Brevet FR2615347A1 — publié le 19881118

261534? MODULE DE PUISSANCE POUR EQUIPEMENTS AUTOMOBILES. La présente invention concerne une forme de réalisation d'un module de puissance destiné à équiper des véhicules auto- mobiles. Celle-ci intègre une partie comportant des composants de puissance nécessitant l'utilisation de refroidisseurs. La présente invention concerne l'association des éléments de puissance avec le refroidisseur et la façon dont sont effectuées les liaisons. A cet effet, le module selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit imprimé assemblé ri- gidement sur un refroidisseur sur lequel sont déposés par collage ou soudure directement une ou plusieurs pastilles de silicium de puissance afin de permettre une évacuation et une répartition des calories entre les différentes pas- tilles, la liaison électrique entre les différentes plages de sorties des pastilles de silicium et les connexions étant effectuées par soudure ultrasonique d'un fil d'aluminium entre les plages de sorties des pastilles de silicium elles- mêmes et le circuit imprimé qui permet ainsi le passage du courant vers un connecteur raccordé directement à celui-ci. L'invention sera bien comprise à la lecture de la descrip- tion suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un module selon un exemple de réalisation de l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe d'une partie du module de la figure 1. Dans la forme de réalisation de la figure 1, on trouve un assemblage composé d'un circuit imprimé 1, assemblé sur un refroidisseur 2 qui peut être en cuivre nickelé. Ce refroidisseur peut comporter des trous de fixation 3 ou tout autre moyen pouvant servir & fixer le module dans le site o celui-ci sera utilisé. Le circuit imprimé 1 et le refroidisseur 2 sont assemblés de manière rigide par des tétons écrasés 4 et 5 assurant un sertissage entre les deux parties. Dans certains cas, si le circuit imprimé 1 comporte des pistes côté refroidisseur 2, on peut intercaler entre les deux parties un isolant 6. Celui-ci pourrait être remplacé par un vernis isolant sur le cuivre du circuit imprimé 1. Le circuit imprimé 1 comporte des plages de raccordement de puissance 7 sur l'extérieur ainsi que divers moyens de positionnement et de raccordement qui peuvent être des en- coches, des trous ou des découpes 8. Ces plages de raccordement 7 sont reliées par une piste de puissance 9 & des composants de puissance 10 dont on ne voit pas le détail sur la figure 1 mais qui sont plus clairement représentés sur la figure 2. Le circuit imprimé 1 comporte également d'autres composants 11 qui peuvent être du type C.M.S., composants qui sont re- liés entre eux suivant un schéma approprié par des pistes de faible largeur 12, aux composants de puissance, et & di- verses languettes 12 d'un connecteur 13 par soudure à l'étain 14. Il convient de remarquer que toutes les soudures peuvent être effectuées d'un seul coup par une technique telle que la soudure à la vague. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, il est également possible qu'une ou plusieurs languettes 15 du connecteur 13 ne soit pas raccordée au circuit imprimé mais au refroidisseur. Dans ce cas, le circuit imprimé 1 comportera un dégagement permettant ce raccordement. L'assemblage entre le refroidisseur 2 et le circuit imprimé 1 nécessite d'être isolé. C'est pourquoi le pion 5 est évité par la piste 7 avoisinante, et le pion 4 est isolé de la piste réalisant la liaison aboutissant sur la languette 14. La figure 2 représente une coupe brisée du module dans la- quelle on peut voir le circuit imprimé 16, serti sur la plaque refroidisseur 17 par un pion de sertissage 18 obtenu directement à partir de la plaque refroidisseur par matri- çage 19. L'isolant 20 nécessaire si le circuit imprimé est à double face sans protection figure entre le circuit imprimé et le refroidisseur. Une connexion 21 est raccordée au cuivre de la face supéri- eure 22 du circuit imprimé 16 par de la soudure 23. Un boîtier 29 protège celle-ci et forme le connecteur. Un trou de fixation 24 fait partie du refroidisseur. Celui- ci pourrait également appartenir au circuit imprimé seul, ou au sandwich circuit imprimé-refroidisseur. La pastille de silicium du composant de puissance 25 est rapportée directement par collage ou soudure sur le refroi- disseur qui peut comporter un emboutissage de mise à niveau 26. Les connexions sont réalisées par un procédé traditionnel de "BONDING" entre la puce et les plages de raccordement 27 du circuit imprimé. Enfin, une goutte de résine époxy assure le maintien et la protection de la pastille et de ses connexions en réalisant un enrobage local 28. Le refroidisseur peut être un élément métallique moulé muni d'ailettes de refroidissement. REVENDICATIONS 1.- Module de puissance, caractérisé par le fait qu'il com- prend un circuit imprimé (1,16) assemblé rigidement sur un refroidisseur (2,17) sur lequel sont déposés par collage ou soudure directement une ou plusieurs pastilles de sili- cium de puissance (10,25) afin de permettre une évacuation et une répartition des calories entre les différentes pas- tilles (10,25), la liaison électrique entre les différentes plages de sorties (7,9) des pastilles de silicium (10,25) et les connexions étant effectuées par soudure ultrasonique d'un fil d'aliminium entre les plages de sorties (7,9) des pastilles de silicium (10,25) elles-mêmes et le circuit im- primé (1,16) qui permet ainsi le passage du courant vers un connecteur (13) raccordé directement à celui-ci. 2.- Module de puissance selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que la partie refroidisseur (2) sur la- quelle se trouve rapportées les pastilles de silicium (10) comporte des extrudés(4,5) lui permettant d'assurer sa pro- pre liaison avec le circuit imprimé (1), des emboutissages (26) permettant d'obtenir une remise à niveau des pastilles de silicium (25) par rapport au circuit imprimé, et diverses ouvertures (3,8) permettant soit la fixation soit le passa- ge de liaisons isolées. 3.- Module de puissance selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le refroidisseur (2,17) est un élément métallique moulé comportant des ailettes des- tinées au refroidissement de la pièce.