Tutoriel de blindage electromagnétique CEM

Posté le 2 juin 2015 par refroidissement.elec

De nombreuses questions nous arrivent sur ce sujet.
la CEM coute chere et donc en parler va nous generer du chiffre d’affaire…un opportuniste pourrait repondre cela…

ici rien de tout ça, nous sommes fidele à notre démarche pragmatique : La CEM c’est l’art d’enfermer des parasites dans une boite, ou empecher les parasites d’entrer dans une boite electronique…
si on ferme les fenetres, les ouvertures… ca chauffe ! et on retombe bien sur notre besoin de management thermique !

http://management-thermique.fr/141-vitre-blindee-cem-verre-polycarbonate





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il existe d’excellente formations dispensées pour les bureaux d’etudes.
ici le sommaire d’une d’entre elles :

  • Rappel des Bases de la CEM

· Définitions et objectifs de la CEM
· Terminologies (le trio, les unités)
· Exemples de perturbations (ordre de grandeur)

  • Rappels des fondamentaux en électromagnétisme

· Antenne (principe, ordre de grandeur, caractéristiques)
· Onde (longueur d’onde, champ proche / lointain, propagation…)
· Relation domaine fréquentiel / temporel

  • Introduction à la CEM des cartes électroniques

· Rappel sur le composant et le PCB

  • Perturbations extérieures

· Analyse de risque CEM
· Préconisations génériques et spécifiques

  • Différents couplages électromagnétiques

· Couplages par impédance commune
· Diaphonie capacité / inductive
· Mode différentiel / mode commun

  • Construire une analyse de routage

Quelques normes utiles pour ce sujet, il ne faut jamais coller purement à une spec d’un fournisseur (s’il vous lache…) mais toujours a un standard qui suit :

EN 61000-6-1: Compatibilité électromagnétique CEM

MIL-STD-461 F: Control of Electromagnetic Interference

GAM-EG-13, 1ere partie : Perturbations ElectroMagnetique

TEMPEST :  Telecommunications Electronic Material Protected from Emanating Spurious Transmissions.

NSA NO. 94-106 SHIELDED

NF EN 55022 Mars 2007 : perturbations radioélectriques

Avec les 6 normes ci dessus on couvre 99.9% des besoins de manufacturer OEM ainsi que des Bureaux d’etudes.

Apres il faut aller dans les normes ci dessous…

 

ABD100 1.8 directive Airbus ´Electrical and Installation Requirements´

AMD-24C Airbus specification Voltage Spike requirement for A350XWB,

AIR 2021/E Caractéristiques des réseaux électriques à bord des aéronefs.

UK Defence Standard DEF STAN 59-411:  Electromagnetic Compatibility

Eurocopter TN N 000 A 0503 & Eurocopter SPX 902 A002 E01

Electromagnetic Compatibility SPX902A0002E01

Boeing D6-36440 EMI, Environmental and Structural Requirement

PSA Peugeot Citroën B21 7110 : environnement électriques électroniques

BMW Group Standard GS 95002 Electromagnetic Compatibility (EMC

Renault 36-00-808 : COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE

EUROCAE ED-14G :

RTCA DO160-F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne

Section 19 : Sensibilité aux signaux induits

Radiated Susceptibility / Immunity Magnetic Fields 20 Hz – 100kHz

Section 20 : Sensibilité aux radios fréquences (rayonnées et conduites)

Section 21 : Émission d’énergie en radio fréquence

IEC Standards+ CISPR 22 ed6.0NF  EN  50121. – Applications ferroviaires. – Compatibilité électromagnétique

MIL-C-14806A,

Directive 89/336/CEE : comptabilité électromagnétique

NATO STANAG 4435: Electromagnetic Compatibility

Directive 2004/108/CE compatibilité

IEEE 299-2006. Electromagnetic Shielding Enclosures

NF EN 55022 Mars 2007 : perturbations radioélectriques

STANAG 4436:1993Electromagnetic Compatibility

AECTP-500 Ed. 3 (2009)Electromagnetic Environmental Effects Test

AECTP-500 Ed. 2 (2006)

STANAG 4435:1993

STANAG 4436:1993

STANAG 4437:1994

AECTP 250: Electrical and Electromagnetic test Conditions.

GAM EG 13 . Norme Interarmées / GAM – Guerre Air Mer

MIL-E-12397B, abrasion resistance of reflection-reducing films

MIL-C-675C, anti-reflection coatings on optical materials.

AFSC DH 1-4 : Electromagnetic Compatibility

DIN VG 95373 : Electromagnetic compatibility

CEI IEC 61587-3 performance du blindage électromagnétique

STANAG 4370 Ed. 3 (2008) Environmental Testing

CISPR 25 , ISO 11452-2:2004. perturbations Èlectriques

ISO 7637-2:2011. Vehicules routiers — Perturbations

ISO 11452-4:2011. Vehicules routiers — perturbations

ISO 10605:2008 Road vehicles – electrostatic discharge

http://management-thermique.fr/141-vitre-blindee-cem-verre-polycarbonate

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Publié dans Packaging Electronique, Refroidissement diphasique, Refroidissement Direct, Refroidissement fluidique, Refroidissement Indirect, Refroidissement par air

Les coûts de non qualité en Management Thermique

Posté le 2 mai 2015 par refroidissement.elec

Des pertes considérables pour l’entreprise sont souvent engendrées par une qualité mauvaise des composants de dissipation thermique.

L’estimation des coûts de la non qualité permet de connaître les gisements à exploiter pour accroître la compétitivité, d’établir des priorités pour les actions correctives et de mesurer globalement les progrès. On raison souvent en Sourcing Achat Pur avec un objectif de saving : c’est hélas loin du cout complet.

En effet, les coûts résultants de la non qualité se décomposent en :

* Coût de détection : dépenses engagées pour vérifier la conformité des produits aux exigences de qualité.

un fournisseur local aura peu de frais pour les couts de détection. si une visite est nécessaire, cela peut se faire dans la journée avec de la réactivité. pas besoin de visas de billets d’avion pour voir de toute façon quelque chose qui aura été préparé pour votre visite « surprise »

     * Coût de prévention : investissements humains et matériels engagés pour vérifier, prévenir et réduire les anomalies.

la visite régulière des fournisseurs est une tache importante dans l’acte d’achat BtoB, on voit si l’entreprise est pérenne, comment les équipes fonctionne….cela conforte la stratégie achat ou au contraire indique qu’il est temps de passer à des nouveaux modèles économiques d’achats…





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     * Coût des anomalies internes : frais encourus lorsque le produit ne satisfait pas aux exigences avant d’avoir quitté l’entreprise.

Souvent la relance, le suivi, l’expediting coutent énormément cher à l’entreprise et au service achat. des prestataires externes sont souvent embauchés pour cette tache… leur objectifs étant … (et cela se comprend) de faire durer la mission !! il est nécessaire en 2015 d’avoir un fournisseur avec un extranet « commande » ou l’on retrouve toute la commande (prix, accusé de réception, bordereau de livraison, colisage, numéro de suivi du colis) ainsi on a l’info disponible gratuitement, et en tout temps et tous lieu !

     * Coûts des anomalies externes : frais encourus lorsque le produit ne répond pas aux exigences de qualité après avoir quitté l’entreprise.

C’est bien connu que le diable se niche dans les détails… un fournisseur en management thermique doit être clair et précis dans la définition du matériel. que ce soit du grade d’aluminium à la forme des pas de vis… ainsi on quantifie mieux ce que l’on achète et l’analyse ratio prix/prestation est plus précis.

http://www.management-thermique.fr/

Dans les Directions des Achats, le proverbe suivant revient en force : « Je ne suis pas assez riche pour acheter bon marché »

Ceci est un fait, si vous dépensez de l’argent dans des composants bon marché, vous aurez à en racheter de nouveau dans quelques mois, le taux de rebut et de reprise sur ligne de fabrication sera élevé. Il est donc préférable de payer plus cher, cela vous évitera de futures dépenses.

De plus, les composants bons marché vous fait perdre du temps pour les trouver, du temps pour les réparer…Ce qui peut vite devenir frustrant ! Au final vous perdrez plus d’argent. le Logiciel SAP est excellent pour tracer et identifier ces couts qui font grimper votre prix de revient pondéré (PRP).

Comme le disent les allemands : « Ce qui est bon marché coûte plus cher ! »…ça c’est l’adage…. mais quand vous travaillez sur un segment industriel, l’utilisation de composants prémium donnent des USP « unique selling point » à vos équipes et donc plus de ventes… comme vous achetez en plus grosse quantité, votre prix de revient pondéré baisse…. et votre marge augmente…

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Publié dans Packaging Electronique, Refroidissement diphasique, Refroidissement Direct, Refroidissement fluidique, Refroidissement Indirect, Refroidissement par air

Choisir une plaque froide de refroidissement electronique.

Posté le 4 avril 2015 par refroidissement.elec

La plaque froide liquide est un dissipateur échangeur thermique utilisé en électronique. Pour aider le métal à refroidir, on va faire circuler dans l’épaisseur de la plaque froide un liquide. Les calories sont ainsi évacuées à l’extérieur du calculateur ou du convertisseur de puissance.

plaque froide liquide

Les problématiques abordées sont souvent d’ordre de la performance de l’échangeur thermique, du type d’ailettes internes, mais peu de fabricants s’intéressent aux propriétés intrinsèques du fluide caloporteur qui va évacuer les calories. Cela peut se comprendre, c’est la cold plate qui est génératrice de marge et de profitabilité sur le projet. le liquide est lourd, peu cher pour certains , difficile a expédier sur les manifestes de transport…et en plus… ça fuit !

Le Refroidissement par liquide est une solution pour les applications avec des kilowatts à sortir.

http://management-thermique.fr/9-refroidissement-fluidique

Voici des exemples de  gammes de liquides de refroidissement à usage électronique. Les deux criteres sont l’isolation électrique et le fluide caloporteur dans les situations où l’air ne permet pas de transporter suffisamment de chaleur ou lorsque le refroidissement des composants s’effectue dans un espace restreint. Les liquides de refroidissement pour les liquid cold plates en électrotechniques sont généralement les suivants :

  • Clariant Antifrogen N : Fluide caloporteur conventionnel, aux propriétés antigel et anticorrosion.
  • Brenntag Monoethylene glycol 30% ou Ethylene glycol/water (EGW) mixture
  • COOLANOL silicate ester synthetic dielectric heat transfer fluids




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    • COOLANOL 2O
    • COOLANOL 25R
    • COOLANOL 35R
    • COOLANOL OS-59
    • COOLANOL 45R : très connu pour les radars à antenne active avec un balayage électronique AESA active electronically scanned array.
  • Polyalphaolefin (PAO) MIL-PRF-87252C or NATO S-1748
  • XCELTHERM® 500M Coolant Fluid

  •  Propylene Glycol based Heat-Transfer Fluids Propylene glycol/water (PGW) mixture
  • 3M™ Fluorinert™
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-40
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-43
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-70
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-72
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-75 ( Perfluoro-2-butyltétrahydrofurane )
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-77
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-770
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-104
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-3283
    • 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquid FC-3284

Attention certains de ces fluides sont de puissants gaz à effets de serre.  de plus certains ne doivent pas être respirés du fait de leurs nocivité. Demandez systématique la MSDS pour etre sur de l’innocuité du produit sur votre démonstrateur.

http://management-thermique.fr/9-refroidissement-fluidique

En analysant les différentes fiches techniques des excellents produits ci dessus, on se rend compte que le choix est vaste. L’approche doit être guidée par un schéma très pragmatique : Cahier des charges succincts, démonstrateur sur table, Go-no Go, cahier des charges exhaustif, Invitation to BID, puis seulement les cotations commerciales avec leurs points forts et faibles pour la production série vous seront utiles. c’est une approche « low-cost – quick iteration » qui est utilisé dans les sociétés californiennes et les compagnies aériennes low-costs.

 

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Publié dans Non classé, Packaging Electronique, Refroidissement fluidique

3 causes principales de pannes dans l’electronique

Posté le 19 mars 2015 par refroidissement.elec

Que ce soit de l’électronique grand publique, electronique militaire, aéronautique, calculateur automobile, guidage agricole, il y a et aura toujours des pannes…. plus ou moins proches et plus ou moins évidentes…

3 causes principales :

Component Package Failures : Chaque puce ou transistor ou composant est encapsulé dans une sorte de « plastique » noir avec des « pattes ».

il peut griller à cause du stress thermique : surchauffe du composant lui même ou surchauffe de l’environnement, on dépasse la température de jonction Tj et hop. composant grillé. (si on fait passer trop d’ampérage dans un composant donné : P=Uxi => même résultat.

Solder Joint and Contact Failures : Chaque soudure et chaque contact avec un fil est un risque potentiel…

pour les soudures, les process de déverminage font que cela est de plus en plus rare…. L’intérêt du déverminage est d’éliminer les défauts de jeunesse d’un composant ou d’une carte électronique (intrinsèque aux constituants ou conséquences du process de production) en faisant apparaître les pannes en usine plutôt qu’en exploitation. déverminage classique (Burn-in) ou le  déverminage HASS

la cause principale est encore le stress thermique à cause des cycles « chaud froid » quand on sollicite la carte électronique. quand on chauffe : on pousse la patte du composant soudé, quand elle refroidit, on « tire » la patte du composant. il en résulte des micro-fissures, des micro-coupures et des pannes.




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PCB Failures : le verre epoxy est tres sollicité :

on économisé sur la largeur des pistes cuivre, donc la piste chauffe plus… parfois les multi-couches ne sont pas bien alignés…. cela n’empêche pas le fonctionnement, mais quand les soudures « tirent » les pattes des composants…. le PCB souffre… encore un problème thermique…

Hormis les problèmes évidents de conception : Erreurs de design, sourcing low cost volontaire, Utilisation par le client final hors des limites… 70% des problèmes viennent d’une mauvaise gestion de la température dans le boitier. L’exemple du client qui utilise un peu fort un matériel est révélateur… si le management thermique est bon, le produit tiendra (service Duty S4 100%) est un bon guide IEC….

http://management-thermique.fr/

Quelques terminologies utiles pour parler le même langage :

MTTF  » Mean Time To Failure » (Temps moyen de fonctionnement avant panne).
MTBF  » Mean Time Between Failure » (Temps moyen entre pannes).
MDT  » Mean Down Time  » (Durée moyenne d’indisponibilité)
MUT  » Mean Up Time  » (Durée moyenne de fonctionnement après réparation)
MTTR  » Mean Time To Repair  » (Durée moyenne de réparation )
Le plus important à chiffrer : Perte de notoriété, Perte de Production, Perte de clients, Couts de réparation, Image d’obsolescence programmée…
L’iut.univ-lemans a fait un bon PDF pour faire quelques calculs
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Publié dans Non classé, Packaging Electronique, Refroidissement Direct, Refroidissement Indirect