Brevet FR2533368A3 — publié le 19840323

FR 2533368 A3 19840323 FR 8215765 A 19820920 DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT D'UN COMPOSANT SEMI-CONDUCTEUR La présente invention concerne un dispositif de refroidissement d'un composant, notamment d'un composant électronique tel qu'un semi-conducteur de puissance0 On connaît de nombreux procédés de refroidissement d'un composant électronique de puissance tel qu'utilisé notamment en traction électrique dans les hacheurs d'alimentation des moteurs électriques des véhicules ferroviaires0 On sait par exemple créer une circulation naturelle ou forcée d'un liquide caloporteur, emplissant une enceinte dans laquelle est plongé le composant à refroidir et dissipant la chaleur absorbée au contact du composant dans un circuit extérieur. Toutefois, une telle circulation nécessite généralement de nombreux et encombrants conduits. On connaît également une solution consistant à immerger le composant dans un hydrocarbure fluorochloré liquide à température ambiante, l'échange thermique résultant de l'ébullition du fluide qui est refroidi au contact de la paroi de 1'enceinte où est disposé le composant. Toutefois, cette solution présente des inconvénients majeurs notamment dans le fait que l'enceinte doit résister à une forte pression, puisqu'il y a ébullition du fluide caloporteur et que, étant donné la toxicité de ce dernier, l'étanchéité de l'enceinte doit être fortement renforcée, toute manipulation ultérieure comme un échange de compo salit, nécessitant des précautions très spéciales, La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients au moyen d'un dispositif de refroidissement dépourvu de conduits de circulation de l'agent caloporteur et fonctionnant sans ébullition de ce dernier, de telle manière que l1enceinte n'ait pas à résister à de fortes pressions. En outre, le dispositif présente l'avantage de permettre l'utilisation d'un agent caloporteur non toxique, ce qui permet de faciliter toute manipulation ultérieure. Selon l'invention, l'agent caloporteur est constitué par un produit dont la résistivité électrique volumique est élevée, qui est solide à température ambiante et dont la température de fusion est comprise entre 300 C et 800 C et la température d'ébullition supérieure à 1500 C. Cet agent est de préférence un composé d'hydrocarbures non fluorochlorés mais il peut également être une graisse présentant les mêmes propriétés, Cependant la paraffine, qui est un mélange d'hydrocarbures saturés de formule C H2n+2 est tout à fait appropriée. En effet, le chan n 2n+2 gement d'état de la paraffine correspond à un palier de température, le point de fusion pouvant être choisi entre 400 et 700 C environ en fonction du dosage d'alcanes. En outre, la paraffine est stable et neutre chimiquement et constitue un excellent diélectrique.Sa température d'ébullition est de l'ordre de 3000 C sous la pression atmosphérique, température qui est nettement supérieure aux températures admissibles par les semi-conducteurs (qui sont de l'ordre de 1200 à#lSOÔ C.) e Enfin, sa toxicité est pratiquement nulle et sa chaleur spécifique est de l'ordre de 0,8 fois celle de l'eaux Des huiles notamment à base de naphtalène conviennent également comme agent caloporteur. Il en est de même de certaines oléfines. Dans son application au refroidissement des semi-conducteurs de puissance, un tel dispositif présente l'avantage de ne nécessiter qu'une enceinte dont ltétasché-ité nta pas à être renforcée et dont la résistance à la pression est relativxement faible. En outre, l'enceinte peut facilement être nettoyée. 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 présente invention. REVENDICATIONS lb Dispositif de refroidissement d'un composant notam ment semi-conducteur de puissance, constitué paru#e enceinte emplie d'un agent caloporteur non soumis à circulation forcée et dans lequel est immergé le dit composant, caractérisé en ce que le dit agent est constitué par un produit présentant une résistivité volumique électrique élevée, solide à température am biante, dont la température de fusion est comprise entre 300 C et 800 C et la température d'ébullition supérieure à 1500 C. 2. Dispositif selon la revendication l caractérisé en ce que le dit agent est constitué par un mélange d'hYdro- carbures. 3. Dispositif selon la revendication 2 caråctérisé en ce que le dit agent est constitué par de la paraffine. 4. Dispositif selon la revendication l caractérisé en ce que le dit agent est con#stitué par des oléfines. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dit agent est constitué par un mélange d'huiles à base de naphtalène.