WO2001067836A1 - Module electrique de puissance et procedes pour sa fabrication - Google Patents

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WO2001067836A1
WO2001067836A1 PCT/FR2001/000638 FR0100638W WO0167836A1 WO 2001067836 A1 WO2001067836 A1 WO 2001067836A1 FR 0100638 W FR0100638 W FR 0100638W WO 0167836 A1 WO0167836 A1 WO 0167836A1
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bar
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Olivier Dominique Ploix
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Sagem Sa
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    • H05K3/4084—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by deforming at least one of the conductive layers

Definitions

  • the present invention relates to improvements in the structure and in the manufacture of electrical power modules which include one or more electronic power components, such as power transistors.
  • electronic power components such as power transistors.
  • Such modules find a particular, although not exclusive, application in the automotive field where electronic circuits are used which supply engine components or various functional elements (for example an electric motor for driving an electric pump group for steering assistance of a motor vehicle).
  • engine components or various functional elements for example an electric motor for driving an electric pump group for steering assistance of a motor vehicle.
  • These modules are placed in a high temperature environment, which complicates the evacuation of the heat dissipated by the power electronic component (s).
  • the structure of the module is made compatible with the components. electronics with which it is equipped.
  • the electronic power components are generally in the form of a box comprising at least one flat face suitable for being pressed against a support on which this box is fixed (in particular by welding) so as to ensure electrical conduction, on the one hand, and heat dissipation, on the other. From this housing extend several blade-shaped contacts configured so as to present respective bearing surfaces which extend at predetermined levels with respect to said bearing face of the housing (often these surfaces of the contact blades are coplanar with the bearing face of the housing).
  • the present invention therefore aims in particular to provide an electrical module which better meets the various requirements of the practice than those currently known, while retaining a reduced thermal resistance in the heat dissipation circuit allowing the electronic power components to withstand rapid spikes. warm up.
  • the invention provides an electrical module which comprises: - at least one bar constituting a potential connection of an electrically conductive material, said bar being shaped to present at least one high zone and at least one low zone; - at least one electronic power component in direct contact with the upper zone of said busbar; a printed circuit board carrying electronic components with reduced heat dissipation of the module, this board being disposed adjacent to the aforesaid busbar with its upper face disposed in a predetermined position relative to that of the upper zone of said busbar; - at least one conductive bar for the passage of power current underlying the printed circuit board and having at least one bottom zone adjacent to the aforesaid bottom zone of the aforementioned conductive bar and having at least one portion having an adjacent upper face the aforesaid busbar and in a predetermined situation with respect to that of the upper zone of said busbar; the aforesaid power component having contacts connected respectively to a printed circuit of the aforesaid printed circuit board and to the upper face of said portion
  • the conductive bar has at least one upper zone situated between two extreme low zones of the conductive bar
  • the power conductor bar has at least one portion having an upper face adjacent to the upper zone of the conductor bar, which portion is located between two extreme lower zones of the power conductor bar
  • the low areas of the busbar and the low areas of the power busbar are two by two adjacent, and hardened insulating material secures said pairs of low areas of the busbar and power busbar.
  • low areas of the busbar and power busbar secured by hardened insulating material are located in the corners of the module which has a generally approximately polygonal shape, in particular approximately quadrangular, which makes it possible to obtain a slightly fragile structure in the angles which are zones exposed to shocks during handling of the module.
  • the printed circuit board In order to achieve a more compact structure in which the component parts can fit into each other at least in part, provision is made for the printed circuit board to have cutouts and / or lights to allow passage to portions of the power conductor (s) in order to authorize a contact connection with an electronic power component supported by the conductor bar.
  • the module comprises several conductive bars electrically independent of each other and juxtaposed and / or several conductive bars electric power independent of each other and juxtaposed.
  • the upper faces of the printed circuit board, of the bus bar and of said portion of the power bus bar are maintained in a situation of sensitive mutual coplanarity.
  • the printed circuit board in particular of the double-sided type, is spaced above the conductive bar and power conductive bar and that the hardened insulating material fills this gap: in this way, the underside of the card can receive printed circuits including in the marginal regions thereof which are opposite the busbar and / or the power busbar without physical contact, and therefore short- circuit, between said printed circuits and said bars.
  • the invention provides a method for manufacturing an electrical module as described above, which method is characterized by the following steps: a) a plate of an electrically conductive material is stamped to form, by cutting and shaping, a complex part or cluster incorporating:
  • At least a second part forming a power conductor bar specific to the passage of a power current and adjacent at least in part to parts thereof, the power conductor bar having at least one lower zone adjacent to the above bottom zone of the busbar and having at least one portion having an upper face adjacent to the upper zone of the said conductive bar and in a predetermined situation with respect to that of the upper zone of said conductive bar;
  • the invention provides a variant of the above process for manufacturing the electrical module as described above, which variant of the process is characterized by the following stages: a) a plate is stamped with electrically conductive material to form, by cutting and shaping, a complex part or cluster incorporating:
  • At least a second part forming a power conductor bar specific to the passage of a power current and adjacent at least partly to parts thereof, the power conductor bar having at least one lower zone adjacent to the above lower zone of the conductive bar and having at least a portion having an upper face adjacent to the upper zone of the said conductive bar and in a predetermined situation with respect to that of the upper zone of said conductive bar;
  • a printed circuit board is placed on the cluster; c) the assembly formed of said cluster and of the printed circuit board is placed in a plastic injection mold and a mold is injected into the mold. electrically insulating synthetic material, said mold being arranged so that the synthetic material drowns the low areas of the busbar and power busbar, as well as the underside and the edges of at least certain parts of the printed circuit board, while leaving exposed at least the upper faces of the upper areas of said bus bar and power bus bar and the upper face of the printed circuit board; d) the synthetic material is allowed to cool and harden, then the assembly is removed from the mold; e) the aforementioned connecting tabs are cut so that the conductive bar and power conductive bar are electrically separated from one another, but are mechanically joined by their zones embedded in the hardened synthetic material; f) finally, at least one electrical power component is installed and welded on the one hand on the upper zone of the busbar so that its contacts are respectively connected to a printed circuit from
  • the synthetic material is injected into the mold at least in the corners of the cluster which has an approximately polygonal general shape; however, to obtain a rigid and mechanically resistant module, it is preferable that the synthetic material is injected into the mold to occupy approximately the entire surface defined by the outline of the cluster, leaving the high areas clear mentioned above, respectively the upper face of the printed circuit board.
  • the synthetic material is injected into the mold to occupy approximately the surface defined by the outline of the cluster, excluding at least the region central of the underside of the double-sided type printed circuit board, while leaving the above-mentioned high areas clear, respectively the upper face of the double-sided type printed circuit board.
  • - Figure 1 is a top view of part of an electrical module according to the invention
  • - Figures 2A and 2B are sectional views, respectively in two locations along lines I-I and II-II of Figure 1, of an embodiment of the module of Figure 1;
  • FIGS. 3A to 3E are perspective views illustrating various stages of a method of manufacturing an electrical module according to the invention.
  • FIG. 4A and 4B are partial perspective views illustrating a variant of the method of Figures 3A to 3E;
  • - Figures 5A to 5D are perspective views illustrating various steps of a variant of the previous method of manufacturing an electrical module according to one invention;
  • Figures 6A and 6B are sectional views, respectively at two locations along lines I-I and II-II of Figure 1, of another embodiment of the module of Figure 1;
  • FIG. 7 is a partial sectional view of part of the module of Figure 5D, showing an alternative embodiment of the anchoring of the printed circuit board; and
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating an alternative embodiment of a metal cluster usable in one or other of the methods of FIGS. 3A to 3E or 5A to 5D, respectively.
  • FIGS. 1, 2A and 2B illustrate a part of an electrical module arranged in accordance with the invention.
  • the module includes at least an equipotential conductor bar 1 on an edge of the upper face of which is fixed, in particular by welding, the housing 2 of a power electronic component 3 (for example a transistor, a thyristor, ...) so that this component (of which at least the lower face of the housing is metallic and constitutes one of the electrodes) is in intimate contact of thermal and electrical conduction with the conductive bar 1.
  • a power electronic component 3 for example a transistor, a thyristor,
  • the electronic power component 3 has two contacts 4 and 5 in the form of blades or legs, projecting laterally beyond the edge of the busbar 1.
  • one of the contacts, 4 is supported by its free end and is soldered on a track 6 ⁇ of a printed circuit of the card 7.
  • the printed circuit card 7 carries a multiplicity of tracks 6 in copper on its upper face and it is equipped, on this face, with electronic components with reduced heat dissipation (not shown).
  • the other contact As shown in Figures 1 and 2B, the other contact
  • a portion 9 of a power busbar 10 which is, at least in part, underlying the printed circuit board 7.
  • the aforementioned portion 9 of the power conductor bar 10 can be constituted by the front edge of a protrusion turned upwards of said bar (for example a tab cut out from the bar and curved upwards). So that this protruding portion 9 is disposed correctly facing the busbar 1 and the power component 3, a cutout 11 is provided in the printed circuit board 7 (or a light if necessary) in which said portion 9 appears.
  • the power component 3 is constituted in such a way that the bearing face of the ends of its contacts 4 and 5 is substantially coplanar with the bearing face of its housing 2 by which it rests on the bar conductive 1.
  • the upper face of the printed circuit board 7 with its aforementioned track 6 ⁇ and, on the other hand, the upper face 8 of the protruding portion 9 of the conductive bar of power 10 are mutually substantially coplanar and in addition are substantially coplanar with the upper face of the busbar 1.
  • other relative positions than the coplanar position can be considered under the same conditions, depending on the conformation of the component power electronics 3.
  • FIGS. 3A to 3E illustrate the main stages in the manufacture of a complete module arranged in accordance with the invention.
  • the shapes of the component parts shown in these figures are only intended to set the ideas, but are in no way limitative of the scope of the invention.
  • a metal part 12 for example made of copper or aluminum, metals which are very good electrical and thermal conductors, which has a complex shape and will hereinafter be called "cluster".
  • the cluster 12 comprises a first part consisting of at least one conductive bar 1 which extends in the shape of a U and which is shaped to present at least one high zone 13 intended to support at least one electronic power component 3 in direct contact with the latter, and at least one low zone 14. In the example illustrated in FIG. 3A, three high zones 13 are shown, each of which is framed by two low zones 14.
  • the cluster 12 also includes, at the inside the cluster
  • the busbar 1 a second part consisting of at least one power busbar 10 which also has a general shape of U.
  • the power busbar 10 has a zone 23 situated at the level of the above-mentioned zones low 14 of the conductive bar 1 and it has, on its outer edge, portions or protuberances 9 (formed of cut and folded legs) which rise substantially up to the level of the upper face of the high areas 13 of the conductive bar 1.
  • protruding portions 9 are framed by low zones 23 of the power bus bar 10.
  • the cluster 12 comprises a plurality of connecting lugs 15 which bring together respective adjacent low zones of the conductive bar 1 and the power conductive bar 10, while apart from said connecting lugs 15 the two bars 1 and 10 stay away from each other.
  • the part or cluster 12 can be manufactured without particular difficulty by cutting, forming and folding a flat metal sheet.
  • the cluster 12 thus shaped is placed inside a mold for injecting a synthetic material.
  • electrically insulating tick which mold is shaped so that the insulating material is injected into the locations of the cluster 12 comprising the low areas of the two conductive bars 1 and power conductive bars 10, and in particular as illustrated in FIG. 3B in the parts d angle of the cluster 12 which is generally polygonal, and more particularly quadrangular (here rectangular).
  • the thickness of the insulating material (here symbolized by shaded-shaded areas) is less than the height of the high areas of the conductive bar 1 and of the upper face of the protrusions 9 so that these remain unobstructed.
  • the insulating material forms blocks 16 which drown adjacent parts of the bars 1 and 10 in which the connecting lugs 15 are located (in FIG. 3B, the low areas 14 of the bars 1 and 10 and the connecting lugs 15 have been shown by transparency through the blocks 16 of hardened insulating material).
  • connection tabs 15 are eliminated by piercing the part over its entire thickness through the insulating blocks 16 (holes 17). Thereafter, the two conductive bars 1 and power conductive bars 10 no longer have metal bridges and have become electrically independent, while being mechanically secured to one another by the blocks 16 of hardened insulating material.
  • FIGS. 4A and 4B show, alone, the upper left corner of the part.
  • reserves 18 are created at the level of the connecting lugs 15 so that, once the insulating material has hardened, the lugs 15 remain accessible ( Figure 4A).
  • the next step is to install the printed circuit board 7 as illustrated in FIG. 3D (in which the printed circuits of the housing 7 are not shown for the sake of simplification).
  • the card 7 is simply placed on the low areas of the busbar 1 and of the power busbar 10 and is joined to them by any appropriate means (screwing, gluing, welding, etc.).
  • Card 7 is assumed to be of the single-sided type (that is to say to include printed circuits only on its upper face); however, card 7 can be of the double-sided type with printed circuits also present on its underside, but only in the central part which is bypassed by the power bus bar 10, so that no short circuit is caused due to the contact of the card 7 and the bars 1 and 10.
  • the cutouts bypass the protruding portions 9, and projections 19 of the card 7 defined between consecutive cutouts 11 are housed next to said portions 9, each projection 19 carrying a patch 6 ⁇ of circuits printed as shown in Figures 1 and 2A.
  • the electronic components are assembled.
  • the electronic power components 3 power transistors, thyristors, etc.
  • the electronic components 20 with low dissipation thermal are mounted on the printed circuit board 7, on the upper face thereof as illustrated in FIG.
  • the height of the high areas 13 of the busbar 1, the conformation of the protrusions 9 of the power busbar 10 and the thickness of the printed circuit board 7 are mutually determined so that the respective upper faces are in predetermined relative situations, and in particular approximately coplanar: thus the electronic power components 3 disposed on the busbar 1 have their legs 4, 5 resting on the card 7 and the power busbar 10 without excessive deformation, and therefore without risk damage.
  • the printed circuit board 7 is put down, constituted as indicated above. As shown in Figure 5B, the card printed circuits 7 occupies its final place, with its projections 19 engaged between the protruding portions 9 of the power busbar 10.
  • the cluster 12 / card 7 assembly is then introduced into an injection mold and injected synthetic insulating material so that it drowns the lower parts of the assembly (FIG. 5C).
  • the insulating material invades all the existing free spaces and intervals and, after hardening, constitutes a rigid sub-layer in which the cluster 12 and the plate 7 are embedded, to the exclusion, however, of the upper faces of the high areas 13 of the conductive bar 1, of the upper faces of the protruding portions 9 of the power conductor bar 10 and of the upper face of the printed circuit board 7, as can be seen in FIG. 5C: the rigid insulating material, represented in g ⁇ sé-hatched, forms a block 21 conforming to the general outline of the cluster 12.
  • the card 7 is of the double-sided type, it is possible to form a reserve 24 (shown diagrammatically in dashes in FIG. 5C) in its central region of its lower face if electronic components have to be mounted there; in the case where no component has to be attached thereto, the reserve 24 has no reason to be and the printed tracks located in said central region of the lower face are simply covered by the insulating material.
  • a reserve 24 shown diagrammatically in dashes in FIG. 5C
  • connection tabs 15 are then removed according to one or the other method described above, in order to ensure the electrical independence of the two bars 1 and 10.
  • the card 7 has, on its underside, printed conductive tracks which extend as far as the power conductor bar, it is necessary to ensure the electrical isolation of this card from conductive bars or parts of conductive bars which are underlying it.
  • the card 7 is placed on the cluster 12 while being kept spaced from the latter by a sufficient interval so that, during the injection, the insulating material fills this gap and, after hardening, forms an intermediate insulating layer. 22 as illustrated in FIGS. 6A and 6B (which are sectional views similar to views 2A and 2B), with the difference that the card 7 is illustrated as being of the double-sided type.
  • it is advantageous to notch at least certain portions of the edges of the card (not visible in the drawings).
  • FIG. 8 we have illustrated, under the same conditions that in FIG. 3A, an alternative embodiment of a metal cluster 12 which implements a multiplicity of conductive bars 1 and of power conductive bars 10.
  • the single conductive bar 1 of FIG. 3A is replaced by several (three in the example illustrated) sections of conducting bars la, lb, le, which are capable of supporting electronic power components which can then have their housings brought to different potentials.
  • the single power busbar 10 of FIG. 3A is replaced by several (two in the example shown) sections of power busbars 10a and 10b whose conformations are suitable for joining the contacts 5 of the components 3 required. All the sections are joined together by connecting lugs 15.
  • the conductive bars 1 and / or the power conductive bars 10 are nested one inside the other and possibly overlap: the insulating synthetic material is then inserted at the locations required to avoid short circuits and to verify the assembly.
  • the module thus obtained has good mechanical rigidity and in particular the conductive bars, made of electrically good conductive metal (for example copper or copper-based) having a high coefficient of thermal expansion, are mechanically maintained under conditions such as , for example despite the ambient atmosphere at high temperature due to the proximity of a vehicle engine, deformations of these bars are avoided which would cause significant efforts on the contacts of the power components with a risk of rupture of these contacts.
  • electrically good conductive metal for example copper or copper-based

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Abstract

Module électrique comprenant au moins une barre de liaison conductrice (1) supportant au moins un composant électronique de puissance (3) dont des contacts sont en appui sur une carte à circuits imprimés (7) adjacente à la barre (1) et sur une portion (9) d'une barre conductrice de puissance (10) sous-jacente à la carte (7), au moins une couche (16) d'un matériau isolant durci recouvrant des zones basses adjacentes des barres conductrices (1, 10) pour assembler celles-ci rigidement et pour maintenir les faces supérieures des zones hautes (13, 9) des barres conductrices (1, 10) de la carte (7) dans des positions relatives prédéterminées.

Description

MODULE ELECTRIQUE DE PUISSANCE ET PROCEDES POUR SA FABRICATION
La présente invention concerne des perfectionne- ments apportés à la structure et à la fabrication de modules électriques de puissance qui incluent un ou plusieurs composants électroniques de puissance, tels que des transistors de puissance. De tels modules trouvent une application particulière, bien que non exclusive, dans le domaine automobile où l'on utilise des circuits électroniques qui alimentent des organes du moteur ou des éléments fonctionnels divers (par exemple un moteur électrique d'entraînement d'un groupe électropompe pour une assistance de direction d'un véhicule automobile) . Ces modules sont placés dans une ambiance à température élevée, ce qui complique l'évacuation de la chaleur dissipée par le ou les composants électroniques de puissance .
On a déjà proposé des réalisations de modules électriques dont l'agencement est élaboré autour d'un substrat métallique, notamment en aluminium ou alliage d'aluminium, les pièces composantes (carte à circuits imprimés, barres conductrices équipotentielles , ...) étant solidarisées notamment à l'aide de vis, boulons ou rivets pour les maintenir plaquées étroitement les unes contre les autres avec une bonne conduction thermique et/ou électrique .
Toutefois il apparaît souhaitable pour la pratique de réduire autant que faire se peut le poids et le coût de ces modules, ainsi que le nombre de ses pièces composantes .
Au surplus, il est nécessaire que la structure du module soit réalisée en compatibilité avec les composants électroniques dont il est équipé. A cet égard, les composants électroniques de puissance se présentent en général sous forme d'un boîtier comportant au moins une face plane propre à être mise en appui contre un support sur lequel est f xé ce boîtier (notamment par soudure) de façon à assurer la conduction électrique, d'une part, et l'évacuation de la chaleur, d'autre part. De ce boîtier s'étendent plusieurs contacts en forme de lames configurées de façon à présenter des surfaces d'appui respectives qui s'étendent à des niveaux prédéterminés par rapport à ladite face d'appui du boîtier (souvent ces surfaces des lames de contact sont coplanaires avec la face d'appui du boîtier) . Il est donc nécessaire, lors de l'assemblage des pièces composantes de la structure du module, que les surfaces destinées à recevoir les faces d'appui des boîtiers des composants et la surface d'appui des contacts respectifs soient correctement positionnées les unes par rapport aux autres pour que les composants de puissance puissent y être ensuite correctement montés (notamment par soudure) et fixés.
La présente invention vise donc notamment à fournir un module électrique répondant mieux aux diverses exigences de la pratique que ceux actuellement connus, tout en conservant une résistance thermique réduite dans le circuit de dissipation de la chaleur permettant aux composants électroniques de puissance de supporter des pointes rapides d' échauffement .
A ces fins, l'invention propose un module électrique qui comprend : - au moins une barre constituant liaison équi- potentielle en matériau électriquement conducteur, ladite barre étant conformée pour présenter au moins une zone haute et au moins une zone basse ; - au moins un composant électronique de puissance en contact direct avec la zone haute de ladite barre conductrice ; une carte à circuits imprimés portant des composants électroniques à dissipation thermique réduite du module, cette carte étant disposée adjacente à la susdite barre conductrice avec sa face supérieure disposée dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute de ladite barre conductrice ; - au moins une barre conductrice de passage de courant de puissance sous-jacente à la carte à circuits imprimés et présentant au moins une zone basse adjacente à la susdite zone basse de la barre conductrice précitée et possédant au moins une portion ayant une face supérieure adjacente à la susdite barre conductrice et dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute de ladite barre conductrice ; le susdit composant de puissance ayant des contacts raccordés respectivement à un circuit imprimé de la susdite carte à circuits imprimés et à la face supérieure de ladite portion de la barre conductrice de puissance ;
- et au moins une couche d'un matériau isolant durci recouvrant les susdites zones basses de la barre conductrice et de la barre conductrice de puissance qui sont mutuellement adjacentes de manière à πgidifier l'ensemble ainsi constitué et à maintenir les positions relatives des surfaces précitées afin d'assurer la fiabilité de la continuité électrique des contacts du composant de puissance.
De façon avantageuse, la barre conductrice présente au moins une zone haute située entre deux zones basses extrêmes de la barre conductrice, la barre conductrice de puissance possède au moins une portion ayant une face supérieure adjacente à la zone haute de la barre conductrice, laquelle portion est située entre deux zones basses extrêmes de la barre conductrice de puissance,
- les zones basses de la barre conductrice et les zones basses de la barre conductrice de puissance sont deux à deux adjacentes, et du matériau isolant durci solidarise lesdites paires de zones basses des barre conductrice et barre conductrice de puissance.
Dans un mode de réalisation concret, des zones basses des barre conductrice et barre conductrice de puissance solidarisées par du matériau isolant durci sont situées dans les angles du module qui possède une forme générale approximativement polygonale, notamment approximativement quadrangulaire, ce qui permet d'obtenir une structure peu fragile dans les angles qui sont des zones exposées aux chocs lors des manipulations du module. Dans le but d'aboutir à une structure plus compacte dans laquelle les pièces composantes peuvent s'emboîter les unes dans les autres au moins en partie, on prévoit que la carte à circuits imprimés comporte des découpes et/ou des lumières pour donner passage à des portions de la ou des barres conductrices de puissance en vue d'autoriser un raccordement de contact avec un composant électronique de puissance supporté par la barre conductrice .
Dans des structures complexes et importantes, il peut être envisagé que le module comporte plusieurs barres conductrices électriquement indépendantes les unes des autres et juxtaposées et/ou plusieurs barres conductrices de puissance électriquement indépendantes les unes des autres et juxtaposées.
Dans un mode de réalisation pratique, les faces supérieures de la carte à circuits imprimés, de la barre conductrice et de ladite portion de la barre conductrice de puissance sont maintenues dans une situation de sensible coplanéité mutuelle.
Pour constituer un module particulièrement rigide et robuste, qui soit apte à former un ensemble monobloc propre à supporter des vibrations mécaniques comme c'est le cas par exemple pour un équipement de véhicule automobile, on peut faire en sorte que le matériau isolant durci noie les pièces composantes du module à l'exclusion des faces supérieures sensiblement coplanaires de la carte à circuits imprimés, des zones hautes de la barre conductrice et des zones hautes des excroissances de la barre conductrice de puissance. De plus, pour favoriser l'ancrage mécanique du matériau isolant durci avec la carte à circuits imprimés, il est souhaitable que la carte à circuits imprimés soit retenue dans le module uniquement par le matériau isolant durci et qu'au moins certaines portions d'au moins certains chants de la carte à circuits imprimés soient encochées pour améliorer l'ancrage dans le matériau isolant durci. Dans un mode de réalisation particulier, toutefois, on prévoit qu'au moins la région centrale de la face inférieure de la carte à circuits imprimés du type double face reste dégagée : de la sorte les parties marginales de la carte à circuits imprimés sont ancrées dans le matériau isolant durci et servent à la solidari- sation de la carte au reste du module, tandis que la région centrale de la face inférieure, libre de tout matériau durci, peut recevoir des circuits imprimés et éventuellement des composants électroniques au même titre que la face supérieure.
De plus, on peut prévoir également que la carte à circuits imprimés, notamment du type double face, soit écartée au-dessus des barre conductrice et barre conductrice de puissance et que le matériau isolant durci comble cet intervalle : de la sorte, la face inférieure de la carte peut recevoir des circuits imprimés y compris dans les régions marginales de celle-ci qui sont en regard de la barre conductrice et/ou de la barre conductrice de puissance sans qu'il y ait de contact physique, et donc de court-circuit , entre lesdits circuits imprimés et lesdites barres .
Selon un second de ses aspects, l'invention propose un procédé pour fabriquer un module électrique tel que décrit ci-dessus, lequel procédé se caractérise par les étapes suivantes : a) on emboutit une plaque d'un matériau électriquement conducteur pour former, par découpe et mise en forme, une pièce complexe ou grappe incorporant :
- au moins une première partie formant une barre conductrice propre à constituer liaison équipotentielle, ladite barre conductrice présentant au moins une zone haute et au moins une zone basse ;
- au moins une seconde partie formant une barre conductrice de puissance propre au passage d'un courant de puissance et adjacente au moins en partie à des parties de celle-ci, la barre conductrice de puissance présentant au moins une zone basse adjacente à la susdite zone basse de la barre conductrice et possédant au moins une portion ayant une face supérieure adjacente à la zone haute de la susdite barre conductrice et dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute de ladite barre conductrice ;
- des pattes de liaison reliant les susdites première et deuxième parties ; b) on dispose ladite grappe dans un moule d' injection de matière synthétique et on injecte dans le moule un matériau synthétique électriquement isolant, ledit moule étant agencé pour que le matériau synthétique noie les zones basses des barre conductrice et barre conductrice de puissance en laissant à découvert au moins les faces supérieures des zones hautes desdites barre conductrice et barre conductrice de puissance ; c) on laisse refroidir et durcir le matériau synthétique, puis on sort l'ensemble hors du moule ; d) on découpe les pattes de liaison précitées de manière que les barre conductrice et barre conductrice de puissance soient électriquement séparées l'une de l'autre, mais soient mécaniquement solidarisées par leurs zones noyées dans le matériau synthétique durci ; e) on met en place une carte à circuits imprimés que l'on solidarise a l'ensemble ; f) enfin on met en place et on soude, d'une part, au moins un composant électrique de puissance sur la zone haute de la barre conductrice de manière que ses contacts soient raccordés respectivement à un circuit imprimé de ladite carte à la face supérieure de ladite portion de la barre conductrice de puissance et, d'autre part, des composants électroniques à dissipation thermique réduite sur la carte a circuits imprimés. Selon encore un autre de ses aspects, l'invention propose une variante du procédé ci -dessus pour fabriquer le module électrique tel que décrit plus haut, laquelle variante du procédé se caractérise par les étapes suivantes : a) on emboutit une plaque d'un matériau électriquement conducteur pour former, par découpe et mise en forme, une pièce complexe ou grappe incorporant :
- au moins une première partie formant une barre conductrice propre à constituer liaison équipotentielle, ladite barre conductrice présentant au moins une zone haute et au moins une zone basse ;
- au moins une seconde partie formant une barre conductrice de puissance propre au passage d'un courant de puissance et adjacente au moins en partie a des parties de celle-ci, la barre conductrice de puissance présentant au moins une zone basse adjacente à la susdite zone basse de la barre conductrice et possédant au moins une portion ayant une face supérieure adjacente à la zone haute de la susdite barre conductrice et dans une situation prédéter- minée par rapport à celle de la zone haute de ladite barre conductrice ;
- des pattes de liaison reliant les susdites première et deuxième parties ; b) on met en place sur la grappe une carte à circuits imprimés ; c) on dispose l'ensemble formé de ladite grappe et de la carte à circuits imprimés dans un moule d'injection de matière synthétique et on injecte dans le moule un matériau synthétique électriquement isolant, ledit moule étant agencé pour que le matériau synthétique noie les zones basses des barre conductrice et barre conductrice de puissance, ainsi que la face inférieure et les chants d'au moins certaines parties de la carte à circuits imprimés, tout en laissant à découvert au moins les faces supérieures des zones hautes desdites barre conductrice et barre conductrice de puissance et la face supérieure de la carte à circuits imprimés ; d) on laisse refroidir et durcir le matériau synthétique, puis on sort l'ensemble hors du moule ; e) on découpe les pattes de liaison précitées de manière que les barre conductrice et barre conductrice de puissance soient électriquement séparées l'une de l'autre, mais soient mécaniquement solidarisées par leurs zones noyées dans le matériau synthétique durci ; f) enfin on met en place et on soude, d'une part, au moins un composant électrique de puissance sur la zone haute de la barre conductrice de manière que ses contacts soient raccordés respectivement à un circuit imprimé de ladite carte à la face supérieure de ladite portion de la barre conductrice de puissance et, d'autre part, des composants électroniques à dissipation thermique réduite sur la carte à circuits imprimés. Dans une mise en œuvre avantageuse de l'un ou l'autre procédé, on prévoit que le matériau synthétique est injecté dans le moule au moins dans les angles de la grappe qui possède une forme générale approximativement polygonale ; toutefois, pour obtenir un module rigide et mécaniquement résistant, il est préférable que le matériau synthétique soit injecté dans le moule pour occuper approximativement toute la surface définie par le contour de la grappe en laissant dégagées les zones hautes précitées, respectivement la face supérieure de la carte à circuits imprimés. Cependant, dans des cas particuliers et notamment lorsque la carte à circuits imprimés est du type double face, le matériau synthétique est injecté dans le moule pour occuper approximativement la surface définie par le contour de la grappe à l'exclusion d'au moins la région centrale de la face inférieure de la carte à circuits imprimés du type double face, tout en laissant dégagées les zones hautes précitées, respectivement la face supérieure de la carte à circuits imprimés du type double face.
Pour favoriser l'ancrage de la carte à circuits imprimés dans le matériau isolant durci, il est intéressant qu'au moins certaines portions des chants de la carte à circuits imprimés soient encochées pour favoriser l'accrochage du matériau synthétique.
Dans un exemple pratique de mise en œuvre des procédés de l'invention, on prévoit que, lors de l'injection du matériau synthétique coulant dans le moule, on aménage des réserves en regard des pattes de liaison respectives reliant les susdites première et deuxième parties de la grappe et qu'après durcissement du matériau synthétique isolant, on découpe ces liaisons à travers lesdites réserves. Enfin, il est souhaitable que la carte à circuits imprimés, notamment du type double face, soit maintenue écartée au-dessus des barre conductrice et barre conductrice de puissance, et que du matériau isolant soit injecté dans l'intervalle entre la carte et les barres. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains exemples de mises en œuvre de l'invention donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue de dessus d'une partie d'un module électrique conforme à l'invention ; - les figures 2A et 2B sont des vues en coupe, respectivement en deux emplacements selon les lignes I-I et II-II de la figure 1, d'un mode de réalisation du module de la figure 1 ;
- les figures 3A à 3E sont des vues en perspective illustrant diverses étapes d'un procédé de fabrication d'un module électrique conforme à l'invention ;
- les figures 4A et 4B sont des vues partielles en perspective illustrant une variante du procédé des figures 3A à 3E ; - les figures 5A à 5D sont des vues en perspective illustrant diverses étapes d'une variante du procédé précédent de fabrication d'un module électrique conforme à 1 ' invention ; les figures 6A et 6B sont des vues en coupe, respectivement en deux emplacements selon les lignes I-I et II-II de la figure 1, d'un autre mode de réalisation du module de la figure 1 ;
- la figure 7 est une vue partielle en coupe d'une partie du module de la figure 5D, montrant une variante de réalisation de l'ancrage de la carte à circuits imprimés ; et la figure 8 est une vue en perspective illustrant une variante de réalisation d'une grappe métallique utilisable dans l'un ou l'autre des procédés des figures 3A à 3E ou 5A à 5D, respectivement.
On se référera tout d'abord aux figures 1, 2A et 2B qui illustrent une partie d'un module électrique agencé conformément à l'invention. Le module comprend au moins une barre conductrice équipotentielle 1 sur un bord de la face supérieure de laquelle est fixé, notamment par soudure, le boîtier 2 d'un composant électronique de puissance 3 (par exemple un transistor, un thyristor, ...) de sorte que ce composant (dont au moins la face inférieure du boîtier est métallique et constitue l'une des électrodes) est en contact intime de conduction thermique et électrique avec la barre conductrice 1.
Le composant électronique de puissance 3 comporte deux contacts 4 et 5 en forme de lames ou de pattes, saillant latéralement au-delà du bord de la barre conductrice 1.
Comme visible aux figures 1 et 2A, l'un des contacts, 4, prend appui par son extrémité libre et est soudé sur une piste 6λ d'un circuit imprimé de la carte 7. La carte à circuits imprimés 7 porte une multiplicité de pistes 6 en cuivre sur sa face supérieure et elle est équipée, sur cette face, de composants électroniques à dissipation thermique réduite (non montrés) . Comme visible aux figures 1 et 2B, l'autre contact
5 du composant 3 prend appui par son extrémité libre et est soudé sur la face supérieure 8 d'une portion 9 d'une barre conductrice de puissance 10 qui est, en partie au moins, sous-jacente à la carte à circuits imprimés 7. La portion 9 précitée de la barre conductrice de puissance 10 peut être constituée par le chant frontal d'une excroissance tournée vers le haut de ladite barre (par exemple une patte découpée dans la barre et courbée vers le haut) . Pour que cette portion excroissante 9 soit disposée correctement en regard de la barre conductrice 1 et du composant de puissance 3, on prévoit dans la carte à circuits imprimés 7 une découpe 11 dans son bord (ou une lumière si nécessaire) dans laquelle apparaît ladite portion 9.
Dans l'exemple illustré, le composant de puissance 3 est constitué de telle manière que la face d'appui des extrémités de ses contacts 4 et 5 soit sensiblement coplanaire avec la face d'appui de son boîtier 2 par laquelle il repose sur la barre conductrice 1. Ainsi, il est nécessaire que, d'une part, la face supérieure de la carte à circuits imprimés 7 avec sa piste 6χ précitée et, d'autre part, la face supérieure 8 de la portion excroissante 9 de la barre conductrice de puissance 10 soient mutuellement sensiblement coplanaires et en outre soient sensiblement coplanaires avec la face supérieure de la barre conductrice 1. Bien entendu, d'autres positions relatives que la position coplanaire peuvent être envisagées dans les mêmes conditions, en fonction de la conformation du composant électronique de puissance 3.
Pour maintenir la carte à circuits imprimés 7 et les deux barres conductrices 1 et 10 fermement réunies dans la position mutuelle requise, on prévoit la mise en œuvre de ce qui suit.
On a illustré aux figures 3A à 3E les principales étapes de fabrication d'un module complet agencé confor- mément à l'invention. Les formes des pièces composantes montrées sur ces figures sont uniquement destinées à fixer les idées, mais ne sont nullement limitatives de la portée de l'invention.
A la figure 3A est montrée une pièce métallique 12, par exemple en cuivre ou en aluminium, métaux très bons conducteurs électriques et thermiques, qui présente une forme complexe et sera dans la suite dénommée "grappe" . La grappe 12 comprend une première partie constituée d'au moins une barre conductrice 1 qui s'étend en forme de U et qui est conformée pour présenter au moins une zone haute 13 destinée à supporter au moins un composant électronique de puissance 3 en contact direct avec celle-ci, et au moins une zone basse 14. Dans l'exemple illustré à la figure 3A, il est représenté trois zones hautes 13 , dont chacune est encadrée par deux zones basses 14. La grappe 12 comprend également, à l'intérieur du
U formé par la barre conductrice 1, une deuxième partie constituée d'au moins une barre conductrice de puissance 10 qui présente, elle aussi, une forme générale de U. La barre conductrice de puissance 10 possède une zone 23 située au niveau des susdites zones basses 14 de la barre conductrice 1 et elle présente, sur son bord externe, des portions ou excroissances 9 (formées de pattes découpées et pliées) qui s'élèvent sensiblement jusqu'au niveau de la face supérieure des zones hautes 13 de la barre conductrice 1. Dans l'exemple représenté, des portions excroissances 9 sont encadrées par des zones basses 23 de la barre conductrice de puissance 10.
Enfin, la grappe 12 comprend une pluralité de pattes de liaison 15 qui réunissent des zones basses adjacentes respectives de la barre conductrice 1 et de la barre conductrice de puissance 10, tandis qu'en dehors desdites pattes de liaison 15 les deux barres 1 et 10 restent écartées l'une de l'autre.
La pièce ou grappe 12 peut être fabriquée sans difficulté particulière par découpage, formage et pliage d'une feuille métallique plane.
La grappe 12 ainsi conformée est disposée à l'intérieur d'un moule d'injection d'un matériau synthé- tique électriquement isolant, lequel moule est conformé pour que le matériau isolant soit injecté dans les emplacements de la grappe 12 comportant les zones basses des deux barre conductrice 1 et barre conductrice de puissance 10, et notamment comme illustré à la figure 3B dans les parties d'angle de la grappe 12 qui est de forme générale polygonale, et plus particulièrement quadrangu- laire (ici rectangulaire). L'épaisseur du matériau isolant (ici symbolisé par des zones en grisé-hachuré) est moindre que la hauteur des zones hautes de la barre conductrice 1 et de la face supérieure des excroissances 9 de sorte que celles-ci restent dégagées. Après durcissement, le matériau isolant forme des blocs 16 qui noient des parties adjacentes des barres 1 et 10 dans lesquelles sont situées des pattes de liaison 15 (sur la figure 3B, les zones basses 14 des barres 1 et 10 et les pattes de liaison 15 ont été montrées par transparence à travers les blocs 16 de matériau isolant durci) .
On procède ensuite, comme illustré à la figure 3C, à l'élimination des pattes de liaison 15 en perçant la pièce sur toute son épaisseur à travers les blocs isolant 16 (trous 17) . Ensuite de quoi, les deux barre conductrice 1 et barre conductrice de puissance 10 ne présentent plus de ponts métalliques et sont devenues électriquement indépendantes, tout en étant mécaniquement solidarisées l'une à l'autre par les blocs 16 de matériau isolant durci .
A titre de variante, on peut avantageusement procéder comme illustré aux figures 4A et 4B qui montrent, seul, l'angle supérieur gauche de la pièce. Lors de l'injection du matériau isolant, on crée des réserves 18 au niveau des pattes de liaison 15 de manière que, une fois le matériau isolant durci, les pattes 15 demeurent accessibles (figure 4A) . On procède ensuite à leur élimination par cisaillement comme illustré à la figure 4B, de manière à isoler électriquement les deux barres 1 et 10 l'une de l'autre, en même temps qu'elles restent mécaniquement solidarisées par les blocs 16 de matériau isolant durci.
On procède ensuite à la mise en place de la carte à circuits imprimés 7 comme illustré à la figure 3D (sur laquelle les circuits imprimés de la carne 7 ne sont pas montrés par souci de simplification) . Dans l'exemple illustré à la figure 3D, la carte 7 est simplement posée sur les zones basses de la barre conductrice 1 et de la barre conductrice de puissance 10 et leur est solidarisée par tout moyen approprié (vissage, collage, soudure, ... . La carte 7 est supposée être du type simple face (c'est-à- dire ne comporter des circuits imprimés que sur sa face supérieure) ; toutefois la carte 7 peut être du type double face avec des circuits imprimés présents en outre sur sa face inférieure, mais uniquement dans la partie centrale qui est contournée par la barre conductrice de puissance 10, de sorte qu'aucun court-circuit n'est provoqué en raison du contact de la carte 7 et des barres 1 et 10.
Sur le pourtour de la carte 7, les découpes il contournent les portions excroissantes 9, et des saillies 19 de la carte 7 définies entre des découpes 11 consécutives viennent se loger à côté desdites portions 9, chaque saillie 19 portant une pastille 6λ de circuits imprimés comme illustré aux figures 1 et 2A. Finalement, on procède au montage des composants électroniques. Les composants électroniques de puissance 3 (transistors de puissance, thyristors, ...) sont solidarisés (par exemple soudés) sur les zones hautes 13 de la barre conductrice 1 avec leurs pattes 4, 5 en appui respectivement sur les pastilles 61 des saillies 19 de la carte à circuits imprimés 7 et sur les portions excrois- santes 9 de la barre conductrice de puissance 10. Les composants électroniques 20 à faible dissipation thermique sont montés sur la carte à circuits imprimés 7, sur la face supérieure de celle-ci comme illustré à la figure 3E et éventuellement dans la partie centrale de sa face inférieure dans le cas d'une carte du type double face. On notera que la Hauteur des zones hautes 13 de la barre conductrice 1, la conformation des excroissances 9 de la barre conductrice de puissance 10 et l'épaisseur de la carte à circuits imprimés 7 sont mutuellement déterminées de sorte que les faces supérieures respectives soient dans des situations relatives prédéterminées, et notamment approximativement coplanaires : ainsi les composants électroniques de puissance 3 disposés sur la barre conductrice 1 ont leurs pattes 4, 5 en appui sur la carte 7 et la barre conductrice de puissance 10 sans déformation excessive, et donc sans risque d' endommagement .
Bien que l'agencement qui vient d'être décrit en regard des figures 3A à 3Ξ constitue un module électrique conforme aux buts visés par l'invention, on peut toutefois réaliser un module ayant une plus grande rigidité mécanique et éviter une fixation spécifique de la carte à circuits imprimés 7 en ayant recours aux dispositions qui suivent, décrites en référence aux figures 5A à 5D.
On commence par fabriquer une grappe métallique 12 (figure 5A) dans les mêmes conditions qu'indiqué précédemment en regard de la figure 3A.
Sur la grappe métallique 12 on vient ensuite poser la carte à circuits imprimés 7 constituée comme indiqué précédemment. Comme visible à la figure 5B, la carte à circuits imprimés 7 occupe sa place définitive, avec ses saillies 19 engagées entre les portions excroissantes 9 de la barre conductrice de puissance 10.
On introduit alors l'ensemble grappe 12/carte 7 dans un moule d'injection et on injecte du matériau synthétique isolant de manière que celui-ci noie les parties basses de l'ensemble (figure 5C) . Dans ces conditions, le matériau isolant envahit tous les espaces libres et intervalles existants et, après durcissement, constitue une sous-couche rigide dans laquelle sont noyées la grappe 12 et la plaque 7, à l'exclusion toutefois des faces supérieures des zones hautes 13 de la barre conductrice 1, des faces supérieures des portions excrois- santes 9 de la barre conductrice de puissance 10 et de la face supérieure de la carte à circuits imprimés 7, comme on le voit bien sur la figure 5C : le matériau isolant rigide, représenté en gπsé-hachuré, forme un bloc 21 épousant le contour général de la grappe 12.
Dans le cas où la carte 7 est du type double face, on peut former une réserve 24 (schématisée en tirets à la figure 5C) dans sa région centrale de sa face inférieure si des composants électroniques doivent y être montés ; dans le cas où aucun composant n'a à y être fixé, la réserve 24 n'a pas de raison d'être et les pistes imprimées situées dans ladite région centrale de la face inférieure sont simplement recouvertes par le matériau isolant .
On procède ensuite à l'élimination des pattes de liaison 15 selon l'une ou l'autre méthode exposée plus haut, afin d'assurer l'indépendance électrique des deux barres 1 et 10.
Enfin on monte les composants électroniques à leurs emplacements respectifs (figure 5D) . Le procédé qui vient d'être décrit en regard des figures 5A à 5D offre l'avantage de conduire à un module électrique d'une très grande rigidité, apte à supporter les conditions sévères d'un environnement vibratoire (équipement d'un véhicule automobile par exemple) .
Dans le cas où la carte 7 possède, sur sa face inférieure, des pistes conductrices imprimées qui s'étendent jusqu'en regard de la barre conductrice de puissance, il convient d'assurer l'isolement électrique de cette carte vis-à-vis des barres conductrices ou parties de barres conductrices qui lui sont sous- j acentes . A cette fin, la carte 7 est déposée sur la grappe 12 en étant maintenue écartée de celle-ci par un intervalle suffisant pour que, lors de l' injection, le matériau isolant comble cet intervalle et, après durcissement, forme une couche isolante intermédiaire 22 comme illustré aux figures 6A et 6B (lesquelles sont des vues en coupe analogues aux vues 2A et 2B) , à la différence que la carte 7 est illustrée comme étant du type double face. Pour faciliter l'ancrage de la carte à circuits imprimés 7 dans le matériau isolant durci, on peut avantageusement encocher au moins certaines portions des chants de la carte (non visible sur les dessins) .
On peut aussi, comme illustré à la figure 7, prévoir des trous 23 de relativement grand diamètre dans la carte à circuits imprimés 7. Le matériau isolant, injecté en sous-couche 22 comme indiqué plus haut, reflue alors par les trous 23 et recouvre une portion avoismante de la face supérieure de la carte 7 ; le "bouton" 24 de matériau ainsi formé bloque la carte de faon sûre. On peut prévoir, sur la face supérieure de la carte 7, un creux ou lamage 25 entourant le trou 23 et dans lequel se forme le "bouton" 24 de matériau isolant qui, ainsi, ne fait pas ou quasiment pas saillie au-dessus de la face supérieure de la carte 7.
Bien entendu, les barres conductrices peuvent donner lieu à des arrangements plus complexes que ceux montrés aux figures précédemment évoquées, en relation avec les impératifs de fonctionnement des composants électroniques de puissance 3. Ainsi à la figure 8, on a illustré, dans les mêmes conditions qu'à la figure 3A, une variante de réalisation d'une grappe métallique 12 qui met en œuvre une multiplicité de barres conductrices 1 et de barres conductrices de puissance 10. La barre conductrice 1 unique de la figure 3A est remplacée par plusieurs (trois dans l'exemple illustré) tronçons de barres conductrices la, lb, le, qui sont propres à supporter des composants électroniques de puissance qui peuvent alors avoir leurs boîtiers portés à des potentiels différents. De la même manière, la barre conductrice de puissance 10 unique de la figure 3A est remplacée par plusieurs (deux dans l'exemple représenté) tronçons de barres conductrices de puissance 10a et 10b dont les conformations sont appropriées pour réunir les contacts 5 des composants 3 requis. Tous les tronçons sont réunis entre eux par des pattes de liaison 15.
Bien entendu des agencements plus complexes sont envisageables, et il est possible que les barres conductrices 1 et/ou les barres conductrices de puissance 10 soient imbriquées les unes dans les autres et éventuellement se chevauchent : le matériau synthétique isolant vient alors s'insérer aux endroits requis pour éviter les courts-circuits et πgidifier l'ensemble.
On peut, de plus, accroître la fiabilité du module constitué conformément à l'invention en revêtant les contacts (ou pattes) 4, 5 des composants de puissance, ainsi que leur soudure d'une résine isolante durcissable (non montré) qui, par sa présence, renforce la liaison mécanique du contact et de son support. On limite ainsi les efforts provoqués sur ces soudures par les chocs thermiques auxquels le module se trouve exposé et on réduit le risque d'une rupture de la soudure.
On comprend, d'après les explications qui précèdent, que la fabrication d'un module électrique conforme à l'invention peut s'effectuer dans des condi- tions conduisant à un coût sensiblement réduit, tout en aboutissant à un ensemble monobloc rigide et mécaniquement très résistant.
Le module ainsi obtenu présente une bonne rigidité mécanique et notamment les barres conductrices, consti- tuées en métal électriquement bon conducteur (par exemple en cuivre ou à base de cuivre) ayant un coefficient de dilatation thermique élevé, sont maintenues mécaniquement dans des conditions telles que, par exemple malgré l'atmosphère ambiante à température élevée due à la proximité d'un moteur de véhicule, on évite des déformations de ces barres qui entraîneraient des efforts importants sur les contacts des composants de puissance avec un risque de rupture de ces contacts.

Claims

REVENDICATIONS
1. Module électrique comprenant :
- au moins une barre (1) constituant liaison équi- potentielle en matériau électriquement conducteur, ladite barre étant conformée pour présenter au moins une zone haute et au moins une zone basse ;
- au moins un composant électronique de puissance (3) en contact direct avec la zone haute de ladite barre conductrice (1) ;
- une carte à circuits imprimés (7) portant des composants électroniques à dissipation tnermique réduite du module, cette carte étant disposée adjacente à la susdite barre conductrice (1) avec sa face supérieure disposée dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute de ladite barre conductrice (1) ;
- au moins une barre conductrice de passage de courant de puissance (10) sous-jacente à la carte à circuits imprimés (7) et présentant au moins une zone basse adjacente à la susdite zone basse de la barre conductrice précitée et possédant au moins une portion (9) ayant une face supérieure (8) adjacente à la susdite barre conductrice et dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute de ladite barre conductrice (1) ;
- le susdit composant de puissance (3) ayant des contacts (4, 5) raccordés respectivement à un circuit imprimé de la susdite carte à circuits imprimés (7) et à la face supérieure (8) de ladite portion (9) de la barre conductrice de puissance (10) ; et au moins une couche (16) d'un matériau isolant durci recouvrant les susdites zones basses de la barre conductrice (1) et de la barre conductrice de puissance (10) qui sont mutuellement adjacentes de manière à rigidifier l'ensemble ainsi constitué et à maintenir les positions relatives des surfaces précitées afin d'assurer la fiabilité de la continuité électrique des contacts du composant de puissance.
2. Module électrique selon la revendication 1, caractérisé
- en ce que la barre conductrice (1) présente au moins une zone haute (13* située entre deux zones basses extrêmes (14) de la barre conductrice,
- en ce que la barre conductrice de puissance (10) possède au moins une portion (9) ayant une face supérieure adjacente à la zone haute (13) de la barre conductrice
(1) , laquelle portion est située entre deux zones basses extrêmes (23) de la barre conductrice de puissance,
- en ce que les zones basses (14) de la barre conductrice (1) et les zones basses (23) de la barre conductrice de puissance (10) sont deux à deux adjacentes, et en ce que du matériau isolant durci (16, 21) solidarise lesdites paires de zones basses (14, 23) des barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) .
3. Module électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que des zones basses (14) des barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) solidarisées par du matériau isolant durci (16) sont situées dans les angles du module qui possède une forme générale approximativement polygonale, notamment approxi- mativement quadrangulaire .
4. Module électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (7) comporte des découpes (11) et/ou des lumières pour donner passage à des portions (91 de la ou des barres conductrices de puissance (10) afin d'autoriser un raccordement de contact avec un composant électronique de puissance (3) porté par la barre conductrice (1) .
5. Module électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs barres conductrices (1) électriquement indépendantes les unes aux autres et juxtaposées.
6. Module électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs barres conductrices de puissance (10) électriquement indépendantes les unes des autres et j uxtaposées .
7. Module électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces supérieures de la carte à circuits imprimés (7) , des zones hautes de la barre conductrice (1) et des zones hautes de ladite portion (9) de la barre conductrice de puissance (10) sont maintenues dans une situation de sensible coplanéité mutuelle.
8. Module électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau isolant durci (21) noie les pièces composantes (1, 7, 10) du module à l'exclusion des faces supérieures sensiblement coplanaires de la carte à circuits imprimés (7), des zones hautes (13) de la barre conductrice (1) et des zones hautes des excroissances (9) de la barre conductrice de puissance (10) .
9. Module électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (7) est retenue dans le module uniquement par le matériau isolant durci (21) et en ce qu'au moins certaines portions d'au moins certains chants de la carte à circuits imprimés sont encochees pour améliorer l'ancrage dans le matériau isolant durci .
10. Module électrique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (7) comporte au moins un trou (23) de relativement grand diamètre et en ce que du matériau isolant durci obture ce trou et recouvre une portion avoismante de la face supérieure de la carte (7) ("bouton" 24) .
11. Module électrique selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'au moins la région centrale (24) de la face inférieure de la carte à circuits imprimés (7) du type double face reste dégagée.
12. Module électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (7) , notamment du type double face, est écartée au-dessus des barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) et en ce que le matériau isolant durci (22) comble cet intervalle.
13. Module électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contacts (4, 5) du composant électronique de puissance (3) et leurs soudures respectives sont recouverts d'une résine isolante durcie propre à réduire les efforts s 'exerçant sur lesdites soudures lors de chocs thermiques.
14. Procédé pour fabriquer un module électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 , caractérisé par les étapes suivantes : a) on emboutit une plaque d'un matériau électriquement conducteur pour former, par découpe et mise en forme, une pièce complexe ou grappe (12) incorporant :
- au moins une première partie formant une barre conductrice (1) propre à constituer liaison équipotentielle, ladite barre conductrice (1) présentant au moins une zone haute (13) et au moins une zone basse (14) ,
- au moins une seconde partie formant une barre conductrice de puissance (10) propre au passage d'un courant de puissance et adjacente au moins en partie à des parties de celle-ci, la barre conductrice de puissance (10) présentant au moins une zone basse (23) adjacente à la susdite zone basse (13) de la barre conductrice (1) et possédant au moins une portion (9) ayant une face supérieure adjacente à la zone haute (13) de la susdite barre conductrice (1) et dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute (13) de ladite barre conductrice ;
- des pattes de liaison (15) reliant les susdites première et deuxième parties ; b) on dispose ladite grappe (12) dans un moule d'injection de matière synthétique et on injecte dans le moule un matériau synthétique électriquement isolant, ledit moule étant agencé pour que le matériau synthétique noie les zones basses (14, 23) des barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) en laissant à découvert au moins les faces supérieures des zones hautes (13, 9) desdites barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) ; c) on laisse refroidir et durcir le matériau synthétique (16, 21), puis on sort l'ensemble hors du moule ; d) on découpe les pattes de liaison (15) précitées de manière que les barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) soient électriquement séparées l'une de l'autre, mais soient mécaniquement solidarisées par leurs zones noyées dans le matériau synthétique durci ; e) on met en place une carte à circuits imprimés (7) que l'on solidarise à l'ensemble ; f) enfin on met en place et on soude, d'une part, au moins un composant électrique de puissance (3) sur la zone haute (13) de la barre conductrice (1) de manière que ses contacts soient raccordés respectivement à un circuit imprimé (6_) de ladite carte (7) à la face supérieure de ladite portion (9) de la barre conductrice de puissance (10) et, d'autre part, des composants électroniques (20) à dissipation thermique réduite sur la carte à circuits imprimés (7) .
15. Procédé pour fabriquer un module électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 , caractérisé par les étapes suivantes : a) on emboutit une plaque d'un matériau électriquement conducteur pour former, par découpe et mise en forme, une pièce complexe ou grappe (12) incorporant :
- au moins une première partie formant une barre conductrice (1) propre à constituer liaison équipotentielle, ladite barre conductrice (1) présentant au moins une zone haute (13) et au moins une zone basse (14) ;
- au moins une seconde partie formant une barre conductrice de puissance (10) propre au passage d'un courant de puissance et adjacente au moins en partie à des parties de celle-ci, la barre conductrice de puissance (10; présentant au moins une zone basse (23) adjacente à la susdite zone basse (13) de la barre conductrice (1) et possédant au moins une portion (9) ayant une face supérieure adjacente à la zone haute
(13) de la susdite barre conductrice (1) et dans une situation prédéterminée par rapport à celle de la zone haute (13) de ladite barre conductrice ,- - des pattes de liaison (15) reliant les susdites première et deuxième parties ; b) on met en place sur la grappe (12) une carte à circuits imprimés (7) ; c) on dispose l'ensemble formé de ladite grappe (12) et de la carte à circuits imprimés (7) dans un moule d'injection de matière synthétique et on injecte dans le moule un matériau synthétique électriquement isolant, ledit moule étant agencé pour que le matériau synthétique noie les zones basses (14, 23) des barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) , ainsi que la face inférieure et les chants d'au moins certaines parties de la carte à circuits imprimés (7) , tout en laissant à découvert au moins les faces supérieures des zones hautes (13, 9) desdites barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) et la face supérieure de la carte à circuits imprimés (7) ; d) on laisse refroidir et durcir le matériau synthétique (16, 21), puis on sort l'ensemble hors du moule ; e) on découpe les pattes de liaison (15) précitées de manière que les barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) soient électriquement séparées l'une de l'autre, mais soient mécaniquement solidarisées par leurs zones noyées dans le matériau synthétique durci ; f) enfin on met en place et on soude, d'une part, au moins un composant électrique de puissance (3) sur la zone haute (13) de la barre conductrice (1) de manière que ses contacts soient raccordés respectivement à un circuit imprimé (6ι) de ladite carte (7) à la face supérieure de ladite portion (9) de la barre conductrice de puissance (10) et, d'autre part, des composants électroniques (20) à dissipation thermique réduite sur la carte à circuits imprimés (7) .
16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le matériau synthétique est injecté dans le moule au moins dans les angles de la grappe (12) qui possède une forme générale approximativement polygonale .
17. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le matériau synthétique est injecté dans le moule pour occuper approximativement toute la surface définie par le contour de la grappe en laissant dégagées les zones hautes (13, 9) précitées, respecti- vement la face supérieure de la carte à circuits imprimés (7) .
18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le matériau synthétique est injecté dans le moule pour occuper approximativement la surface définie par le contour de la grappe (12) à l'exclusion d'au moins la région centrale (24) de la face inférieure de la carte à circuits imprimés (7) du type double face, tout en laissant dégagées les zones hautes (13, 9) précitées, respectivement la face supérieure de la carte à circuits imprimés (7) du type double face.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce qu'au moins certaines portions des chants de la carte à circuits imprimés sont encochees pour favoriser l'accrochage du matériau synthétique .
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce qu'au moins un trou (23) de relativement grand diamètre est prévu dans la carte à circuits imprimés (7) et en ce que, lors de l' injection, du matériau isolant remonte par ce trou et déborde sur la face supérieure de la carte (7) en formant, après durcissement, un "bouton" (24) de blocage de la carte (7) .
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 20, caractérisé en ce que, lors de l'injection du matériau synthétique coulant dans le moule, on aménage des réserves (18) en regard des pattes de liaison (15) respectives reliant les susdites première et deuxième parties de la grappe (12) et en ce qu'après durcissement du matériau synthétique isolant, on découpe ces liaisons (15) à travers lesdites réserves (18) .
22. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 14 à 21, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (7) , notamment du type double face, est maintenue écartée au-dessus des barre conductrice (1) et barre conductrice de puissance (10) , et en ce que du matériau isolant est injecté (en 21) dans l'intervalle entre la carte (7) et les barres (1, 10).
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 22, caractérisé en ce qu'on revêt de résine isolante durcissable les contacts (4, 5) du composant de puissance et leurs soudures respectives.
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