Propriétés et applications des CMM
Matériaux composites à matrices métalliques

5.1 Propriétés thermiques

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5.1.1 Application en électronique de puissance

Un des grands domaines actuels d'utilisation des CMM est la gestion thermique de systèmes électroniques. En effet, ces 40 dernières années, le domaine de l’électronique de puissance a connu une forte progression dans de nombreux secteurs industriels (aéronautique, automobile, ferroviaire, forage). Cette évolution est liée à celle du marché de l’énergie fossile, qui a subi l’augmentation significative du prix du pétrole brut et aux développements des concepts actuels de véhicules électriques et de véhicules électriques hybrides. La miniaturisation des composants électroniques et l’augmentation de leur nombre dans les assemblages a nécessité l’utilisation de systèmes de dissipation thermique de plus en plus performants.

Traditionnellement, la dissipation thermique des dispositifs électroniques (puces, cartes, etc.) dans les assemblages d'électronique de puissance est réalisée par l'utilisation de métaux à haute conductivité thermique, tels que le cuivre ou l'argent, comme drains thermiques (figures 9 et 10). Néanmoins, la grande différence de coefficient de dilatation thermique (CDT) entre le drain thermique et le substrat céramique conduit à une fatigue thermomécanique dans la jonction, et par conséquent à une éventuelle défaillance prématurée du dispositif. C'est pourquoi le CDT et la conductivité thermique du drain doivent être optimisés spécifiquement à l'application, sinon, la durée de vie des appareils électroniques peut être considérablement limitée. Parmi le grand nombre de CMM existants, les plus efficaces et donc les plus couramment développés pour la dissipation de la chaleur sont les CMM base cuivre ou aluminium. Le principal avantage de l'aluminium par rapport au cuivre est son poids plus léger, ce qui le rend intéressant pour les applications de transport.

En général, les CMM présentent plusieurs améliorations par rapport aux matériaux actuellement utilisés :

• CDT inférieure...