Brevet FR2268431A1 — publié le 19751114

La présente invention concerne des blocs électroniques. Le bloc électronique selon l'invention comprend une embase thermiquement et électriquenent conductrice, un substrat thermiquement et électriquernent conducteur supporté par l'emba- se et portant au moins un dispositif semi-conducteur qui fait partie du bloc, et une couche poreuse, électriquement isolante, imprégnée d'un adhésif électriquement isolant et interposée entre l'embase et le substrat de façon à fixer ce derniers ltem- base tout en isolant électriquement l'un de l'autre ces deux éléments. De préférence, la couche isolante est en fibres de verre L'adhésif est de préférence flexible et constitué avantageusement par une solution de caoutchouc. Le dispositif semi-conducteur est de préférence un dispositif de puissance et le substrataîde è dissiper la chaleur dégagée par ce dispositif en cours de fonctionnement. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour établir une liaison physique et assurer une isolation électrique entre une paire d'éléments électriqaement conducteurs, procédé qui consiste à interposer entre les dits éléments une couche poreuse, électriquement isolante, imprégnée d'un adhésif électriquement isolant. De toute façon, llinvention sera bien comprise a 11 aide de la description qui suit, en référence au dessin achérratique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution de ce bloc électronique: Fig. 1 est une vue en coupe dlun régulateur de tension pour un véhicule routier; Fig. 2 est une vue de côté agrandie de connecteurs du bloc de fig. 1. lie régulateur de tension représenté aux fig. 1 et 2 comprend une embase thermiquement et électriquement conductrice 11, avantageusement faite d'aluminium et dont une face externe 12 est munie d'ailettes 13, qui ne font qu'une seule pièce avec l'embase et facilitent la dissipation de la chaleur dégagée par le régulateur en cours de fonctionnement.L'embase supporte sur sa face opposée aux ailettes 15 un premier substrat de cuivre 14 et un second substrat de céramique f, placés à une certaine distance l'un de 11 autre. Une bande isolante 16 est interposée entre l'embase Il et les substrats 14, 15. lia bande isolante 16 est constituée par une couche de fibres de verre imprégnée d'un adhésif f ] exible et isolant, de préférence une solution de caoutchouc.Elle sert donc à fixer les substrats 14, 15 sur 1' embase Il dans la position désirée et à isoler en outre le substrat de cuivre 14 par rapport à l'embase. r Les composants actifs du régulateur de tension sont des dispositifs setni-conducteurs qui comprennent une diode de puissance 17, prévue comme protection contre les surcharges, une pluralité d'autres dispositifs de puissance (dont un est désigné par la référence 18) et une pluralité de dispositifs qui ne sont pas des dispositifs de puissance (l1un d'eux est désigné par la référence 19). On comprend que lorsque le régulateur est en service, les dispositifs semi-conducteurs et en particulier les dispositifs de puissance dégagent de la chaleur. En l'occurrence, la diode 12 est emprisonnée entre un-.cer-.s de refroidissement 21 et une électrode 22 et le corps 21 est logé avec un ajustement glissant juste dans une ouverture 25 de l'embase 11, de sorte que la chaleur dégagée par la diode 17 est dissipée par l'intermédiaire du corps 21 et de l'embase 11. En outre, les autres dispositifs de puissance 18 sont montés sur le substrat de cuivre 14, de sorte que le cuivre étant une matière conductrice de la chaleur, ledit substrat aide à la dissipation de la chaleur qu'ils dégagent. lies autres dispositifs, qui ne sont pas des dispositifs de puissance, sont montés sur le substrat de céramique 15. Il convient de noter que dans un agencement traditionnel, le substrat de céramique servirait au montage des dispositifs 19 et des dispositifs de puissance 18. Or on a constaté qu'en utilisant l'agencement selon l'invention, la chaleur étant mieux dissipée, on peut, sans dommage pour les dispositifs de puissance 18, avoir à la sortie du régulateur une intensité de courant plus élevée que dans les agencements traditionnels. lies connexions électriques entre les dispositifs de puissance 18 et les dispositifs 19 sont fournies par des éléments conducteurs allongés 24, dont les extrémités sont soudées respectivement aux'dispositifs 18 et 19. On comprendra que du fait que les dispositifs 19 sont montés sur le substrat de céra mique 15 tandis que les dispositifs ls sont montés sur le substrat de cuivre 14 et que la température du régulateur subit des fluctuations en cours de fonctionnement, il se produit un mouvexent relatif entre les dispositifs 18 et 19 par suite de la différence entre les coefficients respectifs de dilatation ther ique des substrats 14 et ffî. En conséquence, chaque connecteur 24 présente près de chacune de ses extrémités une partie incurvée 24a apte à s'infléchir pour compenser tout mouvement relg- tif provoqué entre les dispositifs 18, 19 par la différence entre les coefficients de dilation des substrats 14 et 15. En outre, chaque connecteur 24 est supporté, entre ses extrémitésmités, dans un corps isolant 25 fait de résine synthétique moulée. Le corps 25 sert a maintenir les connecteurs 24 dans les positions voulues pour réaliser les connexions électriques nécessaires avec les dispositifs 18 et 19 et il facilite donc le montage du régulateur de tension.En outre, le corps 25 supporte les bornes de sorte du régulateur, l'une d'elles étant désignée par la référence 26 et reliée a l'électrode 22 de la diode de champ 17. Dans une variante du régulateur cul vient d'être décri, certains des dispositifs 12, ai ne présentent pas de problème de dissipation de la chaleur, sont noyés dans le corps 25 su mordent de la fabrication et sont reliés aux connecteurs 24 de n'importe quelle manière appropriée. La présente invention n'est pas 1 imitée des régulateurs de tension et, dans une autre forme d'exécution, elle s' applique a un redresseur en pont comprenant deux séries de trois diodes de puissance. Une embase unie de moyens de Tefroidisse- ment et faite d'une pièce de cuivre emboutie et conformée corme 3'erfkase du régulateur de tension qui vient d'être décrit présente une face supérieure plane sur laquelle sont fixées les trois diodes de la premiere série.Ces diodes ont leur cathode reliée directement l'embase et, comme elles sont portées di rectement par cette dernière, il n a un excellent échange ther- tique entre ex ase et diodes. La seconde série de diodes doit être isolée de l'embase et, an conséquence, un substrat de cuivre est fixé à ladite face plane de l'embase près de la preml- re série de diodes au moyen d'une couche isolante de fibres de verre imprégnée d'un adhésif isolant et flexible, constitué avantageusement par une solution de caoutchouc. lie substrat de cuivre est donc isolé électflquement de l'embase et les trois diodes le la seconde série ont leur anode reliée directen:ent à ce substrat. Ce redresseur en pont est destiné redresser un cou rant d'alimentation alternatif triphasé et les diodes de cette première et de cette seconde série sont donc reliées entre elles de façon n constituer trois paires de diodes, chaque paire étant constituée par une diode de chaque série. L'interconnexion des diodes de chaque série constitue une liaison électrique entre l'anode de la diode de la première série et la cathode de la diode associée de la seconde série et les connexions de phase sont faites aux trois paires de la manière habituelle. L'interconnexion électrique des diodes dans las deux séries est avantageusement réalisée e la aniere décrite pour lé régulateur de tension. Un corps moulé en résine synthétique supporte donc trois éléments conducteurs de forme allongée, dont chacun a l'une se ses extrémités soudée R l'anode d'une diode de la première série, tandis que son autre extrémité est soudée a la cathode de la diode associée de la seconde série. Ici aussi, les éléments connecteurs présentent des parties incurvées aptes à s'infléchir pour compenser le mouvement relatif entre les séries de diodes provoqué par la différence entre les coefficients de dilatation thermique respectifs de 1' embase et du substrat de cuivre. En outre, chaque élérent connecteur définit une borne qui dépasse du corps moulé isolant pour la liaison la phase appropriée du courant alternatif tri phasé à redresser. Dans une légère variante de ce redresseur en pont, destinée a un alternateur triphasé de véhicule routier, la construction de base est identique a celle qui vient d'être décrite, mais il est prévu une série supp3émentaire de trois diodes, d'où est tiré'un signal de commande pour un régulateur de tension associe. Les trois diodes supplémentaires@ne sont pas des diodes de puissance et elles ne présentent donc pas de problème de dissipation de la chaleur. Ces dindes sont noyées dans le corps moulé isolant du système d'interconnexion et chacune à sa cathode reliée à un connecteur respectif.Une barrette relie entre elles les anodes de ces trois diodes suppl6mentaires et définit aussi une borne qui dépasse du corps isolant pour la liaison avec le régulateur de tension. On comprendra gue la chaleur dégagée en cours de fonc tionnement par la pretrire série de dindes de puissance est dis sipée par l'embase, tandis que celle dégagée par la seconde série de diodes de puissance est dissipée principalement par le substrat de cuivre. Toutefois, la surface occupée par le substrat de cuivre dépasse de beaucoup celle occupée par la seconde série de diodes et il y a une certaine conduction de la première surface vers mase, de sorte que, con,le dans le cas du régulateur de tension décrit plus haut, une partie de la chaleur dégagée par la seconde série est dissipée par l'embase. L'expression dispositif de puissance désigne ici un dispositif qui, en cours de fonctionnement, dégage une quantité de chaleur telle que des troyens doivent être prévus pour la dissiper. De même, on entend ici par 1,dispositifs qui ne sont pas des dispositifs de puissance" des dispositifs qui, en cours de fonctionnement, dégagent une quantité négligeable de chaleur. - REVENDICÂTIIONS - 1. - Procédé pour réaliser une liaison physique et assurer une isolation électrique entre deux éléments électriquement conducteurs, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre les dits éléments une couche poreuse, électriquement isolante, imprégnée d'un adhésif électriquement isolant. r 2. - Bloc électronique ayant une embase et un substrat thermiquement et électriquement conducteur portant au moins un dispositif semi-conducteur, caractérisé en ce que l'embase et le substrat sont reliés physiquement l'un à l'autre et isolés électriquement l'un de l'autre par le procédé selon'la revendication 1. 3. - Bloc électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une embase thermiquement et électriquement conductrice, un substrat thermiquement et électriquement conducteur et portant au moins un dispositif semi-conducteur qui fait partie du bloc, et une couche poreuse, électriquement isolante et imprégnée d'un adhésif électriquement isolant, interposée entre l'embase et le substrat de façon à fixer ce dernier tur l'embase en les isolant électriquement l'un de l'autre. 4. - Bloc électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche isolante est en fibres de verre. 5. - Bloc électronique selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'adhésif est flexible et avantageusement constitué par une solution de caoutchouc. 6. - Bloc électronique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif semiconducteur est un dispositif de puissance et en ce que le substrat aide à dissiper la chaleur dégagée par ce dispositif en cours de fonctionnement.