La gestion thermique

Le 10/09/2021 à 12:17  

La gestion thermique des systèmes électroniques joue un rôle de plus en plus important

Le besoin de solutions spéciales pour gérer l'excès de chaleur dans les produits électroniques ne cesse de croître. La rapidité des évolutions technologiques a accru les exigences, notamment en ce qui concerne les circuits imprimés. Dans cette  newsletter, Jeffrey Beauchamp, NCAB Group USA et Mario Cianfriglia, NCAB Group Italie, décrivent les progrès dans ce domaine et les méthodes disponibles pour la gestion thermique.

Les trois principales méthodes pour gérer la chaleur dans un circuit imprimé :

  • Le SMI (Support Métallique Isolé) où le PCB est constitué d’une plaque de métal, généralement en aluminium, présentant un feuillard de cuivre liée à un pré-imprégné ou à une résine spéciale conduisant la chaleur.
  • Le regroupement de vias qui utilise plus de trous et, où pour dissiper la chaleur, on augmente la quantité de cuivre ou on emploie une résine époxy thermiquement conductrice.
  • Le copper coin où des éléments de cuivre supplémentaires sont liés à des composants spécifiques pour évacuer directement la chaleur.

Comment gérer l'excès de chaleur au niveau de la carte nue ?

Mario Cianfriglia:“Dans un projet bien géré, on doit prendre en compte dès la phase de conception la manière dont les composants doivent être placés sur la carte et le dimensionnement des pistes. Il est également important de s'assurer que l'épaisseur du cuivre est suffisante pour éviter l'accumulation de chaleur au-delà des niveaux de tolérance définis. Les concepteurs doivent effectuer le suivi de toutes les données relatives aux composants de l'assemblage et aux matériaux de base utilisés. Ils doivent également connaître la température à laquelle le circuit imprimé devra fonctionner afin d'identifier la matière la plus appropriée en termes de Tg (température de transition vitreuse) et de Td (température de décomposition). Le PCB ne doit jamais s'approcher des températures auxquelles les matériaux pourraient se décomposer et entraîner une panne prématurée du circuit.”

Jeffrey Beauchamp:"Au niveau de la carte, il existe plusieurs méthodes pour transférer l'excès de chaleur. Le plus simple est de coller le PCB à une plaque d'aluminium. En combinaison avec un matériau composite préimprégné thermique, on obtient une gestion thermique très élémentaire. L'étape suivante consisterait à inclure une base métallique isolée appelée SMI, souvent présente dans l'éclairage industriel. Cette méthode est généralement utilisée dans les cartes simple face. Une plaque de base en métal, en général en aluminium, est ici recouverte d'une fine couche de préimprégné ou de résine, puis d'un feuillard de cuivre. Le SMI peut également être utilisé dans les cartes se composant de deux à quatre couches, bien que cela soit plus complexe en termes de conception. Certains systèmes d'éclairage automobiles de haute technologie sont fabriqués à l'aide de SMI à couche unique en métal flexible et conformé."

Pour en savoir plus, NCAB France vous donne rendez-vous le jeudi 23 septembre 2021 à 10h00 pour un webinaire consacré à la gestion thermique.

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