FR3065114A1 - ELECTRICAL DEVICE AND METHOD FOR ASSEMBLING THE ELECTRICAL DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif électrique (10), notamment pour un convertisseur de tension, le dispositif électrique (10) comprenant : - une unité électronique (20) comprenant au moins un orifice traversant (22), - un composant électronique (30) supporté par l'unité électronique (20), au moins une partie d'une face (32) du composant électronique, dite face de contact, étant agencée en vis-à-vis du au moins un orifice traversant (22) de l'unité électronique (20), - une pièce (40) formant un drain thermique, réalisée en matériau conducteur thermiquement, la pièce (40) comprenant une portion en relief (42), dans lequel la portion en relief (42) de la pièce (40) coopère avec l'orifice traversant (22) de l'unité électronique (20) de sorte que la portion en relief (42) de la pièce (40) est en contact avec la face (32) de contact du composant électronique (30).The invention relates to an electrical device (10), in particular for a voltage converter, the electrical device (10) comprising: - an electronic unit (20) comprising at least one through orifice (22), - an electronic component ( 30) supported by the electronic unit (20), at least a part of a face (32) of the electronic component, called the contact face, being arranged vis-à-vis the at least one through hole (22) of the electronic unit (20); - a heat sink part (40) made of thermally conductive material, the part (40) comprising a raised portion (42), in which the raised portion (42) of the piece (40) cooperates with the through hole (22) of the electronic unit (20) so that the raised portion (42) of the piece (40) is in contact with the contact face (32) of the component electronic (30).
Description
Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES DE CONTROLE MOTEUR Société par actions simplifiée.Holder (s): VALEO MOTOR CONTROL SYSTEMS Simplified joint-stock company.
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Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES DE CONTROLE MOTEUR Société par actions simplifiée.Agent (s): VALEO ENGINE CONTROL SYSTEMS Simplified joint-stock company.
DISPOSITIF ELECTRIQUE ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE DU DISPOSITIF ELECTRIQUE.ELECTRICAL DEVICE AND METHOD FOR ASSEMBLING THE ELECTRICAL DEVICE.
FR 3 065 114 - A1 f5/) L'invention a pour objet un dispositif électrique (10), notamment pour un convertisseur de tension, le dispositif électrique (10) comprenant:FR 3 065 114 - A1 f5 /) The invention relates to an electrical device (10), in particular for a voltage converter, the electrical device (10) comprising:
- une unité électronique (20) comprenant au moins un orifice traversant (22),- an electronic unit (20) comprising at least one through orifice (22),
- un composant électronique (30) supporté par l'unité électronique (20), au moins une partie d'une face (32) du composant électronique, dite face de contact, étant agencée en vis-à-vis du au moins un orifice traversant (22) de l'unité électronique (20),- an electronic component (30) supported by the electronic unit (20), at least part of a face (32) of the electronic component, called the contact face, being arranged opposite the at least one orifice through (22) of the electronic unit (20),
- une pièce (40) formant un drain thermique, réalisée en matériau conducteur thermiquement, la pièce (40) comprenant une portion en relief (42), dans lequel la portion en relief (42) de la pièce (40) coopère avec l'orifice traversant (22) de l'unité électronique (20) de sorte que la portion en relief (42) de la pièce (40) est en contact avec la face (32) de contact du composant électronique (30).- A part (40) forming a heat sink, made of thermally conductive material, the part (40) comprising a raised portion (42), in which the raised portion (42) of the part (40) cooperates with the through hole (22) of the electronic unit (20) so that the raised portion (42) of the part (40) is in contact with the contact face (32) of the electronic component (30).
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Dispositif électrique et procédé d’assemblage du dispositif électriqueElectrical device and method of assembling the electrical device
L’invention a pour objet un dispositif électrique, notamment pour un convertisseur de tension, et un procédé d’assemblage d’un tel dispositif électrique.The subject of the invention is an electrical device, in particular for a voltage converter, and a method of assembling such an electrical device.
En général, un moteur électrique, notamment pour véhicule automobile, comprend un convertisseur de tension comprenant une unité électronique sur laquelle sont disposés des composants électroniques.In general, an electric motor, in particular for a motor vehicle, comprises a voltage converter comprising an electronic unit on which electronic components are arranged.
Lors de leur fonctionnement, les composants électroniques dégagent de la chaleur qu’il est nécessaire d’évacuer. Une interface thermique entre les composants électroniques et le support de l’unité électronique permet d’évacuer les calories générées par les composants électroniques et ainsi de gérer la température au sein du convertisseur de tension.During operation, the electronic components give off heat which must be removed. A thermal interface between the electronic components and the support of the electronic unit makes it possible to evacuate the calories generated by the electronic components and thus to manage the temperature within the voltage converter.
Il est connu un convertisseur de tension, dans lequel les composants électroniques sont soudés, par exemple brasés, sur l’unité électronique, qui est disposée sur un dissipateur thermique.A voltage converter is known, in which the electronic components are soldered, for example soldered, to the electronic unit, which is arranged on a heat sink.
De plus, l’unité électronique comprend généralement des inserts métalliques, par exemple en cuivre, afin d’augmenter la surface permettant un contact électrique entre chaque composant électronique et le dissipateur thermique.In addition, the electronic unit generally includes metal inserts, for example copper, in order to increase the surface allowing electrical contact between each electronic component and the heat sink.
Cependant, cette solution technique ne permet pas une évacuation efficace de la chaleur générée par les composants électroniques.However, this technical solution does not allow efficient evacuation of the heat generated by the electronic components.
En outre, un tel convertisseur de tension présente une résistance thermique importante à l’interface entre les composants électroniques et l’unité électronique, et par conséquent entre les composants électroniques et le dissipateur thermique.In addition, such a voltage converter has a high thermal resistance at the interface between the electronic components and the electronic unit, and therefore between the electronic components and the heat sink.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif électrique présentant une interface thermique optimisée pour l’évacuation de la chaleur générée par les composants électroniques du dispositif électrique, sans augmenter le coût ou les dimensions du dispositif électrique.The present invention aims to remedy these drawbacks by proposing an electrical device having an optimized thermal interface for the evacuation of the heat generated by the electronic components of the electrical device, without increasing the cost or the dimensions of the electrical device.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif électrique, notamment pour un convertisseur de tension, le dispositif électrique comprenant :To this end, the subject of the invention is an electrical device, in particular for a voltage converter, the electrical device comprising:
une unité électronique comprenant au moins un orifice traversant, un composant électronique supporté par l’unité électronique, au moins une partie d’une face du composant électronique, dite face de contact, étant agencée en visà-vis du au moins un orifice traversant de l’unité électronique, une pièce formant un drain thermique, réalisée en matériau conducteur thermiquement, la pièce comprenant une portion en relief, dans lequel la portion en relief de la pièce coopère avec l’orifice traversant de l’unité électronique de sorte que la portion en relief de la pièce est en contact avec la face de contact du composant électronique.an electronic unit comprising at least one through hole, an electronic component supported by the electronic unit, at least part of a face of the electronic component, called the contact face, being arranged opposite the at least one through hole of the electronic unit, a part forming a heat sink, made of thermally conductive material, the part comprising a raised portion, in which the raised portion of the part cooperates with the through hole of the electronic unit so that the raised portion of the part is in contact with the contact face of the electronic component.
Avantageusement, le dispositif électrique selon l’invention permet une évacuation efficace de la chaleur générée par le composant électronique. En effet, la résistance thermique à l’interface entre le composant électronique et la pièce est réduite par rapport aux dispositifs électriques selon l’art antérieur. De ce fait, le dispositif électrique selon l’invention présente une interface thermique optimisée par rapport aux dispositifs électriques selon l’art antérieur.Advantageously, the electrical device according to the invention allows efficient evacuation of the heat generated by the electronic component. In fact, the thermal resistance at the interface between the electronic component and the part is reduced compared to the electrical devices according to the prior art. Therefore, the electrical device according to the invention has an optimized thermal interface compared to the electrical devices according to the prior art.
En outre, la coopération de la portion en relief de la pièce avec l’orifice traversant de l’unité électronique permet d’obtenir un dispositif électrique présentant une forte intégration des composants électroniques, et notamment des composants électroniques de puissance élevée, sans augmentation des dimensions du dispositif électrique.In addition, the cooperation of the raised portion of the part with the through hole of the electronic unit makes it possible to obtain an electrical device having a high integration of the electronic components, and in particular high power electronic components, without increasing the dimensions of the electrical device.
De façon avantageuse, la portion en relief de la pièce coopérant avec l’orifice traversant de l’unité électronique permet de garantir une surface de contact minimum entre le composant électronique et la pièce, et ainsi de réduire l’échauffement du composant électronique.Advantageously, the raised portion of the part cooperating with the through hole of the electronic unit makes it possible to guarantee a minimum contact surface between the electronic component and the part, and thus to reduce the heating of the electronic component.
De plus, le dispositif électrique selon l’invention permet une réduction des coûts de production d’un tel dispositif électrique, notamment grâce à une réduction du coût des composants électroniques, dû à l’amélioration de l’évacuation de la chaleur au sein du dispositif électrique.In addition, the electrical device according to the invention allows a reduction in the production costs of such an electrical device, in particular thanks to a reduction in the cost of electronic components, due to the improvement in the evacuation of heat within electrical device.
Le dispositif électrique selon l’invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons possibles :The electrical device according to the invention may also include one or more of the following characteristics, considered individually or in all possible combinations:
au moins 20%, et préférentiellement au moins 40%, de la face de contact du composant électronique est agencée en vis-à-vis du au moins un orifice traversant de l’unité électronique ; et/ou la portion en relief de la pièce est en contact avec au moins 20%, et préférentiellement au moins 40%, de la face de contact du composant électronique ; et/ou la face de contact du composant électronique comprend une surface conductrice électriquement ; et/ou la pièce supporte l’unité électronique ; et/ou une paroi délimite l’orifice traversant de l’unité électronique, et dans lequel la paroi délimitant l’orifice traversant de l’unité électronique comprend un matériau conducteur électriquement.at least 20%, and preferably at least 40%, of the contact face of the electronic component is arranged opposite the at least one orifice passing through the electronic unit; and / or the raised portion of the part is in contact with at least 20%, and preferably at least 40%, of the contact face of the electronic component; and / or the contact face of the electronic component comprises an electrically conductive surface; and / or the part supports the electronic unit; and / or a wall delimiting the through hole of the electronic unit, and in which the wall delimiting the through hole of the electronic unit comprises an electrically conductive material.
Avantageusement, la portion en relief de la pièce en contact avec au moins 20% de la face de contact du composant électronique permet de garantir une surface de contact minimum entre le composant électronique et la pièce, et ainsi de réduire réchauffement du composant électronique.Advantageously, the raised portion of the part in contact with at least 20% of the contact face of the electronic component makes it possible to guarantee a minimum contact surface between the electronic component and the part, and thus to reduce heating of the electronic component.
La pièce peut être monobloc. Autrement dit, la portion en relief et le reste de la pièce sont alors monobloc.The part can be in one piece. In other words, the raised portion and the rest of the part are then in one piece.
Dans tout ce qui précède, le contact entre la portion en relief de la pièce et la face de contact du composant électronique peut être direct, c’est-à-dire sans pièce additionnelle interposée. En variante, une couche intermédiaire réalisée en un matériau conducteur thermiquement peut être disposée entre la portion en relief de la pièce et la face de contact du composant électronique. Le matériau conducteur thermiquement peut être une graisse thermique ou une pâte thermique. Le matériau conducteur thermiquement peut avoir une épaisseur comprise entre 100 pm et 450 pm, de préférence entre 150 pm et 400 pm.In all of the above, the contact between the raised portion of the part and the contact face of the electronic component can be direct, that is to say without any additional part inserted. Alternatively, an intermediate layer made of a thermally conductive material may be disposed between the raised portion of the part and the contact face of the electronic component. The thermally conductive material can be a thermal grease or a thermal paste. The thermally conductive material can have a thickness of between 100 µm and 450 µm, preferably between 150 µm and 400 µm.
L’invention se rapporte également à un procédé d’assemblage d’un dispositif électrique tel que défini précédemment, le procédé comprenant :The invention also relates to a method for assembling an electrical device as defined above, the method comprising:
une étape de fourniture d’une unité électronique, d’un composant électronique et d’une pièce, dans laquelle une unité électronique comprenant au moins un orifice traversant, un composant électronique comprenant une face, dite face de contact, et une pièce, formant un drain thermique, réalisée en matériau conducteur thermiquement et comprenant une portion en relief destinée à coopérer avec l’orifice traversant de l’unité électronique sont fournis, une étape d’assemblage du composant électronique sur l’unité électronique, dans laquelle le composant électronique et l’unité électronique sont assemblés de sorte qu’au moins une partie de la face de contact du composant électronique soit agencée en vis-à-vis du au moins un orifice traversant de l’unité électronique, une étape d’assemblage, dans laquelle l’unité électronique et la pièce sont assemblés de sorte que la portion en relief de la pièce coopère avec l’orifice traversant de l’unité électronique de sorte que la portion en relief de la pièce est en contact avec la face de contact du composant électronique.a step of supplying an electronic unit, an electronic component and a part, in which an electronic unit comprising at least one through hole, an electronic component comprising a face, called the contact face, and a part, forming a heat sink, made of thermally conductive material and comprising a raised portion intended to cooperate with the through hole of the electronic unit are provided, a step of assembling the electronic component on the electronic unit, in which the electronic component and the electronic unit are assembled so that at least a part of the contact face of the electronic component is arranged opposite the at least one orifice passing through the electronic unit, an assembly step, in which the electronic unit and the part are assembled so that the raised portion of the part cooperates with the through hole d e the electronic unit so that the raised portion of the part is in contact with the contact face of the electronic component.
L’invention a également pour objet un convertisseur de tension, notamment destiné à être intégré dans un véhicule automobile, comprenant un dispositif électrique selon l’invention.The invention also relates to a voltage converter, in particular intended to be integrated in a motor vehicle, comprising an electrical device according to the invention.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs et illustrés, accompagnée des figures suivantes :Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description of embodiments given by way of nonlimiting examples and illustrated, accompanied by the following figures:
la figure 1 est une vue schématique, éclatée, et en coupe d’un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe du dispositif électronique selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 3 est une vue de dessus d’une unité électronique et d’un composant électronique d’un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 4 est une vue schématique de dessus d’un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l’invention, et la figure 5 représente un organigramme d’un procédé d’assemblage d’un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l’invention.FIG. 1 is a schematic exploded view in section of an electrical device according to an embodiment of the invention, FIG. 2 is a schematic view in section of the electronic device according to an embodiment of the invention, Figure 3 is a top view of an electronic unit and an electronic component of an electrical device according to an embodiment of the invention, Figure 4 is a schematic top view of an electrical device according to a embodiment of the invention, and FIG. 5 represents a flowchart of a method of assembling an electrical device according to an embodiment of the invention.
Il est à noter que ces dessins n’ont d’autre but que d’illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l’invention.It should be noted that these drawings have no other purpose than to illustrate the text of the description and do not in any way constitute a limitation of the scope of the invention.
Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques.In the various figures, similar elements are designated by identical references.
L’invention concerne un convertisseur de tension, notamment destiné à être intégré dans un véhicule automobile, comprenant un dispositif électrique. Le convertisseur de tension peut être un onduleur.The invention relates to a voltage converter, in particular intended to be integrated in a motor vehicle, comprising an electrical device. The voltage converter can be an inverter.
Un mode de réalisation d’un dispositif électrique selon l’invention est représenté sur les figures 1 et 2.An embodiment of an electrical device according to the invention is shown in Figures 1 and 2.
Le dispositif électrique 10 comprend une imité électronique 20, par exemple une carte électronique. L’unité électronique 20 comprend au moins un orifice traversant 22. De préférence, l’unité électronique 20 peut comprendre une pluralité d’orifices traversants.The electrical device 10 comprises an electronic imitation 20, for example an electronic card. The electronic unit 20 comprises at least one through orifice 22. Preferably, the electronic unit 20 can comprise a plurality of through orifices.
L’orifice traversant 22 peut avoir une forme générale cylindrique, à base circulaire ou à base polygonale. L’orifice traversant 22 peut présenter toute forme de section, et notamment une section circulaire, comme représenté sur les figures 3 et 4. Les orifices traversants 22 peuvent avoir la même forme générale ou des formes générales différentes. Les orifices traversants 22 peuvent présenter des sections identiques ou des sections différentes.The through hole 22 may have a generally cylindrical shape, circular base or polygonal base. The through orifice 22 can have any cross-sectional shape, and in particular a circular section, as shown in FIGS. 3 and 4. The through-orifices 22 can have the same general shape or different general shapes. The through holes 22 may have identical sections or different sections.
L’unité électronique peut avoir une forme sensiblement plane comprenant une face supérieure 24 et une face inférieure 26, l’orifice traversant 22 comprenant une extrémité sur la face inférieure 24 de l’unité électronique et une autre extrémité sur la face supérieure 26 de la carte électronique, comme représenté sur la figure 1.The electronic unit may have a substantially planar shape comprising an upper face 24 and a lower face 26, the through orifice 22 comprising one end on the lower face 24 of the electronic unit and another end on the upper face 26 of the electronic card, as shown in figure 1.
Le dispositif électrique 10 comprend au moins un composant électronique 30. Le dispositif électrique 10 peut comprendre une pluralité de composants électroniques. Le composant électronique peut être un module électronique de puissance, par exemple un transistor à effet de champ à grille Métal/Oxyde/Semi-conducteur (« MOSFET »), ou un microcontrôleur.The electrical device 10 comprises at least one electronic component 30. The electrical device 10 may comprise a plurality of electronic components. The electronic component can be a power electronic module, for example a Metal / Oxide / Semiconductor gate field effect transistor (“MOSFET”), or a microcontroller.
Le composant électronique 30 est supporté par l’unité électronique 20, comme représenté sur la figure 2.The electronic component 30 is supported by the electronic unit 20, as shown in FIG. 2.
Le composant électronique 30 comprend une face 32, dite face de contact, agencée en vis-à-vis de l’unité électronique 20. Au moins une partie de la face 32 du composant électronique 30 est agencée en vis-à-vis de l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20, comme représenté sur la figure 2. De préférence, la face de contact du composant électronique est plane.The electronic component 30 comprises a face 32, called the contact face, arranged opposite the electronic unit 20. At least part of the face 32 of the electronic component 30 is arranged opposite the 'through hole 22 of the electronic unit 20, as shown in Figure 2. Preferably, the contact face of the electronic component is planar.
La face 32 de contact du composant électronique 30 peut comprendre une surface conductrice électriquement, par exemple une surface en cuivre.The contact face 32 of the electronic component 30 may include an electrically conductive surface, for example a copper surface.
Le dispositif électrique 10 comprend une pièce 40 formant un drain thermique. Autrement dit, la pièce peut permettre d’évacuer de la chaleur. Plus précisément, la pièce 40 est réalisée en matériau conducteur thermiquement.The electrical device 10 comprises a part 40 forming a heat sink. In other words, the room can allow heat to escape. More specifically, the part 40 is made of thermally conductive material.
La pièce 40 peut supporter l’unité électronique 20. Autrement dit, la pièce 40 peut former un support de l’unité électronique 20.The part 40 can support the electronic unit 20. In other words, the part 40 can form a support for the electronic unit 20.
La pièce 40 comprend au moins une portion en relief 42, notamment une pluralité de portions en relief 42. De préférence, la pièce 40 comprend autant de portions en relief 42 que l’unité électronique 20 comprend d’orifice traversant 22.The part 40 comprises at least one raised portion 42, in particular a plurality of raised portions 42. Preferably, the part 40 comprises as many raised portions 42 as the electronic unit 20 comprises a through hole 22.
La portion en relief 42 peut être réalisée en matériau métallique, par exemple en aluminium, ou en résine conductrice thermiquement. Dans l’exemple représenté, la portion en relief 42 est réalisée de façon monobloc avec le reste de la pièce 40.The raised portion 42 can be made of metallic material, for example aluminum, or of thermally conductive resin. In the example shown, the raised portion 42 is produced in a single piece with the rest of the part 40.
La portion en relief 42 peut avoir une forme générale cylindrique, à base circulaire ou à base polygonale. La portion en relief 42 peut présenter toute forme de section, et notamment une section circulaire, comme représenté sur la figure 4. La pluralité de portions en relief 42 peut avoir la même forme générale ou des formes générales différentes. La pluralité de portions en relief 42 peut présenter des sections identiques ou des sections différentes.The raised portion 42 may have a generally cylindrical shape, with a circular base or with a polygonal base. The raised portion 42 may have any shape of section, and in particular a circular section, as shown in FIG. 4. The plurality of raised portions 42 may have the same general shape or different general shapes. The plurality of raised portions 42 may have identical sections or different sections.
De préférence, la portion en relief 42 de la pièce 40 a une forme générale sensiblement complémentaire de la forme générale de l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20.Preferably, the raised portion 42 of the part 40 has a general shape substantially complementary to the general shape of the through hole 22 of the electronic unit 20.
En particulier, la portion en relief 42 de la pièce 40 coopère avec l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20 de sorte que la portion en relief 42 de la pièce 40 est en contact avec la face 32 de contact du composant électronique 30. Autrement dit, la portion en relief 42 de la pièce 40 est insérée dans l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20.In particular, the raised portion 42 of the part 40 cooperates with the through orifice 22 of the electronic unit 20 so that the raised portion 42 of the part 40 is in contact with the contact face 32 of the electronic component 30 In other words, the raised portion 42 of the part 40 is inserted into the through hole 22 of the electronic unit 20.
Avantageusement, le dispositif électrique selon l’invention permet une évacuation efficace de la chaleur générée par le composant électronique, et notamment par la face du composant électronique agencée en vis-à-vis du support du composant électronique, grâce à une réduction de la résistance thermique à l’interface entre le composant électronique et la pièce. En effet, la pièce étant réalisée en matériau conducteur thermiquement, la chaleur générée par le composant électronique peut être évacuée directement dans la portion en relief de la pièce.Advantageously, the electrical device according to the invention allows efficient evacuation of the heat generated by the electronic component, and in particular by the face of the electronic component arranged opposite the support of the electronic component, thanks to a reduction in resistance. thermal at the interface between the electronic component and the part. Indeed, the part being made of thermally conductive material, the heat generated by the electronic component can be dissipated directly in the raised portion of the part.
Au moins 20% de la face 32 de contact du composant électronique peut être agencée en vis-à-vis de l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20. Par exemple, la figure 3 représente une vue schématique de dessus de la carte électronique 20 et de l’orifice traversant 22. La face 32 de contact du composant électronique est représentée en pointillés sur la figure 3.At least 20% of the contact face 32 of the electronic component can be arranged facing the through hole 22 of the electronic unit 20. For example, FIG. 3 represents a schematic top view of the card electronics 20 and the through hole 22. The contact face 32 of the electronic component is shown in dotted lines in FIG. 3.
Préférentiellement au moins 40% de la face 32 de contact du composant électronique peut être agencée en vis-à-vis de l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20.Preferably at least 40% of the contact face 32 of the electronic component can be arranged opposite the through hole 22 of the electronic unit 20.
La portion en relief 42 de la pièce 40 peut être en contact avec au moins 20% de la face 32 de contact du composant électronique. Par exemple, la figure 4 représente une vue schématique de dessus du dispositif électrique 10. La face 32 de contact du composant électronique est représentée en pointillés sur la figure 4.The raised portion 42 of the part 40 can be in contact with at least 20% of the contact face 32 of the electronic component. For example, FIG. 4 represents a schematic top view of the electrical device 10. The contact face 32 of the electronic component is shown in dotted lines in FIG. 4.
Préférentiellement la portion en relief 42 de la pièce 40 peut être en contact avec au moins 40% de la face 32 de contact du composant électronique.Preferably the raised portion 42 of the part 40 can be in contact with at least 40% of the contact face 32 of the electronic component.
Avantageusement, la portion en relief de la pièce en contact avec au moins 20% de la face de contact du composant électronique permet de garantir une surface de contact minimum entre le composant électronique et la pièce, et ainsi de réduire l’échauffement du composant électronique. En effet, une section métallique, par exemple de cuivre, suffisante entre la face de contact du composant électronique et la portion en relief de la pièce permet d’éviter un échauffement supplémentaire.Advantageously, the raised portion of the part in contact with at least 20% of the contact face of the electronic component makes it possible to guarantee a minimum contact surface between the electronic component and the part, and thus to reduce the heating of the electronic component. . Indeed, a sufficient metal section, for example of copper, between the contact face of the electronic component and the raised portion of the part makes it possible to avoid additional heating.
Comme représenté sur les figures 3 et 4, la périphérie de la face 32 de contact du composant électronique 30 peut être distante de l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20. Plus précisément, l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20 peut être agencé de façon sensiblement centrée par rapport à la face 32 de contact du composant électronique 30.As shown in FIGS. 3 and 4, the periphery of the contact face 32 of the electronic component 30 can be distant from the through hole 22 of the electronic unit 20. More precisely, the through hole 22 of the electronic unit 20 can be arranged substantially centered relative to the contact face 32 of the electronic component 30.
Comme représenté sur la figure 2, l’imité électronique 20 peut comprendre un matériau conducteur thermiquement 50 agencé entre la face 32 de contact du composant électronique 30 et la portion en relief 42 de la pièce 40. Le matériau conducteur thermiquement peut être une graisse thermique ou une pâte thermique. Le matériau conducteur thermiquement peut avoir une épaisseur comprise entre 100 pm et 450 pm, de préférence entre 150 pm et 400 pm. Le matériau conducteur électriquement permet de réaliser une interface thermique entre la face 32 de contact du composant électronique 30 et la portion en relief 42 de la pièce 40.As shown in FIG. 2, the electronic imitation 20 can comprise a thermally conductive material 50 arranged between the contact face 32 of the electronic component 30 and the raised portion 42 of the part 40. The thermally conductive material can be a thermal grease or a thermal paste. The thermally conductive material can have a thickness of between 100 µm and 450 µm, preferably between 150 µm and 400 µm. The electrically conductive material makes it possible to produce a thermal interface between the contact face 32 of the electronic component 30 and the raised portion 42 of the part 40.
La portion en relief 42 de la pièce 40 peut être en contact direct avec le composant électronique 30 ou en contact indirect avec le composant électronique 30, comme représenté sur la figure 2. Autrement dit, un contact indirect entre la portion en relief 42 de la pièce 40 et le composant électronique 30 peut correspondre à la présence d’une interface thermique entre la face 32 de contact du composant électronique 30 et la portion en relief 42 de la pièce 40. Par exemple sur la figure 2, le contact indirect est dû à la présence du matériau conducteur thermiquement 50.The raised portion 42 of the part 40 can be in direct contact with the electronic component 30 or in indirect contact with the electronic component 30, as shown in FIG. 2. In other words, an indirect contact between the raised portion 42 of the part 40 and the electronic component 30 may correspond to the presence of a thermal interface between the contact face 32 of the electronic component 30 and the raised portion 42 of the part 40. For example in FIG. 2, the indirect contact is due the presence of the thermally conductive material 50.
Comme représenté sur la figure 2, un matériau conducteur thermiquement 50 peut être agencé entre la face inférieure 26 de l’unité électronique 20 et la pièce 40.As shown in FIG. 2, a thermally conductive material 50 can be arranged between the underside 26 of the electronic unit 20 and the part 40.
L’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20 peut être délimité par une paroi. La paroi délimitant l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20 peut comprendre un matériau conducteur électriquement.The through hole 22 of the electronic unit 20 can be delimited by a wall. The wall defining the through hole 22 of the electronic unit 20 may comprise an electrically conductive material.
Avantageusement, la paroi délimitant l’orifice traversant de l’unité électronique comprenant un matériau conducteur électriquement permet une meilleure dissipation de la chaleur générée par le composant électronique.Advantageously, the wall delimiting the through hole of the electronic unit comprising an electrically conductive material allows better dissipation of the heat generated by the electronic component.
Comme représenté sur la figure 2, un matériau conducteur thermiquement 50 peut être agencé entre la paroi délimitant l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20 et la portion en relief 42 de la pièce 40. De préférence, la paroi de l’orifice traversant est directement en contact avec la portion en relief de la pièce.As shown in FIG. 2, a thermally conductive material 50 can be arranged between the wall delimiting the through orifice 22 of the electronic unit 20 and the raised portion 42 of the part 40. Preferably, the wall of the orifice through is directly in contact with the raised portion of the part.
Le composant électronique 30 peut être soudé sur l’unité électronique 20, comme représenté sur la figure 2.The electronic component 30 can be soldered to the electronic unit 20, as shown in FIG. 2.
En particulier, la paroi de l’orifice traversant 22 de l’unité électronique 20 peut être connectée électriquement à la face 32 de contact du composant électronique 30.In particular, the wall of the through hole 22 of the electronic unit 20 can be electrically connected to the contact face 32 of the electronic component 30.
L’unité électronique 20 peut comprendre une piste conductrice électriquement 28, comme représentée sur la figure 2. L’unité électronique peut comprendre une pluralité de pistes conductrices électriquement.The electronic unit 20 can include an electrically conductive track 28, as shown in FIG. 2. The electronic unit can include a plurality of electrically conductive tracks.
Le composant électronique 30 peut être connecté électriquement à la piste conductrice électriquement 28 de l’unité électronique 20.The electronic component 30 can be electrically connected to the electrically conductive track 28 of the electronic unit 20.
De préférence, afin de garantir un contact électrique entre le composant électronique et la piste conductrice électriquement de l’unité électronique, la surface de la face de contact du composant électronique est supérieure à la surface de la portion en relief de la pièce en contact avec la face de contact du composant électronique.Preferably, in order to guarantee electrical contact between the electronic component and the electrically conductive track of the electronic unit, the surface of the contact face of the electronic component is greater than the surface of the raised portion of the part in contact with the contact face of the electronic component.
Au moins 20% de la face 32 de contact du composant électronique peut être agencée en vis-à-vis de la piste conductrice électriquement 28 de l’unité électronique 20.At least 20% of the contact face 32 of the electronic component can be arranged opposite the electrically conductive track 28 of the electronic unit 20.
Préférentiellement au moins 40% de la face 32 de contact du composant électronique peut être agencée en vis-à-vis de la piste conductrice électriquement 28 de l’unité électronique 20.Preferably at least 40% of the contact face 32 of the electronic component can be arranged opposite the electrically conductive track 28 of the electronic unit 20.
En particulier, l’agencement de la face de contact du composant électronique entre la portion en relief de la pièce et la piste conductrice électriquement de l’unité électronique est équilibré entre le besoin de dissipation de la chaleur générée par le composant électronique et la densité de courant nécessaire pour un fonctionnement correct du dispositif électrique. Autrement dit, au moins 40% de la surface de la face de contact du composant électronique agencée en vis-à-vis de la portion en relief de la pièce et au moins 40% de la surface de la face de contact du composant électronique agencée en vis-à-vis de la piste conductrice électriquement de l’unité électronique permet d’avoir un équilibre entre la dissipation thermique et la densité de courant au sein du dispositif électrique.In particular, the arrangement of the contact face of the electronic component between the raised portion of the part and the electrically conductive track of the electronic unit is balanced between the need for dissipation of the heat generated by the electronic component and the density current required for proper operation of the electrical device. In other words, at least 40% of the surface of the contact face of the electronic component arranged opposite the raised portion of the part and at least 40% of the surface of the contact face of the electronic component arranged facing the electrically conductive track of the electronic unit makes it possible to have a balance between the heat dissipation and the current density within the electrical device.
L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’un dispositif électrique tel que décrit précédemment. Les étapes d’un procédé d’assemblage selon un mode de réalisation de l’invention sont représentées sur la figure 5.The invention also relates to a method for assembling an electrical device as described above. The steps of an assembly process according to an embodiment of the invention are shown in Figure 5.
Le procédé comprend une étape de fourniture (SI) d’une unité électronique, d’un composant électronique et d’une pièce.The method includes a step of supplying (SI) an electronic unit, an electronic component and a part.
Pendant l’étape de fourniture (SI), une unité électronique comprenant au moins un orifice traversant et un composant électronique comprenant une face, dite face de contact, sont fournis. Pendant l’étape de fourniture (SI), une pièce, formant un drain thermique, réalisée en matériau conducteur thermiquement et comprenant une portion en relief destinée à coopérer avec l’orifice traversant de l’unité électronique est fournie.During the supply step (SI), an electronic unit comprising at least one through hole and an electronic component comprising a face, called the contact face, are supplied. During the supply step (SI), a part, forming a heat sink, made of thermally conductive material and comprising a raised portion intended to cooperate with the orifice passing through the electronic unit is supplied.
Le procédé comprend une étape d’assemblage (S2) du composant électronique sur l’unité électronique. Pendant l’étape d’assemblage (S2), le composant électronique et l’unité électronique sont assemblés de sorte qu’au moins une partie de la face de contact du composant électronique soit agencée en vis-à-vis du au moins un orifice traversant de l’unité électronique.The method comprises an assembly step (S2) of the electronic component on the electronic unit. During the assembly step (S2), the electronic component and the electronic unit are assembled so that at least part of the contact face of the electronic component is arranged facing the at least one orifice. through the electronic unit.
Le procédé comprend une étape d’assemblage (S3), dans laquelle l’unité électronique et la pièce sont assemblés de sorte que la portion en relief de la pièce coopère avec l’orifice traversant de l’unité électronique de sorte que la portion en relief de la pièce est en contact avec la face de contact du composant électronique.The method comprises an assembly step (S3), in which the electronic unit and the part are assembled so that the raised portion of the part cooperates with the through hole of the electronic unit so that the portion relief of the part is in contact with the contact face of the electronic component.
Le dispositif électrique selon l’invention a été décrit dans le cadre d’un convertisseur de tension pour véhicule automobile. Bien entendu, l’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés, qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples. Au contraire, d’autres applications du dispositif électrique conforme à l’invention sont également possibles sans sortir du cadre de l’invention.The electrical device according to the invention has been described in the context of a voltage converter for a motor vehicle. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated, which have been given only by way of examples. On the contrary, other applications of the electrical device according to the invention are also possible without departing from the scope of the invention.
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