FR3060847A1 - Module electronique de puissance comprenant une face d'echange thermique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module électronique de puissance (10) comprenant : - un substrat (30) ; - au moins un composant de puissance (20) monté sur le substrat (30) ; - au moins une borne de connexion (15c) agencée pour réaliser une connexion électrique entre l'intérieur et l'extérieur du module électronique de puissance (10) ; - une face, dite face d'échange thermique (43), destinée à être couplée à un échangeur thermique (50); le composant de puissance (20), au moins une partie de la borne de connexion (15c) et au moins une partie dudit substrat (30) étant noyés dans un surmoulage (5) en matériau isolant électriquement, ledit surmoulage (5) formant un boitier (25) du module électronique de puissance (10) ; caractérisé en ce que le module électronique de puissance (10) comprend en outre une plaque de transfert thermique (40) sur laquelle ledit boitier (25) est solidarisé, la plaque de transfert thermique (40) étant hors dudit surmoulage (5) et formant ladite face d'échange thermique (43).
Description
Domaine technique
La présente invention concerne un ensemble électrique comprenant un dispositif d’échange thermique optimisé tel qu’utilisé notamment dans le domaine de l’automobile.
État de la technique antérieure
Dans de nombreuses applications industrielles, des modules électroniques de puissance sont mis en œuvre afin de mettre en forme des signaux électriques permettant de piloter le fonctionnement d’un système électrique, tel que par exemple un moteur électrique utilisé dans le domaine automobile.
Du fait notamment des intensités des courants électriques alimentant et/ou générés par un tel module électronique de puissance, les composants électroniques du module électronique de puissance dissipent par effet Joules de grandes quantités de chaleur. En l’absence de système de refroidissement, l’accumulation des calories produites par le fonctionnement des composants électroniques conduit à une élévation de leur température. Au-delà d’une température critique, les capacités des composants électroniques décroissent, diminuant les performances générales du module électronique de puissance. Une élévation continue et incontrôlée de la température du module électronique de puissance peut ainsi conduire à un dysfonctionnement, voire à une panne et/ou une casse de certains composants électroniques et/ou dudit module électronique de puissance. Pour cette raison, des dissipateurs thermiques sont souvent associés aux modules électroniques de puissance afin d’améliorer les échanges thermiques desdits modules électroniques de puissance avec leur environnement proche.
On connaît le brevet japonais JP4906650 B2 dans lequel un module électronique de puissance comprend un boiter formé d’une résine époxy surmoulée autour de composants électroniques et d’un substrat sur lequel sont montés les composants électroniques. Le surmoulage comprend une plaque métallique sur laquelle le substrat est monté. La plaque métallique est destinée à être fixée sur un échangeur thermique pour une dissipation thermique du module de puissance. Cependant, l’intégration de la plaque métallique dans le surmoulage complexifie le procédé de fabrication du module électronique de puissance. En outre la plaque métallique ne s’étend que sur une portion de la face du module électronique de puissance qui vient en contact avec l’écbangeur thermique, ce qui limite la conduction thermique depuis l’intérieur du module électronique de puissance vers l’échangeur thermique.
-2La présente invention a pour objet de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages qui apparaîtront dans la description qui suit.
En particulier, un but de la présente invention est d’améliorer les transferts thermiques entre un module électronique de puissance et un échangeur thermique et ainsi limiter l’élévation de température au niveau du module électronique de puissance.
Exposé de l’invention
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un module électronique de puissance comprenant :
— un substrat ;
— au moins un composant de puissance monté sur le substrat ;
— au moins une borne de connexion agencée pour réaliser une connexion électrique entre l’intérieur et l’extérieur du module électronique de puissance ;
— une face, dite face d’échange thermique, destinée à être couplée à un échangeur thermique ; le composant de puissance, au moins une partie de la borne de connexion et au moins une partie dudit substrat étant noyés dans un surmoulage en matériau isolant électriquement, ledit surmoulage formant un boîtier du module électronique de puissance ;
caractérisé en ce que le module électronique de puissance comprend en outre une plaque de transfert thermique sur laquelle ledit boîtier est solidarisé, la plaque de transfert thermique étant hors dudit surmoulage et formant ladite face d’échange thermique.
Ainsi, l’invention conforme à son premier aspect comprend une plaque de transfert thermique qui est rapportée contre le boîtier du module électronique de puissance après l’opération de surmoulage. Le module électronique de puissance est donc obtenu plus facilement par rapport à l’art antérieur. En outre, la face d’échange thermique étant formée par la plaque de transfert thermique, la face d’échange thermique est donc dépourvue de la matière isolante électrique formant le surmoulage du module électronique de puissance. Ainsi, la conduction thermique entre le module électronique de puissance et un échangeur thermique contre lequel le module électronique de puissance est positionné est amélioré.
Notamment, le module électronique de puissance comprend au moins un composant de puissance pouvant prendre la forme :
— d’un composant électronique passif tel qu’une résistance électrique et/ou un composant capacitif ; et/ou
-3— d’un composant électronique actif tel que par exemple un transistor, par exemple du type transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET pour « Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ») ou transistor bipolaire à grille isolée (1GBT pour « lnsulated Gâte Bipolar Transistor ») ; et/ou — d’une puce semi-conductrice permettant de réaliser une ou plusieurs fonctions logiques afin de permettre au module électronique de puissance de mettre en forme les signaux électriques de puissance ; la ou les puces semi-conductrices sont notamment des puces nues dont une encapsulation est réalisée par le module électronique de puissance, en particulier par l’intermédiaire de son matériau électriquement isolant noyant tout ou partie des composants de puissance.
Le composant de puissance est notamment fixé solidairement sur le substrat. Afin de mettre en forme les signaux électriques de puissance, le module électronique de puissance peut comprendre plusieurs composants de puissance reliés entre eux par au moins une connexion électrique.
Le substrat peut être au moins en partie isolant. Â titre d’exemple non limitatif, le substrat peut être du type PCB (« Printed Circuit Board » pour circuit imprimé) formé par un assemblage d’une ou plusieurs fines couches électriquement conductrices, telle que du cuivre, séparées par un matériau isolant, par exemple une résine époxy. Le substrat peut être formé par une lame métallique.
Le ou les composants de puissance peuvent être fixés solidairement au substrat de manière à établir au moins une connexion électrique entre une partie de chaque composant de puissance et le substrat, préférentiellement au niveau d’une piste électrique. Le ou les composants de puissance peuvent être fixés sur le substrat par collage, via notamment une colle électriquement conductrice de préférence, par brasage ou par soudage.
Notamment, la plaque de transfert thermique est formée d’un matériau thermiquement conducteur afin de favoriser la conduction thermique des calories dans ladite plaque de transfert thermique.
Notamment, le substrat est compris au moins en partie à l’intérieur du surmoulage. En particulier, le surmoulage entoure au moins en partie une périphérie du substrat.
De manière à pouvoir interagir avec l’équipement électrique auquel le module électronique de puissance est connecté, le composant de puissance ou au moins une partie des composants de puissance peut être électriquement connectée à la ou les borne(s) de connexion afin de pouvoir transférer une énergie électrique entre l’équipement électrique et le ou les composants de puissance correspondants. Ce transfert d’énergie peut se faire depuis le(s) composant(s) de puissance vers la ou
-4les borne(s) de connexion, ou alternativement dans le sens de la ou les borne(s) de connexion vers le(s) composant(s) de puissance.
De manière avantageuse, le module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention peut comprendre au moins une des perfectionnements suivants dont les caractéristiques peuvent être prises seules ou en combinaison :
— la plaque de transfert thermique consiste en un support s’étendant principalement suivant un plan et comprenant un bord extérieur compris dans ledit plan ; En particulier, la plaque de transfert thermique comprend une tranche formant un bord périphérique de ladite plaque de transfert thermique ;
— la plaque de transfert thermique comprend une première portion contre laquelle vient ledit boîtier et une deuxième portion périphérique adjacente à la première portion, ladite deuxième portion comprenant des éléments de fixation de la plaque sur l’échangeur thermique ;
— les dimensions de la plaque de transfert thermique suivant ledit plan sont supérieures aux dimensions suivant ce plan de la face du boîtier venant en contact contre ladite plaque d’échange thermique, ; Autrement dit, dans une vue suivant une direction perpendiculaire audit plan, la plaque de transfert thermique déborde autour du boîtier du module électronique de puissance ; ainsi, la surface d’échange thermique entre la face du boîtier et la plaque de transfert thermique est la plus grande possible, ce qui améliore l’échange thermique entre l’intérieur du boîtier et la plaque de transfert thermique ; notamment la portion débordant autour du boîtier correspond à la deuxième portion de la plaque de transfert thermique ;
— la face du boîtier par l’intermédiaire de laquelle ledit boîtier est en contact avec la plaque de transfert thermique, comprend une partie métallique ; ce qui améliore la conductivité thermique et facilite les échanges thermiques avec la plaque de transfert thermique ; notamment la partie métallique appartient à une face du substrat ; Préférentiellement, la partie métallique est de la plus grande dimension possible afin d’améliorer le transfert thermique entre l’intérieur du boîtier et la plaque de transfert thermique.
— la partie métallique est brasée ou frittée sur la plaque de transfert thermique de manière à solidariser le boîtier et la plaque de transfert thermique ;
— la face du boîtier par l’intermédiaire de laquelle ledit boîtier est en contact avec la plaque de transfert thermique, est formée par le surmoulage en matériau isolant électriquement.
-5la face d’échange thermique est opposée à une face de la plaque de transfert thermique contre laquelle le boîtier est monté ;
la plaque de transfert thermique est formée au moins en partie d’un matériau métallique ; le matériau métallique est notamment choisi parmi les alliages de cuivre, et/ou alliages de nickel ;
la plaque de transfert thermique est reliée électriquement à une masse électrique du module électronique de puissance ; notamment un fil de connexion électrique relie la masse électrique du module électronique de puissance à la plaque de transfert thermique ; le fil de connexion électrique peut être soudé ou serti sur la plaque de transfert thermique ;
le matériau électriquement isolant du module électronique de puissance est une résine époxy ;
le boîtier a une forme générale parallélépipédique ;
la face du boîtier par l’intermédiaire de laquelle ledit boîtier est en contact avec la plaque de transfert thermique est la face de plus grande dimension du boîtier ;
la borne de connexion électrique comprend une portion s’étendant au-delà du boîtier afin de faciliter la connexion électrique avec un équipement électrique extérieur ;
l’au moins une borne de connexion électrique s’étend au-delà du boîtier depuis un des côtés de plus petite dimension du boîtier.
la plaque de transfert thermique est fixée solidairement sur l’échangeur thermique ; notamment, la plaque de transfert thermique est brasée ou vissée sur l'échangeur thermique ; notamment, la plaque de transfert thermique comprend des moyens d’encliquetage coopérant avec des moyens d’encliquetage complémentaires de l’échangeur thermique ;
une interface thermique est placée entre la face d’échange thermique et l’échangeur thermique afin d’améliorer le transfert de calories depuis la face d’échange thermique vers l’échangeur thermique ; l’interface thermique est par exemple une graisse thermique ;
la plaque de transfert thermique est montée contre une paroi d’un échangeur thermique ;
la plaque de transfert thermique forme une plaque de fermeture d’un échangeur thermique du type d’une boite à eau ; notamment, la face d’échange thermique est en contact avec de l’eau circulant dans la boite à eau ;
-6— la face d’échange thermique de la plaque de transfert thermique comprend une pluralité d’excroissances destinées à augmenter sa surface d’échange avec un fluide en contact avec ladite face ;
— Le fluide en contact avec la face d’échange thermique est préférentiellement de l’air ou de l’eau ;
— Les excroissances s’étendent en saillie au-delà d’un plan principal de la face d’échange thermique, et préférentiellement perpendiculairement à ce plan principal de la face d’échange thermique ; les excroissances sont préférentiellement issues de matière avec la face d’échange thermique ; notamment les excroissances sont en forme de colonnettes cylindriques ou d’ailettes parallélépipédiques ;
L’invention concerne selon un deuxième aspect un ensemble électrique comprenant une pluralité de modules électroniques de puissance, chaque module électronique de puissance comportant :
— un substrat ;
— au moins un composant de puissance monté sur le substrat ;
— au moins une borne de connexion agencée pour réaliser une connexion électrique entre l’intérieur et l’extérieur du module électronique de puissance ;
le composant de puissance, au moins une partie de la borne de connexion et au moins une partie dudit substrat étant noyés dans un surmoulage en matériau isolant électriquement, ledit surmoulage formant un boîtier du module électronique de puissance respectif ;
caractérisé en ce que l’ensemble comprend en outre une plaque de transfert thermique sur laquelle les boîtiers des modules électroniques de puissance sont solidarisés, la plaque de transfert thermique étant hors des surmoulages des modules électroniques de puissance et formant une face, dite face d’échange thermique, destinée à être couplée à un échangeur thermique.
Ainsi, l’invention conforme à son deuxième aspect permet d’interfacer thermiquement une plaque de transfert thermique avec tous les modules électroniques de puissance de l’ensemble électrique, permettant ainsi d’augmenter la dissipation thermique de l’ensemble électrique. Les calories générées par chaque module électronique de puissance durant leur fonctionnement sont transférées vers la plaque de transfert thermique pour être dissipées par l’échangeur thermique. L’invention conforme à son deuxième aspect permet ainsi de mieux réguler la température interne de chaque module électronique de puissance. Les modules électroniques partagent une même plaque de transfert thermique, l’ensemble étant obtenu plus simplement que dans l’art antérieur.
-ΊL’ensemble électrique peut comprendre l’une quelconque des caractéristiques décrites en relation avec le module électronique de puissance selon le premier aspect de l’invention.
Notamment, la plaque de transfert thermique contient une première portion contre laquelle vient les boîtiers des modules électroniques de puissance, une deuxième portion périphérique adjacente à la première portion, ladite deuxième portion comprenant des éléments de fixation de la plaque sur l’échangeur thermique.
Notamment, la plaque de transfert thermique consiste en un support s’étendant principalement suivant un plan et comprenant un bord extérieur compris dans ledit plan ; En particulier, la plaque de transfert thermique comprend une tranche formant un bord périphérique de ladite plaque de transfert thermique.
En particulier, les dimensions de la plaque de transfert thermique suivant ledit plan sont supérieures aux dimensions suivant ce plan des faces des boîtiers venant en contact contre ladite plaque d’échange thermique, ; Autrement dit, dans une vue suivant une direction perpendiculaire audit plan, la plaque de transfert thermique déborde autour des boîtiers des modules électroniques de puissance ; ainsi, la surface d’échange thermique entre les faces des boîtiers et la plaque de transfert thermique est la plus grande possible, ce qui améliore l’échange thermique entre l’intérieur des boîtiers et la plaque de transfert thermique ; notamment la portion débordant autour des boîtiers correspond à la deuxième portion de la plaque de transfert thermique ;
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
~ la FIGURE 1 illustre une vue en perspective d’un premier exemple de réalisation d’un ensemble électrique conforme au deuxième aspect de l’invention ;
~ la FIGURE 2 illustre une vue de profil d’un premier exemple de réalisation d’un module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention ;
~ la FIGURE 3 illustre une vue de profil d’un deuxième exemple de réalisation d’un ensemble électrique conforme au deuxième aspect de l’invention ;
-8— la figure 4 illustre une vue de profil d’un deuxième exemple de réalisation d’un module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention.
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Description détaillée de l’invention
La FIGURE 2 illustre un exemple de module électronique de puissance 10 selon le premier aspect de l’invention. En référence aux FIGURES 1 et 3. un exemple d’ensemble électrique 1 selon le deuxième aspect de l’invention est décrit. Sur les FIGURES 1 et 3. l’ensemble électrique 1 comprend trois modules électroniques de puissance 10.
Chaque module électronique de puissance comprend un substrat 3θ sur lequel sont montés une pluralité de composants de puissance 20. Dans les exemples illustrés, le substrat 3θ a une forme générale rectangulaire. Éventuellement, le substrat 3θ peut prendre n’importe quelle forme en fonction par exemple de l’encombrement disponible dans l’environnement du module électronique de puissance.
Chaque composant de puissance 20 est fixé solidairement au substrat 3θ> notamment de manière à établir au moins une connexion électrique entre ledit composant de puissance 20 et ledit substrat 3θ· Plus particulièrement, les composants de puissance 20 sont reliés électriquement à des pistes électriques non représentées et formées dans un matériau électriquement conducteur à la surface du substrat 3θ> tel que par exemple du cuivre ou un alliage de cuivre.
Le substrat 3θ est préférentiellement du type d’un circuit imprimé tel que décrit précédemment ou un substrat formé d’un matériau conducteur électriquement, par exemple une lame métallique.
-9Les composants de puissance 20 peuvent être par exemple du type d’un transistor de puissance afin d’amplifier un signal électrique ou d’un circuit intégré afin de réaliser une fonction logique prédéfinie.
Le module électronique de puissance 10 comprend aussi une pluralité de bornes de connexion 15a-15c agencées pour conduire un signal électrique entre l’intérieur du modulé électronique de puissance 10 et un équipement électrique auquel le module électronique de puissance 10 est connecté électriquement. De manière connue, l’équipement électrique est connecté électriquement à au moins une partie des bornes de connexion 15a, 15b, 15c des modules électroniques de puissance 10, notamment par l’intermédiaire de fils conducteurs.
Des pistes électriques ou des fils électriques sont agencés pour conduire un signal électrique entre une borne de connexion 15a, 15b, 15c et/ou un composant de puissance 20, ou entre deux composants de puissance 20. Typiquement, les pistes électriques ou les fils électriques sont formés d’un matériau métallique conducteur, tel que le cuivre ou un alliage de cuivre.
Dans l’exemple illustré sur la FIGURE 1, les bornes de connexion 15a, 15b, 15c s’étendent latéralement au-delà des surmoulages formant les boîtiers respectifs des modules électroniques de puissance. Préférentiellement, les bornes de connexion 15a, 15b, 15c sont réparties suivant les largeurs de chaque module de connexion 10. Plus particulièrement, un premier côté d’un module électronique de puissance 10 comprend deux bornes de connexion 15a, 15b, et un deuxième côté du module électronique de puissance 10 comprend une seule borne de connexion 15c. Les bornes de connexion 15a, 15b, 15c s’étendent en saillie au-delà d’une surface externe du surmoulage 5 formant le boîtier 25 du module électronique de puissance 10. Cette surface externe est par exemple une face du surmoulage 5 s’étendant suivant une direction transversale par rapport à la face d’écbange thermique 43, comme illustré par exemple en figure 1.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 2, le module électronique de puissance 10 comprend une borne de connexion 15c qui s’étend au-delà de la surface du substrat 3θ· En d’autres termes, la borne de connexion 15c s’étend en saillie par rapport à la surface supérieure 3' du substrat 30. Plus particulièrement, la borne de connexion s’étend en saillie au-delà d’une surface externe du surmoulage 5 formant le boîtier 25 du module électronique de puissance 10. Cette surface externe est par exemple opposée par rapport à la face d’écbange thermique 43 comme illustré en figure 2.
Dans les exemples illustrés aux FIGURES 1 et 2, les bornes de connexion 15a, 15b, 15c ont par exemple une forme de lame et notamment une section transverse rectangulaire.
-10Chaque module électronique de puissance 10 est délimité par un surmoulage 5 respectif formant le boîtier 25 du module électronique de puissance. En particulier, le surmoulage 5 supporte le substrat 30. Avantageusement, le substrat 30 est noyé au moins en partie dans le surmoulage 5·
Les composants de puissance 20, au moins une partie des bornes de connexion 15a, 15b, 15c et au moins une partie du substrat 30 sont noyés dans le surmoulage 5· Le surmoulage 5 remplit notamment tout l’espace situé à l’intérieur du boîtier 25· Préférentiellement, le surmoulage 5 est en un matériau isolant électriquement du type d’une résine époxy.
Le boîtier 25 comprend aussi une face 26 venant contre une plaque de transfert thermique 40. Le boîtier 25, et plus particulièrement la face 26 est fixée solidairement sur la surface supérieure 42 de la plaque de transfert thermique 40.
La plaque de transfert thermique 40 consiste notamment en un support s’étendant principalement suivant un plan et comprenant un bord extérieur compris dans ce plan, notamment comme illustré sur les figures. En particulier, la plaque de transfert 40 est dépourvue de portion s’étendant suivant une direction transversale au plan. La plaque de transfert thermique 40 contient une première portion 40a contre laquelle viennent le ou les boîtiers 25 et une deuxième portion périphérique 40b adjacente à la première portion 40a. La deuxième portion 40b comprend des éléments de fixation de la sur un échangeur de thermique 50. Comme visible sur la LIGURE 1, les éléments de fixation peuvent comprendre des ouvertures 35a-35d dans lesquelles des vis peuvent être introduites pour fixer la plaque de transfert thermique 40 sur l’échangeur thermique 50.
Dans les exemples de réalisation illustrés sur les LIGURES 1 et 3, trois modules électroniques de puissance 10 sont montés sur la plaque de transfert thermique 40. Les dimensions de la plaque de transfert thermique 40 suivant le plan dans lequel elle s’étend sont supérieures à celles des modules électroniques de puissance 10 pris collectivement. En d’autres termes, la plaque de transfert thermique 40 s’étend périphériquement autour de tous les modules électroniques de puissance 10.
De même dans l’exemple de réalisation illustré sur la LIGURE 2, le module électronique de puissance 10 est monté sur la plaque de transfert thermique 40 dont les dimensions sont supérieures aux dimensions analogues du module électronique de puissance 10. Sur les LIGURES 2 et 3, le module électronique de puissance 10 ou l’ensemble électrique 1 sont respectivement montés sur un échangeur thermique 50 prenant la forme d’une boite à eau. L’échangeur thermique 50 comprend un boîtier 51 formant une cavité 55 à l’intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, tel que de l’eau par exemple. L’échangeur thermique 50 permet d’évacuer les calories produites par le(s) module(s) électronique(s) de puissance 10 durant leur fonctionnement.
L’échangeur thermique 50 illustré sur les LIGURES 2 et 3 est fermé par une plaque de fermeture.
-11Comme visible sur la FIGURE 3> la plaque de fermeture est formée par la plaque de transfert thermique 40· Les modules électroniques de puissance 10 sont situés sur la face supérieure 42 de la plaque de transfert thermique, et la face du dessous, correspondant à la face d’échange thermique 43> est en appui contre le boîtier 51 de l’écbangeur thermique 50.
Comme visible sur la FIGURE 2, la plaque de transfert thermique 40 est interposée entre la plaque de fermeture 52 de l’échangeur thermique 50 et le module électronique de puissance 10. Dans ce mode de réalisation, la plaque de transfert thermique 40 prend la forme d’une plaque parallélépipédique dans laquelle la face supérieure 42 est parallèle à la face inférieure, correspondant à la face d’échange thermique 43· La plaque de fermeture 52 est située entre la plaque de transfert thermique 40 et la cavité 55·
Dans le mode de réalisation illustré sur la FIGURE 2, la plaque de fermeture 52 de la boite à eau 50 prend la forme d’une plaque dont la face inférieure 54 comprend une pluralité de colonnettes 53a53e qui s’étendent en saillie au-delà d’un plan de la surface inférieure 54 de la plaque de fermeture 52. Les colonnettes 53a-53e permettent d’augmenter la surface d’échange entre la plaque de fermeture — et donc la plaque de transfert thermique 40 — et le fluide de refroidissement. Finalement, les colonnettes 53a-53e permettent d’améliorer les échanges thermiques et la dissipation des calories générées par le(s) module(s) de puissance 10. Les colonnettes 53a-53e et/ou la plaque de fermeture 52 sont préférentiellement au moins en partie en contact avec le fluide de refroidissement de l’échangeur thermique 50. Les colonnettes pourraient être remplacées par des ailettes.
Dans le mode de réalisation illustré sur la FIGURE 3> la plaque de transfert thermique 40 forme la plaque de fermeture de la boite à eau 50. La face d’échange thermique 43 de la plaque de transfert thermique 40 comprend une pluralité de colonnettes 41a-41j qui s’étendent en saillie au-delà d’un plan de la face d’échange thermique 43 de la plaque de transfert thermique 40. Les colonnettes 41a41j permettent d’augmenter la surface d’échange entre la plaque de transfert thermique 40 et le fluide de refroidissement. Finalement, les colonnettes 41a-41j permettent d’améliorer les échanges thermiques et la dissipation des calories générées par le(s) module(s) de puissance 10. Les colonnettes 41a-41j et/ou la plaque de transfert thermique 40 sont préférentiellement au moins en partie en contact avec le fluide de refroidissement de l’échangeur thermique 50. Les colonnettes pourraient être remplacées par des ailettes.
Dans les exemples illustrés en figures 1 à 3> la face 26 du boîtier 25 par l’intermédiaire de laquelle le boîtier 25 est en contact avec la plaque de transfert thermique 40, est formée par le surmoulage 5 en matériau isolant électriquement.
Alternativement, dans un exemple illustré en figure 4> la face 26 du boîtier 25 par l’intermédiaire de laquelle le boîtier 25 est en contact avec la plaque de transfert thermique 40, comprend une partie
-12métallique 26a. Notamment, la partie métallique 26a est brasée sur la plaque de transfert thermique 40de manière à solidariser le boîtier 25 et la plaque de transfert thermique 4θ· En particulier, la partie métallique 26a est comprise dans le substrat 3θ·
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux 5 aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (8)
- Revendications1. Module électronique de puissance (lo) comprenant :— un substrat (30) ;— au moins un composant de puissance (2θ) monté sur le substrat (30) ;— au moins une borne de connexion (l5a, 15b, 15c) agencée pour réaliser une connexion électrique entre l’intérieur et l’extérieur du module électronique de puissance (lo) ;— une face, dite face d’écbange thermique (43), destinée à être couplée à un échangeur thermique ;le composant de puissance (2θ), au moins une partie de la borne de connexion (l5a, 15b, 15c) et au moins une partie dudit substrat (30) étant noyés dans un surmoulage (5) en matériau isolant électriquement, ledit surmoulage (5) formant un boîtier (25) du module électronique de puissance (lo) ;caractérisé en ce que le module électronique de puissance (lo) comprend en outre une plaque de transfert thermique (40) sur laquelle ledit boîtier (25) est solidarisé, la plaque de transfert thermique (40) étant hors dudit surmoulage (5) et formant ladite face d’écbange thermique (43)·
- 2. Module électronique de puissance (lo) selon la revendication 1, dans lequel la plaque de transfert thermique (40) consiste en un support s’étendant principalement suivant un plan et comprenant un bord extérieur compris dans ledit plan.
- 3. Module électronique de puissance (lo) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la plaque de transfert thermique (40) contient une première portion (40a) contre laquelle vient ledit boîtier (25), une deuxième portion périphérique (40b) adjacente à la première portion (40a), ladite deuxième portion (40b) comprenant des éléments de fixation (35a, 35b, 35c, 35d) de la plaque (40) sur l’échangeur de thermique.
- 4. Module électronique de puissance (lo) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la face (26) du boîtier (25) par l’intermédiaire de laquelle ledit boîtier (25) est en contact avec la plaque de transfert thermique(40), comprend une partie métallique (26a).
- 5. Module électronique de puissance (lo) selon la revendication 4, dans lequel la partie métallique (26a) est brasée ou frittée sur la plaque de transfert thermique (40) de manière à solidariser le boîtier (25) et la plaque de transfert thermique (40).-146. Module électronique de puissance (lo) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la face (26) du boîtier (25) par l’intermédiaire de laquelle ledit boîtier (25) est en contact avec la plaque de transfert thermique (40), est formée par le surmoulage (5) en matériau isolant él ectr i q u em en t.
- 7. Module électronique de puissance (lo) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face d’écbange thermique (43) est opposée à une face (42) de la plaque de transfert thermique (40) contre laquelle le boîtier (25) est monté.
- 8. Ensemble électrique (l) comprenant une pluralité de modules électroniques de puissance (lo), chaque module électronique de puissance (lo) comportant :— un substrat (30) ;— au moins un composant de puissance (20) monté sur le substrat (30);— au moins une borne de connexion (l5a, 15b, 15c) agencée pour réaliser une connexion électrique entre l’intérieur et l’extérieur du module électronique de puissance (lo) ;le composant de puissance (20), au moins une partie de la borne de connexion (l5a, 15b, 15c) et au moins une partie dudit substrat (30) étant noyés dans un surmoulage (5) en matériau isolant électriquement, ledit surmoulage (5) formant un boîtier (25) du module électronique de puissance (lo) respectif ;caractérisé en ce que l’ensemble (l) comprend en outre une plaque de transfert thermique (40) sur laquelle les boîtiers (25) des modules électroniques de puissance (lo) sont solidarisés, la plaque de transfert thermique (40) étant hors des surmoulages (5) des modules électroniques de puissance (lo) et formant une face, dite face d’écbange thermique (43), destinée à être couplée à un échangeur thermique.
- 9. Ensemble électrique (l) selon la revendication précédente, dans lequel la plaque de transfert thermique (40) contient une première portion (40a) contre laquelle vient les boîtiers (25) des modules électroniques de puissance (lo), une deuxième portion périphérique (40b) adjacente à la première portion (40a), ladite deuxième portion (40b) comprenant des éléments de fixation (35a, 35b, 35c, 35d) de la plaque (40) sur l’échangeur thermique.1/2
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