INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le module électronique de puissance peut comprendre en outre : un troisième composant électronique de puissance disposé sur la première face du substrat et enrobé par le matériau d’encapsulation ; et un quatrième composant électronique de puissance disposé sur la deuxième face du substrat et enrobé par le matériau d’encapsulation.
Par exemple, le premier composant électronique de puissance est connecté en parallèle du troisième composant électronique de puissance, le deuxième composant électronique de puissance est connecté en parallèle du quatrième composant électronique de puissance, le premier composant électronique de puissance est un transistor, le deuxième composant électronique de puissance est un transistor, le troisième composant électronique de puissance est une diode et le quatrième composant électronique de puissance est une diode.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans les paragraphes précédents, le module électronique de puissance selon le premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : le matériau d’encapsulation occupe tout l’espace disponible entre le substrat et le premier capot et tout l’espace disponible entre le substrat et le deuxième capot ; le matériau d’encapsulation enrobe en outre une portion intérieure du premier capot et une portion intérieure du deuxième capot ; le substrat est en métal ; le premier composant électronique de puissance comprend une première borne reliée électriquement au substrat et une deuxième borne reliée électriquement à une portion conductrice du premier capot ; le deuxième composant électronique de puissance comprend une première borne reliée électriquement au substrat et une deuxième borne reliée électriquement à une portion conductrice du deuxième capot ; chacun des premier et deuxième composants électroniques de puissance est relié électriquement au substrat par l’intermédiaire d’une piste conductrice et d’un joint conducteur formé d’un matériau fritté, de préférence à base d’argent ; le premier composant électronique de puissance est relié électriquement à la portion conductrice du premier capot par l’intermédiaire d’une piste conductrice et d’un joint conducteur formé du matériau fritté ; et le deuxième composant électronique de puissance est relié électriquement à la portion conductrice du deuxième capot par l’intermédiaire d’une piste conductrice et d’un joint conducteur formé du matériau fritté.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un actionneur électromécanique comprenant au moins un module électronique de puissance selon le premier aspect de l’invention.
L’actionneur électromécanique comprend de préférence un moteur triphasé et un circuit de pilotage et d’alimentation du moteur triphasé, le circuit de pilotage et d’alimentation du moteur triphasé comprenant une pluralité de modules électroniques de puissance selon le premier aspect de l’invention pour générer des courants de phase du moteur triphasé.
Chaque module électronique de puissance est avantageusement disposé en regard d’une tête de bobine du moteur triphasé.
Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un module électronique de puissance, comprenant les étapes suivantes : fournir un substrat, un premier capot et un deuxième capot ; fixer un premier composant électronique de puissance sur le premier capot ; fixer un deuxième composant électronique de puissance sur le deuxième capot ; reporter le premier capot sur une première face du substrat et le deuxième capot sur une deuxième face opposée du substrat, de sorte à disposer le premier composant électronique de puissance entre le substrat et le premier capot et le deuxième composant électronique de puissance entre le substrat et le deuxième capot ; et enrober le premier composant électronique de puissance et le deuxième composant électronique de puissance d’un matériau d’encapsulation électriquement isolant, le matériau d’encapsulation s’étendant du substrat jusqu’au premier capot et du substrat jusqu’au deuxième capot.
De préférence, le substrat est en aluminium et le procédé comprend en outre, avant l’étape de report des capots, une étape de formation de pistes conductrices à base d’argent sur la première face et la deuxième face du substrat, l’étape de formation des pistes conductrices à base d’argent comprenant les opérations suivantes : dépôt par sérigraphie d’une pâte comprenant des particules d’argent ; séchage de pâte ; et recuit de la pâte à une température supérieure ou égale à 570 °C.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : la est une vue en coupe schématique d’un module électronique de puissance selon un premier mode de réalisation ; la est une vue en coupe schématique d’un module électronique de puissance selon un deuxième mode de réalisation ; la est une vue partielle en perspective d’un moteur triphasé dans lequel sont intégrés plusieurs modules électroniques de puissance ; et la est une vue éclatée et schématique d’un module électronique de puissance selon un troisième mode de réalisation ; les figures 5A à 5E représentent schématiquement des étapes d’un procédé de fabrication du module électronique de puissance ; et la représente un diagramme de phase aluminium-argent.
DESCRIPTION DETAILLEE La représente schématiquement un module électronique de puissance 1 selon un premier mode de réalisation. Le module électronique de puissance 1 peut avoir pour fonction de convertir une tension alternative en tension continue (fonction d’un redresseur), convertir une tension continue en tension alternative (onduleur), modifier la valeur efficace d'une tension alternative (gradateur), modifier la valeur moyenne d'une tension continue (hacheur), modifier la fréquence d'une tension alternative (cycloconvertisseur) ou dissiper un courant (résistance active).
Le module de puissance 1 comprend un substrat 10 et au moins deux composants électronique de puissance : un premier composant 11a disposé sur une première face 10a du substrat 10 et un deuxième composant 11b disposé sur une deuxième face 10b du substrat 10, opposée à la première face 10a.
Ainsi, le module de puissance 1 comprend deux étages de composant, un premier étage comprenant (au moins) le premier composant 11a et un deuxième étage comprenant (au moins) le deuxième composant 11b.
Le substrat 10 est de préférence métallique. Il peut être formé d’une seule couche métallique, par exemple en aluminium ou en cuivre, ou de plusieurs couches métalliques empilées et formées de métaux différents. Il présente par exemple la forme d’une plaque rectangulaire. Son épaisseur est de préférence comprise entre 0,2 mm et 2 mm. Il peut présenter des évidements, des bossages (de préférence avec un rapport largeur sur hauteur compris entre 1 et 3) et des surépaisseurs, autrement dit être texturé. Ainsi, ses faces 10a-10b ne sont pas nécessairement planes, comme cela est représenté schématiquement sur la . Elles peuvent en outre être rugueuses et/ou poreuses.
Le substrat 10 forme avantageusement un conducteur de puissance qui porte une ou plusieurs sorties électriques du module de puissance 1. Il est capable de conduire un courant électrique élevé, typiquement supérieur à 20 A.
Un ou plusieurs conducteurs supplémentaires 12 peuvent être fixés au substrat 10, afin de faciliter la connexion du module de puissance 1 à un ou plusieurs dispositifs électriques (un moteur électrique et un capteur de courant dans l’exemple ci-après). Par exemple, le module de puissance 1 de la comprend deux conducteurs supplémentaires 12 fixés sur deux faces latérales opposées du substrat 10. Ces conducteurs supplémentaires 12 constituent alors des bornes de sortie du module de puissance 1. Chaque conducteur supplémentaire 12 s’étend de préférence perpendiculairement au substrat 10.
Le substrat 10 sert ainsi de pont électrique (ou point commun) entre les deux étages de composant. Lors du fonctionnement du module de puissance 1, la température au niveau du substrat 10 est sensiblement constante grâce au fait qu’il soit entièrement métallique. Les variations brusques de température appelées transitoires sont supprimées, ce qui a pour effet de diminuer le bruit (thermique) sur la ou les sorties électriques du module de puissance 1 et d’améliorer la fiabilité d’un point de vue des contraintes thermomécaniques.
Le substrat 10 est avantageusement recouvert, sur chacune de ses faces 10a-10b, d’une ou plusieurs pistes électriquement conductrices 13 communément appelées finitions. Ces pistes conductrices 13 sont de préférence constituées d’un matériau conducteur à base d’argent, qui a l’avantage d’être inoxydable.
Les premier et deuxième composants 11a-11b sont chacun relié électriquement au substrat 10, de préférence par l’intermédiaire d’une des pistes conductrices 13 et d’un joint conducteur 14 formé de matériau fritté. Le joint conducteur 14 est disposée sur la piste conductrice 13.
Le matériau fritté des joints conducteurs 14 est avantageusement à base d’argent ou de cuivre. En particulier, un joint conducteur 14 à base d’argent et une piste conductrice 13 à base du même métal forment une connexion électrique et mécanique de hautes performances, notamment en termes de résistance et de conductivités électrique et thermique. Ce type de connexion supporte notamment des températures de fonctionnement élevées, fréquentes dans les modules électroniques de puissance.
Alternativement, les joint conducteurs 14 à base d’argent ou de cuivre sont formés sur des pistes conductrices ou finitions de type ENIG (« Electroless nickel immersion gold ») ou ENEPIG (« Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold »).
Le module de puissance 1 comprend en outre : un premier capot 15a disposé sur le premier composant 11a ; un deuxième capot 15b disposé sur le deuxième composant 11b ; et un matériau d’encapsulation 16 enrobant le premier composant 11a (situé entre le substrat 10 et le premier capot 15a) et le deuxième composant 11b (situé entre le substrat 10 et le deuxième capot 15b).
Le matériau d’encapsulation 16 s’étend du substrat 10 jusqu’au premier capot 15a et du substrat 10 jusqu’au deuxième capot 15b. Autrement dit, il relie mécaniquement le substrat 10 aux capots 15a-15b et participe à la cohésion du module de puissance 1.
Le matériau d’encapsulation 16 est électriquement isolant et assure donc l’isolation électrique entre les composants électroniques du module de puissance 1. Ainsi, l’isolation électrique du module électronique de puissance 1 est indépendante du refroidissement et ne requiert pas la mise en circulation d’un fluide comme dans le module de l’art antérieur, ce qui facilite son intégration.
Le matériau d’encapsulation 16 est en outre imperméable aux liquides, aux gaz et aux particules solides (poussières). Ainsi, il protège les composants électroniques de toute contamination.
Le matériau d’encapsulation 16 est de préférence un matériau polymère, par exemple un élastomère de silicone, une résine époxy (réticulée), un matériau polymère à cristaux liquides (ou LCP, pour « Liquid crystal polymer » en anglais) ou du parylène. Dans le cas d’une résine époxy, celle-ci est avantageusement chargée en particules conductrices thermiquement pour être dissipatrice de chaleur.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: la est une vue en élévation schématique d’un porte-batterie selon un premier mode de réalisation de l’invention, la est une vue en élévation schématique d’un porte-batterie selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, la est une représentation schématique vue de dessus d’une tondeuse comportant un porte-batterie selon un mode de réalisation de l’invention.
La présente invention concerne un porte-batterie 1 pour engin électrique.
Dans le cadre de l’invention, engin électrique signifie par exemple une tondeuse électrique, une remorque motorisée électrique, une caravane motorisée électrique ou tout engin ayant besoin d’un porte- batterie.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le porte-batterie 1 est formé par au moins un logement 10 rectangulaire visible . Il comporte cinq face 11, 12, 13 ,14, 15 formées par des plaques, et une sixième face 16 totalement ouverte. C’est par cette face 16 ouverte que la batterie est insérée dans le logement 10.
Plus précisément, le logement est formé par deux plaques 11, 12 disposées face à face. Ces deux plaques 11, 12 sont maintenues en place par une troisième plaque 13 de fond, formant le fond 13 du logement 10 et par des plaques 141, 142 en forme de barrette maintenant les deux plaques 11, 12 en place par leurs côtés formant les faces 14, 15 de côté. Les côtés sont les bords des faces, des plaques, qui ne sont pas en contact avec le fond 13 et ne sont pas en contact avec la face 16 totalement ouverte
Selon un mode de réalisation de l’invention, les plaques sont en métal ou tout autres matières répondant aux critères mécaniques, et par exemple en carbone collé avec de la résine qui permet d’avoir un porte batterie plus léger.
Dans le cadre de l’invention, le logement 10 comporte des ouvertures 150 sur l’ensemble de ces faces 11, 12, 13, 14, 15 formées par des plaques.
Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins deux faces 11, 12 formées par une plaque comportent au moins deux ouvertures 150. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins deux faces 11, 12 comportent au moins quatre ouvertures 150. Selon un mode de réalisation de l’invention, les deux faces 11, 12 comportent plus de quatre ouvertures 150.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de fond 13 comporte également des ouvertures 150.
Les ouvertures allègent la structure, assurent une bonne ventilation et donc un certain niveau de refroidissement des batteries. De plus les ouvertures permettent de recevoir l’intégralité des connexions des batteries mais aussi de canaliser l’ensemble du câblage par de nombreux points de fixations.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le porte-batterie à au moins une face 11, 12 formée par une plaque commune à deux logements 10 illustré . Dans ce cas, le porte-batterie comporte au moins trois faces 11, 12, 17 formées par une plaque et au moins deux logements 10.
La barrette 141, 142 maintenant en place les plaques par leurs côtés permet alors de maintenir en place au moins trois plaques 11,12, 17. Le fond des logements est alors formé par une plaque 13 de fond commune à tous les logements 10.
Ce type de configuration présente l’avantage d’être modulaire et léger.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le porte-batterie comporte au moins un logement rectangulaire.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le porte-batterie comporte au moins deux logements 10 rectangulaires.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le porte-batterie comporte au moins cinq logements 10 rectangulaires.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, les localisations sont obtenues automatiquement avec l’accord du propriétaire via une application sur son téléphone portable qui peut à titre d’exemple retracer ses trajets, c’est-à-dire ceux du téléphone dont on suppose que ceux-ci sont ceux du véhicule (V) quand la localisation correspond également à une route ou une voie pour véhicules.
De façon avantageuse, cette pluralité de véhicules (V) représente au minimum plusieurs dizaines de véhicules (V), jusqu’à plusieurs centaines de milliers, voire plusieurs millions dans le futur.
Selon un mode d’utilisation, le procédé est utilisé dans le contexte d’un site web où il faut disposer du VIN ou de la plaque d’immatriculation pour en déduire a minima la marque et le modèle, le fait que le véhicule (V) soit un véhicule électrique pour identifier les possibilités techniques des solutions de recyclage des éléments réemployables pour une production de nouveaux véhicules électriques avec le meilleur bilan carbone possible.
Dans ce contexte, il est avantageux d’utiliser l’adresse IP de l’ordinateur connecté au site web comme localisation d’usage approximative du véhicule.
Selon un mode d’utilisation, le procédé est utilisé dans le contexte d’un territoire ou d’une zone géographique pour lesquels on s’interroge sur les possibilités techniques des solutions de recyclage des éléments réemployables pour une production de nouveaux véhicules électriques avec le meilleur bilan carbone possible, pour les véhicules (V) de ce territoire ou de cette zone géographique.
Dans ce contexte, la localisation de l’usage du véhicule est a minima ce territoire ou cette zone géographique.
Selon un mode d’utilisation, le procédé est utilisé dans le contexte d’un propriétaire d’un parc captif qui s’interroge sur les possibilités techniques des solutions de recyclage des éléments réemployables pour une production de nouveaux véhicules électriques avec le meilleur bilan carbone possible, pour les véhicules de son parc captif.
Selon un mode d’utilisation, le procédé est utilisé dans le contexte d’un constructeur automobile qui s’interroge sur les possibilités techniques des solutions de recyclage des éléments réemployables pour une production de nouveaux véhicules électriques avec le meilleur bilan carbone possible, pour les véhicules (V) de sa marque ou de ses marques déjà immatriculés en version électrique.
Dans ce contexte, de façon avantageuse, si le véhicule (V) dispose d’une option télématique grâce à laquelle le constructeur peut techniquement accéder à au moins un des écrans du véhicule (V), il peut directement en informer le conducteur de façon analogue à ce qu’il informe le conducteur de mises à jour disponibles à titre d’exemple des données cartographiques de navigation.
Dans ce contexte également, de façon avantageuse, si le véhicule (V) dispose d’une option télématique grâce à laquelle le constructeur peut techniquement accéder à la localisation du véhicule (V), en ayant obtenu l’autorisation de son propriétaire, localisation qui de fait est la localisation d’usage du véhicule (V).
Selon un dernier mode d’utilisation, le procédé est utilisé dans le contexte d’un lieu qui dispose d’un moyen pour acquérir le VIN ou la plaque d’immatriculation du véhicule (V) peut directement informer le conducteur des possibilités techniques des solutions de recyclage des éléments réemployables pour une production de nouveaux véhicules électriques avec le meilleur bilan carbone possible.
Il peut s’agir d’une route, d’une rue, d’un parking ou comme illustré d’une station-service disposant d’une caméra (CA) pour lire la plaque d’immatriculation du véhicule ou d’une personne disposant d’un moyen de lire le VIN souvent physiquement présent en bas de pare-brise.
Dans ce contexte, de façon avantageuse, la localisation d’usage du véhicule (V) est celle de ce lieu précis où est acquis le VIN ou la plaque d’immatriculation.
En synthèse, il n’est pas réaliste même pour un seul véhicule de combiner mentalement à partir du VIN les caractéristiques techniques d’un modèle parmi au minimum 163 016 modèles de 68 marques de véhicules, pour identifier des éléments d’un véhicule électrique (V) qui pourraient être réemployés dans la fabrication de véhicules électriques neufs du même constructeur automobile du fait de la diversité de production des modèles chez un même constructeur automobile et de la multiplicité des éléments à prendre en compte de plus par famille d’éléments.
Il est encore plus irréaliste de répéter mentalement cette opération par exemple pour une pluralité de véhicules de plusieurs dizaines.
Enfin, la sous-étape ii.e’’) consiste à déposer la couche d’interface 18 de manière identique à celle décrite par la deuxième sous-étape ii.b) du premier mode de réalisation.
On obtient ainsi à l’issue des sous-étapes ii.a’’) – ii.e’’) une structure planaire d’absorption SPA comprenant l’empilement suivant cet ordre : la couche d’absorption 15 en ABX 3 disposée en dessous de la couche d’interface 17 en AB 2 X 5 .
La structure planaire d’absorption SPA 1 décrite dans la peut être intégralement réalisée par le premier ou le second mode de réalisation du procédé de fabrication.
La structure planaire d’absorption SPA 3 décrite dans la peut être intégralement réalisée par le troisième mode de réalisation du procédé de fabrication.
La structure planaire d’absorption SPA 2 décrite dans la peut être intégralement réalisée par le premier ou le second mode de réalisation du procédé de fabrication (pour réaliser la couche d’interface 17) en combinaison avec le troisième mode de réalisation du procédé de fabrication (pour réaliser la couche d’interface 18).
Substrat comprenant des tranchées et procédés de fabrication associés La présente invention concerne le domaine des substrats destinés à fabriquer des dispositifs électroniques et plus particulièrement des dispositifs microélectroniques, ces substrats permettant in fine de produire de manière plus efficace des dispositifs à base de composants réalisés de manière collective. L’invention trouve pour application avantageuse, mais non limitative, la fabrication de dispositifs microélectroniques.
ETAT DE LA TECHNIQUE La réalisation collective de dispositifs microélectroniques, et en particulier des puces, est une pratique très courante et s’effectue sur la base d’un substrat. Celui-ci comprend des zones chacune dédiée à la formation d’un dispositif, ce dernier comprenant un ou plusieurs composants formés dans une telle zone. Les substrats servant à la fabrication collective peuvent notamment être des substrats semi-conducteurs, par exemple de type semi-conducteur sur isolant, et notamment silicium-sur-isolant SOI (abrégé de l’anglais Silicon-On-Insulator ).
Après la réalisation des composants des différents dispositifs sur le substrat, les dispositifs sont singularisés, c’est-à-dire que le substrat est divisé en autant de parties que de dispositifs finaux à obtenir. Cette singularisation a lieu en toute fin de cycle de fabrication des composants, et notamment après le dépôt des couches métalliques du Back-end-of-line (abrégé BEOL, que l’on peut traduire par fin de ligne de fabrication).
La découpe du substrat impliquée par la singularisation a de nombreux inconvénients. En premier lieu, elle s’avère généralement chronophage dans la mesure où il convient de trancher le substrat de manière successive suivant différentes directions. Et selon les techniques utilisées, par exemple lorsqu’il est fait recours à des plasmas de découpe, plusieurs passes peuvent être nécessaires. De plus, la découpe peut dégrader la qualité de surface des dispositifs microélectroniques, et la taille des découpes est généralement de plusieurs dizaines de micromètres en largeur, ce qui consomme une surface non négligeable du substrat.
Il existe actuellement un besoin pour obtenir des dispositifs microélectroniques individualisés de manière améliorée dans un contexte de fabrication collective sur un substrat.
Un objet de la présente invention est donc de faciliter la fabrication de de dispositifs microélectroniques à partir d’un substrat.
RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un substrat comprenant : une première couche à base d’un matériau semi-conducteur et comprenant une face avant et une face arrière, un ensemble d’au moins une couche, surmontant la première couche par la face avant, et comprenant une pluralité de zones individuelles de formation de composants microélectroniques.
Avantageusement, le substrat comprend une pluralité de tranchées creuses s’étendant, suivant une dimension en épaisseur du substrat, au moins sur une portion de la première couche allant jusqu’à la face avant de la première couche, les tranchées étant délimitées au moins par une paroi latérale et une paroi de fond enterrée dans la première couche, les tranchées formant un contour fermé autour d’au moins une zone individuelle.