Brevet FR2131846A1 — publié le 19721117

L'invention a pour objet un dispositif à semi-conducteur de puissance équipé de moyens de radiateurs. le passage du courant électrique dans un semi-conducteur provoque l'échauffement de celui-ci et, pour des semi-conducteurs de puissance, la chaleur engendrée est relativement considérable de sorte qu'on a proposé d'associer le semi-conducteur à des moyens de radiateurs pour favoriser la dissipation ce l'énergie calorifique engendrée. Dans de tels dispositifs à semi-conducteurs de puissance, un problème se pose pour positionner, par rapport aux moyens de radiateurs l'une et l'autre des faces du semi-conducteur, généralement constitué sous forme d'une pastille comportant un empilage de couches en matériaux conducteurs et semi-conducteurs, en raison de la précision qu'il convient de respecter dans le positionnement des faces de la pastille et des surfaces des moyens de radiateurs avec lesquelles s'établit le contact de conductibilité électrique. La difficulté est encore accrue lorsque le semi-conducteur est entouré par un anneau isolant de protection, par exemple en matériau céramique, ménageant avec lui un intervalle annulaire, comme requis notamment pour l'exécution d'une connexion électrique supplémentaire dans le cas d'un thyristor. Le dispositif selon l'invention pallie d'une manière simple ces diverses difficultés. Il est caractérisé par ce fait outil co:rprend des moyens pour le maintien et le centrage de la pastille par rapport a une pièce de contact des moyens de radiateurs avec lesquels elle coopère. Dans une fore de réalisation, lesdits moyens sont avantageusement constitués par une rondelle découpée pour ménager des languettes, pour son centrage par rapport à la pièce de contact des moyens de radiateurs. L'invention vise également un dispositif ce-prenant une pastille à semi-conducteur de puissance reliée électriquement à des barres collectrices latérales par l'intermédiaire d'éléments dc radiateurs situés de part et d'autre de la pastille et dans lequel les parties de chaque élément de radiateur situées de part et d'autre de la zone de contact avec la pastille sont de longueur inégale, Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue partielle, en coupe, d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 est une vue en plan dtune rondelle de maintien et de centrage d'un dispositif selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2;; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 2; - la figure 5 est une-vue schématique, en plan, d'un appareillage selon l'invention incorporant des dispositifs à semi-conducteurs. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4. Le semi-conducteur 10, en forme de pastille, coopère par une de ses faces il avec la face terminale 12 d'une pièce de contact 13 faisant partie d'un premier élément radiateur 14 à ailettes 14a, la face 27 de la pastille 10, opposée à la face 11, coopèrant avec une pièce de contact 26 d'un second élément radiateur 32. Une rondelle élastique 15, (figures 2, 3 et 4), par exemple en acier à ressort, comporte un corps annulaire plan 16 dont le bord interne 19 présente des échancrures 21 régulièrement réparties autour de l'axe A de la rondelle. Des fonds des échancrures 21 prennent naissance des languettes 22, sensiblement parallèles à l'axe h, dirigées vers le haut sur les figures, limitant une portée circulaire d'appui de la pastille 10 et propres à coopérer avec la tranche 25 de-cette dernière, pour son maintien. Le bord interne 19 de la rondelle 15, qui définit une portée circulaire, permet un positionnement rigoureux de la pastille 10 par rapport à la piè- ce de contact 13 par coopération à engagement de l'extrémité cylindrique 24 de ladite pièce de contact avec ledit -bord interne. La mise en place des éléments de radiateur 14 et 32 assure le centrage relatif des faces terminales des pièces de contact 13 et 26 par exemple par les moyens de solidarisation des deux éléments/radiateur montrés schématiqueent en 66, de sorte que la pastille 10 se trouve rigoureusement centrée tant par rapport à la pièce de contact 13 que par rapport à la pièce de contact 26. Une bague 25, en matière isolante assure la protection de la pastille 10; elle ménage avec celle-ci et les pièces de contact 13 et 26 un intervalle annulaire 28 utile, notamment, pour la mise en place d'un conducteur 29 relié à la pastille 10 et traversant la bague 25 par un tube de sortie 30. Pour faciliter la mise en place de l'ensemble, la rondelle 15 comporte, issues par découpage de son bord périphérique externe 17, des languettes 18, avantageusement régulièrement réparties au point de vue angulaire et défléchies vers le bas de manière à faire un angle obtus avec le corps 16 re-b. 3). Un ressort 31 est utilisé pour le maintien temporaire, avant mise en place de l'élément 32, de la pastille 10 munie de la rondelle t5, elle-même introduite dans la bague 25 dans laquelle elle est maintenue à frottement. On se réfère maintenant à la figure 5. Un dispositif semiconducteur 51 est placé entre deux éléments de radiateur respectivement 52 et 53. L'élément 52 est relié électriquement à une barre conductrice 55, généralement en cuivre, et l'élément 53 est relié à une barre conductrice 57 située, par rapport au plan moyen 58 du semi-eonducteur, symétriquetaent par rapport à la barre 55; les deux barres sont ainsi reliées électriquement aux deux faces 54 et 56 du semi-conducteur, la barre 55 par l'intermédiaire de l'élément 52 et la barre 57 par l'intermédiaire de l'élément 53. Les éléments de radiateur 52 et 53 sont identiques entre eux mais chacun d'eux est dissymétrique par rapport à un plan transversal 59, coïncidant avec le plan 58 lorsque le montage est réalisé, la distance d'un bord externe 61 de la moitié 62 audit plan 59 étant plus grande que la distance du bord externe 63 de l'autre moitié 64 au mame plan 59. On ménage ainsi un intervalle 65 entre une barre collectrice et le bord externe opposé au bord affecté à la connexion à l'autre barre collectrice, grâce à cette dissymétrie des éléments de radiateur, la liaison électrique de plusieurs semiconducteurs peut être faite au moyen da barres collectrices rectilignes, tout en utilisant des éléments/radiateur identiques ce qui minimise le prix de revient du montage. REVEliDICA2IOI~TS 1 - Dispositif à semi-conducteur de puissance comportant une pastille à semi-conducteur dont les faces coopèrent avec des pièces de transmission de courant et de flux thermique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour le maintien et le centrage de la pastille par rapport à au moins une desdites pièces de transmission. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens corprennent un anneau à deux portées avantageusement circulaires, l'une pour le maintien de la pastille, et la'au tre pour le positionnement par rapport à une pièce de transmission. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portée de maintien de la pastille est ménagée par des languettes ddcoupées et pliées à partir du bord interne de ltanneau. 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portée pour le positionnement par rapport à une pièce de transmission est ménagée par le bord interne de l'anneau. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour le positionnement d'une bague périphérique isolante de protection. 6 - Dispositif selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour le positionnement de la bague périphérique sont ménagés sur l'anneau. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour le positionnement de la bague périphérique sont des languettes issues du bord externe de l'anneau et inclinées par rapport au plan du corps de l'anneau. 8 - Anneau de maintien et de centrage faisant partie d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7. 9 - Dispositif à semi-conducteur de puissance comportant une pastille à semi-conducteur reliée électriquement à des barres collectrices latérales par l'intermédiaire d'éléments de radiateur situes de part et d'autre de la pastille, caractérisé en ce que les parties de chaque élément de radiateur situées de part et d'autre de la zone de contact avec la pastille sont de longueur inégale. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que la partie de grande longueur de chaque élément présente des moyens pour sa connexion à une barre collectrice rectiligne et en ce que la liaison à l'autre barre est obtenue par un élément de radiateur identique disposé tête-bêche.