La R&D, pour MECAGINE, est un axe stratégique fort. Il lui permet de développer de nouveaux savoir-faire qui peuvent ensuite être valorisés au sein de projets clients, le tout en contribuant à renforcer l’image d’expert technique de la société.

Depuis sa création, MECAGINE a mené plusieurs projets internes de R&D. Le dernier en date est un outil de prédimensionnement thermique que nous allons vous présenter dans cet article.

L’enjeu : évaluer les risques thermiques et les besoins de refroidissement des composants d’un PCB (Printed Circuit Board) en quelques minutes, par opposition aux heures ou jours nécessaires pour des simulations détaillées CFD (Computational Fluid Dynamics), le tout en minimisant la perte de précision.

Gestion des problématiques thermiques

Le besoin de miniaturisation et de performance des produits électroniques actuels a souvent tendance à demander de plus en plus de puissance dans un volume toujours plus restreint. Deux besoins antagonistes pour maintenir des composants électroniques à une température idéale, permettant de garantir leur bon fonctionnement ainsi que leur durée de vie, ce qui nécessite de trouver le compromis parfait.

Afin de relever ce challenge, il est nécessaire de prendre en compte ces problématiques le plus tôt possible dans un projet.

Pour y parvenir, les équipes MECAGINE ont mis au point un outil de prédimensionnement thermique qui facilite la phase de décision en début de projet afin d’orienter au mieux les choix d’architecture, de composants et les solutions de refroidissement à envisager pour la suite.

Cet outil permet ainsi de réduire fortement les risques techniques d’un projet, optimisant les délais et coûts des développement en diminuant les risques d’itérations.

Résultats

L’outil nécessitant des données 3D très limitées, il permet de tester très tôt et rapidement dans le projet des configurations variées de mise en œuvre thermique de systèmes électroniques. Il fournit un aperçu instantané de la plage de températures que les composants vont être amenés à atteindre en tenant compte du type de refroidissement, du flux d’air et des dimensions approximatives des PCB et du boitier. Il rend possible une comparaison aisée avec les valeurs de température de jonction ou ambiantes maximales fournies par les datasheets des fabricants.

Il permet donc dès les premières étapes d’évaluer les risques liés à l’usage d’un composant électronique en particulier, ou ceux liés à la proximité des uns vis-à-vis des autres. Il permet également de donner une idée macro des débits d’air requis, de la nécessité de mettre en place un refroidissement actif ou passif, des ponts thermiques, etc. Des choix structurants dans le développement d’un produit.

Nos équipes ont ainsi comblé un manque dans les solutions actuelles de simulation thermique en permettant de consolider et de dérisquer ses développements produits, améliorant au passage son offre de services.

Conclusion

Nathan Vignon, le responsable technique de MECAGINE, conclut :

« Félicitations à toute l’équipe pour cette performance !

L’outil garde néanmoins une marge de progression : nous avons prévu en 2024 de nouveaux travaux, en particulier en optimisant la prise en compte du rayonnement thermique. Cela permettra d’améliorer les résultats dans les cas de système ou la dissipation par convection est faible ou nulle. Par exemple dans le vide ou dans des volumes confinés. »