FR2541018A1 - Thermal dissipation method, read-write apparatus, and electronic card with high thermal dissipation - Google Patents
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Abstract
Description
"PROCEDE ET SYSTEME POUR PERMETTRE UNE DISSIPATION THERMIQUE
IMPORTANTE DANS UNE CARTE A MEMOIRE ELECTRONIQUE"
La présente invention concerne un procédé pour évacuer les calories produites par un semiconducteur inclus dans une carte portative à mémoire."METHOD AND SYSTEM FOR ALLOWING THERMAL DISSIPATION
IMPORTANT IN AN ELECTRONIC MEMORY CARD "
The present invention relates to a method for discharging the calories produced by a semiconductor included in a portable memory card.
Elle concerne également un appareil de lecture/écriture pour une carte portative à mémoire comportant un circuit semiconducteur qui y est inclus, et une telle carte à mémoire. It also relates to a reader / writer for a portable memory card comprising a semiconductor circuit included therein, and such a memory card.
Dans certaines applications des cartes à mémoire
électroniques, dites aussi cartes d'identification, on désire enregistrer de grandes quantités de données, et également pouvoir modifier ces données. De telles mémoires ré-enregis
trables dites habituellement "EPROM" ont, en général, une dissipation thermique importante, au moins pendant la phase d'écriture.In some applications of memory cards
electronic, also called identification cards, we want to record large amounts of data, and also be able to modify this data. Such memories re-recorded
trables usually called "EPROM" generally have significant heat dissipation, at least during the writing phase.
Or, le problème de l'évacuation des calories produites dans une carte à mémoire est difficile à résoudre du fait des dimensions réduites d'une telle carte et de son matériau constitutif, en général mauvais conducteur de la chaleur. I1 a été proposé, dans-le passé, d'incorporer à la carte une feuille métallique bonne conductrice de la chaleur. Une telle réalisation est décrite dans la demande de brevet français nO 2 486 685. Une carte réalisée selon les enseignements de ce document présente toutefois une capacité d'évacuation thermique encore trop limitée pour certaines applications où l'on désire, par exemple, pouvoir dissiper plus d'un watt pendant environ un quart d'heure. However, the problem of the evacuation of the calories produced in a memory card is difficult to solve because of the reduced dimensions of such a card and of its constituent material, generally a poor conductor of heat. It has been proposed in the past to incorporate a metal sheet which is good conductor of heat on the card. Such an embodiment is described in French patent application No. 2 486 685. A card produced according to the teachings of this document, however, has a still too limited thermal evacuation capacity for certain applications where it is desired, for example, to be able to dissipate more than a watt for about a quarter of an hour.
La demande de brevet français nO 2 423 953 qui ne concerne pas spécifiquement une carte portative propose néanmoins une solution applicable consistant en l'incorporation d'un drain interne qui conduit la chaleur d'un semiconducteur vers une plaque métallique fixée à l'extérieur du montage, par exemple collée, sur une de ses surfaces principales. Ce procédé, assez semblable au précédent apporte une amélioration sensible du fait que la plaque est à l'extérieur, mais toutefois encore insuffisante dans le cas d'une carte portative à cause de ses dimensions réduites(par exemple, une normalisation actuelle pour de telles cartes propose les dimensions suivantes : 85,72 x 55,98 x 0,76 mm). French patent application No. 2 423 953 which does not specifically relate to a portable card nevertheless proposes an applicable solution consisting in the incorporation of an internal drain which conducts the heat of a semiconductor to a metal plate fixed outside the mounting, for example glued, on one of its main surfaces. This process, quite similar to the previous one, brings a significant improvement in that the plate is on the outside, but still insufficient in the case of a portable card because of its reduced dimensions (for example, current standardization for such cards have the following dimensions: 85.72 x 55.98 x 0.76 mm).
Le but de l'invention est de procurer un procédé et un système qui permette des dissipations beaucoup plus importantes que celles autorisées par l'art antérieur. The object of the invention is to provide a method and a system which allows dissipations much greater than those authorized by the prior art.
L'invention repose sur l'abandon d'un préjugé selon lequel un circuit électronique doit comporter des moyens pour évacuer la chaleur qu'il produit. Le procédé selon l'invention est, en effet, remarquable en ce qu'on prévoit dans un appareil de lecture/écriture de ladite carte un dispositif d'évacuation de chaleur qui fait partie intégrante de cet appareil, et en ce que, lorsqu'on met la carte dans l'appareil pour y recevoir ou y fournir de l'information, on la met aussi en contact thermique avec le dispositif d'évacuation de chaleur. En d'autres termes, la carte ne comporte aucun radiateur propre mais est mise en contact avec un radiateur prévu dans l'appareil de lecture/écriture, c'est-à-dire seulement lorsque des calories doivent être évacuées. The invention is based on the abandonment of a prejudice according to which an electronic circuit must include means for removing the heat which it produces. The method according to the invention is, in fact, remarkable in that there is provided in a device for reading / writing said card a heat removal device which is an integral part of this device, and in that, when the card is put in the device to receive or provide information there, it is also put in thermal contact with the heat removal device. In other words, the card does not have any own radiator but is brought into contact with a radiator provided in the read / write device, that is to say only when calories must be removed.
Un appareil delecture/écriture selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il est muni d'un puits de chaleur, dit aussi radiateur, et de moyens pour établir une connexion thermique entre la carte portative et ledit puits de chaleur, lorsque la carte est placée dans l'appareil pour y fournir ou y recevoir de l'information. A read / write device according to the invention is notably remarkable in that it is provided with a heat sink, also called a radiator, and with means for establishing a thermal connection between the portable card and said heat sink, when the card is placed in the device to provide or receive information there.
Ces moyens sont avantageusement constitués d'une surface plane, évacuatrice de chaleur, en connexion thermique avec le puits de chaleur, et d'un agencement mécanique pour appliquer au moins une portion de surface de la carte concontre ladite surface évacuatrice de chaleur. These means advantageously consist of a flat surface, evacuating heat, in thermal connection with the heat sink, and a mechanical arrangement for applying at least a portion of the surface of the card against said heat evacuating surface.
L'appareil est avantageusement muni de moyens pour exercer une pression, éventuellement localisée, sur la carte au droit de la surface évacuatrice de chaleur du puits de chaleur. The device is advantageously provided with means for exerting pressure, possibly localized, on the card in line with the heat-evacuating surface of the heat sink.
Une carte destinée à être utilisée dans un appareil selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'elle comporte un chemin thermique reliant le circuit semiconducteur à une portion de la surface extérieure de la carte. A card intended to be used in an apparatus according to the invention is notably remarkable in that it comprises a thermal path connecting the semiconductor circuit to a portion of the external surface of the card.
Ladite portion de surface extérieure de la carte et le semiconducteur sont avantageusement décalés latéralement l'un par rapport à l'autre pour permettre qu'une pression locale améliorant le contact thermique ne soit pas supportée par le semiconducteur, placé ailleurs. Said outer surface portion of the card and the semiconductor are advantageously offset laterally relative to each other to allow that a local pressure improving the thermal contact is not supported by the semiconductor, placed elsewhere.
L'ensemble de ces dispositions permet d'utiliser un radiateur aussi volumineux qu'on le désire, en bon contact thermique avec le semiconducteur, et améliore ainsi la dissipation permise dans des proportions considérables. All of these provisions allow the use of a radiator as large as desired, in good thermal contact with the semiconductor, and thus improves the allowed dissipation in considerable proportions.
La description qui va suivre, en regard des figures annexées décrivant des exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. The description which follows, with reference to the appended figures describing nonlimiting examples, will make it clear how the invention can be implemented.
La figure 1 représente en perspective une carte à mémoire destinée à être utilisée dans un appareil selon l'invention. FIG. 1 shows in perspective a memory card intended to be used in an apparatus according to the invention.
La figure 2 représente schématiquement un appareil selon l'invention, vu en transparence, après l'introduction d'une carte. FIG. 2 schematically represents an apparatus according to the invention, seen in transparency, after the introduction of a card.
La figure 3 représente le même appareil en position de lecture/écriture. Figure 3 shows the same device in read / write position.
La figure 4 représente une coupe agrandie, selon A, de la carte de la figure 1. FIG. 4 represents an enlarged section, along A, of the card of FIG. 1.
La figure 5 représente une coupe agrandie, selon B, d'une variante de cette même carte. FIG. 5 represents an enlarged section, along B, of a variant of this same card.
La figure 1 représente une carte 6 portative à mémoire. Cette carte contient un semiconducteur placé en regard de la surface 21, semiconducteur qui dégage de la chaleur dans certaines conditions d'utilisation. Des plots de contact électrique 22, reliés aux bornes du semiconducteur, sont apparents en surface de la carte 6. FIG. 1 represents a portable memory card 6. This card contains a semiconductor placed opposite the surface 21, a semiconductor which gives off heat under certain conditions of use. Electrical contact pads 22, connected to the terminals of the semiconductor, are visible on the surface of the card 6.
La figure 2 représente un appareil de lecture/écriture pour une carte du genre de celle de la figure 1. Un tel appareil a été décrit dans la demande de brevet fran çais nO 2 489 558 sans que la question de la dissipation thermique y soit évoquée. I1 comporte essentiellement un conteneur de carte 1 dans lequel on glisse la carte 6, après quoi le conteneur est basculé dans la position montrée par la figure 3, pour amener les plots 22 de la carte contre des contacts électriques fixes 5. Selon la présente invention, on a ajouté un dispositif d'évacuation de chaleur 11 qui fait partie intégrante de l'appareil, et des moyens pour mettre la carte en contact thermique avec ce dispositif 11 lorsqu'elle est placée dans l'appareil pour y recevoir ou y fournir de l'information.L'appareil comporte un ensemble de circuits électroniques connus de l'homme du métier qui ne font pas partie de la présente invention et ne sont pas représentés. Toutefois, ils sont reliés aux plots de contacts de la carte par l'intermédiaire d'un circuit imprimé 10 qui porté des aiguilles souples de contact 5, lesquelles viennent en contact avec les plots 22 lorsque le conteneur de carte 1 est basculé, ainsi que le montre la figure 3. FIG. 2 represents a read / write device for a card of the type of that of FIG. 1. Such a device has been described in the French patent application no. 2,489,558 without the question of heat dissipation being mentioned therein. . I1 essentially comprises a card container 1 in which the card 6 is slid, after which the container is tilted into the position shown in FIG. 3, to bring the studs 22 of the card against fixed electrical contacts 5. According to the present invention , a heat removal device 11 which is an integral part of the device has been added, and means for bringing the card into thermal contact with this device 11 when it is placed in the device for receiving or supplying it The device comprises a set of electronic circuits known to those skilled in the art which are not part of the present invention and are not shown. However, they are connected to the contact pads of the card via a printed circuit 10 which carries flexible contact needles 5, which come into contact with the pads 22 when the card container 1 is tilted, as well as shown in Figure 3.
L'appareil comporte un puits de chaleur, ou radiateur 11, et des moyens pour établir une connexion thermique entre la carte portative 6 et le puits de chaleur 11. Ces moyens sont constitues par un pilier 4, en continuité thermique avec le radiateur 11. La carte 6 vient s'appliquer contre la surface plane évacuatrice de chaleur que constitue la section inférieure de ce pilier proéminent,lorsqu'elle est déplacée grace à l'agencement mécanique constitué par le conteneur basculant, comme le montre la figure 3, pour recevoir de l'information des susdits circuits électroniques ou leur en fournir. The apparatus comprises a heat sink, or radiator 11, and means for establishing a thermal connection between the portable card 6 and the heat sink 11. These means are constituted by a pillar 4, in thermal continuity with the radiator 11. The card 6 is applied against the flat heat-evacuating surface that constitutes the lower section of this prominent pillar, when it is moved thanks to the mechanical arrangement constituted by the tilting container, as shown in FIG. 3, to receive or provide information to the above electronic circuits.
Des moyens sont prévus pour assurer une pression de la carte contre la surface plane située à l'extrémité du pilier 4. Ces moyens sont constitués par un levier 8 oscillant autour de l'axe 24, et portant un bloc 9 de matière mi-dure, telle qubun caoutchouc ou un silicone, ce bloc venant s'appliquer au dos de la carte 6 au travers d'un trou prévu dans le conteneur. L'extrémité gauche de ce levier 8 est biseautée, et un verrou 2 biseauté lui aussi dans le sens adéquat exerce lorsqu'il est déplacé vers la droite, par exemple au moyen d'un solenolde 20, une force vers le haut sur l'extrémité du levier 8, ce qui appuie le bloc 9 sur la carte et permet donc d'exercer une pression de de la carte contre la surface évacuatrice de chaleur du pilier 4. Means are provided for ensuring pressure of the card against the flat surface located at the end of the pillar 4. These means are constituted by a lever 8 oscillating around the axis 24, and carrying a block 9 of semi-hard material , such as rubber or silicone, this block being applied to the back of the card 6 through a hole provided in the container. The left end of this lever 8 is bevelled, and a bolt 2 also bevelled in the correct direction exerts when it is moved to the right, for example by means of a solenoid 20, an upward force on the end of the lever 8, which presses the block 9 on the card and therefore makes it possible to exert pressure from the card against the heat-evacuating surface of the pillar 4.
Le pilier 4 est prévu pour venir en contact avec la seule partie de la carte où de la chaleur doit être évacuée; il présente donc une aire réduite inférieure à celle de la carte. De la meme façon, les moyens de pression, et en particulier le bloc 9, assurent une pression localisée à l'endroit de la surface évacuatrice de chaleur du pilier 4. Pillar 4 is designed to come into contact with the only part of the card where heat must be removed; it therefore has a reduced area less than that of the map. In the same way, the pressure means, and in particular the block 9, provide localized pressure at the location of the heat-evacuating surface of the pillar 4.
La figure 4 représente une vue en coupe selon A de la carte de la figure 1. Cette carte est constituée par un empilage de feuilles d'épaisseurs adéquates 15A, 13, 14, 15B. 4 shows a sectional view along A of the card of Figure 1. This card consists of a stack of sheets of adequate thicknesses 15A, 13, 14, 15B.
Les feuilles 15A, 15B constituentunecouverture de protection des éléments électriques portés par la feuille 13.The sheets 15A, 15B constitute a protective cover for the electrical elements carried by the sheet 13.
Celle-ci est constituée par exemple par un classique circuit imprimé double face à trous métallisés sur lequel est rapporté un semiconducteur 7 dont les connexions électriques sont réalisées par des fils 18, reliés aux plots de sortie 22 par des pistes conductrices 19 et des trous métallisés 17. La feuille 14 constitue une cale d'épaisseur dans un logement de laquelle le semiconducteur 7 est placé.This is constituted for example by a conventional double-sided printed circuit with metallized holes on which is attached a semiconductor 7 whose electrical connections are made by wires 18, connected to the output pads 22 by conductive tracks 19 and metallized holes 17. The sheet 14 constitutes a shim in a housing in which the semiconductor 7 is placed.
Au droit du semiconducteur 7, est réalisée dans le circuit imprimé 13 une série de trous métallisés 16 assez rapprochés les uns des autres. Plusieurs rangées de tels trous sont disposées cte à cbte de façon à être présents sur presque toute la surface correspondant au circuit semiconducteur 7. In line with the semiconductor 7, a series of metallized holes 16 fairly close to one another is produced in the printed circuit 13. Several rows of such holes are arranged side by side so as to be present over almost the entire surface corresponding to the semiconductor circuit 7.
Une métallisation 21 (voir aussi figure 1) est disposée sur la surface extérieure correspondante de la feuille 13. Les trous métallisés sont avantageusement remplis d'une matière conductrice de la chaleur et constituent un chemin thermique qui relie le circuit semiconducteur à la métallisation 21. Un orifice est prévu dans la feuille protectrice 15A de façon à laisser apparaître en surface la métallisation 21 qui constitue donc une portion de la surface extérieure de la carte. A metallization 21 (see also FIG. 1) is arranged on the corresponding external surface of the sheet 13. The metallized holes are advantageously filled with a material which conducts heat and constitute a thermal path which connects the semiconductor circuit to the metallization 21. An orifice is provided in the protective sheet 15A so as to allow the metallization 21 to appear on the surface, which therefore constitutes a portion of the outer surface of the card.
On peut craindre que la pression exercée par le bloc 9 des figures 2 et 3, appliquée au droit du semiconducteur 7, risque de détériorer ce dernier. Ceci peut être évité au moyen d'un enrobage mécaniquement résistant remplissant la cavité de la feuille 14 dans laquelle est logé le semiconducteur 7. It is feared that the pressure exerted by the block 9 of Figures 2 and 3, applied to the right of the semiconductor 7, may deteriorate the latter. This can be avoided by means of a mechanically resistant coating filling the cavity of the sheet 14 in which the semiconductor 7 is housed.
Toutefois, une solution particulièrement efficace est de décaler latéralement l'un par rapport à l'autre le semiconducteur et la portion de surface extérieure destinée à évacuer les calories. La figure 5 montre une forme de réalisation de ce décalage. Elle correspond à une coupe selon
B dans la carte de la figure 1. Le semiconducteur 7 est appliqué contre une plaque métallique 23 qui s'étend latéralement jusqu'au droit d'une surface extérieure 210 constituée d'une couche métallique. A cet endroit, un ensemble de trous métallisés 16 crée une liaison thermique entre la couche 210 et la plaque 23, de la même manière que dans l'exemple précédent.However, a particularly effective solution is to offset the semiconductor and the outer surface portion intended for removing calories laterally with respect to each other. Figure 5 shows an embodiment of this offset. It corresponds to a cut according to
B in the card of Figure 1. The semiconductor 7 is applied against a metal plate 23 which extends laterally to the right of an outer surface 210 consisting of a metal layer. At this location, a set of metallized holes 16 creates a thermal bond between the layer 210 and the plate 23, in the same manner as in the previous example.
Pour offrir une bonne conduction thermique, la plaque 23 doit avoir une épaisseur non négligeable ; il est alors utile de prévoir une feuille isolante supplémentaire 13B dans la constitution de la carte. Cette feuille a la même épaisseur que la plaque 23 et présente une fenêtre pour y loger cette dernière. To provide good thermal conduction, the plate 23 must have a significant thickness; it is then useful to provide an additional insulating sheet 13B in the constitution of the card. This sheet has the same thickness as the plate 23 and has a window for accommodating the latter.
Bien entendu, d'autres formes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Of course, other embodiments are possible without departing from the scope of the invention.
Par exemple, d'autres moyens que des trous métallisés peuvent être utilisés pour assurer la conduction ther mique entre deux couches, notamment l'insertion d'une rondelle métallique en contact avec le semiconducteur, ainsi que le décrit le document déjà cité FR 2 423 953, pages 8-9 et figure 2, mais sans utiliser le radiateur (43) faisant partie du circuit. I1 existe également des-appareils lecteurs de carte plus compliqués dans lesquels on utilise des rouleaux motorisés pour faire avancer la carte en position de lecture, et des têtes de contact mobiles qui viennent s'appliquer contre la carte. For example, other means than metallized holes can be used to ensure thermal conduction between two layers, in particular the insertion of a metal washer in contact with the semiconductor, as described in the document already cited FR 2 423 953, pages 8-9 and figure 2, but without using the radiator (43) which is part of the circuit. There are also more complicated card reader devices in which motorized rollers are used to advance the card to the reading position, and movable contact heads which are applied against the card.
L'adaptation des moyens de mise en oeuvre de l'invention au cas particulier de tels lecteurs est à la portée de l'homme du métier. The adaptation of the means of implementing the invention to the specific case of such readers is within the reach of those skilled in the art.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8302493A FR2541018A1 (en) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Thermal dissipation method, read-write apparatus, and electronic card with high thermal dissipation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8302493A FR2541018A1 (en) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Thermal dissipation method, read-write apparatus, and electronic card with high thermal dissipation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2541018A1 true FR2541018A1 (en) | 1984-08-17 |
| FR2541018B1 FR2541018B1 (en) | 1985-04-05 |
Family
ID=9285971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8302493A Granted FR2541018A1 (en) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Thermal dissipation method, read-write apparatus, and electronic card with high thermal dissipation |
Country Status (1)
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