La fonction de la plaque arrière thermique du processeur
L'utilisation d'une plaque arrière avec dissipateur thermique est un excellent moyen de réduire le stress sur une puce BGA. Les plaques arrière sont parfois appelées plaque de support ou plaque de renfort. Les ingénieurs en systèmes thermiques savent que leurs conceptions doivent non seulement refroidir les composants électroniques, mais doivent également être mécaniquement fiables pour éviter des pannes coûteuses sur le terrain. Les systèmes électroniques haute performance d'aujourd'hui ont tendance à utiliser des dispositifs électroniques de très haute puissance qui exigent des solutions thermiques sophistiquées utilisant des performances élevées, telles que la gamme de dissipateurs thermiques haute performance de Radian qui comprend des caloducs ou des chambres à vapeur. De plus, les ingénieurs en systèmes thermiques doivent généralement inclure des matériaux d'interface thermique (TIM) hautes performances à l'interface entre le dissipateur thermique (ou la plaque froide) et l'appareil pour obtenir les meilleures performances thermiques.
Les pressions d'interface élevées créent généralement des contraintes mécaniques élevées. Les dispositifs tels que les BGA ont tendance à développer des contraintes localisées élevées dans les billes de soudure résultant de la pression d'interface, ainsi que des charges de choc, de vibration et de transport. Une plaque arrière correctement conçue est un élément clé d'une conception solide, car elle rigidifie et soutient le dispositif BGA (ou autre) et atténue les contraintes maximales localisées dans les billes de soudure qui sont inévitables dans de telles conceptions.
Des billes de soudure trop sollicitées provoquent de nombreux problèmes tels que la fissuration des billes de soudure, le soulèvement des plots de PCB et un phénomène appelé « fluage » de la soudure. Le « fluage » est une déformation du matériau qui se produit lorsque les matériaux – la soudure dans ce cas – se déforment au fil du temps sous une charge constante. Ceci est très différent des déformations plastiques normales qui se produisent lorsque les matériaux sont soumis à des contraintes au-delà de leur limite d'élasticité. Dans la soudure, le fluage se produit à des niveaux de contrainte bien inférieurs à la limite d'élasticité de la soudure. Dans les réseaux de billes de soudure rapprochées, le fluage aura tendance à déformer gravement les billes de soudure très sollicitées, ce qui, avec le temps, peut entraîner des courts-circuits car la bille déformée s'aplatit suffisamment pour entrer en contact physique avec une bille adjacente. C'est ce qu'on appelle un « pontage de soudure induit par fluage ». Étant donné que le fluage peut se produire sur de longues périodes, le phénomène est difficile à détecter et apparaît souvent lorsque le système a été sur le terrain – tombant parfois en panne des mois, voire un an, voire plus, après sa mise en service.
Une plaque arrière bien conçue augmente également la capacité de vos systèmes à résister aux dommages causés par les chocs, les vibrations et les charges de transport.
