Brevet FR2496987A1 — publié le 19820625

ELECTRODES POUR PASTILLE SEMI-CONDUCTRICE DE PUISSANCE La présente invention concerne les électrodes pour pas- tille semi-conductrice notamment de puissance. Le re- froidissement de semi-conducteur de puissance pose de nombreux problèmes. Il est connu d'adjoindre des radia- teurs de refroidissement ou dissipateurs de chaleur dans les montages à semi-conducteurs dont la tempéra- ture est susceptible de dépasser les limites détermi- nées par les caractéristiques de la pastille semi-con- ductrice. Ces radiateurs sont généralement encombrants et certains constructeurs ont préféré utiliser des pas- tilles nues disposées sans boîtier entre deux cylin- dres de cuivre, le tout étant immergé dans un fluide caloporteur à l'état liquide tel un hydrocarbure fluo- rochloré. Toutefois, l'utilisation de semi-conducteurs dépourvus de boîtier présente de nombreux inconvénients puis- qu'elle nécessite en particulier un traitement de sur- face de certaines zones de la pastille et une manipu- lation des semi-conducteurs en atmosphère spéciale. La présente invention a pour but d'obvier à ces incon- vénients en donnant aux électrodes une fonction de dissipateur de chaleur. Selon l'invention, des rainures sont pratiquées dans la face extérieure des électrodes, c'est-à-dire dans la face qui n'est pas au contact de lapastiUlesemi conductrice. De ce fait, toute résistance thermique additionnelle due à l'adjonction d'ailettes est éliminée et le boi- tier peut ainsi être plus compact tout en conservant les mêmes possibilités de dissipation de puissance. Enfin si le boîtier est immergé dans un fluide calo- porteur la surface périphérique des conducteurs asso- 33 ciés n'est plus seule à réaliser l'échange thermique, puisque les rainures déterminent une surface addition- nelle pour l'échange thermique avec le milieu dans le- quel le boîtier est placé et, si elles sont convenable- ment orientées, favorisent le cheminement du fluide en particulier lorsque ce dernier est en phase vapeur. L'invention sera mieux comprise et d'autresbuts, avan- tages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre non limitati44 descrip- tion à laquelle une planche de dessins est annexée. La figure 1 représente, vu de dessus, un semi-conduc- teur dont les électrodes sont conformes à l'invention e, la figure 2 représente, en coupe axiale selon la ligne 2-2, le semi-conducteur de la figure 1 dans son boîtier. En référence maintenant aux figures, la pastille semi- conductrice 1 est enserrée entre deux électrodes 3 et 4. Une telle pastille est généralement constituée par un substrat de tungstène recouvert d'une couche de sili- cium et protégé de part et d'autre par une couche d'a- luminium. Les électrodes 3, 4, constituant anode et cathode du semiconducteur final, sont réalisés dans un matériau conducteur tel que le cuivre. Des rainu- res 5 sont pratiquées sur la face extérieure des élec- trodes, donc sur la face opposée à la pastille semi- conductrice, de manière à déterminer une grande surface pour l'échange thermique. De manière connue, une ron- delle 6 assure le positionnement correct de la pastille sur l'une des électrodes 3, et un manchon isolant 7 de céramique est disposé autour de la pastille 1 de manière à la protéger et interdire la formation exté- rieure d'arcs électriques entre les deux électrodes. Une collerette 9 est prévue pour maintenir en place le manchon isolant 7 et assurer la fermeture du boîtier. De préférence, la face extérieure constituant la borne des électrodes est nickelée et les parois internes des rainures 5 sont sablées. La face extérieure des élec- trodes détermine un plan 8 de contact électrique avec le conducteur de puissance associé. Bien que seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la pré- sente invention. Par exemple, bien que la description ait porté sur une diode, on peut introduire dans le bottier une gâchette et réaliser avec le même bottier un thyristor de puissance, une connexion électrique étant alors prévue à cet effet. Les rainures 5 qui sont, de préférence parallèles entre elles comme représenté sur ces figures, peuvent affecter toute autre forme appropriée favorisant l'échange thermique. La présente invention trouve une application notamment pour les hacheurs utilisés pour l'alimentation électrique des véhicules ferroviaires à traction électrique. REVENDICATIONS 1. Electrode pour pastille semi-conductrice notamment de puissance, en matériau conducteur de forme sensible- ment cylindrique et de même axe que ladite pastille, caractérisée en ce que des rainures (5) sont pratiquées dans sa face extérieure de telle manière que cette der- nière, qui n'est pas en contact avec ladite pastille (l); présente une grande surface favorisant l'échange ther- mique avec le milieu dans lequel est disposé l'ensemble. 2. Electrode selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites rainures (5) sont parallèles entre elles.