WO2010149938A1 - Electronic device including a moisture adsorption device - Google Patents

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WO2010149938A1
WO2010149938A1 PCT/FR2010/051309 FR2010051309W WO2010149938A1 WO 2010149938 A1 WO2010149938 A1 WO 2010149938A1 FR 2010051309 W FR2010051309 W FR 2010051309W WO 2010149938 A1 WO2010149938 A1 WO 2010149938A1
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WO
WIPO (PCT)
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electronic component
adsorbing material
heat
moisture
moisture adsorbing
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/051309
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French (fr)
Inventor
José Sanchez
Amine Barkallah
Jean Rivenc
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S)
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0047—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having a two-part housing enclosing a PCB
    • H05K5/0056—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having a two-part housing enclosing a PCB characterized by features for protecting electronic components against vibration and moisture, e.g. potting, holders for relatively large capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K5/0213—Venting apertures; Constructional details thereof
    • H05K5/0215—Venting apertures; Constructional details thereof with semi-permeable membranes attached to casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption

Definitions

  • Electronic device comprising a moisture adsorption device
  • the present invention relates to an electronic device equipped with a vent and a moisture adsorption device.
  • Automotive electronics is often subject to extreme environmental conditions essentially in terms of temperature, relative humidity and to a lesser extent pressure.
  • These systems make it possible to regulate the pressure inside the computers by exchanging air with the outside while avoiding the entry of liquid water.
  • the headlights of vehicles are also subject to cyclic temperature variations and means of controlling moisture and water condensation have been developed.
  • the application WO 97/27042 describes the combination of a moisture adsorbent and a breathing member, this adsorbent being placed near the heat source to be regenerated by the heat released by the lit bulb.
  • Patent application WO 02/077522 discloses a unit for reducing humidity in an automobile lamp housing or electronic device.
  • This unit comprises an adsorbent agent placed inside a receptacle, said receptacle comprising an interface permeable to water vapor and impervious to air intended to be placed close to the heat source coming from the electronic component, a vent for opening into the housing and an opening cooperating with an opening of the housing for connecting the inside of the receptacle to the outside of the housing; the proximity of the heat source to the receptacle promotes the regeneration of the adsorbent and the expulsion of water vapor from the adsorbent to the outside of the apparatus, through the openings.
  • the electronic components are directly exposed to moisture, in the form of droplets or water vapor. Electronic devices can therefore be more easily damaged in the presence of moisture, in particular because of corrosion and the risk of short circuits, thus reducing their service life.
  • the adsorbent moisture agent can not be glued or attached directly to the bulb, so as not to reduce the lighting capabilities of the bulb and for reasons related to the manufacture itself of the device.
  • the present invention aims to solve the problems mentioned above, and in particular to propose a solution for a rapid decrease in the humidity level inside the enclosure of an electronic device, by rapid phenomena. adsorption / desorption, while promoting the attenuation of temperature variations inside the enclosure.
  • the present invention makes it possible to control the relative humidity content inside an electronic device, limiting the risks of degradation of the electronic component or the combination of electronic components arranged inside said device and thus promoting the lifetime of electronic components.
  • Another object of the invention is to provide an inexpensive solution, easy to implement and in particular does not require a particular adaptation of the enclosure.
  • Another object of the invention is to provide a solution for reducing the risk of corrosion inside the enclosure.
  • the present invention firstly relates to an electronic device comprising: a housing comprising a liquid impermeable and gas permeable vent, at least one electronic component releasing heat and deposited inside the housing , said electronic component not being a light bulb, at least one moisture adsorption device which comprises a moisture adsorbing material, the adsorption device being placed in thermal conductivity relation with the electronic component emitting from the heat.
  • heat generation it is meant that the electronic component heats up in operation.
  • the vent may consist of any aeration system creating an exchange interface between two media and which is impervious to liquids and permeable to gases.
  • the gases may be diatomic gases such as oxygen or dinitrogen or vapors such as water vapor.
  • This vent comprises a membrane having the required properties.
  • the vent comprises a macroporous hydrophobic membrane monolayer or multilayer.
  • the vent comprises a selective layer responsible for the properties of the membrane and an inert support conferring rigidity.
  • the thickness of the selective layer of the membrane is between 2 and 190 ⁇ m, preferably between 6 and 25 ⁇ m.
  • the pore size of the membrane is between 0.3 .mu.m and 3.6 .mu.m, preferably between 0.3 .mu.m and 0.8 .mu.m.
  • the membrane comprises or consists of a material selected from the group consisting of acrylic polymers, vinyl polymers, polyolefins, polyesters such as poly (ethylene terephthalate) (PET), polymers Fluorinated products such as polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), perfluorinated poly (ethylene-propylene) (FEP), tetrafluoroethylene copolymer
  • TFE perfluoro (alkyl vinyl ether)
  • PVE perfluoro (alkyl vinyl ether)
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • siloxanes polysiloxanes such as polydimethylsiloxane (PDMS) or silicone resins.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • Membranes comprising PTFE and / or PET and which can be used are marketed under the names Gore-Tex® and Teflon®.
  • Other examples of membranes that can be used are cited in the document "Modeling of Coupled Mass and Heat Transfer through Venting Membranes for Automotive Applications", Barkallah and Al, American Institute of Chemical Engineers Journal, February 2009, Vol 55, No. 2, 294-311.
  • the membrane may be subjected to a surface treatment to make it hydrophobic.
  • the hydrophobic materials may be chosen from the group consisting of siloxanes, polysiloxanes, silicone resins or fluoropolymers.
  • the membrane is a PTFE membrane marketed under the name 0045B / XX by the company Gore (USA) and is characterized by an average pore diameter equal to 0.8 microns.
  • the adsorber moisture material may be selected from all materials having not only the ability to adsorb water vapor but also to regenerate by desorption during a rise in temperature.
  • the moisture adsorbing material is chosen from the group consisting of organic or inorganic materials.
  • the moisture adsorbing material is selected from silica (SiO 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), calcium sulphate (CaSO 4 ), sodium sulphate (Na 2 SO 4 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), montmorillonite clays or molecular sieves such as aluminosilicate, microporous charcoal, porous glass or zeolites.
  • the moisture adsorbing material has a specific surface area of between 500 and 1000 m 2 / g measured at 25O, preferably between 800 and 1000 m 2 / g.
  • the moisture adsorbing material is in particulate form.
  • the moisture adsorbing material is a silica gel and is in particulate form.
  • the average particle size of the material for example silica gel, is between 0.1 and 10 mm, preferably between 1 and 7 mm.
  • the moisture adsorbing material eg silica gel
  • a solid having a honeycomb structure eg honeycomb.
  • honeycomb structure eg honeycomb.
  • the moisture adsorbing material, eg silica gel is incorporated inside a porous solid matrix, thus forming a block or a plurality of blocks.
  • a matrix may be a polymeric resin such as a polyurethane resin.
  • the volume ratio of the moisture adsorbing material: volume of the housing is between 0.01 and 0.05.
  • the moisture adsorption device is placed so that the heat generated by the electronic component is transmitted by direct conduction to the moisture adsorbing agent.
  • the fact that the heat is transmitted to the adsorbing moisture material by conduction has the consequence that the phenomenon of adsorption / desorption of the water vapor within the moisture adsorbing material is optimized and thus allows rapid regeneration of this material. last and therefore greater efficiency, compatible with the cycles of operation of electronic devices.
  • the moisture adsorption device is advantageously placed at a distance of less than 50 mm, preferably less than 10 mm from the electronic component.
  • the adsorption device is placed to be in direct physical contact with the electronic component or with at least one of the electronic components in the case of a combination of components.
  • the electronic component generating heat can be selected from all electronic components whose power is reflected in a release of heat that will be interrupted by the power off.
  • the electronic component may be chosen from a microprocessor, an electronic chip, a power resistor, a transistor, a voltage regulator and their combinations.
  • a combination of electronic components may in particular consist of a computer, an integrated circuit or any type of device comprising a chain of electronic components.
  • the electronic component releases a quantity of heat less than or equal to 30 W, more particularly less than 25 W, in particular less than 21 W.
  • the moisture adsorbing material is held on the surface of the electronic component by means of fixing means.
  • the moisture adsorbing material is held on the surface of the electronic component with an adhesive, glue.
  • the fastening means is also resistant to a temperature between -30 and 125O, in order to retain its holding properties when the electronic component is under tension.
  • the moisture adsorbing material is held by a suitable device in contact with the electronic component generating heat; thus the entire adsorber material remains available to adsorb the water vapor present inside the housing, even when it is in particulate form.
  • the moisture adsorbing material is maintained in contact by a grid or a cage.
  • the moisture adsorption device is placed on the inner wall of the electronic device [00046]
  • the moisture adsorption device is placed closer to the vent. This allows the evacuation of water vapor outside the device both by convection which is a rapid but temporary phenomenon and by diffusion which is a slow but permanent phenomenon through the vent; the combination of these two phenomena thus further improves the rate of evacuation of moisture outside the device.
  • the relative humidity content in the electronic device according to the invention can be lowered to a content of less than 90%, preferably at a content of less than or equal to 80%, thereby avoiding formation water droplets inside said device and thus limit the risk of degradation of electronic components or short circuits.
  • the device according to the invention may further comprise a device for adsorbing corrosive gases.
  • the electronic device according to the invention may comprise parts, parts or junctions particularly sensitive to corrosion. This is particularly the case for computers used in motor vehicles or in computers.
  • the gas adsorption device may comprise an adsorber material of corrosive gases.
  • the corrosive gas adsorber material may be chosen from any material having not only the capacity to adsorb corrosive gases but also to regenerate by desorption during a temperature rise.
  • the corrosive gas adsorber material is selected from the group consisting of organic or inorganic materials; preferably, the corrosive gas adsorber material is selected from activated carbon, zeolites or molecular sieves.
  • the corrosive gas adsorber material has a specific surface area of between 200 and 1000 m 2 / g measured at 25O, preferably between 800 and 1000 m 2 / g.
  • the corrosive gas adsorber material is in particulate form.
  • the average particle size of the corrosive gas adsorber material is between 0.01 and 7 mm, preferably between 0.1 and 5 mm.
  • the volume ratio of the corrosive gas adsorber material: volume of the case is between 0.01 and 0.05.
  • the corrosive gas adsorber material is maintained on the surface of the vent and inside the housing.
  • the corrosive gas adsorber material is maintained on the surface of the vent with an adhesive, glue.
  • the corrosive gas adsorber material is held removably, for example inside a fixed removable device, on the surface of the vent and outside the housing.
  • This arrangement makes it possible to be able to replace the adsorber material with corrosive gases when its adsorption capacity is impaired or insufficient.
  • the adsorber material of corrosive gases is kept inside a cage, a grid, a bag, a container porous or a solid having a honeycomb structure, eg honeycomb.
  • honeycomb structure eg honeycomb.
  • the corrosive gases are more particularly oxides of sulfur, nitrogen oxides, hydrogen sulfide or hydrocarbons.
  • the present invention also relates to a kit comprising
  • a housing comprising, inside, means for fixing a heat-generating electronic component (the kit being intended to house this electronic component) and a liquid impermeable and gas-permeable vent, the electronic component, 'being not a light bulb,
  • a moisture adsorption device comprising a moisture adsorbing material, designed to be attached to the surface of the heat-generating electronic component, in thermal conductivity relationship.
  • the kit comprises a corrosive gas adsorption device comprising a corrosive gas adsorber material.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a device according to the invention.
  • FIG. 3 represents an electronic calculator equipped with its connector and its wiring.
  • the electronic device 1 shown in the form of a general view in Figure 1 comprises a housing 2; said housing 2 comprises a vent 3 formed of a liquid impermeable membrane permeable to gases. Inside the housing 2 is deposited an electronic component 4 releasing heat on which is fixed a moisture adsorbing material 5 in thermal conductivity relationship.
  • the electronic device 1 shown in the form of a general view in Figure 2 comprises a housing 2; said housing 2 comprises a vent 3 formed of a liquid impermeable membrane permeable to gases. Inside the housing 2 is deposited an electronic component 4 releasing heat on which is fixed a moisture adsorbing material 5 in thermal conductivity relationship. A corrosive gas adsorber material 6 is fixed and held on the surface of the vent 3 and inside the casing 2.
  • the electronic computer shown in Figure 3 comprises a housing 7 and is equipped with a connector 8 and its wiring 9.
  • the housing 7 comprises a vent formed of a frame 1 0 carrying a membrane 11 shown in broken lines .
  • the membrane 11 is impermeable to liquids and permeable to gases.
  • Inside the housing 7 is deposited an electronic circuit 12 having a heat-emitting electronic component 13 on which is fixed a moisture adsorbing material 14 in thermal conductivity relationship.
  • the assembly of the different parts involves joints 15.
  • Example 1 calculator subjected to an ON-OFF cycle at 85 ° C., 85% relative humidity followed by a shock at 25 ° C. and 45% relative humidity.
  • a first computer as described in Figure 3 comprises for the vent a 0045B / X membrane marketed by the company Gore (USA).
  • This membrane 2 cm in diameter comprises a 25 ⁇ m thick PTFE separating layer with an average pore size of 0.8 ⁇ m and a porosity of 51% and a porous polypropylene support with a thickness of 80 ⁇ m no resistance to transfer but offering good mechanical strength.
  • the first computer also contains 10 g of a moisture adsorbing material in the form of a silica gel (VWR Prolabo, 2-5 mm granules with saturation indicator) placed on the heat-generating electronic elements.
  • a second calculator of the same nature as the first computer is provided with the same membrane as the first computer but does not contain moisture adsorbing material.
  • the two computers are subjected to initial conditions of temperature and relative humidity respectively of 85O and 85%, then to a cycle of starting and stopping and finally to a thermal shock passing instantly 85O and 85% of relative humidity at 25O and 45% relative humidity.
  • FIG. 4 shows the evolution, as a function of time, of the temperature and the relative humidity (RH) inside the calculator with adsorber material and without moisture adsorbing material.
  • the equilibrium of the relative humidity inside the calculator without adsorbing moisture material is almost reached after two hours while in the presence of moisture adsorbing material the relative humidity value does not exceed 40% after two hours.
  • the relative humidity within the computer without adsorbing moisture material decreases, due to the increase in temperature inside the computer.
  • the relative humidity increases because of the regeneration of the material which releases the entrapped water vapor.
  • the temperature of the electronic elements is much higher than that of the air inside the computer, there is no risk of condensation.
  • the relative humidity reaches saturation in the absence of the moisture adsorbing material, while it is very far in the presence of the latter.
  • the temperature variation slopes inside the computer are lower in the presence of the moisture adsorbing material. This attenuation of the variations of the temperature inside the computer is relative but protects the electronic components present in the calculator of the rapid variations of temperature, thus increasing their lifespan.
  • Example 2 Calculator subjected to a mixed cycle of temperature and relative humidity variations
  • Example 2 Two computers identical to that of Example 1 are subjected to a mixed cycle of temperature and relative humidity variations imposed by the enclosure while passing through the start and stop phases of the computer.
  • the temperature and relative humidity setpoints as well as the start and stop phases are shown in Table 1.
  • the test consists of 10 cycles of 24 hours each, for a total duration of 240 hours.
  • Figure 5 shows the response, over a period of 24 hours, of the relative humidity to the variations of the external parameters of temperature and relative humidity inside the computers with and without moisture adsorbing material.
  • the relative humidity rate approaches saturation whereas in the presence of moisture adsorbing material, the relative humidity level remains below 60% for a large part of test and rarely exceeds 80%.
  • Figure 6 shows the response, over a period of 24 hours, of the internal temperature to the variations of the external parameters of temperature and relative humidity inside the computers with and without moisture adsorbing material.
  • the dashed fine line corresponds to the internal temperature of the computer containing the moisture adsorbing material whereas the continuous fine line corresponds to the internal temperature of the computer without adsorbing moisture material.
  • the temperature rises in the case of the calculator with adsorber moisture material are slower than those for the calculator without adsorbing material and the maximum is lower especially in the startup phases of the computer; which confirms the influence of the enthalpy of desorption on the thermal of the electronic components essentially in the phases of start-up of the computer.

Abstract

The present invention relates to an electronic device, including: a housing including a vent that is impervious to liquids and pervious to gases; at least one heat-emitting electronic component placed inside the housing, the electronic component not being light bulb; and at least one moisture adsorption device including a moisture adsorbent material, the adsorption device being placed in thermally conductive connection with the heat-emitting electronic component.

Description

Dispositif électronique comprenant un dispositif d'adsorption d'humidité Electronic device comprising a moisture adsorption device
La présente invention concerne un dispositif électronique équipé d'un évent et d'un dispositif d'adsorption d'humidité.The present invention relates to an electronic device equipped with a vent and a moisture adsorption device.
[0001] L'électronique automobile est souvent soumise à des conditions environnementales extrêmes essentiellement en termes de température, d'humidité relative et à moindre mesure de pression. Les variations de température dans les calculateurs, sous l'effet d'échange de chaleur avec l'environnement extérieur (échauffement moteur, ensoleillement, choc air- eau...) ou par mise en marche de l'électronique interne, conduisent, pour les calculateurs étanches, à des variations répétitives de la pression interne. Ceci implique un vieillissement prématuré des joints et une possible déformation ou cassure du boitier ; les équipementiers d'électronique ont donc décidé d'introduire une membrane pour permettre la régulation dynamique de la pression. Ces systèmes permettent de réguler la pression à l'intérieur des calculateurs en échangeant de l'air avec l'extérieur tout en évitant les entrées d'eau liquide.Automotive electronics is often subject to extreme environmental conditions essentially in terms of temperature, relative humidity and to a lesser extent pressure. The temperature variations in the computers, under the effect of heat exchange with the external environment (motor heating, sunlight, air-water shock ...) or by starting up the internal electronics, lead, for the watertight computers, to repetitive variations of the internal pressure. This involves premature aging of the joints and possible deformation or breakage of the housing; the electronic equipment manufacturers have therefore decided to introduce a membrane to allow the dynamic regulation of the pressure. These systems make it possible to regulate the pressure inside the computers by exchanging air with the outside while avoiding the entry of liquid water.
[0002] Cependant ces systèmes constituent une interface d'échange avec l'extérieur qui n'est pas imperméable à la vapeur d'eau, et ne permettent donc que de ralentir les entrées d'humidité sans les arrêter. Ceci peut aboutir dans certaines conditions à une augmentation de l'humidité relative interne et même à une condensation. Ces sollicitations peuvent donc entrainer des problèmes de fiabilité dus à un phénomène de corrosion accélérée ou à des courts-circuits.However, these systems are an exchange interface with the outside which is not impervious to water vapor, and therefore only allow to slow the humidity inputs without stopping. This can lead under certain conditions to an increase in the internal relative humidity and even to a condensation. These stresses can therefore cause reliability problems due to an accelerated corrosion phenomenon or to short circuits.
[0003] Une des solutions connues pour protéger les calculateurs électroniques de l'humidité est le vernissage des composants électroniques qu'ils renferment. Cependant les procédés liés à cette méthode s'avèrent coûteux et compliqués à mettre en place. D'autre part, cette solution ne représente qu'une barrière temporaire qui finira par être franchie au bout d'un certain temps d'exposition. De plus, cette méthode n'est pas applicable sur tous les composants électroniques car elle détériore la conduction thermique à la surface et ralentit la dissipation de la chaleur, causant ainsi une augmentation de la température du composant en fonctionnement et par conséquent un risque de dégradation.One of the known solutions to protect electronic computers from moisture is the varnishing of the electronic components they contain. However, the methods related to this method are expensive and complicated to implement. On the other hand, this solution does not represents a temporary barrier that will eventually be crossed after a certain period of exposure. In addition, this method is not applicable on all electronic components because it deteriorates the thermal conduction at the surface and slows down the dissipation of heat, thus causing an increase in the temperature of the component in operation and therefore a risk of degradation .
[0004] Les phares des véhicules sont aussi soumis à des variations cycliques de température et des moyens de contrôler l'humidité et la condensation d'eau ont été développés. La demande WO 97/27042 décrit l'association d'un adsorbant d'humidité et d'un organe de respiration, cet adsorbant étant placé à proximité de la source de chaleur pour pouvoir être régénéré par la chaleur dégagée par l'ampoule allumée.The headlights of vehicles are also subject to cyclic temperature variations and means of controlling moisture and water condensation have been developed. The application WO 97/27042 describes the combination of a moisture adsorbent and a breathing member, this adsorbent being placed near the heat source to be regenerated by the heat released by the lit bulb.
[0005] La demande de brevet WO 02/077522 décrit une unité pour réduire l'humidité dans un boîtier de lampe d'automobile ou d'appareil électronique. Cette unité comprend un agent adsorbant placé à l'intérieur d'un réceptacle, ledit réceptacle comprenant une interface perméable à la vapeur d'eau et imperméable à l'air destinée à être placée à proximité de la source de chaleur provenant du composant électronique, un évent destiné à déboucher dans le boîtier et une ouverture coopérant avec une ouverture du boîtier pour relier l'intérieur du réceptacle à l'extérieur du boîtier; la proximité de la source de chaleur avec le réceptacle favorise la régénération de l'agent adsorbant et l'expulsion de la vapeur d'eau depuis l'agent adsorbant vers l'extérieur de l'appareil, par l'intermédiaire des ouvertures. Cette solution est compliquée et coûteuse, car elle implique notamment de concevoir les boîtiers embarqués pour qu'ils puissent coopérer spécialement avec l'unité. En outre, le fait que l'agent adsorbant se trouve à l'intérieur d'un réceptacle limite l'efficacité de la transmission de la chaleur à l'agent adsorbant et la vitesse de désorption de la vapeur d'eau dudit agent et par conséquent celle de l'évacuation de l'humidité à l'extérieur du boîtier. [0006] II s'avère de manière plus générale que les solutions rencontrées dans les phares d'automobile avec un agent adsorbant intégré ne sont pas directement transposables aux circuits électroniques, d'une part parce que les cycles arrêt et marche peuvent s'enchaîner à un rythme beaucoup plus rapide pour ces dispositifs que pour les phares et d'autre part parce que la dissipation de chaleur dans les phares est beaucoup plus importante et permet une meilleure régénération de l'adsorbant à long terme.Patent application WO 02/077522 discloses a unit for reducing humidity in an automobile lamp housing or electronic device. This unit comprises an adsorbent agent placed inside a receptacle, said receptacle comprising an interface permeable to water vapor and impervious to air intended to be placed close to the heat source coming from the electronic component, a vent for opening into the housing and an opening cooperating with an opening of the housing for connecting the inside of the receptacle to the outside of the housing; the proximity of the heat source to the receptacle promotes the regeneration of the adsorbent and the expulsion of water vapor from the adsorbent to the outside of the apparatus, through the openings. This solution is complicated and expensive, because it involves designing the embedded boxes so that they can cooperate specifically with the unit. In addition, the fact that the adsorbent is inside a receptacle limits the efficiency of the heat transfer to the adsorbent and the desorption rate of the water vapor of said agent and by therefore that of the evacuation of moisture outside the housing. It turns out more generally that the solutions found in automotive headlights with an integrated adsorbent agent are not directly transferable to the electronic circuits, on the one hand because the cycles stop and walk can be chained at a much faster rate for these devices than for the headlights and secondly because the heat dissipation in the headlights is much greater and allows a better regeneration of the adsorbent in the long term.
[0007] Contrairement aux filaments des ampoules qui sont recouverts d'un globe de verre scellé, les composants électroniques sont directement exposés à l'humidité, sous forme de gouttelettes ou de vapeur d'eau. Les dispositifs électroniques peuvent donc être plus facilement endommagés en présence d'humidité, en particulier du fait de la corrosion et des risques de courts-circuits, entraînant ainsi une baisse de leur durée de vie.Unlike the filaments of the ampoules which are covered with a sealed glass globe, the electronic components are directly exposed to moisture, in the form of droplets or water vapor. Electronic devices can therefore be more easily damaged in the presence of moisture, in particular because of corrosion and the risk of short circuits, thus reducing their service life.
[0008] En particulier, l'agent adsorbant d'humidité ne peut pas être collé ou fixé directement sur l'ampoule, afin de ne pas réduire les capacités d'éclairage de l'ampoule ainsi que pour des raisons liées à la fabrication même du dispositif.In particular, the adsorbent moisture agent can not be glued or attached directly to the bulb, so as not to reduce the lighting capabilities of the bulb and for reasons related to the manufacture itself of the device.
[0009] La présente invention a pour objectif de résoudre les problèmes cités précédemment, et en particulier de proposer une solution permettant une diminution rapide du taux d'humidité à l'intérieur de l'enceinte d'un dispositif électronique, par des phénomènes rapides d'adsorption/désorption, tout en favorisant l'atténuation des variations de température à l'intérieur de l'enceinte.The present invention aims to solve the problems mentioned above, and in particular to propose a solution for a rapid decrease in the humidity level inside the enclosure of an electronic device, by rapid phenomena. adsorption / desorption, while promoting the attenuation of temperature variations inside the enclosure.
[00010] La présente invention permet de contrôler la teneur en humidité relative à l'intérieur d'un dispositif électronique, limitant les risques de dégradation du composant électronique ou de la combinaison de composants électroniques disposés à l'intérieur dudit dispositif et favorisant ainsi la durée de vie des composants électroniques. [00011] Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution peu coûteuse, facile à mettre en œuvre et notamment ne nécessitant pas une adaptation particulière de l'enceinte.The present invention makes it possible to control the relative humidity content inside an electronic device, limiting the risks of degradation of the electronic component or the combination of electronic components arranged inside said device and thus promoting the lifetime of electronic components. Another object of the invention is to provide an inexpensive solution, easy to implement and in particular does not require a particular adaptation of the enclosure.
[00012] Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution permettant de réduire les risques de corrosion à l'intérieur de l'enceinte.Another object of the invention is to provide a solution for reducing the risk of corrosion inside the enclosure.
[00013] Ainsi, la présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif électronique comprenant : un boitier comprenant un évent imperméable aux liquides et perméable aux gaz, au moins un composant électronique dégageant de la chaleur et déposé à l'intérieur du boitier, ledit composant électronique n'étant pas une ampoule électrique, au moins un dispositif d'adsorption d'humidité qui comprend un matériau adsorbeur d'humidité, le dispositif d'adsorption étant placé en relation de conductivité thermique avec le composant électronique dégageant de la chaleur.Thus, the present invention firstly relates to an electronic device comprising: a housing comprising a liquid impermeable and gas permeable vent, at least one electronic component releasing heat and deposited inside the housing , said electronic component not being a light bulb, at least one moisture adsorption device which comprises a moisture adsorbing material, the adsorption device being placed in thermal conductivity relation with the electronic component emitting from the heat.
[00014] Par "dégagement de chaleur", on entend q ue le com posant électronique chauffe en fonctionnement.By "heat generation" it is meant that the electronic component heats up in operation.
[00015] L'évent peut consister en tout système d'aération créant une interface d'échange entre deux milieux et qui est imperméable aux liquides et perméable aux gaz.The vent may consist of any aeration system creating an exchange interface between two media and which is impervious to liquids and permeable to gases.
[00016] Les gaz peuvent être des gaz diatomiques comme le dioxygène ou le diazote ou des vapeurs comme la vapeur d'eau.The gases may be diatomic gases such as oxygen or dinitrogen or vapors such as water vapor.
[00017] Cet évent comprend une membrane ayant les propriétés requises.This vent comprises a membrane having the required properties.
[00018] Selon l'invention, l'évent comprend une membrane hydrophobe macroporeuse monocouche ou multicouches. [00019] Selon l'invention, l'évent comprend une couche sélective responsable des propriétés de la membrane et un support inerte conférant de la rigidité. De manière avantageuse, l'épaisseur de la couche sélective de la membrane est comprise entre 2 et 190 μm, de préférence entre 6 et 25 μm.According to the invention, the vent comprises a macroporous hydrophobic membrane monolayer or multilayer. According to the invention, the vent comprises a selective layer responsible for the properties of the membrane and an inert support conferring rigidity. Advantageously, the thickness of the selective layer of the membrane is between 2 and 190 μm, preferably between 6 and 25 μm.
[00020] Selon l'invention, la taille des pores de la membrane est comprise entre 0,3 μm et 3,6 μm, de préférence entre 0,3 μm et 0,8 μm.According to the invention, the pore size of the membrane is between 0.3 .mu.m and 3.6 .mu.m, preferably between 0.3 .mu.m and 0.8 .mu.m.
[00021] Selon l'invention, la membrane comprend ou est constituée d'un matériau choisi dans le groupe constitué par les polymères acryliques, les polymères vinyliques, les polyoléfines, les polyesters comme le poly(éthylène téréphtalate) (PET), les polymères fluorés comme le poly(fluorure de vinyle) (PVF), le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), le poly (éthylène-propylène) perfluoré (FEP), le copolymère tétrafluoroéthylèneAccording to the invention, the membrane comprises or consists of a material selected from the group consisting of acrylic polymers, vinyl polymers, polyolefins, polyesters such as poly (ethylene terephthalate) (PET), polymers Fluorinated products such as polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), perfluorinated poly (ethylene-propylene) (FEP), tetrafluoroethylene copolymer
(TFE)/perfluoro(alkylvinyléther) (PVE), le polytétrafluoroéthylène (PTFE), les siloxanes, les polysiloxanes comme le polydimethylsiloxane (PDMS) ou les résines de silicone. Des membranes comprenant du PTFE et/ou du PET et pouvant être utilisées sont commercialisées sous les noms Gore-Tex® et Teflon®. D'autres exemples de membranes pouvant être utilisées sont cités dans le document « Modeling of coupled mass and heat transfer through venting membranes for automotive applications », Barkallah et Al, American Institute of Chemical Engineers Journal, Février 2009, vol 55, No 2, 294-311.(TFE) / perfluoro (alkyl vinyl ether) (PVE), polytetrafluoroethylene (PTFE), siloxanes, polysiloxanes such as polydimethylsiloxane (PDMS) or silicone resins. Membranes comprising PTFE and / or PET and which can be used are marketed under the names Gore-Tex® and Teflon®. Other examples of membranes that can be used are cited in the document "Modeling of Coupled Mass and Heat Transfer through Venting Membranes for Automotive Applications", Barkallah and Al, American Institute of Chemical Engineers Journal, February 2009, Vol 55, No. 2, 294-311.
[00022] La membrane peut être soumise à un traitement de surface afin de la rendre hydrophobe. Les matériaux hydrophobes peuvent être choisis dans le groupe constitué par les siloxanes, les polysiloxanes, les résines de silicone ou encore les polymères fluorés.The membrane may be subjected to a surface treatment to make it hydrophobic. The hydrophobic materials may be chosen from the group consisting of siloxanes, polysiloxanes, silicone resins or fluoropolymers.
[00023] De manière avantageuse, la membrane est une membrane en PTFE commercialisée sous le nom 0045B/XX par la société Gore (USA) et est caractérisée par un diamètre moyen des pores égal à 0,8 μm. [00024] Le matériau adsorbeur d'humidité peut être choisi parmi tous les matériaux ayant non seulement la capacité d'adsorber la vapeur d'eau mais également de se régénérer par désorption lors d'une élévation de température.Advantageously, the membrane is a PTFE membrane marketed under the name 0045B / XX by the company Gore (USA) and is characterized by an average pore diameter equal to 0.8 microns. The adsorber moisture material may be selected from all materials having not only the ability to adsorb water vapor but also to regenerate by desorption during a rise in temperature.
[00025] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité est choisi dans le groupe constitué par les matériaux organiques ou inorganiques.According to the invention, the moisture adsorbing material is chosen from the group consisting of organic or inorganic materials.
[00026] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité est choisi parmi la silice (SiO2), le chlorure de calcium (CaCI2), l'alumine (AI2O3), le sulfate de calcium (CaSO4), le sulfate de sodium (Na2SO4), le carbonate de potassium (K2CO3), les argiles montmorillonite ou encore les tamis moléculaires comme l'aluminosilicate, le charbon microporeux, le verre poreux ou les zéolithes.According to the invention, the moisture adsorbing material is selected from silica (SiO 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), calcium sulphate (CaSO 4 ), sodium sulphate (Na 2 SO 4 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), montmorillonite clays or molecular sieves such as aluminosilicate, microporous charcoal, porous glass or zeolites.
[00027] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité a une surface spécifique comprise entre 500 et 1000 m2/g mesurée à 25O, de préférence entre 800 et 1000 m2/g.According to the invention, the moisture adsorbing material has a specific surface area of between 500 and 1000 m 2 / g measured at 25O, preferably between 800 and 1000 m 2 / g.
[00028] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité se présente sous forme particulaire.According to the invention, the moisture adsorbing material is in particulate form.
[00029] De manière avantageuse, le matériau adsorbeur d'humidité est un gel de silice et se présente sous forme particulaire.Advantageously, the moisture adsorbing material is a silica gel and is in particulate form.
[00030] Selon l'invention, la taille moyenne des particules du matériau, par exemple du gel de silice, est comprise entre 0,1 et 10 mm, de préférence entre 1 et 7 mm.According to the invention, the average particle size of the material, for example silica gel, is between 0.1 and 10 mm, preferably between 1 and 7 mm.
[00031] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité, e.g. le gel de silice, est incorporé à l'intérieur d'un solide ayant une structure alvéolaire, e.g. nid d'abeille. De telles structures sont décrites par exemple dans le brevet US 5 753 345 ou dans le brevet US 7 326 363. [00032] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité, e.g. le gel de silice, est incorporé à l'intérieur d'une matrice solide poreuse, formant ainsi un bloc ou une pluralité de blocs. Une telle matrice peut être une résine polymérique telle qu'une résine de polyuréthane.According to the invention, the moisture adsorbing material, eg silica gel, is incorporated inside a solid having a honeycomb structure, eg honeycomb. Such structures are described, for example, in US Pat. No. 5,753,345 or US Pat. No. 7,326,363. According to the invention, the moisture adsorbing material, eg silica gel, is incorporated inside a porous solid matrix, thus forming a block or a plurality of blocks. Such a matrix may be a polymeric resin such as a polyurethane resin.
[00033] Selon l'invention, le ratio volume du matériau adsorbeur d'humidité : volume du boitier est compris entre 0,01 et 0,05.According to the invention, the volume ratio of the moisture adsorbing material: volume of the housing is between 0.01 and 0.05.
[00034] Le dispositif d'adsorption d'humidité est placé de façon que la chaleur dégagée par le composant électronique soit transmise par conduction directe à l'agent adsorbeur d'humidité. Le fait que la chaleur soit transmise au matériau adsorbeur d'humidité par conduction a pour conséquence que le phénomène d'adsorption/désorption de la vapeur d'eau au sein du matériau adsorbeur d'humidité est optimisé et permet ainsi une régénération rapide de ce dernier et donc une plus grande efficacité, compatible avec les cycles de fonctionnement des dispositifs électroniques.The moisture adsorption device is placed so that the heat generated by the electronic component is transmitted by direct conduction to the moisture adsorbing agent. The fact that the heat is transmitted to the adsorbing moisture material by conduction has the consequence that the phenomenon of adsorption / desorption of the water vapor within the moisture adsorbing material is optimized and thus allows rapid regeneration of this material. last and therefore greater efficiency, compatible with the cycles of operation of electronic devices.
En plus, grâce à l'enthalpie de désorption et d'adsorption, les variations de température subies par le composant électronique sont atténuées ce qui évite les chocs thermiques répétitifs au niveau du composant.In addition, thanks to the enthalpy of desorption and adsorption, the temperature variations experienced by the electronic component are attenuated which avoids repetitive thermal shocks at the component.
[00035] Le dispositif d'adsorption d'humidité est avantageusement placé à une distance inférieure à 50 mm, de préférence inférieure à 10 mm du composant électronique.The moisture adsorption device is advantageously placed at a distance of less than 50 mm, preferably less than 10 mm from the electronic component.
[00036] De manière avantageuse, le dispositif d'adsorption est placé pour être directement en contact physique avec le composant électronique ou avec au moins un des composants électroniques dans le cas d'une combinaison de composants.Advantageously, the adsorption device is placed to be in direct physical contact with the electronic component or with at least one of the electronic components in the case of a combination of components.
[00037] Le composant électronique dégageant de la chaleur peut être choisi parmi tous les composants électroniques dont la mise sous tension se traduit par un dégagement de chaleur qui sera interrompu par la mise hors tension. [00038] Le composant électronique peut être choisi parmi un microprocesseur,une puce électronique, une résistance de puissance, un transistor, un régulateur de tension et leurs combinaisons. Une combinaison de composants électroniques peut notamment consister en un calculateur, un circuit intégré ou tout type de dispositifs comprenant une chaîne de composants électroniques.The electronic component generating heat can be selected from all electronic components whose power is reflected in a release of heat that will be interrupted by the power off. The electronic component may be chosen from a microprocessor, an electronic chip, a power resistor, a transistor, a voltage regulator and their combinations. A combination of electronic components may in particular consist of a computer, an integrated circuit or any type of device comprising a chain of electronic components.
[00039] De manière générale, le composant électronique dégage une quantité de chaleur inférieure ou égale à 30 W, plus particulièrement inférieure à 25 W, notamment inférieure à 21 W.In general, the electronic component releases a quantity of heat less than or equal to 30 W, more particularly less than 25 W, in particular less than 21 W.
[00040] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité est maintenu à la surface du composant électronique à l'aide de moyens de fixation.According to the invention, the moisture adsorbing material is held on the surface of the electronic component by means of fixing means.
[00041] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité est maintenu à la surface du composant électronique avec un adhésif, de la colle.According to the invention, the moisture adsorbing material is held on the surface of the electronic component with an adhesive, glue.
[00042] Le moyen de fixation est également résistant à une température comprise entre -30 et 125O, afin de pouvoir conserver ses propriétés de maintien lorsque le composant électronique est sous tension.The fastening means is also resistant to a temperature between -30 and 125O, in order to retain its holding properties when the electronic component is under tension.
[00043] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité est maintenu par d'un dispositif approprié au contact du composant électronique dégageant de la chaleur ; ainsi la totalité du matériau adsorbeur reste disponible pour adsorber la vapeur d'eau présente à l'intérieur du boitier, même lorsqu'il se présente sous forme particulaire.According to the invention, the moisture adsorbing material is held by a suitable device in contact with the electronic component generating heat; thus the entire adsorber material remains available to adsorb the water vapor present inside the housing, even when it is in particulate form.
[00044] Selon l'invention, le matériau adsorbeur d'humidité est maintenu au contact par une grille ou une cage.According to the invention, the moisture adsorbing material is maintained in contact by a grid or a cage.
[00045] Selon l'invention, le dispositif d'adsorption d'humidité est placé sur la paroi interne du dispositif électronique [00046] De manière avantageuse, le dispositif d'adsorption d'humidité est placé au plus près de l'évent. Ceci permet l'évacuation de la vapeur d'eau à l'extérieur du dispositif à la fois par convection qui est un phénomène rapide mais temporaire et par diffusion qui est un phénomène lent mais permanent au travers de l'évent ; la conjugaison de ces deux phénomènes permet ainsi d'améliorer encore la vitesse d'évacuation de l'humidité à l'extérieur du dispositif.According to the invention, the moisture adsorption device is placed on the inner wall of the electronic device [00046] Advantageously, the moisture adsorption device is placed closer to the vent. This allows the evacuation of water vapor outside the device both by convection which is a rapid but temporary phenomenon and by diffusion which is a slow but permanent phenomenon through the vent; the combination of these two phenomena thus further improves the rate of evacuation of moisture outside the device.
[00047] De manière avantageuse, la teneur en humidité relative dans le dispositif électronique selon l'invention peut être abaissée à une teneur inférieure à 90%, de préférence à une teneur inférieure ou égale à 80%, permettant ainsi d'éviter la formation de gouttelettes d'eau à l'intérieur dudit dispositif et ainsi de limiter les risques de dégradation des composants électroniques ou de courts-circuits.Advantageously, the relative humidity content in the electronic device according to the invention can be lowered to a content of less than 90%, preferably at a content of less than or equal to 80%, thereby avoiding formation water droplets inside said device and thus limit the risk of degradation of electronic components or short circuits.
[00048] Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre un dispositif d'adsorption des gaz corrosifs.The device according to the invention may further comprise a device for adsorbing corrosive gases.
[00049] Le dispositif électronique selon l'invention peut comporter des pièces, parties ou jonctions particulièrement sensibles à la corrosion. C'est notamment le cas pour les calculateurs utilisés dans les véhicules automobiles ou encore dans des ordinateurs.The electronic device according to the invention may comprise parts, parts or junctions particularly sensitive to corrosion. This is particularly the case for computers used in motor vehicles or in computers.
[00050] Selon l'invention, le dispositif d'adsorption des gaz peut comprendre un matériau adsorbeur de gaz corrosifs.According to the invention, the gas adsorption device may comprise an adsorber material of corrosive gases.
[00051] Le matériau adsorbeur de gaz corrosifs peut être choisi parmi tous les matériaux ayant non seulement la capacité d'adsorber les gaz corrosifs mais également de se régénérer par désorption lors d'une élévation de température. [00052] Selon l'invention, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs est choisi dans le groupe constitué par les matériaux organiques ou inorganiques ; de préférence, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs est choisi parmi le charbon actif, les zéolites ou les tamis moléculaires.The corrosive gas adsorber material may be chosen from any material having not only the capacity to adsorb corrosive gases but also to regenerate by desorption during a temperature rise. According to the invention, the corrosive gas adsorber material is selected from the group consisting of organic or inorganic materials; preferably, the corrosive gas adsorber material is selected from activated carbon, zeolites or molecular sieves.
[00053] Selon l'invention, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs a une surface spécifique comprise entre 200 et 1000 m2/g mesurée à 25O, de préférence entre 800 et 1000 m2/g.According to the invention, the corrosive gas adsorber material has a specific surface area of between 200 and 1000 m 2 / g measured at 25O, preferably between 800 and 1000 m 2 / g.
[00054] Selon l'invention, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs se présente sous forme particulaire.According to the invention, the corrosive gas adsorber material is in particulate form.
[00055] Selon l'invention, la taille moyenne des particules du matériau adsorbeur de gaz corrosifs est comprise entre 0,01 et 7 mm, de préférence entre 0,1 et 5 mm.According to the invention, the average particle size of the corrosive gas adsorber material is between 0.01 and 7 mm, preferably between 0.1 and 5 mm.
[00056] Selon l'invention, le ratio volume du matériau adsorbeur de gaz corrosifs : volume du boitier est compris entre 0,01 et 0,05.According to the invention, the volume ratio of the corrosive gas adsorber material: volume of the case is between 0.01 and 0.05.
[00057] De manière avantageuse, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs est maintenu à la surface de l'évent et à l'intérieur du boîtier.Advantageously, the corrosive gas adsorber material is maintained on the surface of the vent and inside the housing.
[00058] Selon l'invention, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs est maintenu à la surface de l'évent avec un adhésif, de la colle.According to the invention, the corrosive gas adsorber material is maintained on the surface of the vent with an adhesive, glue.
[00059] Selon l'invention, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs est maintenu de manière amovible, par exemple à l'intérieur d'un dispositif amovible fixé, à la surface de l'évent et à l'extérieur du boîtier. Cette disposition permet de pouvoir remplacer le matériau adsorbeur de gaz corrosifs lorsque sa capacité d'adsorption est altérée ou insuffisante.According to the invention, the corrosive gas adsorber material is held removably, for example inside a fixed removable device, on the surface of the vent and outside the housing. This arrangement makes it possible to be able to replace the adsorber material with corrosive gases when its adsorption capacity is impaired or insufficient.
[00060] Selon l'invention, le matériau adsorbeur de gaz corrosifs est maintenu à l'intérieur d'une cage, d'une grille, d'un sachet, d'un récipient poreux ou d'un solide ayant une structure alvéolaire, e.g. nid d'abeille. De telles structures sont décrites par exemple dans le brevet US 5 753 345 ou dans le brevet US 7 326 363.According to the invention, the adsorber material of corrosive gases is kept inside a cage, a grid, a bag, a container porous or a solid having a honeycomb structure, eg honeycomb. Such structures are described, for example, in US Pat. No. 5,753,345 or US Pat. No. 7,326,363.
[00061] Les gaz corrosifs sont plus particulièrement des oxydes de soufres, des oxydes d'azote, du sulfure d'hydrogène ou des hydrocarbures.The corrosive gases are more particularly oxides of sulfur, nitrogen oxides, hydrogen sulfide or hydrocarbons.
[00062] La présente invention a également pour objet un kit comprenantThe present invention also relates to a kit comprising
- un boitier comprenant, à l'intérieur, des moyens de fixation d'un composant électronique dégageant de la chaleur (le kit étant destiné à loger ce composant électronique,) et un évent imperméable aux liquides et perméable aux gaz, le composant électronique n'étant pas une ampoule électrique,a housing comprising, inside, means for fixing a heat-generating electronic component (the kit being intended to house this electronic component) and a liquid impermeable and gas-permeable vent, the electronic component, 'being not a light bulb,
- un dispositif d'adsorption d'humidité comprenant un matériau adsorbeur d'humidité, conçu de manière à pouvoir être fixé à la surface du composant électronique dégageant de la chaleur, en relation de conductivité thermique.- A moisture adsorption device comprising a moisture adsorbing material, designed to be attached to the surface of the heat-generating electronic component, in thermal conductivity relationship.
[00063] Selon l'invention, le kit comprend un dispositif d'adsorption de gaz corrosifs comprenant un matériau adsorbeur de gaz corrosifs.According to the invention, the kit comprises a corrosive gas adsorption device comprising a corrosive gas adsorber material.
[00064] Les différentes caractéristiques présentées pour le d ispositif électronique s'appliquent également au kit selon l'invention cité précédemment, et à ses éléments constitutifs.The various features presented for the electronic device also apply to the kit according to the invention mentioned above, and its constituent elements.
[00065] La présente invention et ses différents modes de réalisation seront mieux compris au vu des exemples de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et se référant aux figures.The present invention and its various embodiments will be better understood in view of the exemplary embodiments taken by way of non-limiting example and with reference to the figures.
[00066] La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif selon l'invention.[00066] FIG. 1 represents a schematic view of a device according to the invention.
[00067] La figure 2 représente également une vue schématique d'un dispositif selon l'invention. [00068] La figure 3 représente un calculateur électronique équipé de son connecteur et de son câblage.[00067] Figure 2 also shows a schematic view of a device according to the invention. [00068] FIG. 3 represents an electronic calculator equipped with its connector and its wiring.
[00069] Le dispositif électronique 1 représenté sous forme de vue générale à la figure 1 comporte un boîtier 2 ; ledit boîtier 2 comprend un évent 3 formé d'une membrane imperméable aux liquides et perméable aux gaz. A l'intérieur du boîtier 2 est déposé un composant électronique 4 dégageant de la chaleur sur lequel est fixé un matériau adsorbeur d'humidité 5 en relation de conductivité thermique.The electronic device 1 shown in the form of a general view in Figure 1 comprises a housing 2; said housing 2 comprises a vent 3 formed of a liquid impermeable membrane permeable to gases. Inside the housing 2 is deposited an electronic component 4 releasing heat on which is fixed a moisture adsorbing material 5 in thermal conductivity relationship.
[00070] Le dispositif électronique 1 représenté sous forme de vue générale à la figure 2 comporte un boîtier 2 ; ledit boîtier 2 comprend un évent 3 formé d'une membrane imperméable aux liquides et perméable aux gaz. A l'intérieur du boîtier 2 est déposé un composant électronique 4 dégageant de la chaleur sur lequel est fixé un matériau adsorbeur d'humidité 5 en relation de conductivité thermique. Un matériau 6 adsorbeur de gaz corrosifs est fixé et maintenu à la surface de l'évent 3 et à l'intérieur du boîtier 2.The electronic device 1 shown in the form of a general view in Figure 2 comprises a housing 2; said housing 2 comprises a vent 3 formed of a liquid impermeable membrane permeable to gases. Inside the housing 2 is deposited an electronic component 4 releasing heat on which is fixed a moisture adsorbing material 5 in thermal conductivity relationship. A corrosive gas adsorber material 6 is fixed and held on the surface of the vent 3 and inside the casing 2.
[00071 ] Le calculateur électronique représenté à la figure 3 comporte un boîtier 7 et est équipé d'un connecteur 8 et de son câblage 9. Le boîtier 7 comprend un évent formé d 'un cadre 1 0 portant une membrane 11 représentée en trait interrompu. La membrane 11 est imperméable aux liquides et perméable aux gaz. A l'intérieur du boîtier 7 est déposé un circuit électronique 12 comportant un composant électronique13 dégageant de la chaleur sur lequel est fixé un matériau adsorbeur d'humidité 14 en relation de conductivité thermique. L'assemblage des différentes parties fait intervenir des joints 15.The electronic computer shown in Figure 3 comprises a housing 7 and is equipped with a connector 8 and its wiring 9. The housing 7 comprises a vent formed of a frame 1 0 carrying a membrane 11 shown in broken lines . The membrane 11 is impermeable to liquids and permeable to gases. Inside the housing 7 is deposited an electronic circuit 12 having a heat-emitting electronic component 13 on which is fixed a moisture adsorbing material 14 in thermal conductivity relationship. The assembly of the different parts involves joints 15.
Exemple 1 : calculateur soumis à un cycle ON-OFF à 85O, 85% d'Humidité Relative suivi d'un choc à 25O et 45% d'humidité r elative.Example 1: calculator subjected to an ON-OFF cycle at 85 ° C., 85% relative humidity followed by a shock at 25 ° C. and 45% relative humidity.
Un premier calculateur comme décrit à la figure 3 comprend pour l'évent une membrane 0045B/X commercialisée par la société Gore (USA). Cette membrane de 2 cm de diamètre comprend une couche séparatrice en PTFE de 25 μm d'épaisseur avec une taille moyenne des pores de 0,8 μm et une porosité de 51 % et un support poreux en polypropylène d'une épaisseur de 80 μm n'offrant pas de résistance au transfert mais offrant une bonne tenue mécanique. Le premier calculateur renferme également 10 g d'un matériau adsorbeur d'humidité sous la forme d'un gel de silice (VWR Prolabo ; en granulés de 2-5 mm avec indicateur de saturation) placé sur les éléments électroniques dégageant de la chaleur. Un second calculateur de même nature que le premier calculateur est muni de la même membrane que le premier calculateur mais ne renferme pas de matériau adsorbeur d'humidité. Les deux calculateurs sont soumis à des conditions initiales de température et d'humidité relative respectivement de 85O et de 85%, puis à un cycle d e mise en marche et arrêt et enfin à un choc thermique en passant instantanément de 85O et 85% d'humidité relative à 25O et 45% d'humidité relati ve. La figure 4 montre l'évolution, en fonction du temps, de la température et de l'humidité relative (HR) à l'intérieur du calculateur avec matériau adsorbeur et sans matériau adsorbeur d'humidité.A first computer as described in Figure 3 comprises for the vent a 0045B / X membrane marketed by the company Gore (USA). This membrane 2 cm in diameter comprises a 25 μm thick PTFE separating layer with an average pore size of 0.8 μm and a porosity of 51% and a porous polypropylene support with a thickness of 80 μm no resistance to transfer but offering good mechanical strength. The first computer also contains 10 g of a moisture adsorbing material in the form of a silica gel (VWR Prolabo, 2-5 mm granules with saturation indicator) placed on the heat-generating electronic elements. A second calculator of the same nature as the first computer is provided with the same membrane as the first computer but does not contain moisture adsorbing material. The two computers are subjected to initial conditions of temperature and relative humidity respectively of 85O and 85%, then to a cycle of starting and stopping and finally to a thermal shock passing instantly 85O and 85% of relative humidity at 25O and 45% relative humidity. FIG. 4 shows the evolution, as a function of time, of the temperature and the relative humidity (RH) inside the calculator with adsorber material and without moisture adsorbing material.
Dans la première étape, l'équilibre de l'humidité relative à l'intérieur du calculateur sans matériau adsorbeur d'humidité est presque atteint au bout de deux heures alors qu'en présence de matériau adsorbeur d'humidité la valeur d'humidité relative ne dépasse pas 40% au bout de deux heures. Dans la deuxième étape correspondant à la mise en marche du calculateur, l'humidité relative au sein du calculateur sans matériau adsorbeur d'humidité diminue, en raison de l'augmentation de la température à l'intérieur du calculateur. Dans le cas du calculateur renfermant le matériau adsorbeur d'humidité, l'humidité relative augmente à cause de la régénération du matériau qui libère la vapeur d'eau piégée. Cependant, étant donné que la température des éléments électroniques est beaucoup plus élevée que celle de l'air à l'intérieur du calculateur, il n'y a pas de risque de condensation.In the first step, the equilibrium of the relative humidity inside the calculator without adsorbing moisture material is almost reached after two hours while in the presence of moisture adsorbing material the relative humidity value does not exceed 40% after two hours. In the second step corresponding to the start-up of the computer, the relative humidity within the computer without adsorbing moisture material decreases, due to the increase in temperature inside the computer. In the case of the calculator containing the moisture adsorbing material, the relative humidity increases because of the regeneration of the material which releases the entrapped water vapor. However, since the temperature of the electronic elements is much higher than that of the air inside the computer, there is no risk of condensation.
Dans la troisième étape relative au comportement des deux calculateurs suite au choc thermique air-air, l'humidité relative arrive à saturation en absence du matériau adsorbeur d'humidité, alors qu'elle en est très loin en présence de ce dernier.In the third step relating to the behavior of the two computers following the air-air thermal shock, the relative humidity reaches saturation in the absence of the moisture adsorbing material, while it is very far in the presence of the latter.
De plus, les pentes de variation de température à l'intérieur du calculateur sont plus faibles en présence du matériau adsorbeur d'humidité. Cette atténuation des variations de la température à l'intérieur du calculateur est relative mais protège les composants électroniques présents dans le calculateur des variations rapides de température, augmentant ainsi leur durée de vie.In addition, the temperature variation slopes inside the computer are lower in the presence of the moisture adsorbing material. This attenuation of the variations of the temperature inside the computer is relative but protects the electronic components present in the calculator of the rapid variations of temperature, thus increasing their lifespan.
Exemple 2 : calculateur soumis à un cycle mixte de variations de température et d'humidité relativeExample 2: Calculator subjected to a mixed cycle of temperature and relative humidity variations
Deux calculateurs identiques à celui de l'exemple 1 sont soumis à un cycle mixte de variations de température et d'humidité relative imposée par l'enceinte tout en passant par des phases de mise en marche et d'arrêt du calculateur. Les consignes de température et d'humidité relative ainsi que les phases de marche et arrêt sont indiqués dans le tableau 1.Two computers identical to that of Example 1 are subjected to a mixed cycle of temperature and relative humidity variations imposed by the enclosure while passing through the start and stop phases of the computer. The temperature and relative humidity setpoints as well as the start and stop phases are shown in Table 1.
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Le test comprend 10 cycles de 24 heures chacun, soit une durée totale de 240 heures. La figure 5 montre la réponse, sur une durée de 24 heures, de l'humidité relative aux variations des paramètres extérieures de température et d'humidité relative à l'intérieur des calculateurs avec et sans matériau adsorbeur d'humidité. En l'absence de matériau adsorbeur d'humidité, le taux d'humidité relative s'approche de la saturation alors qu'en présence de matériau adsorbeur d'humidité, le taux d'humidité relative reste inférieur à 60% pendant une grand partie du test et ne dépasse que très rarement les 80%.The test consists of 10 cycles of 24 hours each, for a total duration of 240 hours. Figure 5 shows the response, over a period of 24 hours, of the relative humidity to the variations of the external parameters of temperature and relative humidity inside the computers with and without moisture adsorbing material. In the absence of moisture adsorbing material, the relative humidity rate approaches saturation whereas in the presence of moisture adsorbing material, the relative humidity level remains below 60% for a large part of test and rarely exceeds 80%.
La figure 6 montre la réponse, sur une durée de 24 heures, de la température interne aux variations des paramètres extérieures de température et d'humidité relative à l'intérieur des calculateurs avec et sans matériau adsorbeur d'humidité.Figure 6 shows the response, over a period of 24 hours, of the internal temperature to the variations of the external parameters of temperature and relative humidity inside the computers with and without moisture adsorbing material.
Le trait fin en pointillés correspond à la température interne du calculateur renfermant le matériau adsorbeur d'humidité alors que le trait fin continu correspond à la température interne du calculateur sans matériau adsorbeur d'humidité. Les élévations de température dans le cas du calculateur avec matériau adsorbeur d'humidité sont plus lentes que celles relatives au calculateur sans matériau adsorbeur et le maximum est plus bas surtout dans les phases de mise en marche du calculateur ; ce qui confirme l'influence de l'enthalpie de désorption sur la thermique des composants électroniques essentiellement dans les phases de mise en marche du calculateur. The dashed fine line corresponds to the internal temperature of the computer containing the moisture adsorbing material whereas the continuous fine line corresponds to the internal temperature of the computer without adsorbing moisture material. The temperature rises in the case of the calculator with adsorber moisture material are slower than those for the calculator without adsorbing material and the maximum is lower especially in the startup phases of the computer; which confirms the influence of the enthalpy of desorption on the thermal of the electronic components essentially in the phases of start-up of the computer.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif électronique (1 ) comprenant : un boitier (2) comprenant un évent (3) imperméable aux liquides et perméable aux gaz au moins un composant électronique dégageant de la chaleur (4) et déposé à l'intérieur du boitier (2), le composant électronique n'étant pas une ampoule électrique, au moins un dispositif d'adsorption d'humidité qui comprend un matériau adsorbeur d'humidité (5), le dispositif d'adsorption étant placé en relation de conductivité thermique avec le composant électronique dégageant de la chaleur (4).An electronic device (1) comprising: a housing (2) comprising a liquid-impermeable and gas-permeable vent (3) at least one heat-generating electronic component (4) and deposited within the housing (2) the electronic component not being a light bulb, at least one moisture adsorption device which comprises a moisture adsorbing material (5), the adsorption device being placed in thermal conductivity relation with the electronic component giving off heat (4).
2. Dispositif selon la revendication précédente, dont l'évent (3) comprend une membrane hydrophobe macroporeuse.2. Device according to the preceding claim, the vent (3) comprises a macroporous hydrophobic membrane.
3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) est choisi parmi les matériaux organiques ou inorganiques.3. Device according to claims 1 or 2, wherein the moisture adsorbing material (5) is selected from organic or inorganic materials.
4. Dispositif selon la revendication précédente, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) est choisi parmi la silice (SiO2), le chlorure de calcium (CaCI2), l'alumine (AI2Os), le sulfate de calcium (CaSO4), le sulfate de sodium (Na2SO4), le carbonate de potassium (K2COs), les argiles montmorillonite et les tamis moléculaires.4. Device according to the preceding claim, wherein the moisture adsorbing material (5) is selected from silica (SiO 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), alumina (Al 2 Os), calcium sulphate (CaSO 4 ), sodium sulphate (Na 2 SO 4 ), potassium carbonate (K 2 CO 2 ), montmorillonite clays and molecular sieves.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) a une surface spécifique mesurée à 25°C comprise entre 500 et 1000 m2/g.5. Device according to any one of the preceding claims, wherein the moisture adsorbing material (5) has a specific surface area measured at 25 ° C between 500 and 1000 m 2 / g.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) se présente sous forme particulaire. 6. Device according to any one of the preceding claims, wherein the moisture adsorbing material (5) is in particulate form.
7. Dispositif selon la revendication précédente, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) est un gel de silice sous forme particulaire.7. Device according to the preceding claim, wherein the moisture adsorbing material (5) is a silica gel in particulate form.
8. Dispositif selon les revendications 6 ou 7, dont la taille moyenne des particules du matériau adsorbeur d'humidité (5) est comprise entre 0,1 et 10 mm.8. Device according to claims 6 or 7, wherein the average particle size of the moisture adsorbing material (5) is between 0.1 and 10 mm.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) est incorporé à l'intérieur d'un solide ayant une structure alvéolaire ou d'une matrice solide poreuse.9. Device according to any one of the preceding claims, wherein the moisture adsorbing material (5) is incorporated inside a solid having a cellular structure or a porous solid matrix.
10 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le ratio volume du matériau adsorbeur d'humidité (5) : volume du boitier (2) est compris entre 0,01 et 0,05.10 Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the volume ratio of the moisture adsorbing material (5): volume of the housing (2) is between 0.01 and 0.05.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le dispositif d'adsorption d'humidité est directement en contact physique avec le composant électronique dégageant de la chaleur (4).11. Device according to any one of the preceding claims, wherein the moisture adsorption device is in direct physical contact with the heat-generating electronic component (4).
12. Dispositif selon la revendication précédente, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) est maintenu à la surface du composant électronique dégageant de la chaleur (4) à l'aide de moyens de fixation.12. Device according to the preceding claim, wherein the moisture adsorbing material (5) is held on the surface of the heat-generating electronic component (4) by means of fixing means.
1 3. Dispositif selon la revend ication 1 2, dont le matériau adsorbeur d'humidité (5) est maintenu par un dispositif au contact du composant électronique dégageant de la chaleur (4).3. The device according to claim 1, wherein the moisture adsorbing material (5) is held by a device in contact with the heat-generating electronic component (4).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un matériau (6) adsorbeur de gaz corrosifs.14. Device according to any one of the preceding claims, further comprising a material (6) adsorber corrosive gas.
15 Dispositif selon la revendication 14, dont le matériau (6) adsorbeur de gaz corrosifs est maintenu à la surface de l'évent (3) et à l'intérieur du boîtier (2). Apparatus according to claim 14, wherein the corrosive gas adsorber material (6) is held on the surface of the vent (3) and inside the housing (2).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le composant électronique dégageant de la chaleur (4) est choisi parmi une puce électronique,, un microprocesseur, une résistance de puissance, un transistor, un régulateur de tension et leurs combinaisons.16. Device according to any one of the preceding claims, wherein the heat-generating electronic component (4) is selected from an electronic chip, a microprocessor, a power resistor, a transistor, a voltage regulator and combinations thereof.
17. Dispositif selon la revendication précédente, dont le composant électronique dégage une quantité de chaleur inférieure ou égale à 30 W.17. Device according to the preceding claim, whose electronic component releases a quantity of heat less than or equal to 30 W.
18. Dispositif selon la revendication 16, dont la combinaison de composants électroniques est un calculateur ou un circuit intégré.18. Device according to claim 16, the combination of electronic components is a computer or an integrated circuit.
19. Kit comprenant19. Kit including
- un boitier comprenant, à l'intérieur, des moyens de fixation d'un composant électronique dégageant de la chaleur et un évent imperméable aux liquides et perméable aux gaz, le composant électronique n'étant pas une ampoule électrique,a housing comprising, inside, means for fixing a heat-emitting electronic component and a gas-impermeable and liquid impervious vent, the electronic component not being a light bulb,
- un dispositif d'adsorption d'humidité comprenant un matériau adsorbeur d'humidité, conçu de manière à pouvoir être fixé à la surface du composant électronique dégageant de la chaleur, en relation de conductivité thermique, et éventuellement un matériau adsorbeur de gaz corrosifs. - A moisture adsorption device comprising a moisture adsorbing material, designed to be attached to the surface of the heat-generating electronic component, in thermal conductivity relationship, and optionally a corrosive gas adsorber material.
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