Brevet FR2529387A1 — publié le 19831230

MONTAGE DE PASTILLES SEMI-CONDUCTRICES DE PUISSANCE L'invention concerne le montage de pastilles semi -conductrices de puissance intercalées entre des électrodes pourvues de dissipateurs de chaleur. Elle stapplique en particulier au montage des semi-conducteurs pour matériel embarqué de traction pour lequel les économies de place et de masse sont primordiales. Les semi-conducteurs utilises dans ce cas sont des thyristors, des transistors ou des diodes devant être montés entre des radiateurs, ces derniers d'une par, assurant l'évacuation des calories, et d'autre part, servant de connexions avec les faces de ces semi-conducteurs. Grâce à un matériel d'encombrement réduit, on peut ainsi évacuer la puissance importante dissipée dans la jonction des semi-conducteurs de puissance. L'invention a pour but de fournir un montage pour le serrage sous une pression élevée dtune colonne de plusieurs pastilles semi-conductrices et de radiateurs. Un autre but de l'invention est d'isoler électriquement la colonne de semi-conducteurs et de radiateurs de son montage de serrage, ce dernier pouvant alors être mis en contact avec la paroi métallique de la cuve de réfrigérant dans laquelle il se trouve éventuellement plongé. L'invention a également pour but de fournir un montage permettant d'assembler rapidement et de maintenir serrées des colonnes de différentes hauteurs. L'invention permet aussi d'utiliser pour appliquer la force de serrage, les presses existantes conçues spécialement pour effectuer cette opération, une clé dynamométrique ou tout autre appareil pouvant transmettre un couple de serrage. L'invention a donc pour objet le montage de pastilles semi-conductrices de puissance, intercalées entre des électrodes pourvues de dissipateurs de chaleur disposées en colonne entre deux plateaux d'extrémité, et éventuellement séparées par des isolateurs. Selon l'invention les plateaux qui sont séparés de la colonne au moyen d'isolateurs disposés chacun entre l'électrode d'extrémité et le plateau correspondant, sont reliés entre eux au moyen dtau moins trois tiges filetées isolées électriquement ; une vis traverse axialement l'un des plateaux et permet d'appliquer en un point situé dans l'axe de la colonne la force de pression requise aux éléments de la colonne ; ceux-ci sont centrés les uns par rapport aux autres au moyen de pions de centrage disposés axialement dans des orifices prévus a cet effet dans chacune des surfaces en regard. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts avantages et caractéristiques de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description illustrée de l'unique figure. Cette figure unique représente le montage selon l'invention. La colonne daéléments empilés se compose de pastilles semi-conductrices 12 intercalées entre des électrodes-11 pourvues de ou en forme de dissipateurs de chaleur présentant une grande surface favorisant l'échange athermique avec le milieu dans lequel il sont plongés. Les pastilles semi-conductrices 12 et les électrodes Il sont centrées les unes par rapport aux autres au moyen de pions de centrage 10 disposés axialement dans des orifices prévus à cet effet dans chacune des surfaces en regard de manière à assurer l'alignement par rapport à l'axe 17 de la colonne afin de transmettre de façon satisfaisante l'effort de serrage. A chaque extrémité de cette colonne on ajoute un isolateur 9 et une rondelle d'appui 8. Une vis 2 par exemple à bout arrondi traverse l'un des plateaux 1 dans l'axe de la colonne. Ces tiges filetées 5 de préférence au nombre de- trois disposées aux angles d'un triangle équilatéral sont entourées chacune d'un tube isolant 7. Ces tiges filetées 5 sont introduites dans le plateau inférieur 1, des rondelles élastiques 6 étant prévues entre le plateau et la tête 4 de chaque tige. L'ensemble de la colonne, des isolateurs 9 et des rondelles d'appui 8 est alors mis en place au -dessus de la vis 2 à bout arrondi puis fixé à l'aide du plateau supérieur 14, dans lequel pénètrent les tiges filetées 5, et qui maintient la colonne lorsque l'on visse un écrou 16 à l'extrémité de chaque tige filetée 5 si les ouvertures prévues à cet effet sous le plateau supérieur 14 n'ont pas elles mêmes été taraudées. L'ensemble ainsi constitué peut alors être serré. Ce serrage peut s'effectuer de plusieurs façons. La première consiste à appliquer à la vis 2 à bout arrondi un couple de serrage transmis par# exemple au moyen d'une clé dynamométrique de manière à ce que lteffort de serrage soit appliqué avec précision. L'opérateur doit simplement veiller à ce que le parallélisme entre les plateaux inférieur 1 et supérieur 14 soit correct avant d'effectuer le serrage. D'autres façons de procéder peuvent être utilisées avec ce montage. Par exemple on peut appliquer l'effort de serrage axial à la colonne par l'intermédiaire des tiges filetées 5 au moyen d'une presse de serrage telle que décrite dans le brevet français 2415514. Quel que soit le mode de serrage utilisé, il est toujours possible de mesurer l'effort de compression entre deux éléments de la colonne en intercalant entre eux une jauge de mesure. Le montage selon l'invention permet donc, d'isoler électriquement la colonne grâce en particulier aux isolateurs 9 et aux tubes isolants 7, de serrer des colonnes de hauteurs différentes grâce aux tiges filetées 5, et d'effectuer le changement total ou partiel des éléments constituant la colonne sans être obligé de démonter l'ensemble du montage grace au fait que les tiges filetées 5 ne traversent pas les éléments de la colonne. Bien que la description se limite a un seul mode de réalisation, il est évident que toute modification qu'apporterait l'Homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Montage de pastilles semi-conductrices de puissance intercalées entre des électrodes pourvues de dissi pateurs de chaleur présentant une grande surface favorisant l'échange thermique avec le milieu dans lequel est plongé l'ensemble disposées en colonne entre deux plateaux d'extrémité caractérisé en ce que les dits plateaux (1, 14) qui sont séparés de la dite colonne au moyen d'isolateurs (9) respectivement disposés entre l'électrode d'extrémité (11) eut le plateau correspondant, (1, 14) sont reliés entre eux au moyen d'au moins trois tiges filetées (5) isolées électrique ment de ladite colonne#, une vis (2) traversant axia lement l'un -desdits plateaux (1) permettant d'appliquer en un point situé dans l'axe (17) de la colonne la force de serrage requise aux éléments de ladite colonne qui sont centrés les uns par rapport aux autres au moyen de pions de centrage (10) disposés axialement dans des orifices prévus à cet effet dans chacune des surfaces en regard. 2. Montage selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites tiges filetées (5) sont isolées au moyen de tubes isolants (7). 3. Montage selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'une rondelle d'appui (8) est disposée entre au moins un plateau et l'isolateur correspondant (9). 4. Montage selon l'un quelconque des revendication 1 à 3 caractérisé en ce que ladite vis (2) est du type à bout arrondi. 5. Montage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une jauge de mesure intercalée entre deux éléments de ladite colonne.