Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :

Modélisation thermique et intégration mécanique des électroniques WFEE

La mission principale consiste à développer et valider un modèle thermique analytique du modèle d'ingénierie WFEE EM afin de prédire les températures de fonctionnement des composants actifs, de quantifier les gradients thermiques et d'identifier les principaux chemins de dissipation.

Le modèle reposera sur un réseau thermique simplifié représentant les sources de chaleur, les composants et les conductances effectives des interfaces entre puces ASIC, boîtiers céramiques, interposeurs, cartes électroniques (PCB) et structure mécanique. Il/Elle devra fournir un outil prédictif exploitable pour guider les choix de conception, sans nécessiter une modélisation exhaustive de la géométrie.

La mission inclura la caractérisation thermique expérimentale des cartes WFEE existantes et en développement, ainsi que la préparation et la réalisation d'essais dans le simulateur spatial de la salle blanche de l'APC. Les mesures permettront de caractériser les températures des composants, d'identifier les gradients thermiques et de valider ou d'affiner le modèle analytique.

La personne recrutée contribuera également à vérifier la conformité de la conception et des procédures d'essais aux exigences applicables du CNES et aux normes spatiales pertinentes, notamment ECSS. Une attention particulière sera portée à l'intégration des ASIC en boîtiers céramiques JLCC et CQFP avec interposeur, afin de consolider les interconnexions, de minimiser les longueurs de bonding et d'optimiser la dissipation thermique. Enfin, la personne recrutée produira des rapports techniques et des publications scientifiques décrivant la méthodologie de modélisation, de caractérisation et d'intégration thermique développée pour garantir des conditions de fonctionnement optimales des circuits WFEE.

Activités :

ACTIVITÉS PRINCIPALES

1. Modélisation thermique analytique du WFEE

● Identifier les sources de dissipation, les noeuds thermiques et les principaux chemins de transfert thermique.

● Établir un modèle de réseau thermique fondé sur les puissances dissipées et les conductances effectives des interfaces.

● Estimer les conductances des interfaces PCB/structure mécanique, composant/PCB et puce ASIC/boîtier, ainsi que les autres interfaces pertinentes.

● Prédire les températures de fonctionnement des ASIC, buffers, régulateurs et autres composants actifs.

● Quantifier les gradients thermiques et étudier leur sensibilité aux paramètres d'intégration et aux conditions aux limites.

● Prendre en compte l'environnement spatial, notamment le vide, la conduction et le rayonnement.

● Exploiter les données mécaniques existantes, notamment les fichiers STEP, pour identifier les interfaces pertinentes.

2. Intégration mécanique et thermique des ASIC et des cartes électroniques

● Étudier les chemins thermiques entre puces, boîtiers, interposeurs, PCB et structure mécanique.

● D

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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :

CONNAISSANCES SCIENTIFIQUES ET TECHNIQUES

● Instrumentation scientifique et chaînes de lecture électroniques.

● Composants électroniques, intégration PCB et dissipation de puissance.

● Transferts thermiques par conduction et rayonnement.

● Résistances, conductances et réseaux thermiques.

● Intégration mécanique et thermique des assemblages électroniques.

● Contraintes thermiques des instruments spatiaux fonctionnant sous vide.

Une connaissance des détecteurs cryogéniques et de leurs chaînes de lecture serait particulièrement appréciée.

COMPÉTENCES OPÉRATIONNELLES

● Développer et exploiter un modèle thermique analytique.

● Estimer les conductances et identifier les résistances thermiques dominantes.

● Réaliser et analyser des mesures thermiques.

● Préparer et conduire des essais en environnement thermique et sous vide.

● Exploiter des données de CAO mécanique et identifier les interfaces pertinentes.

● Comparer différentes solutions d'intégration et formuler des recommandations quantitatives.

● Rédiger des rapports techniques et des publications scientifiques.

La maîtrise d'un logiciel particulier de simulation thermique n'est pas exigée. Une expérience en programmation scientifique ou en simulation numérique serait un atout.

COMPÉTENCES COMPORTEMENTALES

● Capacité d'analyse et de résolution de problèmes complexes.

● Rigueur scientifique et méthodologique.

● Autonomie dans la conduite d'études et d'essais.

● Capacité à relier modélisation, mesures et choix de conception.

● Aptitude au travail en équipe pluridisciplinaire.

● Qualités rédactionnelles et capacité à présenter des résultats scientifiques.

NIVEAU DE RECRUTEMENT

Doctorat en instrumentation scientifique, électronique, mécanique, thermique ou discipline apparentée.

Une expérience en instrumentation et une bonne compréhension des chaînes de lecture électroniques sont recherchées. Une expérience en modélisation thermique analytique ou en gestion thermique des assemblages électroniques serait appréciée.

Des compétences en conception mécanique, CAO, boîtiers céramiques, interposeurs ou intégration par bonding constitueraient un atout. Une connaissance des détecteurs cryogéniques, des exigences CNES et des normes spatiales serait également appréciée.

Contraintes et risques :