WO2025224407A1 - Equipements electriques - Google Patents

Equipements electriques

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Publication number
WO2025224407A1
WO2025224407A1 PCT/FR2025/050336 FR2025050336W WO2025224407A1 WO 2025224407 A1 WO2025224407 A1 WO 2025224407A1 FR 2025050336 W FR2025050336 W FR 2025050336W WO 2025224407 A1 WO2025224407 A1 WO 2025224407A1
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WO
WIPO (PCT)
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wall
mold
block
sealing layer
thermal transfer
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/FR2025/050336
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English (en)
Inventor
Alexis De Bibikoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Data Systems SAS
Original Assignee
Safran Data Systems SAS
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Publication date
Application filed by Safran Data Systems SAS filed Critical Safran Data Systems SAS
Publication of WO2025224407A1 publication Critical patent/WO2025224407A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings

Definitions

  • the technical field of the invention is that of the sealing of electrical equipment.
  • the present invention relates to a sealed electrical equipment and a method for sealing an electronic block.
  • Equipment comprising a housing containing the electronic unit, which may be metallic to improve cooling of the electronic unit, and seals at various points on the housing, particularly around the electrical connectors, is also known.
  • a housing with this type of seal is not resistant to salt spray.
  • salt spray is highly corrosive to most metals and, more importantly, due to its high salt content, is electrically conductive and can cause short circuits if it penetrates the electronic connectors of equipment. Electronic boards are generally tropicalized for protection, but this is obviously not possible for electrical connectors, which are not waterproof. Since salt spray is water saturated with salt, it is very fluid and can easily seep into the electronic equipment through the slightest mechanical gap due to capillary action, causing short circuits. [0006] There is therefore a need for equipment that is impermeable to salt spray while also being able to be cooled efficiently.
  • the invention offers a solution to the problems mentioned above, by encasing the equipment in an elastomer in order to isolate it from the external environment while having a thermal transfer layer made of a thermal interface material, on a surface of the electronic block.
  • One aspect of the invention relates to electronic equipment comprising: an electronic block comprising at least: a first thermal transfer surface, and a second connection surface, at least one external connector projecting from the connection surface, comprising a connector body including a base extending from the connection surface, and electrical connection plugs surrounded by the connector body, a sealing layer comprising mainly an elastomer, based on polydimethylsiloxane, the sealing layer comprising: a first part covering the connection surface by surrounding and being in contact with at least a part of the base of each connector body, a thermal transfer layer, covering the first thermal transfer surface, comprising an edge in contact with the sealing layer.
  • the electronic block is sealed and has an efficient heat exchange surface thanks to the heat transfer layer.
  • the heat transfer layer in contact with the sealing layer reduces or eliminates the risk of salt air intrusion into the electronic block.
  • the elastomer has the particularity of easily coating surfaces during its The application involves sealing the connectors, particularly the base of each connector, to prevent salt spray from passing between the connector base and the contact surface of the electronic block. While some elastomers contain fillers to improve heat transfer, it would be very difficult, if not impossible, to achieve a sufficiently thin sealing layer using an elastomer to provide a heat transfer coefficient equivalent to that of the thermal transfer layer. Therefore, the thermal transfer layer is thinner than the sealing layer.
  • the thermal transfer layer allows for a very thin profile for efficient heat exchange, a greater hardness than the elastomer for secure attachment of the electrical equipment, and good heat transfer to the substrate surface.
  • the thermal transfer layer is also waterproof and has a higher thermal conductivity than the sealing layer.
  • the electrical equipment according to one aspect of the invention may have one or more additional characteristics from among the following, considered individually or in all technically possible combinations:
  • the thermal transfer layer includes a cross-linked edge with the sealing layer.
  • the cross-linked edge eliminates any possibility of gaps between the thermal transfer layer and the sealing layer, thus sealing the electronic block together.
  • the thermal transfer layer comprises fibers and a binder comprising polydimethylsiloxane.
  • the thermal transfer layer and the sealing layer predominantly comprising an elastomer containing polydimethylsiloxane, allow the highly flexible and highly adhesive elastomer to crosslink with the thin thermal transfer layer, eliminating any possibility of gaps between them.
  • the polydimethylsiloxane crosslinks the elastomer of the sealing layer and the product of the thermal transfer layer, making them watertight against salt spray. More specifically, a sealing liquid predominantly comprising Once installed against the equipment's connection surface, the elastomer forms a liquid sealing layer with an edge. This layer, once cured, becomes the sealing layer.
  • a heat transfer product (gel, paste, liquid, film) forming the heat transfer layer is applied over the initial heat transfer surface, forming a layer of heat exchanger, which then becomes the heat transfer layer.
  • the liquid sealing layer and the heat exchanger layer each have an edge in contact with the other, which will cross-link together during the curing of the liquid sealing layer. This cross-linking of the two edges results in the bonding of the elastomer of the sealing layer to the heat transfer layer through the creation of intermolecular chemical bonds at the two interfaces of the heat transfer layer and the elastomer of the sealing layer, forming a composite.
  • the heat transfer layer has a thermal conductivity greater than or equal to 1 W/(m K).
  • the thermal transfer layer is derived from a film (before being cross-linked).
  • the heat transfer layer is derived from a layer consisting mainly of elastomer formed by a heat transfer liquid brushed onto the first heat transfer surface.
  • the first heat transfer surface has the shape of a part of a cylindrical surface or a cylindrical surface.
  • the first heat transfer surface has the shape of a portion of a spherical surface
  • the first heat transfer surface has the shape of a part of a flat surface or a flat surface.
  • the second connecting surface has the shape of a part of a cylindrical surface or a cylindrical surface. According to a variant of the previous embodiment, the second connecting surface has the shape of a part of a spherical surface and
  • the second connecting surface has the shape of a part of a flat surface or a flat surface.
  • the first heat transfer surface is smooth.
  • smooth we mean that it does not have any protrusions visible to the naked eye.
  • the electronic block further comprises, in addition to the first surface and the second surface, at least one other surface, each other surface being coated by the sealing layer; This prevents any gap between the elastomer and a wall of the electronic block and thus provides salt spray sealing.
  • the binder also comprises mainly silicone filled with metal oxide or nitride, and the fibers are arranged in a mesh.
  • the mesh increases the hardness of the heat transfer layer, and the binder filler increases the heat transfer coefficient.
  • the fibers are coated with a binder containing polydimethylsiloxane.
  • the fibers are, for example, carbon fibers or glass fibers.
  • the thermal transfer layer has a thickness between 0.1 and 0.5mm;
  • the sealing layer comprises a Young's modulus E such that E ⁇ 0.1 GPa and a hardness between 20 shore OO and 70 shore 00;
  • the thermal transfer layer includes at least one hole
  • the electronic block includes at least one mounting tab including a hole opposite the hole in the thermal transfer layer to receive a screw.
  • Another aspect of the invention relates to a method for manufacturing electronic equipment according to the aspect of the previous invention, with or without the various examples described above, the method comprising: A step of supplying a mold comprising a fixing wall including an internal surface corresponding to the first heat transfer surface, a portion of the internal surface having a chemical property non-reactive with polydimethylsiloxane, a step of supplying a heat transfer layer corresponding to the heat transfer surface of the electronic block, a step of fixing the electronic block to the first mold wall by sandwiching the heat transfer layer between the first heat transfer surface and the internal surface, a step of injecting a sealing liquid comprising mainly elastomer including the materials of the sealing layer onto the connection surface of the electronic block in the mold, forming a first assembly, the sealing liquid flowing over the connection surface until it comes against the edge of the heat transfer layer and until it completely covers the connection surface by being in contact with at least a portion of the base of each connector body, a step of crosslinking a liquid sealing layer formed by the
  • non-reactive we mean that the materials do not have chemical properties to crosslink by chemical reaction.
  • the curing step of the liquid sealing layer is carried out by heating the electronic assembly to a temperature between 90°C and 150°C for a predetermined period, for example, five minutes at 150°C and one hundred minutes at 90°C at ambient atmospheric pressure.
  • the curing temperature depends on the elastomer.
  • the crosslinking step of the liquid sealing layer is carried out at room temperature, for example for 24 hours at ambient atmospheric pressure.
  • the step of supplying the thermal transfer layer includes a substep of arranging the thermal transfer layer beforehand on the mold wall opposite the thermal transfer surface of the electronic block. This is simpler to perform in the case of a mold assembled wall by wall. It will then remain on the thermal transfer surface of the electronic block. This step is even simpler in the case of a thermal transfer layer that is a film.
  • the block comprises at least one molding wall corresponding to another surface of the electronic block, the fixing wall and at least one contiguous molding wall having at least one part of an internal surface not having a chemical crosslinking property with the polydimethylsiloxane and each internal surface of a molding wall is separated from a surface of the electronic block, during the injection step of the liquid sealing layer, flows inside the mold between each other surface of the electronic block and each internal surface of each molding wall, during the crosslinking step, each edge of the thermal transfer layer in contact with the liquid sealing layer in the mold crosslinks with the layer comprising mainly elastomer.
  • the entire internal surface of the mold fixing wall is devoid of a chemical crosslinking property with polydimethylsiloxane.
  • the process further comprises: a step of coating a mold block by molding wall with an interface film between the mold block and the sealing layer, based on Polyvinyl Chloride on each internal surface of each block, forming the internal surface of each molding wall of the mold devoid of a chemical crosslinking property with polydimethylsiloxane, and
  • the demolding stage includes a sub-step of dismantling the mold blocks and then a sub-step of removing the polyvinyl chloride-based films remaining on each part of the sealing layer.
  • interface film based on polyvinyl chloride
  • a film sufficiently flexible to allow for wrapping a wall has a thickness of between 10 and 15 ⁇ m.
  • PVC polyvinyl chloride
  • Such a polyvinyl chloride (PVC)-based film lacks chemical crosslinking properties with PDMS; its thickness of between 10 and 15 ⁇ m provides flexibility so that it can be easily peeled off while serving as an interface between the sealing layer and the mold.
  • the interface film can be made of polyvinyl chloride.
  • the mold is formed by molding walls, each molding wall being removable from one another and a single fixing wall being fixed to the other contiguous molding walls, the electronic block being fixed only to the fixing wall, the method further includes a step of mounting each wall of the mold around the block including the step of fixing the fixing wall, the fixing by first fixing each of the contiguous molding walls to the fixing wall one after the other, then to each other, and then to each other covering each of the other faces of the electronic block.
  • the substep of fixing one of the walls to the fixing wall is a bottom wall opposite the back surface and in that each other wall is fixed to the bottom wall.
  • the fixing can be achieved by a screw passing through a hole in one wall and butting against its external surface and a tapping in the other wall coupled to the screw.
  • FIG. 1 represents a schematic diagram of an electrical equipment according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 represents a schematic diagram of an electronic block of the electrical equipment of figure 1.
  • FIG. 3 represents a schematic diagram of a mold wall before and after coating with an interface film, based on Polyvinyl Chloride.
  • FIG. 4 represents a schematic diagram of an assembly comprising an electronic block, a wall of a mold and a thermal transfer layer before assembly.
  • FIG. 5 represents a schematic diagram of the whole of figure 4 assembled.
  • FIG. 6 represents a schematic diagram of the whole of figure 5 with the entire mold.
  • FIG. 7 represents a schematic diagram of the whole of figure 6 with a sealing layer.
  • FIG. 8 represents a schematic diagram of the whole of figure 7, devoid of two walls of the mold.
  • FIG. 9 represents a schematic diagram of the whole of figure 7, without the mold.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electronic equipment 1 comprising an electronic block shown alone in figure 2.
  • the electronic block 2 comprises a first heat transfer surface 22, a second connection surface 20.
  • it has the shape of a parallelepiped but could have another shape, such as a half-cylinder, a cylinder, a sphere, a hemisphere, a polygon, etc.
  • the electronic block 2 therefore comprises, in this example, a third and fourth lateral surfaces 24a, 24b, a rear surface 24c and a bottom surface 24d.
  • the lateral surfaces, 24a, 24b, the rear surface 24c and the bottom surface 24d are each a face of the electronic block formed by a wall of the electronic block.
  • the second connection surface 20 is contiguous with the first heat transfer surface 22, but the first heat transfer surface 22 can also be located opposite the second connection surface 20.
  • the electronic block 2 has only one connection surface 20 (from which connectors protrude), but could have more than one; for example, one of the lateral surfaces 24a, 24b could be a connection surface.
  • the electronic block 2 has only one heat transfer surface, but could have two opposite each other.
  • the electronic block 2 therefore comprises walls forming the aforementioned surfaces and forming an internal housing containing electronic boards of the electronic block, which may be tropicalized.
  • the electronic block 2 comprises at least one external connector 21 projecting from the connection surface 20.
  • the electronic block 2 comprises seven external connectors 21, one of which is cylindrical and the others rectangular, of type DB for example.
  • Each external connector 21 comprises a connector body 210, in this case only one for the cylindrical connector and four for DB type connectors.
  • Each connector body 210 includes a base extending from the connection surface 20.
  • each connector body 210 includes a plate in contact with the connection surface 20 of the electronic block 2.
  • Each connector body 210 further includes electrical connection plugs 211 surrounded by the connector body 210.
  • the electronic equipment 1 further comprises a sealing layer 3 comprising mainly or predominantly by mass an elastomer based on polydimethylsiloxane.
  • the expression "based on” means that it comprises at least 50% by mass. By predominantly by mass, it is understood that at least 50% by mass of the sealing layer is the elastomer. By predominantly, it is understood that the material has the highest percentage by mass of the compound; for example, "mainly composed of A” could mean comprising 45% by mass of A, 20% of B, and 10% of C. and 25% of D.
  • polydimethylsiloxane includes vinyl groups, allowing the crosslinking of a liquid sealing layer into a waterproof layer forming the sealing layer 3.
  • the sealing layer 3 includes a first part completely covering the connection surface 20 by surrounding and being in contact with at least a part of the base of each connector body 21.
  • the sealing layer includes a Young's modulus E such that E ⁇ 0.1 GPa and a hardness between 20 Shore 00 and 70 Shore 00.
  • the electronic equipment 1 further comprises a thermal transfer layer 4 covering the first thermal transfer surface 22 in contact with the sealing layer 3.
  • the thermal transfer layer 4 has a thermal conductivity greater than that of the sealing layer and, in this example, has a thermal conductivity greater than or equal to 1 W/(m K).
  • the thermal transfer layer has, for example, a hardness greater than that of the sealing layer 3.
  • the thermal transfer layer 4 comprises an edge 41 cross-linked with the sealing layer 3.
  • the thermal transfer layer 4 optionally comprises fibers.
  • the fibers may be, for example, glass fibers or carbon fibers.
  • the thermal transfer layer 4 is a thermal blanket (thickness > 0.5 mm) subjected to a fixed compression pressure of the thermal blanket on the thermal transfer surface 22.
  • the thermal layer further comprises a binder including polydimethylsiloxane coating the fibers.
  • a binder including polydimethylsiloxane coating the fibers An enlargement of the corner between the edge 41 and the sealing layer 3 is shown.
  • a weld 43 schematically represented, is formed by the crosslinking between the thermal transfer layer 4 and the sealing layer 3. This crosslinking prevents the formation of a gap between the thermal transfer layer 4 and the sealing layer 3.
  • the thermal transfer layer 4 can, for example, be made from a film applied to the thermal surface, which is crosslinked with the sealing layer 3.
  • the thermal transfer layer 4 can also be a gel or a thermal paste.
  • the binder of the thermal transfer layer 4 is also waterproof. In this example, it mainly comprises silicone filled with metal oxide or nitride. In this example, the fibers of the thermal transfer layer 4 are arranged in a grid pattern.
  • the thermal transfer layer 4 has a thickness between 0.1 and 0.5mm.
  • the electronic block 2 includes two mounting tabs 28a, 28b, each comprising a hole 26a, 26b, in this case through and smooth (not tapped) opening onto the first heat transfer surface 22 and onto an opposite face of the corresponding mounting tab 28a, 28b.
  • the wall of the electronic block forming the first heat transfer surface 22 includes two mounting holes 26c, 26d, smooth or threaded.
  • the wall includes a mounting base mounted in an external recess of the wall, comprising a surface forming part of the first internal surface, the base including the mounting holes. The base can simply be placed in position and then held in place by the sealing layer and/or the heat transfer layer.
  • screws are first inserted inside, bearing against and preventing rotation against an internal surface of the wall, allowing the screw to pass through a smooth hole in another wall (of a mold or a heat exchanger) to secure them together with a nut.
  • Each tapped hole 26c, 26d is aligned along an edge with the corresponding through hole 26b, 26a, allowing, in particular, the attachment of a heat exchanger to press a surface of the heat exchanger against the heat exchange surface 22 in order to achieve good heat transfer between them.
  • the screws 6a, 6b, 6c, 6d visible in Figure 3 can be used to attach the heat exchanger.
  • the thermal transfer layer 4, as seen in Figure 3, therefore includes in this example a through hole 46a, 46b at the level of the fixing tabs 28a, 28b, opposite the hole 28a, 28b of the corresponding fixing tab 28a, 28b, as well as holes 46c, 46d opposite the holes 56c, 56d allowing screws 6c, 6d to be fixed there.
  • the fixing tabs 28a, 28b are coated by the sealing layer 3 but they may not be.
  • the manufacturing process for electronic equipment 1 includes a step of supplying a mold 5 comprising a fixing wall 52a and at least one molding wall, here in the case of molding walls 54a, 54b, 54c, 54d.
  • the mold 5 is formed by four molding walls 54a, 54b, 54c, 54d, detachable from one another, and a single fixing wall 52a fixed to the other contiguous molding walls 54a, 54b, 54c.
  • a first is a bottom wall 54c, opposite the connecting surface 20, comprising an internal surface pressed against the rear flank of the fixing wall 52a,
  • Two of the walls contiguous to the fixing wall 52a are respectively a first side wall 54a and a second side wall 54b, and the last molding wall, opposite the fixing wall is called in this example the opposite wall 54d.
  • the electronic block 2 is fixed only to the fixing wall 52a in this example.
  • each screw 6a, 6b whose head abuts against the corresponding fixing lug 28a, 28b, passes through the hole 26a, 26b and the corresponding hole 46a, 46b and is screwed into the corresponding tapped hole 56a, 56b of the fixing wall 52a.
  • each screw 6a, 6b abuts against the external surface of the fixing wall 52a, and passes through the hole 56a, 56b by being screwed into the corresponding tapped hole 26a, 26b of the fixing lug 28a, 28b.
  • Each screw 6c, 6d passes through the corresponding hole 56c, 56d in the mounting wall 52a and is screwed into the corresponding tapped hole 26c, 26d.
  • the mounting wall 52a and each molding wall 54a, 54b, 54c, 54d each have at least a portion of an internal surface 520 having a chemical property that prevents crosslinking with polydimethylsiloxane.
  • the electronic block 2 is housed in the mold 5, as shown in Figure 6, such that only the connection surface 20 is visible through an opening in the mold 5.
  • the fixing wall 52a and each molding wall 54a, 54b, 54c, 54d have an external surface opposite the internal surface 520 and flanks connecting the internal surface to the external surface.
  • the fixing wall 52 in this example includes tapped holes 565 opening onto each side flank and tapped holes not shown opening onto the rear flank not shown.
  • each wall 54a, 54b, 54c, 54d of the mold 5 comprises a block 52, the fixing wall 52a being shown in Figure 3, for example, a metallic block covered with an interface film 7, shown in Figure 3 as a roll of film which, in this case, is based on polyvinyl chloride (PVC).
  • the interface film 7 provides an interface between the mold block and the sealing layer 3 in order to prevent tearing of the sealing layer bonded to the mold block when the mold block is removed.
  • the process can therefore include a step of coating each mold block with interface film 7, based on polyvinyl chloride, either on the inner face only or, as in this example, on each inner surface of each block by wrapping it with interface film 7.
  • Interface film 7 lacks a chemical crosslinking property with polydimethylsiloxane.
  • interface film 7 has a thickness between 10 and 15 ⁇ m, giving it sufficient flexibility to easily detach from the sealing layer 3, as explained later, while tearing or peeling during mold removal. Interface film 7 thus forms an interface between the sealing layer and the mold for removal.
  • Interface film 7 can be made entirely of polyvinyl chloride.
  • the method further includes a step of supplying the thermal transfer layer 4, here in this case a film, corresponding to the thermal transfer surface of the electronic block 2 and a step of fixing the electronic block 2 to the fixing wall 52a of the mold 5 by sandwiching the thermal transfer layer 4 as shown in Figure 4 before fixing and in Figure 5 once the fixing wall 52a of the mold 5 has been fixed to the electronic block 2 by means of screws 6a, 6b, 6c, 6d to fix and compress the thermal transfer layer 4 between the fixing wall 52a of the mold 5 and the electronic block 2.
  • a step of supplying the thermal transfer layer 4, here in this case a film corresponding to the thermal transfer surface of the electronic block 2
  • a step of fixing the electronic block 2 to the fixing wall 52a of the mold 5 by sandwiching the thermal transfer layer 4 as shown in Figure 4 before fixing and in Figure 5 once the fixing wall 52a of the mold 5 has been fixed to the electronic block 2 by means of screws 6a, 6b, 6c, 6d to fix and compress the thermal transfer layer 4 between the fixing wall 52a of the mold
  • the method in this example further includes a step of mounting each other wall 54a, 54b, 54c, 54d, of the mold 5 around the electronic block 2 comprising a substep of fixing at least one of the walls 54a, 54b, 54c, 54d to the fixing wall 52a, then the other walls 54a, 54b, 54c, 54d, to at least one of the fixed walls 54a, 54b, 54c, 54d, each covering the other faces of the electronic block 2.
  • the substep of fixing one of the walls 54a, 54b, 54c, 54d, to the fixing wall 52a is the bottom molding wall 54c opposite the back surface 24c and in that each wall 54a, 54b, 54d, is then fixed to the bottom wall 54c.
  • Figure 8 shows, in particular, smooth through holes 552, each of which is traversed by a screw (not shown) having its head abutting against an external surface of the bottom wall 54c.
  • Each screw is screwed into a tapped hole on a rear side of the fixing wall 52a, or into a tapped hole on a rear side of the corresponding first and second side walls 54a, 54b, or into a tapped hole on a rear side of the opposite wall 54d.
  • This ensures that the mold walls 54a, 54b, 54d, 52a are pressed against the surface of the bottom wall 54c to prevent leakage of the sealing liquid forming the sealing liquid layer onto the connection surface, which, once cured, forms the sealing layer.
  • the first and second side walls 54a, 54b include through holes through which screws 65 pass, screwed into the tapped holes 565 in the side flank of the fixing wall 52a and into a side flank of the opposite wall 54d.
  • the advantage of such a mold comprising a plurality of removable walls is to facilitate demolding by dismantling wall by wall to avoid breaking down the sealing layer into several layers and, optionally, the application of a mold block-sealing layer interface film, based on polyvinyl chloride, as explained below.
  • the assembly order of the molding walls is therefore: the fixing wall 52a to block 2, then for example the bottom wall 54c to the fixing wall, then the other molding walls afterwards.
  • the order then is: the second side wall 54b to the bottom wall 54c and optionally to the fixing wall 52a, then the opposite wall 54d of the mold 5 to the bottom wall 54c then possibly to the second side wall 54b and finally the first side wall 54a to the bottom wall 54c, and optionally to the fixing wall 52a and to the opposite wall 54d.
  • the process then includes a step of injecting a sealing liquid comprising mainly polydimethylsiloxane based elastomer, comprising the materials of the sealing layer on the connection surface 20 of the electronic block 2 housed in the mold 5, forming a first assembly 6.
  • a sealing liquid comprising mainly polydimethylsiloxane based elastomer
  • the mold walls 54a, 54b, 54c, 54d are slightly separated from the surfaces of the electronic block 2, allowing the sealing fluid to flow between them.
  • the mold 5 and the electronic block 2 are oriented such that the third mold wall 54c, visible in Figure 8, covers the back surface 24c of the block 2 and rests on the ground.
  • the sealing fluid thus enters the gaps between the mold walls 54a, 54b, 54c, 54d and the surfaces 24a, 24b, 24c, 24d of the electronic block 2, which they cover.
  • the sealing liquid thus flows over the connection surface 20 until it comes against the edge 41 of the heat transfer layer 4 until it completely covers the connection surface 20.
  • the sealing liquid also comes into contact with the base of each connector body 210, here in this case by covering each plate in contact with the connection surface 20 of the electronic block 2.
  • the sealing liquid forms a liquid sealing layer on each surface, including the connection surface 20, by covering it.
  • the process further includes a step of crosslinking the liquid sealing layer into a sealing layer 3. Once the sealing liquid has crosslinked (cured) into a sealing layer 3, the electronic block 2, the layer sealing layer 3 and thermal transfer layer 4 together form electronic equipment 1.
  • the crosslinking step can be carried out by heating the first assembly 6 to a temperature between 90 and 150°C for a predetermined period, for example 5 minutes at 150°C or, for example, at least 1 hour and 40 minutes at 90°C at ambient atmospheric pressure.
  • the temperature and time (pressure) depend on the characteristics of the elastomer.
  • this crosslinking step further crosslinks the liquid sealing layer/sealing layer 3 with the edge 41 of the thermal transfer layer 4 in contact with the liquid sealing layer in the mold 5. This makes it possible to make it airtight against salt air without gaps between the two layers.
  • the process includes a demolding step of the electronic equipment 1.
  • the demolding step of the equipment therefore includes here a step of dismantling each wall block 52 of the mold 5 from one another.
  • the interface film 7 tears or peels away, leaving a portion covering the mold block 52, while some or all of the internal surface of this block remains bonded to the sealing layer 3 or the heat transfer layer 4.
  • the blocks of the first molding side wall 54a and the fixing wall 52a were disassembled, leaving, on the one hand, a remnant of the interface film 7 bonded to the sealing layer 3 of the side face 24a, together forming a covered sealing layer 37, and on the other hand, a remnant of the interface film 7 bonded to the heat transfer layer 4, here a film, together forming a covered heat transfer film 47.
  • the heat transfer film was bonded to the fixing wall 52a and therefore to the film 7 covering the block 52 of the fixing wall. 52a, but it might not be glued, in which case the fixing wall 52a can be peeled off without tearing the interface film 7 or only at the weld area between the sealing layer and the thermal transfer film.
  • the demolded assembly includes the electrical equipment 1 and the block interface film of mold-sealing layer on each sealing layer 3 as seen in figure 9, since the latter have each adhered to the sealing layer 3 when the liquid sealing layer has crosslinked.
  • the demolding step includes a substep of removing each remnant of the mold block-sealing layer interface film, based on polyvinyl chloride, remaining bonded to the sealing layer 3 after the demolding step, in order to obtain the electrical equipment as shown in Figure 1.
  • this demolding step further includes a substep of removing the remnant of the interface film 7 bonded to the thermal transfer layer 4.
  • the electronic equipment 1 comprises electronic components (e.g., transistors, resistors, capacitors, electronic chips, microcontroller, etc.) in the electronic block.
  • the electronic components can be electrically connected by electrical circuits (e.g., PCB board, traces, electrical conductors, etc.) to form aeronautical or space electronic equipment 1 (e.g., a very high voltage converter, or a standalone control module, etc.).
  • electrical circuits e.g., PCB board, traces, electrical conductors, etc.
  • aeronautical or space electronic equipment 1 e.g., a very high voltage converter, or a standalone control module, etc.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne un équipement électrique comprenant un bloc électronique (2) comprenant une surface de transfert thermique (22) et une surface de connexion (20), un connecteur externe (21) comprenant un corps de connecteur (210) comprenant une base s'étendant de la surface de connexion (20). L'équipement électrique (1) comprend en outre une couche d'étanchéité (3) comprenant majoritairement un élastomère, à base de polydiméthylsiloxane, recouvrant la surface de connexion (20) en entourant et en étant en contact avec au moins une partie de la base de chaque corps de connecteur (210). L'équipement électrique (1) comprend un film (4) de transfert thermique recouvrant la surface de transfert thermique (22), ayant une conductivité thermique supérieure ou égale à 1 W/(m ·K), et présentant une dureté supérieure à celle de la couche d'étanchéité (3), comprenant un bord 41 réticulé avec la couche d'étanchéité (3) et des fibres et un liant comprenant du polydiméthylsiloxane.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Equipements Electriques
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui de l’étanchéité des équipements électriques.
[0002] La présente invention concerne un équipement électrique étanche et un procédé d’étanchéité d’un bloc électronique.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] Il est connu différents moyens d’étanchéité d’un équipement électrique, tel que l’encapsulation d’un bloc électronique par de la résine, cependant cette solution empêche d’être démontable et donc est irréparable. En outre, la solution d’encapsulation par de la résine est pour un petit volume d’un bloc électronique du fait notamment du coefficient de dilatation. En outre, un autre problème de l’encapsulation par de la résine est le refroidissement du bloc électronique, en effet la résine empêche un bon transfert thermique du bloc vers l’extérieur. Il existe cependant des résines chargées d’oxyde métallique ou de nitrure métallique améliorant le transfert thermique mais la résistance thermique est directement proportionnelle à son épaisseur.
[0004] Il est connu aussi des équipements comprenant un boitier logeant le bloc électronique, pouvant être métallique pour améliorer le refroidissement du bloc électronique, et des joints d’étanchéités à différents endroit du boitier, notamment au niveau des connecteurs électriques. Cependant, un tel boitier avec ce type de joints ne se révèle pas étanche au brouillard salin.
[0005] En effet, le brouillard salin est très corrosif pour la plupart des métaux et surtout, de par la présence forte de sel, est conducteur électrique et peut créer des court-circuit s’il vient à pénétrer au niveau des connecteurs électroniques des équipements. Généralement les cartes électroniques sont tropicalisées pour les protéger mais ceci n’est évidemment pas possible concernant les connecteurs électriques qui ne sont pas étanches. Le brouillard salin étant de l’eau chargée de sel est très fluide et au moindre interstice mécanique de l’équipement peut facilement, par effet de capillarité, fluer à l’intérieur de l’équipement électronique et provoquer des courts-circuits. [0006] Il existe donc un besoin d’avoir un équipement étanche au brouillard salin tout en pouvant être refroidis efficacement.
RESUME DE L’INVENTION
[0007] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en enrobant l’équipement dans un élastomère afin de l’isoler de l’environnement extérieur tout en ayant une couche de transfert thermique fait d’un matériau d’interface thermique, sur une surface du bloc électronique.
[0008] Un aspect de l’invention concerne un équipement électronique comprenant : un bloc électronique comprenant au moins : une première surface de transfert thermique, et une deuxième surface de connexion, au moins un connecteur externe en saillie de la surface de connexion, comprenant un corps de connecteur comprenant une base s’étendant de la surface de connexion ,et des fiches de connexions électrique entourées par le corps de connecteur, une couche d’étanchéité comprenant majoritairement un élastomère, à base de polydiméthylsiloxane, la couche d’étanchéité comprenant : une première partie recouvrant la surface de connexion en entourant et en étant en contact avec au moins une partie de la base de chaque corps de connecteur, une couche de transfert thermique, recouvrant la première surface de transfert thermique, comprenant un bord en contact avec la couche d’étanchéité.
[0009] Grâce à l’invention, le bloc électronique est étanche et comporte une surface d’échange thermique efficace grâce à la couche de transfert thermique. La couche de transfert thermique en contact avec la couche d’étanchéité permet de diminuer ou supprimer, le risque d’intrusion d’air salin dans le bloc électronique. L’élastomère a pour particularité de recouvrir facilement les surfaces lors de son application, pour les rendre étanches et notamment la base de chaque connecteur afin d’empêcher le brouillard salin de passer entre la base du connecteur et la surface de connexion du bloc électronique. Même s’il existe des élastomère qui comportent des charges permettant d’améliorer le transfert thermique, il serait très difficile, voire impossible d’avoir une épaisseur assez faible de la couche d’étanchéité par un élastomère, pour arriver à un coefficient de transfert thermique équivalent à celle de la couche de transfert thermique. La couche de transfert thermique est donc moins épaisse que la couche d’étanchéité. En outre, la souplesse de l’élastomère empêche une bonne fixation de l’équipement à un support, notamment par des vis qui ne peuvent pas rester au couple de serrage requis en étant serrée sur l’élastomère. La couche de transfert thermique permet de garder une épaisseur très fine pour un bon échange thermique, une dureté supérieure à celle de l’élastomère permettant une bonne fixation de l’équipement électrique et un bon transfert thermique avec une surface d’un support. La couche de transfert thermique est aussi étanche et a une conductivité thermique supérieure à la couche d’étanchéité.
[0010] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’équipements électrique selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
Selon un mode de réalisation, la couche de transfert thermique comprend un bord réticulé avec la couche d’étanchéité. Le bord réticulé permet d’éliminer toute possibilité d’interstice avec la couche de transfert thermique afin de rendre étanche ensemble le bloc électronique.
Selon un mode de réalisation, la couche de transfert thermique comprend des fibres et un liant comprenant du polydiméthylsiloxane. La couche de transfert thermique et la couche d’étanchéité comprenant majoritairement un élastomère comprenant du polydiméthylsiloxane permettent que l’association de l’élastomère très souple et très adhérant avec la couche de transfert thermique fin réticule ensemble afin d’éliminer toute possibilité d’interstice entre eux. Le polydiméthylsiloxane permet de réticuler l’élastomère de la couche d’étanchéité et le produit de la couche de transfert thermique les rendant étanche l’un envers l’autre à un brouillard salin. Plus précisément, un liquide d’étanchéité comprenant majoritairement l’élastomère forme, une fois installé contre la surface de connexion de l’équipement, une couche liquide d’étanchéité comprenant un bord, la couche une fois réticulé devient la couche d’étanchéité. Un produit (gel, pâte, liquide, film) de transfert thermique formant la couche de transfert thermique, est disposé en recouvrant la première surface de transfert thermique, sous forme d’une couche de produit d’échange thermique qui devient ensuite la couche de transfert thermique. La couche liquide d’étanchéité et la couche de produit d’échange ont chacun un bord en contact l’un avec l’autre qui vont réticuler ensemble lors de la réticulation de la couche liquide d’étanchéité. On entend que les deux bords réticulent, une solidarisation de l’élastomère de la couche d’étanchéité avec la couche de transfert thermique par création des liaisons chimiques intermoléculaires en les deux interfaces de la couche de transfert thermique et de l’élastomère de la couche d’étanchéité formant une composition.
Selon un exemple, la couche de transfert thermique a une conductivité thermique supérieure ou égale à 1 W/(m K).
Selon un mode de réalisation, la couche de transfert thermique est issue d’un film (avant d’être réticulé).
Selon une variante du mode de réalisation précédent, la couche de transfert thermique est issue d’une couche comprenant majoritairement de l’élastomère formée par un liquide de transfert thermique badigeonné sur la première surface de transfert thermique.
Selon un mode de réalisation, la première surface de transfert thermique a la forme d’une partie d’une surface cylindrique ou d’une surface cylindrique.
Selon une variante au mode de réalisation précédent, la première surface de transfert thermique a la forme d’une partie d’une surface sphérique et
Selon une autre variante de ces deux modes de réalisation précédent, la première surface de transfert thermique a la forme d’une partie d’une surface plane ou d’une surface plane.
Selon un mode de réalisation, la deuxième surface de connexion a la forme d’une partie d’une surface cylindrique ou d’une surface cylindrique. Selon une variante au mode de réalisation précédent, la deuxième surface de connexion à la forme d’une partie d’une surface sphérique et
Selon un autre variante de ces deux modes de réalisation précédent, la deuxième surface de connexion à la forme d’une partie d’une surface plane ou d’une surface plane.
Selon un mode de réalisation, la première surface de transfert thermique est lisse. Par lisse on entend qu’elle ne comprend pas de saillie à l’œil nu.
Selon un mode de réalisation, le bloc électronique comprend en outre de la première surface et de la deuxième surface, au moins une autre surface, chaque autre surface est enrobée par la couche d’étanchéité ; Cela permet d’empêcher d’avoir un interstice entre l’élastomère et une paroi du bloc électronique et donc d’avoir une étanchéité au brouillard salin.
Selon un mode de réalisation, le liant comprend en outre majoritairement du silicone chargé en oxyde ou nitrure métallique et les fibres sont agencés en trame. La trame permet d’augmenter la dureté de la couche de transfert thermique et la charge du liant permet d’augmenter le coefficient du transfert thermique ; Les fibres sont enduites du liant comprenant du polydiméthylsiloxane. Les fibres sont par exemple des fibres de carbone ou des fibres de verre.
Selon un mode de réalisation, la couche de transfert thermique a une épaisseur comprise entre 0.1 et 0.5mm ;
Selon un mode de réalisation, la couche d’étanchéité comprend un module de Young E tel que E < 0,1 GPa et une dureté comprise entre 20 shore OO et 70 shore 00 ;
Selon un mode de réalisation, la couche de transfert thermique comprend au moins un trou, et le bloc électronique comprend au moins une patte de fixation comprenant un trou en vis-à-vis du trou de la couche de transfert thermique pour recevoir une vis.
[0011] Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un équipement électronique selon l’aspect de l’invention précédente, avec ou sans les différents exemples décrit ci-dessus, le procédé comprenant : Une étape de fourniture d’un moule comprenant une paroi de fixation comprenant une surface interne correspondant à la première surface de transfert thermique, une partie de la surface interne ayant une propriété chimique non réactive avec le polydiméthylsiloxane, une étape de fourniture d’une couche de transfert thermique correspondant à la surface de transfert thermique du bloc électronique, une étape de fixation du bloc électronique à la première paroi du moule en prenant en sandwich la couche de transfert thermique entre la première surface de transfert thermique et la surface interne, une étape d’injection d’un liquide d’étanchéité comprenant majoritairement de l’élastomère comprenant les matériaux de la couche d’étanchéité sur la surface de connexion du bloc électronique dans le moule, formant un premier ensemble, le liquide d’étanchéité fluant sur la surface de connexion jusqu’à venir contre le bord de la couche de transfert thermique et jusqu’à recouvrir entièrement la surface de connexion en étant en contact avec au moins une partie de la base de chaque corps de connecteur, une étape de réticulation d’une couche liquide d’étanchéité formée par le liquide d’étanchéité sur la surface de connexion du bloc électronique en couche d’étanchéité , et une étape de démoulage de l’équipement électronique.
[0012] Par non réactive, on entend que les matières n’ont pas de propriété chimique pour réticuler par réaction chimique.
[0013] Selon un exemple, l’étape de réticulation de la couche liquide d’étanchéité est réalisée par une mise en température de l’ensemble électronique entre une température comprise entre 90°C et 150°C pendant une période prédéterminée par exemple cinq minutes à 150°C et cent minutes à 90°C à une pression atmosphérique ambiante. La température de réticulation est fonction de l’élastomère.
[0014] Selon une variante, l’étape de réticulation de la couche liquide d’étanchéité est réalisée à température ambiante, par exemple pendant 24 heures à une pression atmosphérique ambiante. [0015] Selon un exemple, l’étape de fourniture de la couche de transfert de transfert thermique comprend une sous étape de disposition de couche de transfert thermique préalablement sur la paroi du moule en vis-à-vis de la surface de transfert thermique du bloc électronique, Cela est plus simple à réaliser dans le cas d’un moule assemblé paroi par paroi. Ensuite il restera sur la surface de transfert thermique du bloc électronique. Cette étape est d’autant plus simple dans le cas d’une couche de transfert thermique qui est un film.
[0016] Selon un mode de réalisation du procédé : le bloc comprend au moins une paroi de moulage correspondant à une autre surface du bloc électronique, la paroi de fixation et l’au moins une paroi de moulage étant contiguë ayant au moins chacune une partie d’une surface interne n’ayant pas une propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane et chaque surface interne d’une paroi de moulage est écarté d’une surface du bloc électronique, lors de l’étape d’injection de la couche liquide d’étanchéité, flue à l’intérieur du moule entre chaque autre surface du blocs électronique et chaque surface interne de chaque paroi de moulage, lors de l’étape de réticulation, chaque bord de la couche de transfert thermique en contact avec la couche liquide d’étanchéité dans le moule réticule avec la couche comprenant majoritairement de l’élastomère.
[0017] Selon un mode de réalisation, toute la surface interne de la paroi de fixation du moule est dépourvue d’une propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane.
[0018] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre : une étape de recouvrement d’un bloc de moule par paroi de moulage, par un film d’interface entre le bloc de moule et la couche d’étanchéité, à base de Polychlorure de vinyle sur chaque surface interne de chaque bloc, formant la surface interne de chaque paroi de moulage du moule dépourvue d’une propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane, et l’étape de démoulage comprend une sous étape de démontage des blocs de moules puis une sous étape de retrait des films à base de Polychlorure de vinyle restant sur chaque partie de la couche d’étanchéité.
[0019] Par film d’interface, à base de Polychlorure de vinyle, on entend un film suffisamment souple permettant d’emballer une paroi. Selon un exemple le film d’interface a une épaisseur comprise entre 10 et 15 pm. Un tel film à base de Polychlorure de vinyle (PVC) est dépourvu de propriété chimique réticulant avec le PDMS, son épaisseur entre 10 et 15 pm permet de lui donner une souplesse pour qu’il se décolle facilement en le pelant tout en servant d’interface entre la couche d’étanchéité et le moule. Le film d’interface peut être en Polychlorure de vinyle
[0020] Selon un mode de réalisation : le moule est formé par des parois de moulage, chaque paroi de moulage étant démontables les unes par rapport aux autres et une seule paroi de fixation se fixant aux autres parois de moulage contigües, le bloc électronique étant fixé uniquement à la paroi de fixation, le procédé comprend en outre une étape de montage de chaque paroi du moule autour du bloc comprenant l’étape de fixation de la paroi de fixation, la fixation en se fixant d’abord de chaque paroi de moulage contiguës à la paroi de fixation les unes après les autres, puis entre elles, enpuis les unes entre elles recouvrant chacune les autres faces du bloc électronique.
[0021] Selon un exemple, la sous étape de fixation d’une des parois à la paroi de fixation est une paroi de fond en vis-à-vis de la surface de derrière et en ce que chaque autre paroi est fixée à la paroi de fond.
[0022] Selon un exemple la fixation peut être réalisée par une vis traversant un trou d’une paroi et en butée contre sa surface externe et un taraudage dans l’autre paroi couplé à la vis.
[0023] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0024] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. [0025] [Fig. 1] représente un schéma de principe d’un équipement électrique selon un mode de réalisation de l’invention.
[0026] [Fig. 2] représente un schéma de principe d’un bloc électronique de l’équipement électrique de la figure 1 .
[0027] [Fig. 3] représente un schéma de principe d’une paroi d’un moule avant et après un recouvrement d’un film d’interface, à base de Polychlorure de vinyle .
[0028] [Fig. 4] représente un schéma de principe, d’un ensemble comprenant un bloc électronique, d’une paroi d’un moule et d’une couche de transfert thermique avant l’assemblage.
[0029] [Fig. 5] représente un schéma de principe, de l’ensemble de la figure 4 assemblé.
[0030] [Fig. 6] représente un schéma de principe, de l’ensemble de la figure 5 avec le moule entier.
[0031] [Fig. 7] représente un schéma de principe, de l’ensemble de la figure 6 avec une couche d’étanchéité.
[0032] [Fig. 8] représente un schéma de principe, de l’ensemble de la figure 7, dépourvue de deux parois du moule.
[0033] [Fig. 9] représente un schéma de principe, de l’ensemble de la figure 7, dépourvue du moule.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0034] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0035] [Fig. 1] montre une représentation schématique d’un équipement électronique 1 comprenant un bloc électronique représenté seul sur la figure 2.
[0036] Le bloc électronique 2 comprend une première surface de transfert thermique 22, une deuxième surface de connexion 20. Dans cet exemple a une forme de parallélépipède mais pourrait avoir une autre forme, tel qu’un demi-cylindre, un cylindre, une sphère, une demi-sphère, un polygone etc... Le bloc électronique 2 comprend donc dans cet exemple une troisième et quatrième surfaces latérales 24a, 24b, une surface arrière 24c et une surface de fond 24d. Dans cet exemple, les surfaces latérales, 24a, 24b, la surface arrière 24c et la surface de fond 24d sont chacune une face du bloc électronique formée par une paroi du bloc électronique.
[0037] Dans cet exemple, la deuxième surface de connexion 20 est contiguë à la première surface de transfert thermique 22 mais la première surface de transfert thermique 22 peut aussi être située à l’opposé de la deuxième surface de connexion 20. Dans cet exemple, le bloc électronique 2 ne comporte qu’une seule surface de connexion 20 (dont des connecteurs font saillies), mais pourraient en comporter plus qu’une, par exemple une des surfaces latérales 24a, 24b pourraient être une surface de connexion. Dans cet exemple, le bloc électronique 2 ne comporte qu’une seule surface de transfert thermique, mais pourrait en comporter deux opposées l’une à l’autre.
[0038] Le bloc électronique 2 comprend donc des parois formant ces surfaces précités et formant un logement interne logeant des cartes électroniques du bloc électronique, pouvant être tropicalisées. Le bloc électronique 2 comprend au moins un connecteur externe 21 en saillie de la surface de connexion 20. En l’occurrence, le bloc électronique 2 comprend sept connecteurs externes 21 , dont un de forme cylindrique et les autres de forme rectangulaire, de type DB par exemple.
[0039] Chaque connecteur externe 21 comprend un corps de connecteur 210, en l’occurrence un seul pour le connecteur cylindrique et quatre pour les connecteurs de type DB.
[0040] Chaque corps de connecteur 210 comprend une base s’étendant de la surface de connexion 20. Dans cet exemple, chaque corps de connecteur 210 comprend une plaque en contact avec la surface de connexion 20 du bloc électronique 2. Chaque corps de connecteur 210 comprend en outre des fiches de connexion électrique 211 entourées par le corps de connecteur 210.
[0041] L’équipement électronique 1 comprend en outre une couche d’étanchéité 3 comprenant principalement ou majoritairement en masse un élastomère, à base de polydiméthylsiloxane. L’expression « à base de » signifie qu’il comprend au moins 50% en masse. Par majoritairement en masse, on entend qu’au moins 50% en masse de la couche d’étanchéité est de l’élastomère. Par principalement on entend que le matériau a en masse le plus de pourcentage du composé, par exemple principale composé de A peut vouloir dire comprend 45% en masse de A, 20% de B, 10% de C et 25% de D. Selon un exemple le polydiméthylsiloxane comprend des groupements vinyliques, permettant la réticulation d’une couche liquide d’étanchéité en couche étanche formant la couche d’étanchéité 3. La couche d’étanchéité 3 comprend une première partie recouvrant totalement la surface de connexion 20 en entourant et en étant en contact avec au moins une partie de la base de chaque corps de connecteur 21. Dans cet exemple, la couche d’étanchéité comprend un module de Young E tel que E < 0,1 GPa et une dureté comprise entre 20 shore OO et 70 shore 00.
[0042] L’équipement électronique 1 comprend en outre une couche de transfert thermique 4 recouvrant la première surface de transfert thermique 22 en contact avec la couche d’étanchéité 3. La couche de transfert thermique 4 a une conductivité thermique supérieure à la couche d’étanchéité et a dans cet exemple une conductivité thermique supérieure ou égale à 1 W/(m K). La couche de transfert thermique présente par exemple une dureté supérieure à celle de la couche d’étanchéité 3. La couche de transfert thermique 4 comprend dans cet exemple un bord 41 réticulé avec la couche d’étanchéité 3. La couche de transfert thermique 4 comprend optionnellement des fibres. Les fibres peuvent être par exemple des fibres de verre ou des fibres de carbone. Selon un exemple la couche de transfert thermique 4 est un matelas thermique (ep > 0,5 mm) ayant subit une pression d’écrasement fixe du matelas thermique sur la surface de transfert thermique 22.
[0043] La couche thermique comprend en outre un liant comprenant du polydiméthylsiloxane enrobant les fibres. Un agrandissement du coin entre le bord 41 et la couche d’étanchéité 3 est représenté. On peut voir une soudure 43 représentée schématiquement, formée par la réticulation entre la couche de transfert thermique 4 et la couche d’étanchéité 3. Cette réticulation permet ainsi d’empêcher de former un interstice entre la couche de transfert thermique 4 et la couche d’étanchéité 3. La couche de transfert thermique 4 peut par exemple être issue d’un film plaquée contre la surface thermique, lequel est réticulé avec la couche d’étanchéité 3. La couche de transfert thermique 4 peut aussi être un gel, ou une pâte thermique.
[0044] Dans ce mode de réalisation, toutes les surfaces latérales, 24a, 24b, la surface arrière 24c et la surface de fond 24d sont recouvertes par la couche d’étanchéité 3. Le liant de la couche de transfert thermique 4 est aussi étanche, Il comprend dans cet exemple majoritairement du silicone chargé en oxyde ou nitrure métallique. Dans cet exemple, les fibres de la couche de transfert thermique 4 sont agencées en trame. La couche de transfert thermique 4 a une épaisseur comprise entre 0.1 et 0.5mm.
[0045] Comme on peut le voir, le bloc électronique 2 comprend deux pattes de fixation 28a, 28b, comprenant chacun un trou 26a, 26b, en l’occurrence traversant et lisse (non taraudé) débouchant sur la première surface de transfert thermique 22 et sur une face opposée de la patte de fixation 28a, 28b, correspondante.
[0046] En outre la paroi du bloc électronique formant la première surface de transfert thermique 22 comprend deux trous de fixation 26c, 26d, lisse ou taraudés,. Selon un autre exemple, la paroi comprend une base de fixation montée dans un logement externe de la paroi, comprenant une surface formant une partie de la première surface interne, la base comprenant les trous de fixation. La base peut être uniquement posée et ensuite maintenue par la couche d’étanchéité et/ou la couche de transfert thermique. Dans le cas de trou lisse, des vis sont préalablement insérées à l’intérieure en appuie et bloquée en rotation contre une surface interne de la paroi permettant à la vis de traverser un trou lisse d’une autre paroi (de moule ou d’un échangeur thermique) pour les solidariser à l’aide d’un écrou.
[0047] Chaque trou taraudé 26c, 26d est aligné le long d’un bord avec respectivement le trou traversant 26b, 26a, permettant notamment de fixer un échangeur thermique pour plaquer une surface de l’échangeur thermique contre la surface d’échange thermique 22 afin d’avoir un bon transfert thermique entre eux. Par exemple, les vis 6a, 6b, 6c, 6d visible sur la figure 3 peuvent être utilisé pour fixer l’échangeur thermique.
[0048] La couche de transfert thermique 4 comme visible à la figure 3, comprend donc dans cet exemple un trou traversant 46a, 46b au niveau des pattes de fixation 28a, 28b, en vis-à-vis du trou 28a, 28b de la patte de fixation 28a, 28b correspondante ainsi que des trous 46c, 46d en vis-à-vis des trous 56c, 56d permettant d’y fixer des vis 6c, 6d.
[0049] Dans cet exemple, les pattes de fixation 28a, 28b sont enrobées par la couche d’étanchéité 3 mais elles peuvent ne pas l’être.
[0050] Il va maintenant être décrit le procédé de fabrication de l’équipement électronique 1 . [0051] Le procédé comprend une étape de fourniture d’un moule 5 comprenant une paroi de fixation 52a et au moins une paroi de moulage, ici en l’occurence des parois de moulages 54a, 54b, 54c, 54d.
[0052] Dans cet exemple, le moule 5 est formé par quatre parois de moulage 54a, 54b, 54c, 54d, démontables les unes par rapport aux autres et une seule paroi de fixation 52a se fixant aux autres parois de moulage 54a, 54b, 54c, contigües. Parmi les quatre parois de moulage 54a, 54b, 54c, 54d: une première est une paroi de fond 54c, opposée à la surface de connexion 20, comprenant une surface interne plaquée contre le flanc arrière de la paroi de fixation 52a,
Deux des parois contiguës à la paroi de fixation 52a sont respectivement une première paroi latérale 54a et une deuxième paroi latérale 54b, et la dernière paroi de moulage, opposée à la paroi de fixation est appelée dans cet exemple paroi opposée 54d.
[0053] Le bloc électronique 2 est fixé uniquement à la paroi de fixation 52a dans cette exemple.
[0054] En l’occurrence, comme visible sur la figure 5, chaque vis 6a, 6b dont la tête est en butée contre la patte de fixation 28a, 28b correspondante, traverse le trou 26a, 26b et le trou 46a, 46b correspondant et est vissée dans le trou taraudé 56a, 56b correspondant de la paroi de fixation 52a. Selon un autre exemple, chaque vis 6a, 6b est en butée contre la surface externe de la paroi de fixation 52a, et traverse le trou 56a, 56b en étant vissé dans le trou 26a, 26b taraudé correspondant de la patte de fixation 28a, 28b.
[0055] Chaque vis 6c, 6d traverse le trou 56c, 56d correspondant de la paroi de fixation 52a et sont vissée dans le trou taraudé 26c, 26d correspondant. La paroi de fixation 52a et chaque paroi de moulage 54a, 54b, 54c, 54d ont au moins chacune une partie d’une surface interne 520 ayant une propriété chimique à ne pas réticuler avec le polydiméthylsiloxane. Dans cet exemple, le bloc électronique 2 est logé dans le moule 5, comme visible sur la figure 6, tel que seul la surface de connexion 20 est visible par une ouverture du moule 5. [0056] La paroi de fixation 52a et chaque paroi de moulage 54a, 54b, 54c, 54d ont une surface externe opposée à la surface interne 520 et des flancs reliant la surface interne à la surface externe.
[0057] La paroi de fixation 52 comprend dans cet exemple des trous taraudés 565 débouchant sur chaque flanc latérale et des trous taraudés non représentés débouchant sur le flanc arrière non représentés.
[0058] Dans cet exemple, l’ensemble des surfaces des parois 54a, 54b, 54c, 54d du moule 5 et l’ensemble des surfaces de la paroi de fixation 52a n’ont pas une propriété chimique à réticuler avec le polydiméthylsiloxane. Dans cet exemple, chaque paroi 54a, 54b, 54c, 54d, 52a du moule 5 comprend un bloc 52, dont celui de la paroi de fixation 52a est représenté sur la figure 3, par exemple métallique recouvert d’un film d’interface 7 représenté sur la figure 3 par un rouleau de film qui est en l’occurrence à base de Polychlorure de vinyle (PVC). Le film d’interface 7 permet de réaliser une interface entre le bloc de moule et la couche d’étanchéité 3 afin d’éviter lors du retrait du bloc de moule de déchirer la couche d’étanchéité collée au bloc de moule. Le procédé peut donc comprendre une étape de recouvrement de chaque bloc de moule, par le film d’interface 7, à base de Polychlorure de vinyle sur uniquement la face interne ou comme dans cet exemple sur chaque surface interne de chaque bloc en l’enveloppant par le film d’interface 7. Le film d’interface bloc 7 est dépourvue d’une propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane. Le film d’interface 7 a de préférence une épaisseur comprise entre 10 et 15 pm permettant de lui donner une souplesse pour qu’il se décolle facilement de la couche d’étanchéité 3 expliqué dans la suite, tout en se déchirant ou en se pelant lors du retrait du moule. Le film d’interface 7 permet donc de former une interface entre la couche d’étanchéité et le moule pour son retrait. Le film d’interface 7 peut être entièrement en Polychlorure de vinyle.
[0059] Le procédé comprend en outre une étape de fourniture de la couche de transfert thermique 4, ici en l’occurrence un film, correspondant à la surface de transfert thermique du bloc électronique 2 et une étape de fixation du bloc électronique 2 à la paroi de fixation 52a du moule 5 en prenant en sandwich la couche de transfert thermique 4 comme représentée en figure 4 avant fixation et en figure 5 une fois la paroi de fixation 52a du moule 5 fixée au bloc électronique 2 par l’intermédiaire des vis 6a, 6b, 6c, 6d pour fixer et comprimer la couche de transfert thermique 4 entre la paroi de fixation 52a du moule 5 et le bloc électronique 2. [0060] Le procédé comprend dans cet exemple en outre une étape de montage de chaque autre paroi 54a, 54b, 54c, 54d, du moule 5 autour du bloc électronique 2 comprenant une sous étape de fixation d’au moins une des parois 54a, 54b, 54c, 54d à la paroi de fixation 52a, puis les autres parois 54a, 54b, 54c, 54d, à au moins une des parois fixées 54a, 54b, 54c, 54d, en recouvrant chacune les autres faces du bloc électronique 2.
[0061] Dans cet exemple, la sous étape de fixation d’une des parois 54a, 54b, 54c, 54d, à la paroi de fixation 52a est la paroi de fond de moulage 54c en vis-à-vis de la surface de derrière 24c et en ce que chaque paroi 54a, 54b, 54d, est fixée ensuite à la paroi de fond 54c.
[0062] Sur la figure 8, on peut voir notamment des trous traversant lisse 552 permettant chacun d’être traversé par une vis non représentée ayant une tête en butée contre une surface externe de la paroi de fond 54c. Chaque vis est vissée dans un trou taraudé sur un flanc arrière de la paroi de fixation 52a ou dans un trou taraudé sur un flanc arrière de la première et deuxième paroi latérale 54a, 54b correspondante ou encore dans un trou taraudé sur un flanc arrière de la paroi opposée 54d. Cela permet d’avoir les parois du moule 54a, 54b, 54d, 52a plaquées contre la surface de la paroi de fond 54c afin d’éviter des fuites du liquide d’étanchéité formant la couche liquide d’étanchéité sur la surface de connexion formant une fois réticulée la couche d’étanchéité .
[0063] Optionnellement, dans cet exemple la première et deuxième paroi latérale 54a, 54b, (en l’occurrence seul la première paroi latérale 54a est représentée avec cette option) comprend des trous traversant traversés par des vis 65 vissées dans les trous taraudés 565 du flanc latérale de la paroi de fixation 52a et dans un flanc latérale de la paroi opposée 54d. Cela permet d’éviter des fuites couche liquide d’étanchéité , en assurant un plaquage entre chaque paroi de moulage. L’intérêt d’un tel moule comprenant une pluralité de parois démontables est de faciliter le démoulage en démontant paroi par paroi pour éviter de déstructurer en plusieurs couches, la couche d’étanchéité et optionnellement la pause d’un film d’interface bloc de moule-couche d’étanchéité, à base de Polychlorure de vinyle expliquée dans la suite.
[0064] L’ordre de montage des parois de moulage est donc : la paroi de fixation 52a au bloc 2, puis par exemple la paroi de fond 54c à la paroi de fixation, puis les autres parois de moulages ensuite.
[0065] Par exemple l’ordre ensuite est : la deuxième paroi latérale 54b à la paroi de fond 54c et optionnellement à la paroi de fixation 52a, puis la paroi opposée 54d du moule 5 à la paroi de fond 54c puis éventuellement à la deuxième paroi latérale 54b et enfin la première paroi latérale 54a à la paroi de fond 54c, et optionnellement à la paroi de fixation 52a et à la paroi opposée 54d.
[0066] Le procédé comprend ensuite une étape d’injection d’un liquide d’étanchéité comprenant majoritairement de l’élastomère à base de polydiméthylsiloxane, comprenant les matériaux de la couche d’étanchéité sur la surface de connexion 20 du bloc électronique 2 logé dans le moule 5, formant un premier ensemble 6.
[0067] Dans cet exemple, les parois de moulage 54a, 54b, 54c, 54d sont légèrement écartées des surfaces du bloc électronique 2 permettant au liquide d’étanchéité de fluer entre elles. Ainsi lors de cette étape d’injection, le moule 5 et le bloc électronique 2 sont orientés telle que la troisième paroi de moulage 54c, visible sur la figure 8, recouvrant la surface de derrière 24c du bloc 2 et est posée au sol. Ainsi par gravité, le liquide d’étanchéité rentre dans les interstices entre les parois de moulage 54a, 54b, 54c, 54d et les surfaces 24a, 24b, 24c, 24d du bloc électronique 2 qu’elles recouvrent.
[0068] Le liquide d’étanchéité flue ainsi sur la surface de connexion 20 jusqu’à venir contre le bord 41 de la couche de transfert thermique 4 jusqu’à recouvrir entièrement la surface de connexion 20. Le liquide d’étanchéité vient en outre en contact avec la base de chaque corps de connecteur 210, ici en l’occurrence en recouvrant chaque plaque en contact avec la surface de connexion 20 du bloc électronique 2. Le liquide d’étanchéité forme une couche liquide d’étanchéité sur chaque surface dont la surface de connexion 20 en la recouvrant.
[0069] Le procédé comprend en outre une étape de réticulation de la couche liquide d’étanchéité en couche d’étanchéité 3. Une fois que le liquide d’étanchéité a réticulé (durcis) en couche d’étanchéité 3, le bloc électronique 2, la couche d’étanchéité 3 et la couche de transfert thermique 4 forment ensemble l’équipement électronique 1 .
[0070] L’étape de réticulation peut être réalisée par une mise en température du premier ensemble 6 à une température comprise entre 90 et 150°C pendant une période prédéterminée, par exemple 5 minutes à 150°C ou par exemple au moins 1 heure et 40 minutes entre 90°C = à une pression atmosphérique ambiante. La température et le temps (pression) sont fonction des caractéristiques de l’élastomère.
[0071] Selon l’exemple de la couche de transfert thermique 4 comprenant un bord réticulé avec la couche étanchéité 3, cette étape de réticulation réticule d’autre part la couche liquide d’étanchéité/couche d’étanchéité 3 avec le bord 41 de la couche de transfert thermique 4 en contact avec la couche liquide d’étanchéité dans le moule 5. Cela permet de rendre étanche à l’air salin sans interstice entre les deux couches.
[0072] Enfin, le procédé comprend une étape de démoulage de l’équipement électronique 1 . L’ étape de démoulage de l’équipement comprend donc ici une étape de démontage de chaque bloc de paroi 52 du moule 5 les uns par rapport aux autres. En l’occurrence ici, lors de cette étape de démontage de chaque bloc 52, le film d’interface 7 se déchire ou pèle en gardant une partie recouvrant le bloc de moule 52 et une partie ou toute partie de la surface interne de ce bloc reste collé à la couche d’étanchéité 3 ou à la couche de transfert thermique 4. Par exemple, comme cela a été représenté à la figure 8, les blocs de la première paroi latérale de moulage 54a et la paroi de fixation 52a ont été démontées en laissant d’une part un reste de film d’interface 7 collé contre la couche d’étanchéité 3 de la face latérale 24a formant ensemble une couche d’étanchéité recouverte 37 et d’autre part un reste de film d’interface 7 collé contre la couche de transfert thermique 4, ici un film, formant ensemble un film de transfert thermique recouvert 47. Dans cet exemple le film de transfert thermique a été collé à la paroi de fixation 52a et donc au film 7 recouvrant le bloc 52 de la paroi de fixation 52a, mais il pourrait ne pas être collé, dans ce cas la paroi de fixation 52a peut être décollé sans déchirer le film d’interface 7 ou uniquement au niveau de la zone de soudure entre la couche d’étanchéité et le film de transfert thermique.
[0073] Une fois la sous étape de démontage des blocs réalisés, dans cet exemple l’ensemble démoulé comprend l’équipement électrique 1 et le film d’interface bloc de moule-couche d’étanchéité sur chaque couche d’étanchéité 3 comme visible sur la figure 9, puisque ces derniers se sont collés chacun à la couche d’étanchéité 3 lorsque la couche liquide d’étanchéité a réticulé.
[0074] L’étape de démoulage comprend dans cet exemple une sous étape de retrait de chaque reste de film d’interface bloc de moule-couche d’étanchéité, à base de Polychlorure de vinyle restant collé à la couche d’étanchéité 3 après l’étape de démoulage, afin d’obtenir l’équipement électrique tel que celui de la figure 1. Ici en l’occurrence cette étape de démoulage comprend en outre une sous étape de retrait du reste de film d’interface 7 collé contre la couche de transfert thermique 4. [0075] L’équipement électronique 1 comprend des composants électroniques (par exemple transistors, résistances, condensateurs, puces électroniques, microcontrôleur etc...) dans le bloc électroniques. Les composants électroniques peuvent être connectés électriquement par des circuits électriques (par exemple carte PCB, traces, conducteurs électriques etc...) pour former un équipement électronique 1 aéronautique ou spatiale, (par exemple un convertisseur de très haute tension, ou un module de commande autonome etc...).
[0076] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Equipement électronique (1 ) comprenant :
- un bloc électronique (2) comprenant au moins : o une première surface de transfert thermique (22), et o une deuxième surface de connexion (20), o au moins un connecteur externe (21 ) en saillie de la surface de connexion (20), comprenant un corps de connecteur (210) comprenant une base s’étendant de la surface de connexion (20), et
- une couche d’étanchéité (3) comprenant majoritairement un élastomère, à base de polydiméthylsiloxane, la couche d’étanchéité (3) comprenant une première partie recouvrant la surface de connexion (20) en entourant et en étant en contact avec au moins une partie de la base de chaque corps de connecteur (210),
- une couche de transfert thermique (4) recouvrant la première surface de transfert thermique (22), en contact avec la couche d’étanchéité (3).
[Revendication 2] Equipement électronique selon la revendication précédente, dans lequel la couche de transfert thermique comprend un bord (41 ) réticulé avec la couche d’étanchéité (3).
[Revendication 3] Equipement électronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de transfert thermique (4) comprend des fibres et un liant, le liant comprenant du polydiméthylsiloxane, les fibres étant enduites du liant.
[Revendication 4] Equipement électronique selon la revendication précédente, dans lequel le liant comprend en outre majoritairement du silicone chargé en oxyde ou nitrure métallique et les fibres sont agencés en trame.
[Revendication 5] Equipement électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de transfert thermique (4) est issue d’un film de transfert thermique.
[Revendication 6] Equipement électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de transfert thermique présente une dureté supérieure à celle de la couche d’étanchéité (3),
[Revendication 7] Equipement électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de transfert thermique (4) a une conductivité thermique supérieure ou égale à 1W/(m.K).
[Revendication 8] Equipement électronique selon l’une des revendications précédentes, le bloc électronique (2) comprend, en outre de la première surface (20) et de la deuxième surface (22), au moins une autre surface (24a, 24b, 24c, 24d), chaque autre surface (24a, 24b, 24c, 24d) est enrobée totalement par la couche d’étanchéité (3).
[Revendication 9] Equipement électronique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche de transfert thermique (4) a une épaisseur comprise entre 0.1 et 0.5mm.
[Revendication 10] Equipement électronique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche d’étanchéité comprend un module de Young E tel que E < 0,1 GPa et une dureté comprise entre 20 shore OO et 70 shore 00.
[Revendication 11] Equipement électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de transfert thermique (4) comprend au moins un trou, et le bloc électronique (2) comprend au moins une patte de fixation (28) comprenant un trou en vis-à-vis du trou de la couche de transfert thermique (4) pour recevoir une vis.
[Revendication 12] Procédé de fabrication d’un équipement électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant :
- une étape de fourniture d’un moule (5) comprenant une paroi de fixation (52a) comprenant une surface interne correspondant à la première surface de transfert thermique (22) au moins une partie de la surface interne (520) dépourvue d’une propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane, - une étape de fourniture d’une couche de transfert thermique correspondant à la forme et à la taille de la surface de transfert thermique (22) du bloc électronique (2),
- une étape de fixation du bloc électronique à la paroi de fixation (52a) du moule (5) en prenant en sandwich la couche de transfert thermique (4) entre la première surface de transfert thermique et la surface interne,
- une étape d’injection d’un liquide d’étanchéité comprenant les matériaux de la couche d’étanchéité (3) sur la surface de connexion (20) du bloc électronique (2) dans le moule (5), formant un premier ensemble (6), le liquide d’étanchéité fluant sur la deuxième surface de connexion (20) jusqu’à venir contre le bord (41 ) de la couche de transfert thermique (4) et jusqu’à recouvrir entièrement la deuxième surface de connexion (20) en étant en contact avec au moins une partie de la base de chaque corps de connecteur (31 ),
- une étape de réticulation d’une couche liquide d’étanchéité formée par le liquide d’étanchéité sur la surface de connexion du bloc électronique en couche d’étanchéité (3) , et
- une étape de démoulage de l’équipement électronique.
[Revendication 13] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel :
- le bloc comprend au moins une paroi de moulage (54a, 54b, 54c, 54d) correspondant à une autre surface du bloc électronique, la paroi de fixation (52a) et l’au moins une paroi de moulage (54a, 54b, 54c, 54d) étant contiguë et ayant au moins chacune une partie d’une surface interne (520) dépourvue d’une propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane et chaque surface interne d’une paroi de moulage est écartée d’une autre surface (24a, 24b, 24c, 24d) du bloc électronique (2),
- lors de l’étape d’injection du liquide d’étanchéité, flue à l’intérieur du moule (5) entre chaque autre surface (24a, 24b, 24c, 24d) du bloc électronique (2) et chaque surface interne de chaque paroi de moulage (54a, 54b, 54c, 54d), lors de l’étape de réticulation, chaque bord (41) de la couche de transfert thermique (4) en contact avec le gel dans le moule (5) réticule avec le gel.
[Revendication 14] Procédé selon la revendication précédente, comprenant en outre :
- une étape de recouvrement d’un bloc (52) de moule (5) par paroi (54a, 54b, 54c, 54d, 52a) du moule (5), par un film d’interface bloc de moule- couche d’étanchéité, à base de Polychlorure de vinyle sur chaque surface interne de chaque bloc, formant la surface interne de chaque paroi de moulage du moule et de la paroi de fixation, dépourvue chacune dune propriété chimique réticulant avec le polydiméthylsiloxane, et
- l’étape de démoulage comprend une sous étape de démontage des blocs de moules puis une sous étape de retrait des films à base de Polychlorure de vinyle restant sur chaque partie de la couche d’étanchéité (3).
[Revendication 15] Procédé selon l’une des revendications précédentes 7 à 9 dans lequel :
- le moule (5) est formé par des paroi de moulage (54a, 54b, 54c, 54d), chaque paroi de moulage étant démontable par rapport aux autres parois du moules et une seule paroi de fixation (52a) se fixant aux autres parois de moulage contigües, le bloc électronique (2) étant fixé uniquement à la paroi de fixation (52a),
- le procédé comprend en outre une étape de montage de chaque paroi du moule autour du bloc comprenant après l’étape de fixation de la paroi de fixation, la fixation de chaque paroi de moulage contiguës à la paroi de fixation les unes après les autres, puis entre elles, en recouvrant chacune les autres faces du bloc électronique.
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