Brevet FR3047141A1 — publié le 20170728

MODULE ELECTRONIQUE DE PUISSANCE COMPACT 1. Domaine technique de l'invention L'invention concerne un module électronique de puissance destiné à relier une source d'énergie électrique à une charge ou un actionneur électrique. L'invention concerne en particulier un tel module électronique de puissance destiné à des applications aéronautiques, ferroviaires ou automobiles, et de manière générale à tous types d'applications nécessitant une conversion d'énergie entre une source et une charge. 2. Arrière-plan technologique Un module électronique de puissance, aussi désigné par les termes de convertisseur de puissance, vise à convertir l'énergie électrique reçue en entrée de module en une énergie électrique compatible avec la charge électrique pilotée par le module électronique de puissance. Pour ce faire, le module comprend des composants électroniques qui font office d'interrupteurs et qui permettent de découper la tension et/ou le courant d'entrée pour pouvoir l'adapter aux besoins de la charge pilotée par le module. Ces composants électroniques sont par exemple des transistors, des diodes, des thyristors, ou des combinaisons de ces différents composants. Dans toute la suite, nous feront référence à des puces semi-conductrices pour désigner de tels composants électroniques. Une puce semi-conductrice comprend de manière classique au moins un matériau semi-conducteur, et au moins deux métallisations permettant respectivement de rapporter la puce sur une plaque électronique, par exemple du type circuit imprimé, et de réaliser les connexions électriques. A l'origine, la plupart des puces semi-conductrices étaient réalisées en silicium. Depuis quelques années, ces puces sont formées en carbure de silicium (SiC) ou en nitrure de gallium (GaN). En particulier, ces matériaux permettent de former des composants électroniques présentant des commutations en courant et en tension bien plus rapides qu'avec le silicium. Ces commutations rapides 3047141 2 réduisent les pertes énergétiques à chaque commutation. Aussi, la fréquence de commutation au sein d'un convertisseur de puissance peut être augmentée de manière significative avec l'utilisation de ces matériaux. Cependant, l'augmentation de la vitesse de commutation et de la fréquence 5 de commutation rend un tel convertisseur de puissance plus sensible aux paramètres passifs, tel que les inductances de boucle et les inductances parasites des différents éléments mis en jeu dans le circuit électrique au sein duquel un tel convertisseur est utilisé. Il est connu d'agencer dans les circuits électriques des condensateurs pour 10 diminuer ces inductances parasites. Il a notamment déjà été proposé d'intégrer des condensateurs directement dans le module de puissance, au plus près des puces semi-conductrices, pour optimiser le traitement des inductances parasites. Pour ce faire, les condensateurs sont agencés au voisinage des puces semi-conductrices, sur la plaque électronique qui porte les puces semi-conductrices. Si cette solution 15 permet effectivement de limiter l'inductance parasite, elle augmente en revanche les dimensions et le poids du convertisseur ainsi obtenu, ce qui est peu compatible avec des applications aéronautiques notamment. Les inventeurs ont donc cherché à proposer une nouvelle architecture d'un module de puissance permettant à la fois de limiter efficacement les inductances 20 parasites tout en présentant un encombrement et un poids compatibles avec des applications aéronautiques notamment. 3. Objectifs de l'invention L'invention vise à fournir un module électronique de puissance qui pallie au moins certains des inconvénients des modules électroniques de puissance 25 connus. L'invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un module électronique de puissance compact. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un module électronique de puissance qui permet l'intégration, au plus près des puces semi-conductrices, de condensateurs qui concourent à réduire les inductances de boucle et les inductances parasites des différents éléments mis en jeu dans un 3047141 3 circuit électrique. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un module électronique de puissance compatible avec des applications haute tension ou haute température. 5 L'invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un module électronique de puissance compatible avec des applications aéronautiques exigeantes en termes de compacité et de performance. L'invention vise également à fournir un procédé de fabrication d'un module électronique de puissance. 10 4. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne un module électronique de puissance comprenant une semelle métallique portant une première plaque, dite plaque inférieure, comprenant un substrat en céramique portant des pistes conductrices, et sur laquelle sont fixées des puces semi-conductrices. 15 Le module électronique de puissance selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre : une seconde plaque, dite plaque supérieure, superposée à ladite plaque inférieure, et comprenant un substrat en céramique portant des pistes conductrices sur chacune de ses faces supérieure et 20 inférieure, et sur laquelle sont fixés des condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites dudit module, des pièces métalliques s'étendant intégralement entre ladite plaque inférieure et ladite plaque supérieure de manière à assurer une triple fonction de conduction thermique entre les plaques supérieure et 25 inférieure, de conduction électrique entre les pistes conductrices de la face inférieure de la plaque supérieure et les pistes conductrices de la plaque inférieure, et de support mécanique de la plaque supérieure au-dessus de ladite plaque inférieure qui empêche tout contact mécanique entre les puces semi-conductrices et ladite 30 plaque supérieure, 3047141 4 des moyens de bouclage électrique de ladite plaque supérieure adaptés pour pouvoir relier électriquement les pistes conductrices de ladite face supérieure aux pistes conductrices de ladite face inférieure de ladite plaque supérieure. 5 Un module selon l'invention comprend donc deux plaques superposées l'une sur l'autre et séparées par des pièces métalliques qui assurent une triple fonction de conduction thermique, de conduction électrique entre les deux plaques et de support mécanique de la plaque supérieure qui empêche tout contact entre les puces semi-conductrices et la plaque supérieure. En outre, la plaque supérieure 10 est métallisée sur chacune de ses deux faces par des pistes conductrices qui sont reliées électriquement par des moyens de bouclage électrique. Les plaque supérieure et inférieure sont de préférence parallèles l'une à l'autre. Un module selon l'invention est donc compact et permet d'agencer des condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites au 15 plus près des puces semi-conductrices, sans néanmoins nécessiter un allongement de la plaque inférieure sur laquelle sont agencées les puces. Selon l'invention, tous types de condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites peuvent être montés sur la plaque supérieure. Il peut s'agir de condensateurs spécifiquement dédiés et calibrés pour réduire les inductances 20 parasites du circuit auquel le module est associé. Il peut aussi s'agir de condensateurs destinés principalement à assurer une autre fonction, telle que le filtrage du bruit interne au module, mais qui concourent auxiliairement à la réduction des inductances parasites. De tels condensateurs assurant de manière auxiliaire la réduction des inductances parasites sont par exemple des 25 condensateurs de mode commun. En outre, le module selon l'invention comprend deux plaques formées à partir d'un substrat en céramique. Ces plaques présentent donc des caractéristiques thermiques et diélectriques plus favorables que les circuits imprimés en résine époxy ou en fibre de verre de l'art antérieur. En particulier, 30 une plaque formée à partir d'un substrat en céramique permet à la fois une bonne isolation électrique et une bonne conduction thermique favorisant les flux 3047141 5 thermiques au sein du module selon l'invention. Le substrat en céramique des plaques est métallisé par des pistes conductrices, par exemple en cuivre. Une telle plaque formée à partir d'un substrat en céramique métallisée des pistes en cuivre par effet d'oxydation en 5 haute température est communément désignée par l'acronyme DBC pour Direct Bonding Copper en langue anglaise. Une plaque formée à partir d'un substrat en céramique métallisée par des pistes en cuivre à l'aide de la soudure d'une fine couche d'alliage en Argent et en Cuivre est communément désignée par l'acronyme AMB pour Active Metal Braze en langue anglaise. Selon l'invention, 10 l'une ou l'autre de ces plaques peut être utilisée. Néanmoins, de préférence, les plaques inférieure et supérieure sont des plaques DBC, c'est-à-dire des plaques présentant des pistes conductrices en cuivre. La superposition de deux plaques formées à partir d'un substrat en céramique, et séparées par des pièces métalliques qui présentent une triple 15 fonction dont une fonction de conduction thermique permet d'assurer une dissipation thermique de la plaque supérieure aussi efficace que la dissipation thermique de la plaque inférieure qui est refroidie par l'intermédiaire de la semelle métallique au contact d'un dispositif de refroidissement en fonctionnement normal du module. 20 La plaque inférieure est en contact direct avec la semelle et porte les puces semi-conductrices qui sont les sources principales de chaleur. La plaque supérieure est en contact indirect avec la semelle par l'intermédiaire des pièces métalliques et la plaque inférieure, et porte donc les composants passifs du module, et notamment les condensateurs participant à une réduction de 25 l'inductance parasite. La plaque supérieure peut aussi porter d'autres composants passifs tels que des fusibles ou des cartes de commande. En outre, les pièces métalliques sont avantageusement brasées ou frittées entre les plaques inférieure et supérieure, ce qui introduit une résistance thermique au sein du module qui a pour effet de créer un différentiel de température entre la 30 plaque supérieure et la plaque inférieure. Ce différentiel de températures est utile pour pouvoir respecter les températures maximales d'opération des différents 3047141 6 composants. En d'autres termes, les pièces métalliques favorisent la conduction thermique et donc les flux thermiques entre les deux plaques. Néanmoins, ces flux thermiques sont légèrement contrariés par la présence des brasures entre les pièces 5 métalliques et les plaques, ce qui permet de conserver un différentiel de températures entre les deux plaques. Ce différentiel de températures peut être paramétré à partir des brasures réalisées. Les pièces métalliques sont de préférence des pièces en Cuivre. Néanmoins, selon d'autres variantes, les pièces métalliques peuvent être en Or, en 10 Aluminium ou en Argent et de manière générale en tous types de matériaux permettant de remplir les trois fonctions des pièces métalliques : conduction thermique, conduction électrique et support mécanique. L'agencement particulier d'un module selon l'invention permet d'utiliser des puces semi-conductrices de calibre en tension importante. Le calibre en 15 tension des puces semi-conductrices est dépendant de la distance qui sépare la plaque supérieure et la plaque inférieure. En d'autres termes, le calibre en tension des puces semi-conductrices dépend des dimensions des pièces métalliques. En outre, comme indiqué précédemment, les pièces métalliques (de préférence en cuivre) assurent trois fonctions : fonction de conduction thermique 20 entre les étages du module (c'est-à-dire entre l'étage supérieur défini par la plaque supérieure, et l'étage inférieur défini par la plaque inférieure) ; fonction de conduction électrique entre les deux étages du module ; et fonction de support de la plaque supérieure tout en empêchant un contact mécanique entre la plaque supérieure et les puces semi-conductrices. Aussi, un même élément est utilisé 25 pour trois fonctions distinctes, ce qui permet un gain de place et de poids par rapport à une solution où ces différentes fonctions seraient séparées. Enfin, un module selon l'invention met avantageusement en oeuvre les mêmes matériaux sur les différents étages, ce qui élimine les risques de comportement thermique et électrique hétérogène des différents étages. 30 Avantageusement et selon l'invention, lesdits moyens de bouclage électrique de ladite plaque supérieure sont formés par une pluralité de demi- 3047141 7 anneaux conducteurs dont une première extrémité est en contact avec une piste conductrice de ladite face supérieure de ladite plaque supérieure et dont une seconde extrémité est en contact avec une piste conductrice de ladite face inférieure de ladite plaque supérieure. 5 Selon cette variante, la liaison électrique entre les pistes conductrices de la face supérieure de la plaque supérieure et les pistes conductrices de la face inférieure de la plaque supérieure est réalisée par l'intermédiaire de demi-anneaux conducteurs, qui viennent avantageusement pincer la plaque supérieure, de part et d'autre de la plaque supérieure. 10 Dans le cas où la plaque supérieure est fabriquée à base de DBC, les demi- anneaux sont avantageusement en cuivre pour assurer une bonne conduction électrique. Selon une autre variante avantageuse de l'invention, les moyens de bouclage électrique de ladite plaque supérieure sont formés par des vias ménagés 15 à travers ladite plaque supérieure et qui débouchent de part et d'autre de ladite plaque sur les pistes conductrices. Un via est un trou ménagé dans la plaque supérieure, et métallisé pour permettre d'établir une liaison électrique entre les pistes conductrices de la face supérieure de la plaque supérieure et les pistes conductrices de la face inférieure 20 de la plaque supérieure. Cette variante fournit un module électronique de puissance qui présente de très bonnes performances électriques et électromagnétiques. En revanche, selon cette variante, la plaque céramique supérieure est soumise à des contraintes mécaniques importantes lors de l'usinage des vias. Aussi, de préférence, et selon cette variante, la plaque supérieure est une 25 plaque formée à partir d'un substrat en nitrure de silicium métallisée sur chacune de ses faces supérieure et inférieure par des couches de cuivre formant lesdites pistes conductrices. Un substrat en nitrure de silicium, de formule Si3N4 présente une très grande résistance mécanique. En particulier, sa contrainte à rupture est supérieure à 700 MPa. Dès lors, sa structure et ses performances mécaniques sont 30 bien adaptées à cette variante de réalisation. Avantageusement et selon l'invention, la plaque inférieure est une plaque 3047141 8 formée à partir d'un substrat en nitrure d'aluminium métallisée sur chacune de ses faces supérieure et inférieure par des couches de cuivre formant lesdites pistes conductrices. La plaque inférieure, quel que soit le mode de réalisation des moyens de 5 bouclage ne nécessite pas l'utilisation d'une plaque présentant une très forte résistance mécanique. Aussi, une plaque formée à partir d'un substrat en nitrure d'aluminium, de formule MN est adaptée à l'étage inférieur du module électronique de puissance selon l'invention. En outre, un tel substrat en nitrure d'aluminium présente une bonne conduction thermique, de l'ordre de 260 W/m.K, 10 bien adaptée à la plaque inférieure qui reçoit les puces semi-conductrices, sources principales de chaleur. Avantageusement et selon l'invention, lesdites pièces métalliques sont des billes de cuivre brasées ou frittées entre lesdites plaques supérieure et inférieure. 15 Une bille de cuivre minimise l'encombrement de la pièce de cuivre tout en optimisant les trois fonctions visées : conduction thermique, conduction électrique et résistance mécanique. Selon d'autres modes de réalisation, les billes de cuivre peuvent être remplacées par des plots en cuivre ou d'autres moyens équivalents. Avantageusement, un module selon l'invention comprend en outre des 20 connectiques de commande de composants de commande desdites puces semiconductrices agencés sur ladite plaque inférieure, lesdites connectiques de commande étant reliées à ladite plaque inférieure. Avantageusement, un module selon l'invention comprend en outre des connectiques de puissance reliées à ladite plaque supérieure. Dans le cas d'un 25 module destiné à alimenter un moteur triphasé, le module comprend par exemple trois connectiques de puissance destinés à alimenter les trois phases du moteur, et deux connectiques de puissance destinées à être alimentées par une source d'énergie, et formant des connectiques d'entrée. Bien entendu, d'autres configurations des connectiques de puissance sont possibles en fonction des 30 applications visées. Avantageusement, un module selon l'invention comprend en outre des fils 3047141 9 métalliques, par exemple en cuivre, dits fils de bonding, reliant lesdites puces semi-conductrices et les pistes conductrices de ladite plaque inférieure. La forme et l'agencement desdits fils de bonding détermine la taille minimale des billes de cuivre qui peuvent être utilisées pour réaliser l'invention. 5 En effet, lesdits fils de bonding sont soudés sur les puces semi-conductrices et reliés aux pistes conductrices de la plaque inférieure en formant, du fait de leur structure, une courbure qui s'étend dans l'espace délimité par les plaques inférieure et supérieure. La dimension, selon la direction verticale, de cet espace est définie par les dimensions selon cette même direction verticale des billes de 10 cuivre. Cette dimension verticale est la direction perpendiculaire aux plans dans lesquels s'étendent les plaques supérieure et inférieure. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un module électronique de puissance comprenant les étapes suivantes - conditionnement d'une première plaque, dite plaque inférieure, à 15 partir d'un substrat en céramique métallisé de pistes conductrices, sur laquelle on vient fixer des puces semi-conductrices, - conditionnement d'une seconde plaque, dite plaque supérieure, à partir d'un substrat en céramique métallisée de pistes conductrices sur chacune de ses faces supérieure et inférieure, et destinée à 20 recevoir des condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites, - brasage ou frittage de pièces métalliques sur ladite plaque inférieure et ladite plaque supérieure destinées à assurer, une fois le module électronique de puissance finalisé, une triple fonction de conduction 25 thermique du module, de conduction électrique entre les pistes conductrices de la face inférieure de ladite plaque supérieure et les pistes conductrices de ladite plaque inférieure, et de support mécanique de ladite plaque supérieure qui empêche tout contact mécanique entre les puces semi-conductrices et la plaque supérieure, 30 - bouclage électrique de ladite face supérieure de ladite plaque supérieure avec ladite face inférieure de ladite plaque supérieure, 3047141 10 - superposition de ladite plaque supérieure à ladite plaque inférieure, - montage des condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites - brasage de l'ensemble et assemblage sur une semelle métallique. 5 Les différentes étapes ne sont pas nécessairement réalisées dans l'ordre dans lequel elles sont énumérées. Le procédé met en oeuvre l'ensemble de ces étapes, mais l'ordre d'exécution des étapes peut varier sans changer le module électronique obtenu par le procédé. En particulier, le montage des condensateurs peut être réalisé lors du 10 conditionnement de la plaque supérieure ou lors de l'assemblage des plaques supérieure et inférieure l'une à l'autre. De même, le bouclage électrique des faces supérieure et inférieure de la plaque supérieure peut être réalisé lors du conditionnement de la plaque supérieure ou ultérieurement. 15 Avantageusement, un procédé selon l'invention comprend en outre une ou plusieurs étapes de mise au four du module à différents stades de sa fabrication à des températures comprises, par exemple, entre 245°C et 310°C selon les opérations. Avantageusement, un procédé selon l'invention met en oeuvre une pluralité 20 d'étapes de brasage, chaque étape mettant en oeuvre une pâte à braser spécifique. Par exemple, les étapes de brasage sont avantageusement les suivantes : une étape de brasage à très haute température pour les puces semiconductrices et les demi-anneaux de cuivre formant les moyens de bouclage électrique de la plaque supérieure (dans le cas où ce 25 bouclage est réalisé par de tels demi-anneaux). Ce brasage est par exemple réalisé à une température de 310°C, en utilisant une pâte à braser formée à 80% d'Or et à 20% d'Etain. une étape de brasage à température intermédiaire pour les billes de cuivre, les connectiques de commande et les connectiques de 30 puissance. Ce brasage est par exemple réalisé à une température de 280°C, en utilisant une pâte à braser formée à 90% d'Etain et à 10% 3047141 11 d'Antimoine. une étape de brasage à basse température pour la semelle et pour les condensateurs adaptés pour réduire les inductances parasites. Ce brasage est par exemple réalisé à une température de 240°C, en 5 utilisant une pâte à braser formée à 96,5% d'Etain, à 3% d'Argent, et à 0,5% de Cuivre. Un procédé selon l'invention permet avantageusement de fabriquer un module électronique de puissance selon l'invention. En outre, un module selon l'invention est avantageusement fabriqué par un 10 procédé selon l'invention. L'invention concerne également un module électronique de puissance et un procédé de fabrication d'un module électronique de puissance caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. 15 5. Liste des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue schématique de principe d'un module 20 électronique de puissance selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique de côté d'un module électronique de puissance selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est une vue schématique de côté d'un module 25 électronique de puissance selon un autre mode de réalisation de l'invention, les figures 4a et 4b sont des vues schématiques en perspective, respectivement de dessus et de dessous, d'une plaque supérieure d'un module électronique de puissance selon un mode de réalisation 30 de l'invention, les figures 5a et 5b sont des vues schématiques en perspective, 3047141 12 respectivement de dessus et de dessous, d'une plaque inferieure d'un module électronique de puissance selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un module 5 électronique de puissance selon un mode de réalisation de l'invention obtenu par l'assemblage des plaques supérieure et inférieure représentées sur les figures 4a, 4b, 5a, et 5b. 6. Description détaillée des modes de réalisation de l'invention Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement 10 respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque élément d'un module électronique de puissance est décrit tel qu'il est agencé lorsque le module est à l'horizontal. Cet agencement est notamment représenté sur les figures 2 et 3. En outre, les éléments identiques, similaires ou analogues sont 15 désignés par les mêmes références sur les différentes figures. Un module électronique de puissance en triphasé selon l'invention comprend, tel que représenté sur les figures 1, 2 et 3, une semelle 8 métallique, une plaque 10 inférieure et une plaque 20 supérieure superposée à la plaque 10 inférieure. 20 Chacune des deux plaques 10, 20 comprend un substrat 11, 21 en céramique et des pistes 12a, 12b, 22a, 22b en cuivre ménagées sur chacune des deux faces supérieure et inférieure de chaque plaque. La figure 1 représente schématiquement les plaques 10, 20 inférieure et supérieure et leurs constitutions. En pratique et de préférence, les plaques inférieure et supérieure sont des plaques 25 connues de l'homme du métier sous l'acronyme DCB ou DBC pour Direct Copper Bonded. Ces plaques sont formées à partir d'une céramique métallisée de pistes de cuivre. La plaque 10 inférieure porte des puces 13 semi-conductrices. Ces puces peuvent être de tous types et dépendent de l'application visée par le module 30 électronique de puissance. La plaque 20 supérieure porte également des condensateurs 23 adaptés 3047141 13 pour concourir à une réduction des inductances parasites générées par les différents éléments mis en jeu dans le circuit électrique. Ces condensateurs 23 peuvent être spécifiquement dédiés et calibrés pour réduire les inductances parasites du circuit auquel le module est associé. Ces 5 condensateurs peuvent également, en variante ou en combinaison, comprendre des condensateurs de mode commun, qui ont pour fonction principale de filtrer le bruit interne au module, mais qui concourent auxiliairement à la réduction des inductances parasites. Ces condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites (soit de manière principale, soit de manière auxiliaire) 10 sont aussi désignés dans tout le texte par les termes de condensateurs de compensation d'inductances parasites, étant entendu que ces condensateurs ne suppriment pas les inductances parasites, mais concourent à les réduire. La plaque 20 supérieure est portée par des billes 30 de cuivre qui s'étendent intégralement entre la plaque 10 inférieure et la plaque 20 supérieure. 15 Selon d'autres modes de réalisation, les billes de Cuivre peuvent être remplacées par des billes en Or, en Aluminium ou en Argent. Ces billes 30 assurent une triple fonction. La première fonction assurée est la conduction des flux thermiques entre la plaque supérieure et la plaque inférieure. Cette fonction résulte des propriétés thermiques du matériau utilisé 20 pour former les billes (en l'occurrence, le Cuivre dans le mode de réalisation des figures), de l'agencement des billes entre les deux plaques et des propriétés thermiques des substrats en céramique des plaques inférieure et supérieure. La deuxième fonction assurée est la conduction électrique entre les pistes 22a de cuivre de la face inférieure de la plaque 20 supérieure et les pistes 12b de 25 cuivre de la face supérieure de la plaque 10 inférieure. Cette fonction résulte des propriétés conductrices du matériau utilisé (en l'occurrence le Cuivre) pour former les billes, et de l'agencement des billes qui sont en contact avec les pistes conductrices des plaques supérieure et inférieure. La troisième fonction assurée est le support mécanique de la plaque 30 supérieure. Cette fonction résulte des propriétés mécaniques du matériau utilisé pour former les billes (en l'occurrence le Cuivre) et de la forme des billes. 3047141 14 Ces billes 30 de Cuivre présentent par exemple un diamètre de l'ordre de 1,6 mm et sont, selon un mode de réalisation, brasées à une température de l'ordre de 280°C sur les plaques inférieure et supérieure en utilisant une pâte à braser formée à 90% d'Etain et à 10% d'Antimoine. Selon un autre mode de réalisation, 5 les billes 30 de cuivre sont frittées sur les plaques supérieure et inférieure. Selon d'autres modes de réalisation, les billes de cuivre peuvent être remplacées par d'autres types de pièces en cuivre, par exemple par des plots de cuivre ou toutes structures équivalentes suffisamment résistantes pour pouvoir soutenir la plaque supérieure tout en assurant une conduction thermique et une 10 conduction électrique entre les deux étages du module. Un module selon l'invention comprend en outre des moyens 40 de bouclage électrique agencés entre les pistes 22b supérieures de la plaque 20 supérieure et les pistes 22a inférieures de la plaque 20 supérieure. Ces moyens 40 de bouclage permettent donc de fermer le circuit électrique entre les faces 15 supérieure et inférieure de la plaque supérieure. Nous décrivons ci-après en lien avec les figures 2 et 3 deux modes de réalisation distincts de ces moyens 40 de bouclage. La figure 2 représente un premier mode de réalisation des moyens 40 de bouclage. Selon ce mode de réalisation, les moyens 40 de bouclage comprennent 20 des demi-anneaux 41 de cuivre qui sont agencés latéralement de part et d'autre de la plaque supérieure de manière à venir prendre en sandwich la plaque supérieure et former une liaison électrique entre les pistes de cuivre de la face supérieure de la plaque 20 supérieure et les pistes de cuivre de la face inférieure de la plaque 20. Ces demi-anneaux 41 assurent donc la continuité électrique entre les deux faces 25 de la plaque supérieure, et forment donc une partie du circuit électrique du module qui permet de relier électriquement les composants de la plaque supérieure aux composants de la plaque inférieure. Ces demi-anneaux 41 de cuivre sont par exemple brasés à haute température (de l'ordre de 310°C) sur la plaque 20 supérieure en utilisant une pâte à braser formée à 80% d'Or et à 20% d'Etain. 30 Selon ce mode de réalisation, de préférence, les plaques inférieure et supérieure sont formées à partir d'un substrat en nitrure d'aluminium, de formule MN, qui 3047141 15 présente des caractéristiques thermiques et diélectriques compatibles avec le résultat visé. La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation des moyens 40 de bouclage. Selon ce mode de réalisation, les moyens 40 de bouclage comprennent 5 des orifices traversant ménagés dans la plaque 20 supérieure et formant des vias 42 métallisés. La plaque peut comprendre plusieurs vias 42. Seuls quelques-uns sont référencés sur la figure 2 à des fins de clarté. Ces vias 42 assurent donc la continuité électrique entre les deux faces de la plaque supérieure, et donc la continuité électrique entre la plaque supérieure et la plaque inférieure du module. 10 De préférence, dans ce mode de réalisation, le substrat utilisé pour former la plaque 20 supérieure est en nitrure de silicium, de formule Si3N4 qui présente une très grande résistance mécanique et peut donc supporter l'usinage d'orifices pour former les vias 42. Un module selon les modes de réalisation des figures comprend également 15 des connectiques 16 de commande de composants de commande des puces 13 semi-conductrices. Ces connectiques 16 de commande sont reliées à la plaque 10 inférieure pour pouvoir commander des composants de commande des puces 13 semi-conductrices. Les composants de commande ne sont pas représentés sur les figures à des fins de clarté. 20 Le module comprend également des connectiques 26 de puissance reliées à la plaque 20 supérieure et destinées à faire passer la puissance fournie/reçue par le module électronique de puissance. Le module comprend également des connectiques de puissance destinées à recevoir de la puissance et formant des connectiques d'entrée. Ces connectiques d'entrées ne sont pas représentées sur les 25 figures afin de ne pas surcharger les figures. Ces connectiques sont reliées à la plaque supérieure par tous moyens appropriés et connus de l'homme du métier. Le nombre et l'agencement des connectiques de commande et de puissance dépendent de l'application visée et ne sont pas décrits ici en détail. Un module selon le mode de réalisation des figures 2 et 3 comprend 30 également des fils 17 de cuivre, dits fils de bonding, qui assurent la liaison électrique entre les puces 13 semi-conductrices et les pistes conductrices 12b de la 3047141 16 plaque 10 inférieure. Ces fils présentent par exemple une section de l'ordre de 150 !lm et sont, par exemple, soudés par ultrason à température ambiante. Ces fils de bonding peuvent être en Or, Argent ou en Aluminium selon d'autres modes de réalisation. 5 Les figures 4a et 4b représentent schématiquement la plaque 20 supérieure selon le mode de réalisation de la figure 2, c'est-à-dire le mode de réalisation dans lequel les moyens 40 de bouclage sont formés par des demi-anneaux 41 en cuivre. La figure 4a est une vue en perspective de dessus laissant apparaitre le dessus de la plaque 20 supérieure. Sur cette vue, les condensateurs 23 de compensation de 10 l'inductance parasite ne sont pas représentés à des fins de clarté. Seule la couche 22b de cuivre est représentée, avec les connectiques 26 de puissance. La figure 4b est une vue en perspective de dessous laissant apparaitre le dessous de la plaque 20 supérieure. Sur cette vue, les billes 30 en cuivre et l'emplacement des puces 13 semi-conductrices ont été représentés à des fins de clarté, étant entendu que les 15 puces 13 sont fixées directement sur la plaque 10 inférieure et non sur la plaque 20 supérieure. Seules quelques billes 30 sont référencées sur la figure 4b. Le nombre de billes 30 en cuivre et leur emplacement dépend des applications visées et ne limite pas la portée de protection visée par la présente demande. Les billes sont positionnées de manière à avoir un maximum de différentiel de température 20 entre les puces qui sont brasées sur la plaque inferieure et la plaque supérieure. Les figures 5a et 5b représentent schématiquement la plaque 10 inférieure selon un mode de réalisation de l'invention, compatible par exemple avec le mode de réalisation de la figure 2. La figure 5a est une vue en perspective de dessus laissant apparaitre le dessus de la plaque 10 inférieure. Cette vue laisse apparaitre 25 les pistes 12b de cuivre, les puces 13 semi-conductrices, les fils 14 de bonding, les billes 30 de cuivre et les connectiques 16 de commande. Sur cette vue, six puces semi-conductrices sont représentées. Le nombre de puces 13 et leur type dépend de l'application visée. Il peut s'agir de diodes, de transistors, de thyristors et de manière générale de tous types de composants permettant d'adapter le courant 30 et/ou la tension d'un signal d'entrée pour l'adapter à l'application visée. La figure 5b est une vue de dessous en perspective de la plaque 10 inférieure laissant 3047141 17 apparaitre une couche de cuivre destinée à venir se fixer par brasage à basse température (de l'ordre de 240°C) sur la semelle 8 métallique. La figure 6 est une vue en perspective des plaques 10 inférieure et 20 supérieure assemblées l'une à l'autre. Sur cette vue, les condensateurs 26 de 5 compensation ne sont pas représentés à des fins de clarté. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un module électronique de puissance. Un tel procédé de fabrication comprend les étapes suivantes : conditionnement de la plaque 10 inférieure et dépose des puces 13 10 semi-conductrices, conditionnement de la plaque 20 supérieure destinée à recevoir les condensateurs 23 de compensation, bouclage électrique des faces de la plaque 20 supérieure, par exemple par le brasage de demi-anneaux 41, 15 brasage ou frittage de pièces métalliques sur ladite plaque inférieure destinées à assurer, une fois le module électronique de puissance finalisé, une triple fonction de conduction thermique du module, de conduction électrique entre les pistes conductrices de la face inférieure de ladite plaque supérieure et les pistes conductrices de la 20 face supérieure de ladite plaque inférieure, et de support mécanique de ladite plaque supérieure, brasage des fils de bonding, superposition de ladite plaque supérieure à ladite plaque inférieure montage des condensateurs qui participent à une réduction des 25 inductances parasites sur la plaque supérieure, assemblage final du module. L'étape de conditionnement de la plaque 10 inférieure et de dépose des puces 13 semi-conductrices peut par exemple être réalisée par la succession des sous-étapes suivantes : 30 - nettoyage de chaque face de la plaque par trempage de la plaque dans un bain à ultrason, 3047141 18 activation des surfaces par plasma, pose d'un outillage de masquage de positionnement de puces semiconductrices, pose de préformes de brasures, par exemple une pâte Au80-Sn20 5 telle que décrite précédemment, à l'aide d'un stylo ventouse, pose des puces semi-conductrices à l'aide d'un stylo ventouse, pose de poids sur les puces pour les fixer pendant l'opération de brasage à l'aide d'une pince, enlèvement du masque, 10 passage au four à une température de 310 °C. Les étapes de conditionnement de la plaque 20 supérieure et de bouclage électrique de la plaque peuvent par exemple être réalisées par la succession des sous-étapes suivantes : - nettoyage de chaque face de la plaque par trempage de la plaque 15 dans un bain à ultrason, activation des surfaces par plasma, pose d'un outillage de masquage de positionnement des demi-anneaux formant les moyens de bouclage électrique de la plaque supérieure, 20 pose des demi-anneaux aux emplacements prévus dans l'outillage à l'aide d'une pince, dépôt d'une pâte à braser pour les demi-anneaux, par exemple une pâte Au80-SN20 telle que décrite précédemment, passage au four à une température de 310°C. 25 Le passage au four des plaques inférieure et supérieure est de préférence réalisé en même temps et dans le même four. Les étapes de brasage des billes de cuivre et des fils de bonding peuvent par exemple être réalisées par la succession des sous-étapes suivantes : - dépôt et connexion des fils de bonding sur les puces semi- 30 conductrices, 3047141 19 dépôt d'une pâte à braser, par exemple une pâte Sn90-Sb10, placement des billes de cuivre à l'aide d'une pince, dépôt d'une pâte à braser, par exemple la pâte Sn90-Sb10 sur les billes de cuivre, 5 dépôt d'une pâte à braser, par exemple la pâte Sn90-Sb10 pour les connectiques de commande. L'étape de superposition des plaques peut par exemple être réalisée par la succession des étapes suivantes : dépôt de la plaque inférieure sur la base d'un outillage 10 d'assemblage, - agencement d'un dispositif de guidage mécanique autour de la plaque inférieure, placement de la plaque supérieure sur la plaque inférieure à l'aide du dispositif de guidage, 15 dépôt d'une pâte à braser, par exemple une pâte Sn90-Sb10 sur la plaque supérieure, placement des connectiques de commande et des connectiques de puissance sur les pâtes à braser, fixation d'un masque de connectique sur la base d'un outillage 20 d'assemblage, mise au four de l'ensemble à une température de 280°C. L'étape d'assemblage comprend par exemple la succession des sous-étapes suivantes : dépôt d'une pâte à braser sur la semelle, 25 mise en place d'une semelle dans un outillage, mise en place de l'ensemble formé des deux plaques sur la semelle, placement et fixation d'un masque de connectique, placement des fixations, dépôt d'une pâte à braser pour les connectiques et pour les 30 condensateurs de compensation des inductances parasites, 3047141 20 placement des connectiques, placement et soudure des condensateurs avec un fer à souder, mise au four de l'ensemble, par exemple à une température de 245°C. 5 L'invention peut également comprendre une dernière étape d'encapsulation dans un boitier qui peut comprendre la succession des étapes suivantes : préparation des surfaces du boîtier, collage du boîtier inférieur sur la semelle, 10 injection et réticulation d'un gel, emboitement et collage du boîtier. Selon une variante de l'invention, un boîtier peut être configuré pour recevoir une pluralité de modules selon l'invention. Le procédé décrit est uniquement un mode d'obtention d'un module 15 électronique de puissance selon l'invention. D'autres procédés mettant en oeuvre d'autres sous-étapes peuvent également conduire à obtenir un module électronique selon l'invention. 20 3047141 9 métalliques, par exemple en cuivre, dits fils de bonding, reliant lesdites puces semi-conductrices et les pistes conductrices de ladite plaque inférieure. La forme et l'agencement desdits fils de bonding détermine la taille minimale des billes de cuivre qui peuvent être utilisées pour réaliser l'invention. 5 En effet, lesdits fils de bonding sont soudés sur les puces semi-conductrices et reliés aux pistes conductrices de la plaque inférieure en formant, du fait de leur structure, une courbure qui s'étend dans l'espace délimité par les plaques inférieure et supérieure. La dimension, selon la direction verticale, de cet espace est définie par les dimensions selon cette même direction verticale des billes de 10 cuivre. Cette dimension verticale est la direction perpendiculaire aux plans dans lesquels s'étendent les plaques supérieure et inférieure. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un module électronique de puissance comprenant les étapes suivantes - conditionnement d'une première plaque, dite plaque inférieure, à 15 partir d'un substrat en céramique métallisé de pistes conductrices, sur laquelle on vient fixer des puces semi-conductrices, - conditionnement d'une seconde plaque, dite plaque supérieure, à partir d'un substrat en céramique métallisée de pistes conductrices sur chacune de ses faces supérieure et inférieure, et destinée à 20 recevoir des condensateurs adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites, - brasage ou frittage de pièces métalliques sur ladite plaque inférieure et ladite plaque supérieure destinées à assurer, une fois le module électronique de puissance finalisé, une triple fonction de conduction 25 thermique du module, de conduction électrique entre les pistes conductrices de la face inférieure de ladite plaque supérieure et les pistes conductrices de ladite plaque inférieure, et de support mécanique de ladite plaque supérieure qui empêche tout contact mécanique entre les puces semi-conductrices et la plaque supérieure, 30 - bouclage électrique de ladite face supérieure de ladite plaque supérieure avec ladite face inférieure de ladite plaque supérieure, REVENDICATIONS1. Module électronique de puissance comprenant une semelle (8) métallique portant une première plaque, dite plaque (10) inférieure comprenant un substrat (11) en céramique portant des pistes (12a, 12b) conductrices, et sur laquelle sont fixées des puces (13) semi-conductrices, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - une seconde plaque, dite plaque (20) supérieure, comprenant un substrat (21) en céramique portant des pistes (22a, 22b) conductrices sur chacune de ses faces supérieure et inférieure, et sur laquelle sont fixés des condensateurs (23) adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites dudit module, ladite plaque (20) supérieure étant superposée à ladite plaque (10) inférieure, - des pièces (30) métalliques s'étendant intégralement entre ladite plaque (10) inférieure et ladite plaque (20) supérieure de manière à assurer une triple fonction de conduction thermique entre les plaques (20) supérieure et (10) inférieure, de conduction électrique entre les pistes (22a) conductrices de la face inférieure de la plaque (20) supérieure et les pistes (12b) conductrices de la plaque (10) inférieure, et de support mécanique de la plaque (20) supérieure au-dessus de la plaque inférieure qui empêche tout contact mécanique entre les puces semi-conductrices et ladite plaque supérieure, - des moyens (40 ; 41 ; 42) de bouclage électrique de ladite plaque (20) supérieure adaptés pour pouvoir relier électriquement les pistes (22b) conductrices de ladite face supérieure aux pistes (22a) conductrices de ladite face inférieure de ladite plaque supérieure. 2. Module électronique de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de bouclage électrique de ladite plaque (20) supérieure sont 30 formés par une pluralité de demi-anneaux (41) conducteurs dont une première extrémité est en contact avec une piste (22b) conductrice de ladite face supérieure 3047141 22 de ladite plaque (20) supérieure et dont une seconde extrémité est en contact avec une piste (22a) conductrice de ladite face inférieure de ladite plaque (20) supérieure. 3. Module électronique de puissance selon la revendication 1, caractérisé en 5 ce que lesdits moyens de bouclage électrique de ladite plaque supérieure sont formés par des vias (42) ménagés à travers ladite plaque (20) supérieure et qui débouchent de part et d'autre de ladite plaque (20) supérieure sur les pistes (22a, 22b) conductrices. 4. Module électronique de puissance selon l'une des revendications 1 à 3, 10 caractérisé en ce que ladite plaque (10) inférieure est une plaque formée à partir d'un substrat (11) en nitrure d'aluminium métallisée sur chacune de ses faces supérieure et inférieure par des couches de cuivre formant lesdites pistes (12a, 12b) conductrices. 5. Module électronique de puissance selon l'une des revendications 1 à 4, 15 caractérisé en ce que ladite plaque (20) supérieure est une plaque formée à partir d'un substrat (21) en nitrure de silicium métallisée sur chacune de ses faces supérieure et inférieure par des couches de cuivre formant lesdites pistes (22a, 22b) conductrices. 6. Module électronique de puissance selon l'une des revendications 1 à 5, 20 caractérisé en ce que lesdites pièces métalliques sont des billes (30) de cuivre brasées ou frittées entre lesdites plaques supérieure et inférieure. 7. Module électronique de puissance selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des connectiques de commande (16) de composants de commande desdites puces (13) semi-conductrices agencés sur 25 ladite plaque (10) inférieure, lesdites connectiques de commande (16) étant reliées à ladite plaque (10) inférieure. 8. Module électronique de puissance selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des connectiques de puissance (26) reliées à ladite plaque (20) supérieure. 9. Module électronique de puissance selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des fils métalliques, dits fils (17) de 3047141 23 bonding, reliant électriquement lesdites puces (13) semi-conductrices et lesdites pistes (12b) conductrices de ladite plaque (10) inférieure. 10. Procédé de fabrication d'un module électronique de puissance comprenant les étapes suivantes : 5 conditionnement d'une première plaque, dite plaque (10) inférieure, à partir d'un substrat (11) en céramique métallisée de pistes (12a, 12b) conductrices, sur laquelle on vient fixer des puces (13) semi-conductrices, conditionnement d'une seconde plaque, dite plaque (20) supérieure, 10 à partir d'un substrat (21) en céramique métallisée de pistes (22a, 22b) conductrices sur chacune de ses faces supérieure et inférieure, et destinée à recevoir des condensateurs (23) adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites, brasage ou frittage de pièces (30) métalliques sur ladite plaque (10) 15 inférieure et ladite plaque (20) supérieure destinées à assurer, une fois le module électronique de puissance finalisé, une triple fonction de conduction thermique du module, de conduction électrique entre les pistes (22a) conductrices de la face inférieure de ladite plaque (20) supérieure et les pistes (12b) conductrices de 20 ladite plaque (10) inférieure, et de support mécanique de ladite plaque (20) supérieure qui empêche tout contact mécanique entre les puces semi-conductrices et la plaque supérieure, bouclage électrique de ladite face supérieure de ladite plaque (20) supérieure avec ladite face inférieure de ladite plaque supérieure, 25 superposition de ladite plaque (20) supérieure à ladite plaque (10) inférieure, montage des condensateurs (23) adaptés pour concourir à une réduction des inductances parasites sur la plaque (20) supérieure, brasage de l'ensemble et assemblage sur une semelle (8) 30 métallique.