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Conception des cartes pour ordinateurs. Partie 1

Article de référence | Réf : E3586 v1

Conception des cartes pour ordinateurs. Partie 2

Auteur(s) : Jean JOLY

Date de publication : 10 août 2007

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Dissipation thermique dans les systèmes électroniques

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RÉSUMÉ

Les cartes informatiques ont une importance stratégique reconnue pour garantir les performances des systèmes informatiques. Leurs perspectives d’évolution prévisibles sont très liées à celles des circuits intégrés et des processeurs, à savoir une plus grande intégration, l’augmentation de la taille des puces, et l’augmentation de la rapidité des systèmes numériques et donc des puissances dissipées. De nouvelles technologies sont en train de passer du stade de la recherche et du développement à celui des utilisations industrielles et laissent aussi prévoir de nouvelles orientations.

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Auteur(s)

Jean JOLY : Ingénieur ENSEA - Ancien Responsable Développement Packaging Bull SA - Consultant 3JConseil

INTRODUCTION

Les cartes informatiques sont-elles différentes des autres supports d’interconnexion ? Qui différencie ces cartes des autres circuits imprimés couramment utilisés dans d’autres produits ou systèmes électroniques ?

D’après le découpage de iNEMI , ces cartes sont utilisées dans les familles des produits « bureautique et gros systèmes d’entreprises », par exemple, les systèmes de stockage de masse, les serveurs et ordinateurs de bureau, les postes de travail et les ordinateurs personnels, ou bien dans les « produits portables », par exemple les ordinateurs portables, les PDA, les notebooks, etc.

Les cartes de ces produits sont constituées par l’assemblage d’un grand nombre de composants standards et de mémoires autour d’un ou plusieurs processeurs qui assurent le traitement des données.

Les cartes informatiques sont caractérisées par :

des performances électriques élevées (rapidité) liées à celle des processeurs ;
une très grande complexité liée à l’important nombre d’interconnexions des composants ;
des caractéristiques physiques exigeantes liées aux contraintes électriques, thermiques et mécaniques des processeurs.

En général, les cartes informatiques nécessitent donc :

des grandes dimensions ;
un nombre de couches important pour assurer le routage des signaux ;
des matériaux performants pour assurer la rapidité des signaux sans en altérer la forme ;
des propriétés thermomécaniques qui permettent de garantir le refroidissement des processeurs et d’assurer la fiabilité de fonctionnement des systèmes.

Dans le dossier précédent Conception des cartes pour ordinateurs. Partie 1 et dans ce présent dossier, nous analysons successivement tous les points liés à la conception des cartes en partant de l’évolution des processeurs et des challenges technologiques à prévoir dans les prochaines années. Concernant les symboles, le lecteur se reportera en Conception des cartes pour ordinateurs. Partie 1 .

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - * - International Electronics Manufacturing Initiative : INemi Road Map Edition (2004).
(2) - * - International Technology Roadmap for Semi Conductors ITRS Edition (2005).
(3) - * - International Printed Circuit IPC National Technology Roadmap Overview (2002/2003).
(4) - * - Intel : Technology Journal et Technology @ Intel Magazine.
(5) - Material and Processes for Microwave. - ISHM (1991).
(6) - CHEN (R.Y.) - Signal Integrity. - Sigrity, Inc. IEEE EMC Symposium.
(7) - Thermal Management in Microelectronics. - ISHM (1984).
...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - TECHNOLOGIES DES CARTES

1.1 - Circuit imprimé multicouche
1.2 - Technologie microvia ou HDI
1.3 - Couches externes
1.4 - Matériaux
1.5 - Cartes électro-optiques

2 - TECHNOLOGIES D’ASSEMBLAGE ET D’INTERCONNEXION

2.1 - Évolution des composants
2.2 - Assemblage des composants
2.3 - Packaging des mémoires
2.4 - Contraintes thermomécaniques

$Exemple de fracture d’un joint brasé sur un flip chip (source Bull)$