the influence of connecting lines (because of chicane)
-Ignore multiple reflections (true for shielding thickness greater than skin thickness)

吸収項:
−外板の厚さ:
Absorption term:
− Skin thickness:

Figure 2021040129
Figure 2021040129

−デシベルの低減: − Decibel reduction:

Figure 2021040129
Figure 2021040129

eはmmでのPCM厚さ。 e is the PCM thickness in mm.

反射項:
−デシベルでの反射の影響:
Reflection term:
-Effects of reflection at decibels:

Figure 2021040129
Figure 2021040129

全体で、周波数に従って得られた低減は次のようである: Overall, the reductions obtained according to frequency are as follows:

Figure 2021040129
Figure 2021040129

低減は全ての超高周波数に対してであり、電磁遮蔽機能を有効と認める。 The reduction is for all ultra-high frequencies, and the electromagnetic shielding function is recognized as effective.

本発明は、上記した実施形態に限定されず、請求項によって包含される全ての実施形態に及ぶ。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but extends to all embodiments included in the claims.

1 電子モジュール
2 チャンバ
3 相変化物質
4 位置決めタブ
5 電子部品
6 接続線
7 接続線の固定タブ
8 封止された通路
9 カバー
10 プリント回路
11 保護ケーシング
12 ベース
13 底部
14 端部
Hm 電子モジュール高さ
Lm 電子モジュール長さ
lm 電子モジュール幅
He チャンバ高さ
Le チャンバ長さ
le チャンバ幅
ep1 PCM厚さ
ep2 PCM厚さ
1 Electronic module 2 Chamber 3 Phase change material 4 Positioning tab 5 Electronic component 6 Connection line 7 Connection line fixing tab 8 Sealed passage 9 Cover 10 Print circuit 11 Protective casing 12 Base 13 Bottom 14 End Hm Electronic module height Lm Electronic module length lm Electronic module width He Chamber height Le Chamber length le Chamber width ep1 PCM thickness ep2 PCM thickness

Claims (12)

電子モジュール(1)、相変化物質(3)(PCM)、ならびに前記相変化物質(3)および前記電子モジュール(1)を受け入れるように意図されるチャンバ(2)を備える、電子モジュールを熱的および電磁的に管理するための装置であって、
前記相変化物質(3)が金属または金属合金であり、そこに前記電子モジュール(1)が埋設され、
前記電子モジュール(1)が、電子デバイス、および前記電子モジュールの外表面を画定し、前記電子デバイスとの前記相変化物質(3)の接触を回避するよう前記電子デバイスを封入するように意図される保護ケーシング(11)を備え、
熱および電磁管理装置が、前記電子モジュール(1)の前記外表面の全てへの前記相変化物質(3)の接触を確保するように構成される、前記チャンバ内に前記電子モジュールを位置決めするためのシステム(4)を備える、
ことを特徴とする、装置。
A thermal electronic module comprising an electronic module (1), a phase change material (3) (PCM), and a chamber (2) intended to receive the phase change material (3) and the electronic module (1). And a device for electromagnetic management
The phase change substance (3) is a metal or a metal alloy, and the electronic module (1) is embedded therein.
The electronic module (1) is intended to define the electronic device and the outer surface of the electronic module and encapsulate the electronic device so as to avoid contact of the phase changing substance (3) with the electronic device. With a protective casing (11)
To position the electronic module within the chamber, the thermal and electromagnetic control device is configured to ensure contact of the phase change material (3) with all of the outer surface of the electronic module (1). System (4)
A device characterized by that.
位置決めシステム(4)が金属性である、請求項1に記載の装置。 The device according to claim 1, wherein the positioning system (4) is metallic. 前記電子モジュール(1)が、前記電子デバイスと前記保護ケーシング(11)との間の熱貫流を確保するように構成された、前記保護ケーシング(11)と前記電子モジュール(1)との間に配置される誘電流体またはTIM(thermal interface material)型の熱界面材料を備える、請求項1または2に記載の装置。 Between the protective casing (11) and the electronic module (1), the electronic module (1) is configured to ensure thermal transmission between the electronic device and the protective casing (11). The apparatus according to claim 1 or 2, comprising a dielectric fluid to be arranged or a thermal interface material (TIM) type. 位置決めシステム(4)が前記電子モジュール(1)に固定される、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。 The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the positioning system (4) is fixed to the electronic module (1). 前記位置決めシステムが、前記チャンバ(2)への前記電子モジュール(1)の接触を防止するように配置される少なくとも3つのタブ(4)を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。 10. The aspect of any one of claims 1 to 4, wherein the positioning system comprises at least three tabs (4) arranged to prevent contact of the electronic module (1) with the chamber (2). Equipment. 前記チャンバ(2)が、相変化の間、前記PCM(3)の膨張を管理するためのシステムを備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the chamber (2) comprises a system for controlling the expansion of the PCM (3) during a phase change. 前記相変化物質(3)が、50から200℃の間に、より詳細には110℃から150℃の間に含まれる融解温度を有するように選択される、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。 Any one of claims 1 to 6, wherein the phase change material (3) is selected to have a melting temperature contained between 50 and 200 ° C., more particularly between 110 ° C. and 150 ° C. The device described in the section. 選択された前記相変化物質(3)が、スズおよびビスマス、好ましくは42%のスズおよび58%のビスマスを含む2元共晶であり、有利には前記2元共晶の融解温度が138℃である、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。 The selected phase change material (3) is a binary eutectic containing tin and bismuth, preferably 42% tin and 58% bismuth, preferably having a melting temperature of 138 ° C. The device according to any one of claims 1 to 7. 前記電子モジュールが、前記チャンバ(2)を通過する電気接続手段(6)を備え、前記チャンバ(2)が、前記PCM(3)に関して前記チャンバの封止を確保するために封止された貫通通路(8)を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。 The electronic module comprises an electrical connection means (6) that passes through the chamber (2), through which the chamber (2) is sealed to ensure sealing of the chamber with respect to the PCM (3). The device according to any one of claims 1 to 8, which includes a passage (8). 前記貫通通路(8)と前記電子モジュール(1)との間に前記接続手段(6)を折り重ねるように前記チャンバ(2)に配置される、それ自体に前記接続手段(6)を折り重ねるためのシステム(7)を備える、請求項9に記載の装置。 The connecting means (6) is arranged in the chamber (2) so as to fold the connecting means (6) between the through passage (8) and the electronic module (1), and the connecting means (6) is folded over itself. 9. The apparatus according to claim 9, further comprising a system (7) for the purpose. 前記電子モジュール(1)が、燃焼機関のためのEGR弁(排気再循環)を制御するように構成される電子基板を備える、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the electronic module (1) comprises an electronic substrate configured to control an EGR valve (exhaust gas recirculation) for a combustion engine. 道路車両のためのアクチュエータまたはセンサを制御するように構成される電子モジュール(1)を熱的および電磁的に管理するための、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置の使用。 Use of the device according to any one of claims 1 to 10 for thermally and electromagnetically managing an electronic module (1) configured to control an actuator or sensor for a road vehicle.
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