FR2598031A1 - Boitier pour semi-conducteur de puissance - Google Patents

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Abstract

BOITIER POUR SEMI-CONDUCTEUR DE PUISSANCE, COMPRENANT DE PART ET D'AUTRE DU SEMI-CONDUCTEUR 1 DEUX ELECTRODES 2, 3 EN MATERIAU BON CONDUCTEUR CALORIFIQUE ET ELECTRIQUE, MUNIES SUR LEURS FACES EXTERIEURES D'AILETTES 4, 5 ACCROISSANT LA SURFACE D'ECHANGE AVEC UN FLUIDE DE REFROIDISSEMENT, ET SUR SON POURTOUR UNE ENTRETOISE 8 EN MATERIAU ISOLANT ELECTRIQUE. LE MATERIAU DE L'ENTRETOISE EST UNE RESINE SYNTHETIQUE THERMOPLASTIQUE OU THERMODURCISSABLE, CHARGEE OU NON, RENFORCEE PAR FIBRES MINERALES OU NON.

Description

Boitier pour semi-conducteur de puissance
La présente invention concerne un boitier pour semi-conducteur de puissance, comprenant de part et d'autre du semi-conducteur deux électrodes en matériau bon conducteur calorifique, munies sur leur face extérieure d'ailettes accroissant la surface d'échange avec un fluide de refroidissement, et sur son pourtour une entretoise en matériau isolant électrique.
Il est décrit dans le document F#-A-2496987 un boîtier pour semi-conducteur de puissance, comprenant des électrodes circulaires en un matériau bon conducteur de l'électricité et de la chaleur, tel que le cuivre, enserrant le semi-conducteur lui-même. Ces électrodes sont munies sur leur face opposée au semi-conducteur qu'elles enserrent de rainures parallèles définissant des ailettes améliorant le coefficient d'échange de chaleur entre elles et le matériau réfrigérant venant à leur contact, tel qu'un hydrocarbure fluoré. Par ailleurs, il est disposé autour du semi-conducteur et à l'extérieur du cylindre défini par le pourtour des électrodes une entretoise isolante en céramique, reliée par des jupes à l'une et l'autre des électrodes.
Une telle entretoise isolante en céramique est relativement coûteuse et nécessite des précautions particulières et un outil de fermeture spécial pour assurer son scellement convenable sur ses jupes de jonction avec les électrodes. Par ailleurs, en dépit des ailettes de refroidissement des électrodes, on observe parfois un échauffement excessif du semi-conducteur.
La présente invention a pour but de procurer un boîtier pour semi-conducteur de puissance plus simple, moins coûteux, de fabrication plus facile, démontable, et présentant un coefficient de transfert de chaleur des électrodes au matériau réfrigérant venant à leur contact encore amélioré.
Le bottier selon l'invention est caractérisé en ce que le matériau de l'entretoise est une résine synthétique thermoplastique ou thermodurcissable, chargée ou non, renforcée par fibres minérales ou non.
Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes - L'entretoise est disposée à l'intérieur du cylindre enveloppe du pourtour des électrodes, qui sont munies des ailettes sur la totalité de leur surface extérieure.
- Il est disposé entre l'entretoise et les électrodes des joints d'étanchéité.
- Les joints d'étanchéité sont disposés dans des gorges creusées le long du pourtour de l'entretoise ou des électrodes.
- Une borne électrique étanche est disposée dans la paroi de l'entretoise isolante.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un bottier pour semi-conducteur de puissance selon 11 invention.
La figure 1 représente le bottier en coupe par un plan passant par son axe.
La figure 2 représente le bottier en plan.
Le semi-conducteur 1, constitué par un substrat de tungstène recouvert d'une couche de silicium, et protégé de part et d'autre par une couche d'aluminium, est enserré entre deux électrodes en cuivre 2, 3, creusées de rainures parallèles telles que 4, 5 délimitant entre elles des ailettes trapézoïdales telles que 6, 7, améliorant la transmission de chaleur du semi-conducteur à un fluide de refroidissement circulant au contact de ces électrodes. Ces ailettes peuvent être de profil différent, notamment rectangulaire. Cette entretoise est percée d'un orifice 13 permettant l'insertion d'une borne conductrice étanche, reliée à l'intérieur du bottier à la gâchette de commande dans le cas d'un thyristor. Il est disposé entre ces électrodes sur leur pourtour une entretoise 8 en matériau isolant électrique, par exemple en composite fibres de verre-résine époxy. Des joints toriques 9, 10, disposés dans des gorges 11, 12 le long du pourtour de l'entretoise, assurent l'étanchéité des jonctions entre l'entretoise et les électrodes. Du fait que les électrodes rainurées s'étendent jusqu'au bord extérieur de l'entretoise isolante, on voit que le coefficient de transmission calorifique du semi-conducteur au fluide réfrigérant est amélioré par rapport à un bottier où la partie rainurée des électrodes serait limitée à l'extérieur par le diamètre intérieur de l'entretoise.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1/ Boîtier pour semi-conducteur de puissance, comprenant de part et d'autre du semi-conducteur (1) deux électrodes (2, 3) en matériau bon conducteur calorifique et électrique, munies sur leurs faces extérieures d'ailettes (4, 5) accroissant la surface d'échange avec un fluide de refroidissement, et sur son pourtour une entretoise (8) en matériau isolant électrique, caractérisé en ce que ce dernier matériau est une résine synthétique thermoplastique ou thermodurcissable, chargée ou non, renforcée par fibres minérales ou non.
2/ Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise (8) est disposée à l'intérieur du cylindre enveloppe du pourtour des électrodes, qui sont munies des ailettes sur la totalité de leur surface extérieure.
3/ Boîtier selon les revendications 1 ou 2, carars en qulil est disposé entre l'entretoise et les électrodes des joints d'étanchéité (9, 10).
4/ Boîtier selon la revendication 3, caractérisé en ce que les Joints d'étanchéité sont disposés dans des gorges (11, 12) creusées le long du pourtour de l'entretoise ou des électrodes.
5/ Boîtier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une borne électrique étanche est disposée dans la paroi de l'entretoise isolante.
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