Brevet FR2657222A1 — publié le 19910719

BOITIER POUR COMPOSANTS ELECTRONIQUES, NOTAMMENT HYBRIDES, A TENSIONS DE CLAQUAGE ELEVEES La présente invention concerne un bottier pour composants électroniques, notamment hybrides. Elle s'applique plus particulièrement à un boîtier destiné à recevoir des composants venant en contact avec des liaisons électriques, notamment par des connecteurs provenant de ltextérieur du botier et dans lesquels circulent des courants élevés sous des tensions élevées. Les bottiers actuels pour les composants électroniques de type hybride sont constitués d'une enceinte en un matériau ayant un faible coefficient de dilatation tel qu'un alliage de fer/nickel/cobalt, connu sous la dénomination commerciale KOVAR, assurant ainsi au bottier une bonne tenue mécanique. Le circuit hybride est donc placé dans l'enceinte du bottier et vient en contact avec des connecteurs électriques traversant le bottier. Le bottier une fois fermé doit rester hermétique, protégeant ainsi le circuit hybride de tout contact extérieur. Lorsque les échanges électriques des composants électroniques avec ltextérieur du bottier, notamment par l'intermédiaire des connecteurs, sont réalisés sous des tensions élevées, par exemple supérieures à 1.000 Volts et avec de forts courants, par exemple supérieurs à 10 Ampères, des problèmes techniques importants se posent et nuisent alors à la volonté permanente de miniaturisation. En effet, si pour faire circuler un courant élevé dans un connecteur reliant l'intérieur à ltextérieur d'un bottier, il suffit en général de dimensionner le diamètre du connecteur généralement en cuivre, en fonction de l'intensité du courant qui doit y circuler, le problème devient plus complexe pour des tensions élevées, notamment appliquées à une utilisation dans ce bottier. En effet, dans les dispositifs connus, le bottier réalisé en KOVAR est muni latéralement d'orifices par lesquels les connecteurs électriques assurent la liaison entre l'intérieur et ltextérieur du bottier. On isole les connecteurs traversant une paroi du bottier au moyen d'une perle de verre dans laquelle est enfilé le conducteur, et qui est elle-même positionnée dans un orifice de la paroi. Cependant, lorsque les tensions deviennent de plus en plus élevées, de forts risques de création d'arc électrique dans l'air entre le conducteur et la paroi du bottier sont à redouter. Afin d'éviter l'apparition d'arc électrique, on est obligé de prévoir des perles de plus grand diamètre, afin que le conducteur soit suffisamment éloigné de la paroi pour que la différence de potentiel entre la paroi et le conducteur ne soit pas suffisante pour faire franchir à un arc électrique la distance qui les sépare. Cette solution présente l'inconvénient que plus la tension est élevée, plus la taille de la paroi doit être importante, en raison de l'accroissement du diamètre des perles isolantes. De plus, l'augmentation du diamètre des perles favorise également d'autres inconvénients ; d'une part on a constaté qusune augmentation du diamètre de la perle vient nuire à la résistance mécanique de la perle. D'autre part, on comprend aisément qu'une augmentation du diamètre de la perle ne peut qu'accrottre les problèmes d'herméticité puisque la surface de contact de la perle avec le bottier est augmentée. La présente invention a pour but la réalisation d'un bottier pour composants électroniques qui puisse supporter dans ses connecteurs électriques des courants importants sous des tensions élevées, sans pour autant qu'il soit nécessaire d'en accroître la taille proprement dite ou des éléments isolants tels que les perles de verre assurant ltherméticité du bottier. Selon sa caractéristique principale, la présente invention a donc pour objet un bottier pour composants électroniques, notamment hybrides, à haute tension de claquage comportant un fond, une enceinte constitués de parois latérales, et un couvercle propre à fermer ladite enceinte, ou au moins une paroi de ladite enceinte, comportant au moins un orifice de passage d'au moins un connecteur électrique propre à mettre en liaison l'intérieur du boiter avec ltextérieur, un élément d'isolation étant enfilé autour de chaque connecteur au niveau de l'orifice de la paroi latérale, caractérisé en ce que ledit connecteur est au moins dans une portion traversant ladite paroi de forme cylindrique et coaxiale audit orifice, et en ce que ltélément d'isolation constitué en perle de verre ou céramique est réalisé sous la forme d'un fourreau cylindrique enfilé coaxialement audit connecteur électrique en contact avec la paroi au niveau de l'orifice ; ledit fourreau présentant une longueur supérieure à ltépaisseur de la paroi latérale dans laquelle il est engagé de manière à déborder à l'intérieur et à ltextérieur de l'enceinte. On évite donc par un débord latéral du fourreau, à l'intérieur et à ltextérieur de l'enceinte, un arc électrique puisque la distance entre ltélément conducteur de courant élevé et le bottier est plus élevée. Cette limitation des risques de création d'arc électrique est obtenue sans une augmentation du diamètre de la perle de verre, ne nuisant pas ainsi aux qualités de résistance mécanique, notamment en traction, ni aux contraintes d'encombrement du bottier. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le débord du fourreau à ltextérieur de l'enceinte présente à au moins une extrêmité, un diamètre supérieur au diamètre de l'orifice de la paroi, de manière notamment à éviter tout débattement latéral du fourreau par rapport à l'orifice. L'accroissement du diamètre du ou des débords par rapport au diamètre de l'orifice permet en outre de limiter, pour une tension limite souhaitée, la longueur à donner aux débords de la paroi. Avantageusement, le connecteur électrique présente au moins à l'intérieur du fourreau un diamètre supérieur à son diamètre à l'intérieur et à ltextérieur de l'enceinte. Dans ce cas, le connecteur peut être muni de saillies de blocage du connecteur par rapport au fourreau, au niveau du débord extérieur,de l'enceinte. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, une soudure ou brasure est effectuée entre le connecteur et le fourreau. Avantageusement, la longueur du fourreau est choisie de manière à supprimer toute création d'arc électrique entre le connecteur électrique et les parois conductrices de l'enceinte. Enfin, dans un mode de réalisation préférée de l'invention, le bottier est apte à supporter sans claquage des intensités de courant jusqu'à 40 Ampères sous une tension de 2.000 Volts. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1A représente une vue de l'enceinte d'un bottier selon l'invention, - la figure 1B représente une vue latérale d'un tel bottier, - la figure 2 représente en coupe un bottier selon la présente invention. Telle que représentée sur les figures 1A et 1B, la présente invention concerne un bottier pour composants. électroniques, notamment hybrides, comportant un fond 2 et une enceinte 1, constitués de parois latérales 3, 4, 5, 6. Un tel bottier peut être constitué d'un alliage de fer/nickel/cobalt, connu sous la dénomination commerciale KOVAR, et la cuvette constituée du fond et des parois latérales peut etre obtenue par emboutissage d'une plaque de tôle en KOVAR. Cette cuvette délimitant une enceinte 1 est destinée à être fermée une fois que les composants électroniques y s#ont implantés par un couvercle, réalisé également en KOVÂR (marque déposée), le couvercle étant soudé sur les tranches des parois latérales. Afin de permettre le passage de connecteurs entre ltextérieur du bottier et l'intérieur du bottier comportant le composant électronique, les parois latérales sont généralement pourvues d'orifices 8, tel que représenté sur les figures 1A, 1B. Les orifices sont réalisés sur une seule paroi de la cuvette, mais il est bien entendu que ces dispositions pourraient varier, notamment sur plusieurs parois, et avec un nombre d'orifices lus ou moins important. En se référant maintenant à la figure 2, on voit donc la cuvette constituée du fond 2 et d'une paroi latérale 3 surmontée par un couvercle, ainsi qu un orifice 8 est réalisé dans la' paroli latérale 3. Un connecteur électrique 9 réalisé sous la forme d'un conducteur électrique cylindrique relie l'extérieur à l'intérieur de l'enceinte, ce connecteur assurant le passage du courant de ltextérieur à l'intérieur, ou inversement, est réalisé généralement dans un matériau conducteur tel que le ferronickel ou le cuivre. Le passage de courants élevés sous de fortes tensions dans ce connecteur 9 a l'inconvénient dtimpliquer la création éventuelle d'arc électrique entre celui-ci et la paroi conductrice 3.Pour éviter la création d'un tel arc, on interpose un fourreau cylindrique 10 enfilé coaxialement au connecteur électrique 9 et réalisé en perle de verre ou céramique. Ce fourreau cylindrique vient en contact avec la paroi au niveau de l'orifice 8 et présente une longueur supérieure à l'épaisseur de la paroi latérale 3 dans laquelle il est engagé, de manière à déborder à l'intérieur et à l'extérieur de l'enceinte. On augmente ainsi la distance séparant le connecteur 9 de la paroi conductrice 3, sans pour autant augmenter le diamètre du fourreau au niveau de l'orifice, limitant ainsi les propriétés mécaniques, notamment au niveau de la traction. Le fourreau cylindrique 10 présente sur l'une de ses extrémités un diamètre supérieur au diamètre de l'orifice 8 de la paroi 3, de manière à, lorsque l'on engage l'ensemble connecteur 9/fourreau 10, une partie de ce fourreau vienne buter contre la paroi 3, et ainsi notamment éviter tout débattement latéral. Dans un mode de réalisation non représenté, le connecteur électrique présente au moins à l'intérieur du fourreau, un diamètre supérieur à son diamètre à l'intérieur et à 1 t extérieur de l'enceinte, afin de pouvoir être compatible avec le passage d'intensité forte sous forte tension. Dans ce cas, afin d'accroître la liaison entre le connecteur 9 et le fourreau 10, des saillies de blocage sont disposées sur le connecteur de manière à bloquer le déplacement du connecteur par rapport au fourreau, au niveau des bords extérieurs de l'enceinte. Le connecteur électrique 9 et le fourreau 10 sont solidarisés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une soudure ou brasure. Une telle réalisation de fourreau par l'utilisation d'un débord intérieur 11 à l enceinte 1 et débord extérieur 12 à l'enceinte 1 favorise l'utilisation de forts courants sous haute tension pouvant amener une utilisation sans crainte de claquage jusqu'à 40 Ampères, sous une tension de 2.000 Volts. Ainsi, par utilisation d'un fourreau dont on augmente la longueur, alors que les dispositifs actuels avaient tendance à favoriser une augmentation du diamètre dans le plan de la paroi par rapport au fourreau, on permet d'éviter des tensions de claquage pour des tensions relativement fortes, sans nuire pour autant à la résistance mécanique et à l'étanchéité du bottier. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particuliers choisis pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant ltéUuivalent technique des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Bottier pour composants électroniques, notam ment hybrides, F #haute tension de claquage comportant un fond (2), une enceinte (1) constituée de parois latérales (3, 4, 5, 6) et un couvercle (7) propre à fermer ladite enceinte, au moins une paroi de ladite enceinte comportant au moins un orifice (8) de passage d'au moins un connecteur électrique (9) propre à mettre en liaison l'intérieur du bottier avec l'extérieur, un élément d'isolation (10) étant enfilé autour de chaque connecteur au niveau de l'orifice (8) de la paroi latérale, caractérisé en ce que ledit connecteur est, au moins dans une portion traversant ladite paroi de forme cylindrique et coaxial audit orifice, et en ce que l'élément d'isolation constitué en perle de verre ou céramique est réalisé sous la forme d'un fourreau cylindrique (10), enfilé coaxialement audit connecteur électrique (9) en contact avec la paroi au niveau de l'orifice ledit fourreau présentant une longueur supérieure à l'épaisseur de la paroi latérale dans laquelle il est engagé de manière à présenter de part et d'autre de ladite paroi des débords (11, 12) par rapport à l'intérieur et à l'extérieur de l'enceinte (1). 2. Bottier selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins l'un desdits débords (11, 12) du fourreau (10) de préférence le débord extérieur (12) présente un diamètre supérieur au diamètre de l'orifice (8) de la paroi de manière notamment à éviter tout débattement latéral du fourreau (10) par rapport à l'orifice (8) de la paroi. 3. Bottier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le connecteur électrique présente au moins à l'intérieur du fourreau un diamètre supérieur à son diamètre à l'intérieur et à l'extérieur de l'enceinte. 4. Bottier selon la revendication 4, caractérisé en ce que le connecteur est muni de saillies de blocage du connecteur par rapport au fourreau au niveau du débord extérieur de l'enceinte. 5. Bottier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que une soudure ou brasure est effectuée erkre le connecteur et le fourreau. 6. Bottier selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur du fourreau est choisie de manière à supprimer toute création d'arc électrique entre le connecteur électrique (9) et les parois conductrices de l'enceinte (1). 7. Bottier selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bottier est apte à supporter sans claquage des intensités de courant jusqu'à 40 Ampères, sous une tension de 2.000 Volts.