FR3075559A1 - Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant - Google Patents

Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant Download PDF

Info

Publication number
FR3075559A1
FR3075559A1 FR1762373A FR1762373A FR3075559A1 FR 3075559 A1 FR3075559 A1 FR 3075559A1 FR 1762373 A FR1762373 A FR 1762373A FR 1762373 A FR1762373 A FR 1762373A FR 3075559 A1 FR3075559 A1 FR 3075559A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
overmolding
electronic
thickness
electronic component
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1762373A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3075559B1 (fr
Inventor
Aurelien Pouilly
Gael BLONDEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes de Controle Moteur SAS filed Critical Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority to FR1762373A priority Critical patent/FR3075559B1/fr
Publication of FR3075559A1 publication Critical patent/FR3075559A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3075559B1 publication Critical patent/FR3075559B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06Hermetically-sealed casings
    • H05K5/065Hermetically-sealed casings sealed by encapsulation, e.g. waterproof resin forming an integral casing, injection moulding
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/32227Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the layer connector connecting to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001Core members of the connector
    • H01L2224/37099Material
    • H01L2224/371Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/37138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/37147Copper [Cu] as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/40227Connecting the strap to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à une unité électronique (10), notamment destinée à être intégrée dans une machine électrique pour véhicule automobile, comprenant : - un support comprenant au moins une trace conductrice électriquement, au moins un composant électronique agencé sur ladite trace, dans laquelle le support et le au moins un composant électronique sont au moins en partie surmoulés, l'épaisseur du surmoulage (22) étant ajustée en fonction de l'agencement d'un élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique et/ou dudit au moins un composant électronique sur le support.

Description

Unité électronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant
La présente invention a pour objet une unité électronique, par exemple une unité électronique de puissance, cette unité électronique étant notamment destinée à être intégrée dans une machine électrique pour véhicule automobile. L’invention se rapporte également à un convertisseur de tension comprenant une telle unité électronique de puissance.
Il est connu des unités électroniques, telles que des modules électroniques de puissance, configurées pour piloter une machine électrique. Une telle unité électronique comprend généralement un support et des composants électroniques brasés sur une ou plusieurs traces de puissance du support. Le support et les composants électroniques sont en général surmoulés afin de protéger les composants électroniques de particules extérieures à l’unité électronique, telles que de la poussière, des particules d’eau ou des particules métalliques susceptibles de créer des courts-circuits au sein de l’unité électronique. Ainsi, le surmoulage forme un boîtier autour de l’unité électronique. Le surmoulage est conformé pour recouvrir tous les composants électroniques, ainsi que les éléments de liaison entre lesdits composants électroniques de sorte que la surface extérieure du surmoulage est à égale distance de la surface du support sur laquelle sont montés les composants électroniques.
Cependant, cette épaisseur de surmoulage élevée sur certaines portions du support induit des contraintes mécaniques importantes au sein de l’unité électronique, notamment à cause d’une incompatibilité entre le coefficient d’expansion thermique (CTE, « Coefficient of Thermal Expension » en anglais) du matériau du surmoulage et du ou des matériaux du support.
Ces contraintes mécaniques importantes ont pour conséquences une déformation de l’unité électronique après le refroidissement du surmoulage de l’unité électronique. De ce fait, l’unité électronique est difficile à intégrer dans la machine électrique, en particulier lorsque le support avant surmoulage est plan.
Il existe donc un besoin de réduire les contraintes mécaniques induites au sein de l’unité électronique dues au surmoulage, tout en garantissant une isolation efficace des composants électroniques, ainsi que des éléments de liaison entre lesdits composants électroniques.
Ainsi, l’invention propose de fournir une unité électronique, notamment une unité électronique de puissance permettant de remédier à ce problème.
A cet effet, l’invention a pour objet une unité électronique, notamment une unité électronique de puissance, ladite unité électronique étant notamment destinée à être intégrée dans une machine électrique pour véhicule automobile, comprenant :
- un support comprenant au moins une trace conductrice électriquement, au moins un composant électronique agencé sur ladite trace, dans laquelle le support et le au moins un composant électronique sont au moins en partie surmoulés, l’épaisseur du surmoulage étant ajustée en fonction de l’agencement d’un élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique et/ou dudit au moins un composant électronique sur le support.
Avantageusement, l’ajustement de l’épaisseur du surmoulage de l’unité électronique permet d’équilibrer la déformation du support, l’unité électronique se comportant comme un bilame formé du support et du matériau du surmoulage. En outre, l’unité électronique selon l’invention permet avantageusement une protection efficace des composants électroniques, ainsi que des éléments de liaison entre lesdits composants électroniques.
L’unité électronique de puissance selon l’invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
l’unité électronique est une unité électronique de puissance et ladite au moins une trace conductrice électriquement est une trace de puissance ; et/ou le au moins composant électronique et/ou l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique étant agencé dans une zone de réception, et dans laquelle le surmoulage présente une sous-épaisseur par rapport à l’épaisseur du surmoulage du au moins un composant électronique et/ou de l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique dans une zone agencée autour de la zone de réception ; et/ou le surmoulage présente une sur-épaisseur par rapport à l’épaisseur du surmoulage du au moins un composant électronique et/ou de l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique dans la zone de réception ; et/ou le au moins composant électronique et/ou l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique étant agencé dans une zone de réception, et dans laquelle le surmoulage présente une sur-épaisseur par rapport à l’épaisseur du surmoulage du au moins un composant électronique et/ou de l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique dans la zone de réception ; et/ou le au moins composant électronique et/ou l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique étant agencé dans une zone de réception, et dans laquelle le surmoulage présente une sur-épaisseur par rapport à l’épaisseur du surmoulage du au moins un composant électronique et/ou de l’élément de liaison électrique dudit au moins un composant électronique dans une zone agencée autour de la zone de réception ; et/ou le surmoulage du support présente une sous-épaisseur sur au moins 20% de la surface du support; et/ou le surmoulage du support présente une sur-épaisseur sur au moins 20% de la surface du support; et/ou le support est plan ; et/ou le surmoulage du support présente une sous-épaisseur s’étendant de façon continue entre deux portions de la périphérie du substrat ; et/ou le surmoulage du support présente une sur-épaisseur s’étendant de façon continue entre deux portions de la périphérie du support ; et/ou le support est plan et le surmoulage du support présente une sous-épaisseur s’étendant de façon continue dans le plan du support entre deux portions de la périphérie du support ; et/ou le support est plan et le surmoulage du support présente une sur-épaisseur s’étendant de façon continue dans le plan du support entre deux portions de la périphérie du support; et/ou le surmoulage est réalisé en matériau isolant électriquement ; et/ou le surmoulage est réalisé en moulage par transfert ou en moulage par compression ; et/ou l’unité électronique de puissance comprend au moins un bras de transistor, le au moins un bras de transistor comprenant une pluralité de transistors, et/ou la pluralité de transistors comprend des transistors à effet de champ à grille isolée ou des transistors bipolaire à grille isolée.
L’invention a également pour objet un convertisseur de tension, notamment destiné à alimenter en puissance une machine électrique pour véhicule automobile, comprenant au moins une unité électronique de puissance selon l’invention.
De préférence, l’unité électronique de puissance est un module électronique de puissance.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description et des figures suivantes :
les figures 1 à 5 sont des vues en coupe d’une unité électronique de puissance selon des modes de réalisation de l’invention, et la figure 6 est une vue en perspective d’une unité électronique de puissance selon un mode de réalisation de l’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.
Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. En outre, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle afin de présenter une vue permettant de faciliter la compréhension de l’invention.
L’invention concerne une unité électronique, en particulier une unité électronique de puissance 10 et un convertisseur de tension, notamment destiné à alimenter en puissance une machine électrique pour véhicule automobile.
Le convertisseur de tension peut être monté sur la machine électrique. En particulier, le convertisseur de tension est destiné à contrôler une énergie électrique échangée entre la machine électrique et une source d’alimentation électrique. Le convertisseur de tension peut être embarqué dans un véhicule automobile. Le convertisseur de tension peut être, par exemple, un onduleur de tension.
La source d’alimentation électrique peut être un réseau électrique extérieur au convertisseur de tension, notamment un réseau électrique d’un véhicule automobile. Un réseau électrique est par exemple un réseau électrique alimenté par une tension électrique continue de +48V. Le réseau électrique peut comprendre une batterie alimentant ledit réseau électrique.
Le convertisseur de tension comprend au moins une unité électronique de puissance, par exemple un module électronique de puissance. Un convertisseur de tension peut comprendre une pluralité d’unités électroniques de puissance. Par exemple, lorsque que le convertisseur de tension est un onduleur destiné à contrôler une énergie électrique échangée entre une machine électrique triphasé, notamment un moteur électrique, et une source d’alimentation électrique celui-ci peut comprendre par exemple trois unités électroniques de puissance.
Une unité électronique de puissance est configurée pour convertir une tension électrique. En particulier, une unité électronique de puissance peut convertir une tension alternative en une tension continue, et inversement.
Une unité électronique de puissance est notamment destinée à être intégrée dans une machine électrique pour véhicule automobile.
Des unités électroniques de puissance 10 selon des modes de réalisation de l’invention sont représentées sur les figures 1 à 6.
Une unité électronique de puissance 10 comprend un support 12 comprenant au moins une trace de puissance et au moins un composant électronique 14 agencé sur ladite trace. Une unité électronique de puissance 10 peut comprendre une pluralité de composants électroniques et de traces de puissance. Par exemple, trois composants électroniques 14 sont représentés sur les figures 1 à 4, et deux composants électroniques 14 sont représentés sur la figure 5.
Une trace de puissance 20 est une trace conductrice électriquement, notamment métallique, par exemple une piste de cuivre. Une trace de puissance peut être une lame métallique ou un barreau métallique. Une trace de puissance 20 est notamment configurée pour supporter un courant électrique destiné à circuler dans la machine électrique. Une trace de puissance 20 est destinée à être connectée électriquement à au moins un élément électrique de la machine électrique et/ou à au moins un élément électrique d’une source d’énergie électrique.
Par exemple, l’unité électronique de puissance 10 peut comprendre une première trace de puissance reliée électriquement à une phase de la machine électrique, une deuxième trace de puissance reliée électriquement à un pôle de polarité positif d’une source d’énergie électrique, par exemple à un pôle de polarité égale à +48V, et une troisième trace de puissance reliée électriquement à un pôle de polarité négatif ou à la masse d’une source d’énergie électrique, par exemple à un pôle de polarité égale à 0V. Les traces de puissance sont distinctes l’une de l’autre.
Les composants électroniques 14 peuvent être des puces électroniques semiconductrices, notamment des puces nues, montés sur les traces de puissance du support 12. Les composants électroniques 14 peuvent être des transistors, par exemple des transistors à effet de champ à grille isolée (MOSFET, de l’anglais « Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ») ou des transistors bipolaire à grille isolée (IGBT, de l’anglais « Insulated Gâte Bipolar Transistor »).
L’unité électronique de puissance 10 peut comprendre au moins un bras de transistor. Un bras de transistor comprend une pluralité de transistors. La pluralité de transistors peut comprendre des transistors MOSFET et/ou des transistors IGBT.
Le support 12 peut être un substrat, notamment un substrat de type DBC (en anglais « Direct Bonded copper») sur lequel est monté au moins une trace de puissance.
En variante, le support 12 peut être constitué d’une ou de plusieurs traces de puissance isolées les unes des autres.
Dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 6, le support 12 est plan. Bien entendu, une partie non surmoulée du support plan 12 peut être déformée, par exemple pliée comme cela est visible sur la figure 6 ou le support est formé par les traces de puissance 20, afin de faciliter une connexion électrique de l’unité électronique de puissance 10 avec un autre module électronique ou un autre équipement électrique.
Le support plan 12 présente une face inférieure 16 et une face supérieure 18. L’épaisseur du support plan 12 peut être comprise, par exemple, entre 0,5 mm et 5 mm. Les composants électroniques 14 sont agencés sur la face supérieure 18 du support plan 12. En particulier, les composants électroniques 14 sont agencés dans une zone de réception 24 d’une trace de puissance du support plan 12.
Ainsi, les composants électroniques 14 sont connectés électriquement à au moins une trace de puissance. En outre, un composant électronique 14 peut être en contact électrique avec d’autres composants électroniques, ou une autre trace de puissance que celle sur laquelle il est monté, notamment par des éléments de liaison électrique 34, représentés sur la figure 5, tels que des fils de connexions (encore appelés « bonding » en anglais), des rubans ou des clips. Un clip est un morceau de matériau métallique, par exemple de cuivre, brasé.
Le support plan 12, les composants électroniques 14 et les éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14 sont au moins en partie surmoulés. Le surmoulage 22 peut être réalisé en matériau isolant électriquement. Le surmoulage peut être réalisé en moulage par transfert (« transfer molding » en anglais) ou en moulage par compression (« compression molding » en anglais).
Par exemple, sur les figures 1 à 4, le support plan 12 et les composants électroniques 14 sont complètement surmoulés. Sur la figure 5, les composants électroniques 14 et les éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14 sont complètement surmoulés, la face supérieure 18 du support plan 12 est complètement surmoulée, et la face inférieure 16 du support plan est dépourvue de surmoulage, de sorte que le support plan est partiellement surmoulé.
L’épaisseur du surmoulage 22 est ajustée en fonction de l’agencement des éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14 et/ou des composants électroniques 14 sur le support plan 12.
L’unité électronique de puissance 10 se comporte comme un bilame formé du support plan 12 et du matériau du surmoulage 22. L’ajustement de l’épaisseur du surmoulage 22 permet de façon avantageuse d’équilibrer la déformation du support plan 12.
Autrement dit, l’épaisseur du surmoulage 22 varie le long de la surface supérieure du support plan 12.
L’épaisseur E du surmoulage 22, notamment représentée sur les figures 1 à 5, est définie comme étant la distance entre le support plan 12 et la partie extérieure du surmoulage du composant électronique 14 et/ou de l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support. Autrement dit, l’épaisseur minimum de surmoulage pour recouvrir le composant électronique et/ou de l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support et la hauteur du composant électronique dans une direction perpendiculaire au plan du support forment l’épaisseur du surmoulage. Sur les figures 1 à 5, l’épaisseur E du surmoulage est représentée par une ligne en pointillés.
Le surmoulage est conformé de sorte que le composant électronique 14 et/ou l’élément de liaison électrique d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support 12 soit surmoulé.
Par exemple, sur les figures 1 à 4, le surmoulage est conformé de sorte que le composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support 12 soit surmoulé, tandis que sur la figure 5, le surmoulage est conformé de sorte que l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support 12 soit surmoulé.
Le surmoulage 22 permet avantageusement une protection efficace des composants électroniques 14, ainsi que des éléments de liaison entre lesdits composants électroniques.
Par exemple, la dimension minimale de surmoulage 22 pour que chaque composant électronique 14 soit surmoulé peut être supérieure ou égale à 0,4 mm lorsque le surmoulage est réalisé en résine époxy. La dimension minimale de surmoulage 22 pour que chaque composant électronique 14 soit surmoulé peut être supérieure ou égale à 0,6 mm lorsque le surmoulage est réalisé en matériau plastique.
L’épaisseur du surmoulage au-dessus des composants électroniques et/ou des éléments de liaison électrique des composants électroniques peut être inférieure ou égale à 1,5 mm lorsque le surmoulage est réalisé en résine époxy. L’épaisseur du surmoulage au-dessus des composants électroniques et/ou des éléments de liaison électrique des composants électroniques peut être inférieure ou égale à 4,5 mm, et notamment inférieure ou égale à 1,5 mm, lorsque le surmoulage est réalisé en matériau plastique.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, le surmoulage peut présenter une sous-épaisseur 26 par rapport à l’épaisseur du surmoulage 22 dans une zone agencée autour de la zone de réception 24. Autrement dit, le surmoulage 22 est aminci autour des composants électroniques 14 et/ou des éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14, c’est-à-dire dans des zones dépourvues de composants électroniques et/ou d’éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14.
La sous-épaisseur 26 du surmoulage 22 est définie comme étant une réduction de la distance entre le support plan 12 et la partie extérieure du surmoulage du composant électronique 14 et/ou de l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support. Autrement dit, l’épaisseur réduite d’une sousépaisseur est inférieure à la somme de l’épaisseur minimum de surmoulage pour recouvrir le composant électronique et/ou l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support et de la hauteur du composant électronique et/ou de l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 dans une direction perpendiculaire au plan du support.
Une sous-épaisseur de surmoulage peut correspondre à une réduction de 30 % par rapport à l’épaisseur de surmoulage. Par exemple, le surmoulage peut être aminci d’une distance comprise entre 1 mm et 5 mm.
De façon avantageuse, le surmoulage présentant une sous-épaisseur permet une économie de matériau de surmoulage, et par conséquent une réduction des coûts de production de l’unité électronique de puissance.
Le surmoulage 22 peut présenter une sur-épaisseur 28 par rapport à l’épaisseur du surmoulage 22 dans la zone de réception 24, comme représenté sur les figures 2 et
3. Autrement dit, le surmoulage 22 est surélevé sur les composants électroniques 14 et/ou sur les éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14, c’est-à-dire dans la zone de réception 24. Sur les figures 2 et 3, le surmoulage 22 présente une épaisseur supplémentaire au-dessus des composants électroniques 14 et/ou des éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14 par rapport à l’épaisseur du surmoulage 22 représenté sur la figure 1. Une sur-épaisseur au-dessus des composants électroniques et/ou des éléments de liaison électrique des composants électroniques permet avantageusement de renforcer l’unité électronique de puissance.
La sur-épaisseur 28 du surmoulage 22 est définie comme étant une augmentation de la distance entre le support plan 12 et la partie extérieure du surmoulage du composant électronique 14 et/ou de l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support. Autrement dit, la somme de l’épaisseur d’une sur-épaisseur est supérieure à la somme de l’épaisseur minimum de surmoulage pour recouvrir le composant électronique et/ou l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 ayant la dimension la plus élevée dans une direction perpendiculaire au plan du support et de la hauteur du composant électronique et/ou l’élément de liaison électrique 34 d’un composant électronique 14 dans une direction perpendiculaire au plan du support.
Une sur-épaisseur de surmoulage peut correspondre à une augmentation de 1000 % par rapport à l’épaisseur de surmoulage. Par exemple, le surmoulage peut être surélevé d’une distance comprise entre 0,2 mm et 2 mm.
Comme représenté sur la figure 2, l’unité électronique de puissance 10 présente une sous-épaisseur 26 dans une zone agencée autour de la zone de réception 24 et une sur-épaisseur dans la zone de réception 24.
Le surmoulage 22 peut présenter une sur-épaisseur 28 par rapport à l’épaisseur du surmoulage 22 dans une zone agencée autour de la zone de réception 24, comme représenté sur la figure 4. Autrement dit, le surmoulage 22 est augmenté autour des composants électroniques 14 et/ou des éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14, c’est-à-dire dans des zones dépourvues de composants électroniques et/ou d’éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14.
Comme représenté sur la figure 5, l’unité électronique de puissance 10 présente une sur-épaisseur 28 au-dessus des d’éléments de liaison électrique 34 des composants électroniques 14 par rapport à l’épaisseur du surmoulage 22 au-dessus desdits éléments de liaison électrique 34.
Comme représenté sur la figure 6, le surmoulage 22 du support plan 12 peut présenter une sous-épaisseur sur au moins 20% de la surface du support plan. De préférence, le surmoulage 22 du support plan 12 présente une sous-épaisseur sur 50% de la surface du support plan.
Le surmoulage 22 du support plan 12 peut également présenter une surépaisseur sur au moins 20% de la surface du support plan. De préférence, le surmoulage 22 du support plan 12 présente une sur-épaisseur sur 50% de la surface du support plan.
Le surmoulage 22 du support plan 12 peut présenter une sous-épaisseur s’étendant de façon continue dans le plan du support entre deux portions de la périphérie du support plan. Par exemple, comme représenté sur la figure 6, l’unité électronique de puissance présente une sous-épaisseur 26 qui s’étend de façon continue dans le plan du support plan entre deux bords opposés 30, 32 de l’unité électronique de puissance.
Le surmoulage 22 du substrat plan 12 peut présenter une sur-épaisseur 28 s’étendant de façon continue dans le plan du support entre deux portions de la périphérie du support plan.
De façon avantageuse, un surmoulage ayant une sur-épaisseur ou une sousépaisseur s’étendant de façon continue dans le plan du support entre deux portions de la périphérie du support plan permet de limiter les contraintes mécaniques dues au surmoulage. En effet, le surmoulage induit des contraintes mécaniques au sein de l’unité électronique, et une sur-épaisseur ou une sous-épaisseur de surmoulage permet d’éviter des épaisseurs de surmoulage constante, ce qui permet de réduire lesdites contraintes mécaniques dues au surmoulage.
Dans les modes de réalisation précédemment décrit, le support 12 est un support plan. En variante, le support de l’unité électronique de puissance peut être non plan.
L’unité électronique à été décrite dans le cadre d’une unité électronique de puissance et d’un convertisseur de tension 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 de l’unité électronique, notamment de l’unité électronique de puissance conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Unité électronique (10), notamment destinée à être intégrée dans une machine électrique pour véhicule automobile, comprenant :
    - un support (12) comprenant au moins une trace conductrice électriquement, au moins un composant électronique (14) agencé sur ladite trace, dans laquelle le support (12) et le au moins un composant électronique (14) sont au moins en partie surmoulés, l’épaisseur du surmoulage (22) étant ajustée en fonction de l’agencement d’un élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique et/ou dudit au moins un composant électronique (14) sur le support (12).
  2. 2. Unité électronique selon la revendication 1 dans laquelle l’unité électronique (10) est une unité électronique de puissance et ladite au moins une trace conductrice électriquement est une trace de puissance.
  3. 3. Unité électronique selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le au moins composant électronique (14) et/ou l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) est agencé dans une zone de réception (24), et dans laquelle le surmoulage (22) présente une sous-épaisseur (26) par rapport à l’épaisseur du surmoulage (22) du au moins un composant électronique (14) et/ou de l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) dans une zone agencée autour de la zone de réception (24).
  4. 4. Unité électronique (10) selon la revendication 3, dans laquelle le surmoulage (22) présente une sur-épaisseur (28) par rapport à l’épaisseur du surmoulage (22) du au moins un composant électronique (14) et/ou de l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) dans la zone de réception (24).
  5. 5. Unité électronique (10) selon la revendication 1 ou 2, le au moins composant électronique (14) et/ou l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) étant agencé dans une zone de réception (24), et dans laquelle le surmoulage (22) présente une sur-épaisseur (28) par rapport à l’épaisseur du surmoulage (22) du au moins un composant électronique (14) et/ou de l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) dans la zone de réception (24).
  6. 6. Unité électronique (10) selon la revendication 1 ou 2, le au moins composant électronique (14) et/ou l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) étant agencé dans une zone de réception (24), et dans laquelle le surmoulage (22) présente une sur-épaisseur (28) par rapport à l’épaisseur du surmoulage (22) du au moins un composant électronique (14) et/ou de l’élément de liaison électrique (34) dudit au moins un composant électronique (14) dans une zone agencée autour de la zone de réception (24).
  7. 7. Unité électronique (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le surmoulage (22) du support (12) présente une sous-épaisseur (26) et/ou une surépaisseur (28) sur au moins 20% de la surface du support.
  8. 8. Unité électronique (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le support est plan.
  9. 9. Unité électronique (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le surmoulage (22) du support (12) présente une sous-épaisseur (26) et/ou une surépaisseur (28) s’étendant de façon continue entre deux portions de la périphérie du support (12).
  10. 10. Unité électronique (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le surmoulage (22) est réalisé en matériau isolant électriquement et/ou dans laquelle le surmoulage (22) est réalisé en moulage par transfert ou en moulage par
    5 compression.
  11. 11. Convertisseur de tension, notamment destiné à alimenter en puissance une machine électrique pour véhicule automobile, comprenant au moins une unité électronique de puissance (10) selon l’une des revendications 2 à 10, l’unité
    10 électronique de puissance étant un module électronique de puissance.
FR1762373A 2017-12-18 2017-12-18 Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant Active FR3075559B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1762373A FR3075559B1 (fr) 2017-12-18 2017-12-18 Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1762373 2017-12-18
FR1762373A FR3075559B1 (fr) 2017-12-18 2017-12-18 Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3075559A1 true FR3075559A1 (fr) 2019-06-21
FR3075559B1 FR3075559B1 (fr) 2020-09-04

Family

ID=61802109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1762373A Active FR3075559B1 (fr) 2017-12-18 2017-12-18 Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3075559B1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5708300A (en) * 1995-09-05 1998-01-13 Woosley; Alan H. Semiconductor device having contoured package body profile
EP0939379A1 (fr) * 1997-07-18 1999-09-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Module a circuit integre, carte a circuit integre, resine d'etancheite pour module a circuit integre, et procede de fabrication d'un module a circuit integre
US20120061857A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-15 Qualcomm Incorporated Electronic Packaging With A Variable Thickness Mold Cap
US20150048407A1 (en) * 2010-09-06 2015-02-19 Heraeus Noblelight Gmbh Optoelectronic chip-on-board module
DE102015200219A1 (de) * 2015-01-09 2016-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Elektronikmoduls insbesondere eines Getriebesteuermoduls
US20160317068A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Verily Life Sciences Llc Electronic devices with encapsulating silicone based adhesive

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5708300A (en) * 1995-09-05 1998-01-13 Woosley; Alan H. Semiconductor device having contoured package body profile
EP0939379A1 (fr) * 1997-07-18 1999-09-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Module a circuit integre, carte a circuit integre, resine d'etancheite pour module a circuit integre, et procede de fabrication d'un module a circuit integre
US20150048407A1 (en) * 2010-09-06 2015-02-19 Heraeus Noblelight Gmbh Optoelectronic chip-on-board module
US20120061857A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-15 Qualcomm Incorporated Electronic Packaging With A Variable Thickness Mold Cap
DE102015200219A1 (de) * 2015-01-09 2016-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Elektronikmoduls insbesondere eines Getriebesteuermoduls
US20160317068A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Verily Life Sciences Llc Electronic devices with encapsulating silicone based adhesive

Also Published As

Publication number Publication date
FR3075559B1 (fr) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3176918B1 (fr) Architecture electronique destinee a alimenter une machine electrique pour vehicule automobile
FR2967845A1 (fr) Architecture de modules electroniques de puissance interconnectes pour une machine electrique tournante et machine electrique tournante comprenant une telle architecture
FR2782597A1 (fr) Module d'alimentation electrique
EP2288001A1 (fr) Alternateur à redressement synchrone équipé d'un module électronique de puissance perfectionné
EP3177115B1 (fr) Ensemble d'un module électronique de puissance et d'un support de module électronique de puissance, architecture électronique le comprenant, convertisseur de tension et machine électrique le comprenant
EP3176919B1 (fr) Connecteur electrique destine a etre connecte electriquement a une source d'energie electrique
FR3082369A1 (fr) Circuit electrique, bras de commutation et convertisseur de tension
FR3075559A1 (fr) Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comprenant
FR2959062A1 (fr) Appareil semiconducteur
FR3044841A1 (fr) Connecteur electrique destine a etre connecte electriquement a au moins une unite electronique et a une source d'energie electrique
EP4150751A1 (fr) Module électrique avec surmoulage et systèmes comprenant un tel module électrique
FR2947680A1 (fr) Machine electrique tournante equipee d'un module electronique de puissance perfectionne
EP1032114B1 (fr) Module électrique pour alternateur de véhicule, notamment automobile, et assemblage comportant un tel alternateur et un tel module
WO2023275133A1 (fr) Systeme electronique et engin de mobilite comprenant un tel systeme electronique
FR3110035A1 (fr) Module electrique avec surmoulage et dispositifs comprenant un tel module electrique
EP4114158A1 (fr) Module electronique avec surmoulage, dispositifs comportant un tel module electronique et procede de fabrication d'un tel module electronique
FR2803132A1 (fr) Systeme de redressement perfectionne pour diodes pastilles
FR3131080A1 (fr) Module de puissance avec surmoulage et systeme electrique comprenant un tel module de puissance
FR3118391A1 (fr) Module de puissance avec surmoulage et systemes comprenant un tel module de puissance
FR2800932A1 (fr) Module electronique pour alternateur de vehicule, notamment automobile, et assemblage comportant un tel alternateur et un tel module
FR3118390A1 (fr) Module de puissance avec surmoulage et systemes comprenant un tel module de puissance
FR3065112A1 (fr) Unite electronique et dispositif electrique comprenant ladite unite electronique
WO2023110966A1 (fr) Bras de commutation utilisant une carte de circuit imprimé
FR3135369A1 (fr) Ensemble électrique et convertisseur de tension
FR3056072A1 (fr) Unite electronique de puissance, convertisseur de tension la comprenant et equipement electrique comprenant un tel convertisseur de tension

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20190621

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7