Brevet FR2108055A1 — publié le 19720512

i 2108055 Le présent brevet concerne un ensemble à semi-conducteurs, avec un ou plusieurs éléments à semi-conducteurs qui sont bridés entre des pièces de serrage, ainsi qu'un procédé pour la fabrication de cet ensemble. 5 On connaît déjà des ensembles à semi-conducteurs avec un élément à semi-conducteurs en forme de disque, qui est bridé entre deux radiateurs servant en même temps à l'amenée du courant, mais dans tous ces ensembles à semi-conducteurs, la pression de serrage nécessaire pour le passage correct du courant 10 est ajustée au moyen du couple de serrage des boulons de serrage. Ce couple de serrage dépend cependant d'un grand nombre de facteurs qui ne peuvent être déterminés exactement, de sorte qu'un réglage précis de la pression de serrage est extrêmement 15 difficile, et que cette pression ne peut plus guère être mesurée après coup. On connaît en outre un ensemble à semi-conducteurs, dans lequel cet inconvénient devrait être évité grâce à une valeur ajustée fixe de la déformation d'un élément élastique. Cet 20 ensemble à semi-conducteurs présente cependant l'inconvénient qu'au montage des différentes pièces qui le constituent, l'élément à semi-conducteurs se trouve soumis à un couple hautement indésirable. L'objet de la présente invention est de réaliser un ensem-25 ble à semi-conducteurs qui ne présente pas ces inconvénients. L'ensemble à semi-conducteurs selon la présente invention est caractérisé en ce que l'élément à semi-conducteurs individuel s'appuie, par chacune de ses deux faces latérales opposées sur une pièce de serrage, et (ou) au moins deux boulons d'as-30 semblage sont prévus, parallèles entre eux et disposés perpendiculairement au plan du disque de l'élément à semi-conducteurs, réunis entre eux par une traverse, cette traverse s'appuyant sur la pièce de serrage la plus proche par l'intermédiaire d'éléments élastiques et, en outre, qu'il est prévu des organes de 35 butée associés à la traverse et liés à cette pièce de serrage la plus proche, qui lorsque l'ensemble à semi-conducteurs est froid ménagent un écartement déterminé par rapport à une surface de butée de la traverse, tournée vers la pièce de serrage. 71 34614 2 2108055 Il peut être intéressant que l'une au moins des pièces de serrage soit réalisée sous la forme d'un radiateur» Il est indiqué de disposer entre la surface d'appui au moins d'un écrou ou de la tête à l'une au moins des extrémités 5 de chacun des boulons d'assemblage, et la surface d'appui correspondante de la traverse et/ou de la deuxième pièce de serrage, au moins une rondelle Belleville, dimensionnée de manière que, dans les conditions normales de fonctionnement de l'ensemble à semi-conducteurs, son jeu de déformation élastique soit 10 nul, et qu'au montage, lorsque la traverse est appliquée sur les dispositifs de butée, ce jeu soit égal à la distance désirée à l'état froid de l'ensemble à semi-conducteurs assemblé en ordre de marche, entre les dispositifs de butée et la surface de butée correspondante de la traverse. 15 L'objet de la présente invention est, en outre, un procé dé, pour la fabrication de l'ensemble à semi-conducteurs selon l'invention, qui est caractérisé en ce qu'entre la pièce de serrage équipée des dispositifs de butée et la traverse, on dispose les éléments élastiques que la traverse comprime pour venir sur 20 les dispositifs de butée; en ce qu'avec ce sous-ensemble, l'élément à semi-conducteurs et la deuxième pièce de serrage, on constitue un deuxième sous-ensemble; en ce que l'on relie la traverse à la deuxième pièce de serrage au moyen des boulons d'assemblage, et que l'on amène les surfaces d'appui des écrous ou 25 des têtes de chaque boulon d'assemblage à une distance telle que, lorsque l'on ramène à zéro la pression qui applique la traverse sur la dernière pièce de serrage, la surface de butée de la traverse s'écarte des dispositifs de butée, sous l'influence des éléments élastiques, de la distance prédéterminée désirée. 30 II est commode pour cela, de disposer les éléments élasti ques entre la première pièce de serrage munie des dispositifs de butée et la traverse, de plaquer ensuite la traverse contre cette première pièce de serrage, jusqu'aux dispositifs de butée, en comprimant les éléments élastiques, au moyen d'un dispositif 35 71 34614 3 2108055 la surface de butée correspondante de la traverse, lorsque l'ensemble à semi-conducteurs est froid, enfin d'introduire les boulons d'assemblage, munis chacun d'une rondelle élastique, dans la deuxième pièce de serrage qu'il s'agit de serrer, et 5 de visser ces boulons dans la traverse, à travers la première pièce de serrage, jusqu'à ce que les têtes des boulons de serrage s'appuient sur les rondelles élastiques sans exercer d'effort et s'appuient ainsi directement ou indirectement sans déformation sur la deuxième pièce de serrage, et delibérer en-10 suite le dispositif de tension. On expliquera ci-dessous, à l'aide du dessin, un exemple de réalisation de l'invention» Comme on peut le voir sur le dessin, l'ensemble à semiconducteurs représenté comporte un élément à semi-conducteurs 1 15 du type disque, qui est bridé entre deux corps réfrigérants 2 et 3 servant en même temps à l'amenée du courant» Par ses deux faces 4 et 5, l'élément à semi-conducteurs 1 est plaqué respectivement contre les deux corps réfrigérants 2 et 3, et il est prévu deux boulons d'assemblage 6 et 7, qui 20 sont parallèles entre eux et disposés perpendiculairement au plan du disque de l'élément à semi-conducteur 1, et qui sont réunis à l'une de leurs extrémités au moyen d'une traverse 8e La traverse 8 s'appuie sur le corps réfrigérant le plus proche 2, par l'intermédiaire d'un empilage de rondelles élastiques 25 10 disposé dans une douille 9» cette douille constituant en même temps une butée fixe pour la traverse 8..A l'état froid de l'ensemble à semi-conducteurs, cette butée 9 se trouve à une distance déterminée a-^ de la surface de butée de la traverse 8, tournée vers le rëûïiateur 2» 30 Pour fabriquer cet ensemble à semi-conducteur, on procède de la manière suivante: on dispose la douille 9 servant de butée, avec l'empilage de rondelles élastiques 10 qui s'y trouve, dans le premier corps réfrigérant 2; ensuite, au moyen d'un dispositif de tension 11, vissé dans le corps réfrigérant 2, 35 on presse la traverse 8 contre le corps réfrigérant 2 jusqu'à la vanne en butée sur la douille 9» puis on réunit ce sous-ensemble avec l'élément à semi-conducteurs 1 et avec le deuxième corps réfrigérant 3 pour former un deuxième ensemble; on met les douilles isolantes 12, et on visse enfin les boulons d'as 71 34614 4 2108055 semblage 6 et 7» équipé chacun d'une rondelle Belleville 13» dans la traverse 8, jusqu'à ce que les têtes des boulons s'appuient sur le deuxième corps réfrigérant 3j par l'intermédiaire des rondelles Belleville 13 et desdouilles isolantes 12, sans 5 déformer ces rondelles Belleville 13 (côté gauche du dessin). Les rondelles Belleville 13 sont dimensionnées de manière que leur déformation élastique maximale a corresponde à la distance a^ que l'on désire avoir entre la douille 9 et la traverse 8. On redesserre alors le dispositif de tension 11, au moyen 10 du bouton de manoeuvre 14, et l'empilage élastique 10 repousse alors la traverse 8 du premier corps réfrigérant 2, jusqu'à ce que les rondelles Belleville 13, enfilées sur les boulons d'assemblage 6 et 7, soient aplatis (côté droit du dessin). Le jeu élastique a est alors nul, et il est reporté entre la douille 15 9 et la traverse 8 (distance a^), où il est disponible pour la dilatation thermique» Avec cette construction, il est possible, sans dispositif de mesure et d'une manière très simple, d'ajuster d'une manière très précise la pression qui agit sur l'élément à semi-conduc-20 teurs, et ceci sans qu'un couple indésirable puisse agir sur l'élément à semi-conducteurs 1 au cours du montage. 71 34614 5 2108055 EEVEI'IDICATIOI-TS 1. Ensemble à semi-conducteurs, avec un ou plusieurs éléments à semi-conducteurs, qui sont bridés entre des pièces de pression, caractérisé en ce que, par ses faces opposées (4,5) chaque élément à semi-conducteur s'applique respectivement à 5 une pièce de pression (2,3)» et en ce qu'il est prévu au moins deux boulons d'assemblage (6, ?), disposés parallèlement entre eux et perpendiculairement au plan du disque de l'élément à semi-conducteur (1), qui sont reliés, à l'une de leurs extrémités, par une traverse (8); en ce que la traverse (8) s'appuie 10 sur la pièce de serrage (2) la plus rapprochée par l'intermédiaire d'éléments élastiques (10); et en ce qu'il est prévu des dispositifs de butée (9) qui agissent conjointement avec la traverse (8), liés à cette pièce de serrage la plus rapprochée, et qui présentent, à l'état froid de l'ensemble à semi-conduc-15 teurs, une distance déterminée par rapport à une surface d'appui de la traverse, tournée vers la pièce de serrage 0 2. Procédé pour la fabrication d'un ensemble à semiconducteurs selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on dispose les éléments élastiques entre la pièce de serrage munie 20 des dispositifs de butée et la traverse; en ce que la traverse comprime ces éléments élastiques en pressant contre la pièce de serrage, jusqu'à venir s'appliquer siu? les dispositifs de butée; en ce que l'on réunit le sous-ensemble ainsi constitué avec l'élément à semi-conducteurs et la deuxième pièce de ser-25 rage pour former un deuxième ensemble; en ce que l'on relie la traverse à la deuxième pièce de serrage au moyen des boulons d'assemblage, et que l'on amène les surfaces d'appui de chaque écrou de boulon ou de chaque tête de boulon à une distance telle que, lorsque l'on réduit à zéro la pression qui agit sur la 30 traverse et qui la plaque en butée vers la première pièce de pression, la surface d'appui de la traverse qui est en contact avec les dispositifs de butée s'écarte de ceux-ci sous l'influence de la poussée développée par les éléments élastiques, de la distance prédéterminée désirée. 35 3» Ensemble à semi-conducteurs selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins l'une des pièces de pression (2, 3) est réalisée sous la forme d'un corps réfrigérant. 71 34614 6 2108055 40 Ensemble à semi-conducteurs selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pièces de pression sont construites pour l'amenée du courant, par exemple sous forme de barres collectrices. 5 5. Ensemble à semi-conducteurs selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments élastiques disposés entre la traverse (8) et la première pièce de serrage (2) consistent en un empilage de rondelles Belleville (10). 6o Ensemble à semi-conduoteurs selon la revendication 5 10 caractérisé en ce que l'empilage de rondelles Belleville (10) est disposé à l'intérieur d'une douille (9), guidée dans la première pièce de serrage et entourant les rondelles Belleville. 7» Ensemble à semi-conducteurs selon la revendication 1 ou 5» caractérisé en ce qu'entre la surface d'appui de l'un 15 au moins des écrous ou de la tête de chacun des boulons d'assemblage (6, 7) et la surface d'appui correspondante de la traverse et/ou de la deuxième pièce de pression (3) » est disposée au moins une rondelle Belleville (13), dimensionnée de manière que, dans les conditions normales de fonctionnement de l'en-20 semble à semi-conducteurs, sa course de déformation élastique (a) soit égale à zéro; et qu'au montage, lorsque la traverse (8) est plaquée contre les dispositifs de butée (9)» ce jeu élastique soit égal à la distance (aj) que l'on désire avoir entre les dispositifs de butée et la surface d'appui correspon-25 dante, sur la traverse, lorsque l'ensemble à semi-conducteurs en ordre de marche est à l'état froid. 80 Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on dispose les éléments élastiques entre la traverse et la première pièce de serrage munie des dispositifs de butée, que 30 l'on presse ensuite la traverse contre cette pièce de pression jusqu'à l'appui sur les dispositifs de butée, en comprimant les éléments élastiques, au moyen d'un dispositif de tension vissé dans la première pièce de serrage, que l'on groupe ce premier sous-ensemble avec l'élément à semi-conducteurs et la deuxième 35 pièce de serrage pour former un deuxième ensemble; ensuite que l'on enfile sur chaque boulon d'assemblage au moins une rondelle Belleville, dont la course de déformation élastique correspond à la distance désirée entre les dispositifs de butée et la surface d'appui correspondante de la traverse; que l'on 71 34614 7 2108055 visse les boulons d'assemblage, chacun muni d'une rondelle Belleville, dans la traverse, à travers la deuxième pièce de serrage qu'il faut fixer, jusqu'à ce que les têtes des boulons s'appuient directement ou indirectement sur la deuxième pièce de pression, sans exercer de pression sur les rondelles Belleville et, par conséquent, sans déformer celles-ci, et que l'on desserre ensuite le dispositif de tension.