INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour tester les propriétés de validation P1, …, PN sur l’ensemble structuré de spécifications techniques 32, le module fonctionnel 18 de la plate-forme logicielle 16 est conçu pour engendrer des premiers modèles de validation à partir de l’ensemble structuré de spécifications techniques 32 et des propriétés de validation P1, …, PN.
Par exemple dans l’environnement Matlab, le module fonctionnel 18 peut être une boîte à outils logicielle développée selon la méthodologie PMM, capable de fournir de façon plus ou moins automatisée les premiers modèles de validation en langage de modélisation Simulink. Il existe des boîtes à outils complètement automatisées, mais elles sont généralement propriétaires, et d’autres environnements plus libres nécessitant l’intervention d’un programmeur. Dans tous les cas, les modèles de validation fournis sont aptes à être reçus par le solveur SLDV.
De même dans l’environnement OpenModelica, Dymola ou équivalent, le module fonctionnel 18 peut être une boîte à outils logicielle développée selon la méthodologie PMM, capable de fournir de façon plus ou moins automatisée les premiers modèles de validation en langage de modélisation Modelica. Les modèles de validation fournis sont alors aptes à être reçus par un éventuel solveur compatible spécifiquement conçu pour recevoir en entrée des premiers modèles de validation engendrés sous OpenModelica, Dymola ou équivalent.
Le module de puissance 100 comporte tout d’abord une borne positive 102 et une borne négative 104 conçues pour présenter entre elles une tension continue U.
Le module de puissance 100 comporte en outre au moins un composant électrique, par exemple semiconducteur. Par exemple, le module de puissance 100 implémente un bras de commutation connecté entre la borne positive 102 et la borne négative 104.
Le bras de commutation comporte un ou plusieurs interrupteurs semiconducteurs de côté haut 106 en parallèle (trois dans l’exemple illustré) et un ou plusieurs interrupteurs semiconducteurs de coté bas 108 en parallèle (trois dans l’exemple illustré). Les interrupteurs de côté haut 106 et les interrupteurs de côté bas 108 sont connectés en un point milieu M. Le module de puissance 100 comporte alors en outre une borne alternative 110 connectée au point milieu M pour présenter une tension alternative.
Chaque interrupteur 106, 108 est de préférence un interrupteur commandable à semi-conducteur, comme par exemple un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde silicium (de l’anglais « Silicon Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme Si MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde au carbure de silicium (de l’anglais « Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme SiC MOSFET) ou bien un transistor bipolaire à grille isolée (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor » également désigné par l’acronyme IGBT) ou bien un transistor à effet de champ au nitrure de gallium (de l’anglais « Gallium Nitride Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme GaN FET).
Le module de puissance 100 peut en outre comporter un capteur de courant 112 sur la borne alternative 110.
Le module de puissance 100 comporte en outre au moins une résistance 114 et au moins une capacité 116, connectées en série par exemple entre la borne positive 102 et la borne négative 104. La résistance 114 et la capacité 116 forme ainsi un circuit passif d’aide à la commutation des interrupteurs 106, 108, appelé « snubber » en anglais. La capacité 116 sert à atténuer les surtensions de la tension continue U et la résistance 114 sert à dissiper l’énergie emmagasinée dans la capacité 116 et à amortir la résonnance.
La capacité 116 comporte en particulier au moins un condensateur, par exemple un condensateur céramique.
En référence à la , le module de puissance 100 comporte un substrat 202 comportant : une plaque isolante électrique 204 présentant une face supérieure 206, et des pistes conductrices électrique s’étendant sur la face supérieure 206.
Les pistes conductrices électriques comportent en particulier une piste dite positive à laquelle la borne positive 102 est fixée (par exemple par soudure), une piste dite négative à laquelle la borne négative 104 est fixée (par exemple par soudure), une piste dite alternative à laquelle la borne alternative 110 est fixée (par exemple par soudure), ainsi que des première et deuxième pistes auxiliaires. Les pistes conductrices électriques peuvent en outre comporter des pistes de commande des interrupteurs 106, 108 d’où s’élèvent des broches de commande 216 (visibles sur les figures 2 et 3).
Les interrupteurs de côté haut 106 sont ainsi connectés entre la piste positive et la piste alternative. Par exemple, les interrupteurs de côté haut 106 sont fixés (par exemple par soudure) contre la piste positive et connectés à la piste alternative par des fils conducteurs ou bien des rubans conducteurs. Les interrupteurs de côté bas 108 sont connectés entre la piste négative et la piste alternative. Par exemple, les interrupteurs de côté bas 108 sont fixés (par exemple par soudure) contre la piste alternative et connectés à la piste négative par des fils conducteurs ou bien des rubans conducteurs.
Par ailleurs, la ou les résistances 114 sont connectées en série entre la première piste auxiliaire et l’une parmi la piste positive et la piste négative. Par exemple, la première résistance 114 est fixée (par exemple par soudure) à la première piste auxiliaire et à la deuxième piste auxiliaire et la deuxième résistance 114 est fixée (par exemple par soudure) à la deuxième piste auxiliaire et la piste négative. Les résistances 114 sont ainsi de préférence des composants SMT (de l’anglais « Surface Mount Technology »). Alternativement, chaque résistance 114 pourrait être fixée (par exemple par soudure) à une seule des deux pistes conductrices électriques et connectée à l’autre par au moins un fil conducteur électrique ou bien au moins un ruban conducteur électrique.
En référence aux figures 3 à 5, le module de puissance 100 comporte en outre au moins deux broches 218, 220 présentant des bases fixées (par exemple par soudure) à deux des pistes conductrices électriques. Par exemple, au moins une des broches 218, 220 présente une base fixée à l’une parmi la piste positive et la piste négative. Toujours par exemple, au moins une autre des broches 218, 220 présente une base fixée à la première piste auxiliaire. Les broches 218, 220 s’élèvent par exemple sensiblement perpendiculairement à la face supérieure 206 du substrat 202.
En référence à la , le module de puissance 100 comporte en outre une encapsulation 302 recouvrant : au moins une partie des pistes conductrices électriques, les interrupteurs 106, 108, les résistances 114 et les bases des broches 216, 218, 220 étant recouvertes par l’encapsulation 302. L’encapsulation 302 est par exemple réalisée par moulage par transfert de résine, comme dans l’exemple illustré. Alternativement, l’encapsulation 302 pourrait comporter un boîtier, par exemple collé sur la face supérieure 206 du substrat 202, ce boîtier étant rempli de gel.
En revanche, les extrémités libres des broches 216, 218, 220 se projettent en-dehors de l’encapsulation 302.
En référence à la , le module de puissance 100 comporte en outre une carte de circuit imprimé 402 s’étendant au-dessus de l’encapsulation et recevant les extrémités libres des broches 216, 218, 220. La carte de circuit imprimé 402 porte par exemple un circuit (non représenté) de commande des interrupteurs 106, 108 par les broches de commande 216.
Le module de puissance 100 comporte en outre par exemple un support 404 de la carte de circuit imprimé 402, ainsi que des vis 406 de fixation de ce support 404 au substrat 202.
Un compromis dans le choix du volume de la goutte d’eau 30 peut donc être trouvé en fonction de la taille de la puce 10, et/ou en fonction de la distance entre la position initiale de la goutte et les marques d’alignement, et/ou en fonction de la distance entre deux zones 210 de réception de puces voisines, et/ou en fonction du temps de manipulation et d’alignement. Selon un exemple, pour une puce 10 de 3*3 mm² et pour des marques d’alignement 40 situées à 100 µm à l’intérieur des coins ou des bords de la zone 210, un volume raisonnable pour la goutte d’eau 30 est d’environ 520 nL. Selon une possibilité, c’est en fonction de la surface S 30 qu’occupe la goutte 30 sur la zone 210 lors du dépôt et après son étalement naturel qu’est choisi le volume de goutte à dispenser. La surface S 30 qu’occupe la goutte 30 après son étalement naturelle sans appuie spécifique est de préférence au moins deux fois inférieure à la surface S 210 de la zone 210, voire au moins dix fois inférieure.
Il est possible de ralentir la cinétique d’évaporation de la goutte d’eau 30 en augmentant l’humidité relative de l’atmosphère de la machine de « pick and place ». Cela permet de réduire le volume de goutte nécessaire. Sous une atmosphère présentant une valeur d’humidité relative RH de l’ordre de 90% par exemple, la goutte 30 peut présenter un volume de quelques dizaines de picolitre (pL) seulement. La taille de la goutte 30 est ainsi réduite. Cela permet de mettre en œuvre le procédé pour des puces de très petite taille, par exemple de l’ordre de 100*100 µm².
Lorsque la goutte est déposée ou formée et que l’alignement est effectué, le dispositif 1 de « Pick and Place » est abaissé en direction de la zone 210. Dans le cas illustré à la , la face 100 vient donc d’abord au contact de la goutte 30, ce qui a pour effet d’étaler la goutte 30 sur la zone 210.
Le dispositif 1 de « Pick and Place » applique ensuite une pression sur la goutte 30 de façon à ce que la goutte 30 s’étale sur toute la zone 210, ou au moins sur 1% ou plus particulièrement sur 50% de la zone 210, pour former un film d’eau 31 entre la face 100 et la zone 210, comme illustré aux figures 4 et 5. Lors de l’application de cette pression, une partie de l’eau est typiquement éjectée en dehors de la zone 210 de collage. Le film d’eau 31 s’étend au-delà de la zone 210. Cela ne gêne pas l’invention. Il n’est pas nécessaire de confiner l’eau ou le film d’eau 31 dans la zone 210. La zone 220 en périphérie de la zone 210 peut être hydrophile, comme la zone 210. Cela évite de devoir préparer spécifiquement la zone périphérique 220. En particulier, il n’est pas nécessaire de prévoir des zones hydrophobes au niveau de la zone périphérique 220 ni même une topographie particulière comme une marche qui pourrait confiner la goutte dans la zone 210. La mise en œuvre du procédé est facilitée.
La pression exercée par le dispositif 1 de « Pick and Place » doit être suffisante pour obtenir un film d’eau 31 de faible épaisseur e 31 . L’épaisseur e 31 du film d’eau 31 résiduel est typiquement inférieure 5 µm, de préférence inférieure à 1µm et plus précisément inférieure à 100 nm ou inférieure à 50 nm. Pour obtenir une telle épaisseur e 31 , une force comprise entre 0,1 N et 1 kN, de préférence comprise entre 1 N et 300 N, est appliquée au dispositif 1 de « Pick and Place ». Une pression d’appui de quelques dizaines à quelques milliers de pascals (Pa) est ainsi exercée sur le film d’eau 31.
Selon un exemple, la pression exercée sur le film d’eau 31 est de l’ordre de 10 4 à 3.10 6 Pa pour une puce carrée de 10mm*10mm soumise à une force de 1 à 300 N. Pour une puce de 1 mm*1 mm, la pression varie de 10 6 à 3.10 8 Pa.
La pression exercée sur le film d’eau 31 est maintenue pendant une durée comprise entre 100 ms et 10 s, de préférence entre 500 ms et 5 s. Selon un exemple, la pression exercée sur le film d’eau 31 est maintenue pendant une durée de l’ordre de 1 s. Cette durée est parfaitement compatible avec la mise en œuvre industrielle du procédé. Le dispositif 1 de « Pick and Place » est ensuite retiré, typiquement pour aller manipuler une autre puce et effectuer un autre collage selon le procédé. Avantageusement, lors du retrait du dispositif 1 de « Pick and Place », l’alignement entre la puce 10 et la zone 210 est conservé en présence du film mince 31.
Comme illustré à la , le film d’eau 31 disparaît par séchage et la puce 10 est en contact direct avec la zone 210. Le collage hybride direct de la puce 10 sur la zone 210 est ainsi au moins en partie réalisé. Le séchage du film d’eau 31 peut correspondre à un simple stockage dans une atmosphère présentant une humidité relative (HR) inférieure à 100%, et de préférence inférieure à 50%. Il est aussi possible de réaliser le séchage dans une atmosphère très sèche (HR < 1%), et/ou dans une atmosphère de gaz neutre comme l’azote, l’argon ou l’hélium par exemple. Il est aussi possible d’obtenir un air sec avec un dessiccateur. Il est aussi possible de faire ce séchage en mettant la plaque sous vide, dans une atmosphère présentant une pression inférieure à la pression ambiante, par exemple à 20 mbar de pression et à une température ambiante de 21°C. Il est préférable de ne pas descendre en dessous de la pression de vapeur saturante de l’eau. Il est aussi possible d’augmenter la température lors du séchage, par exemple jusqu’à 75°C. Il est préférable de ne pas dépasser la température d’ébullition de l’eau.
Après séchage, un recuit classique pour le collage hybride direct peut être effectué, par exemple à 300°C pendant 2 heures.
Selon un exemple particulier de mise en œuvre du procédé, toutes les étapes sont effectuées dans une salle blanche à 21°C et 45% d’humidité relative. Les surfaces hybrides de la face 100 et de la zone 210 sont composées de plots de cuivre entourés d’oxyde de silicium, typiquement selon un mode de réalisation décrit dans le document « Die to Wafer Direct Hybid Bonding Demonstration with High Alignment Accuracy and Electrical Yields, A. Jouve et al., in 2019 International 3D Systems Integration Conference (3DIC), pp. 1–7 ». La taille de chaque puce 10 est de 3*3mm². Une machine de « pick and place » NEO HB de la société SET est utilisée. Elle est modifiée pour inclure un distributeur de goutte d’eau NanoJet (avec une vanne piézoélectrique NJ-K-4010) de la société Microdrop. Avant de commencer l’alignement de la puce 10 et de la plaque 20, une goutte d’eau 30 de 520 nL est déposée sur la plaque 20 au centre de la zone 210 de réception de la puce 10. La goutte d’eau 30 ne recouvre pas les marques d’alignement 40 qui se trouvent au-delà des coins de la zone 210 de collage. L’alignement est effectué en moins de 5s et la puce 10 est mise en contact avec la goutte d’eau 30. Une force de 20 N est appliquée sur la puce 10, ce qui correspond à une pression exercée d’environ 2,2 GPa. La pression est maintenue pendant 1 s. Le procédé est répété pour coller une pluralité de puces 10 sur la plaque 20. La plaque 20 est ensuite sortie de la machine de « pick and place » et stockée dans l’atmosphère de la salle blanche pendant 24 heures. Après stockage, un recuit à 300°C pendant 2 heures est réalisé dans un four.
La est une image réalisée à l’aide d’un microscope acoustique à balayage SAM (acronyme de Scanning Acoustic Microscopy en anglais) sur la plaque 20 portant les puces 10, afin de caractériser la qualité du collage hydride direct. Il apparaît clairement que la totalité des puces 10, 10 OK sont parfaitement collées sans défauts d’interface par le procédé selon l’invention.
Au vu de la description qui précède, il apparaît clairement que le procédé proposé offre une solution particulièrement efficace pour le collage hybride direct de puce à plaque.
MODULE DE PUISSANCE, AERONEF COMPORTANT UN TEL MODULE DE PUISSANCE ET PROCEDE DE FABRICATION DU MODULE DE PUISSANCE Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un module de puissance, un aéronef comportant un tel module de puissance et un procédé de fabrication du module de puissance.
Arrière-plan technologique On connait de l’état de la technique un module de puissance comportant : un substrat comportant : une plaque isolante électrique présentant une face supérieure, et des pistes conductrices électrique s’étendant sur la face supérieure ; un composant électrique fixé contre au moins une des pistes conductrices électriques ; une résistance fixée contre au moins une des pistes conductrices électriques ; une capacité connectée en série de la résistance ; et une encapsulation recouvrant : au moins une partie des pistes électriques, le composant électrique.
Dans certains modules de puissance, l’encapsulation recouvre la résistance et la capacité. Cependant, la capacité subit alors les contraintes thermiques et mécaniques présentes dans l’encapsulation, ce qui impose un dimensionnement important de cette dernière. Par exemple, le composant électrique fonctionne généralement jusqu’à 175°C, tandis qu’un condensateur classique ne fonctionne que jusqu’à 125°C. Il est donc nécessaire de prévoir un condensateur fonctionnant à plus haute température, et donc couteux.
Facultativement, le séchage est réalisé pendant 10 à 15 h, par exemple 10 h, 11 h, 12 h, 13 h, 14 h ou 15 h, etc.
Facultativement, le frittage de deuxième étape est réalisé entre 600 et 700°C, par exemple à 600°C, 620°C, 650°C, 680°C ou 700°C, etc.
Facultativement, le frittage de deuxième étape est réalisé pendant 6 à 10 h, par exemple 6 h, 7 h, 8 h, 9 h ou 10 h, etc.
Dans un deuxième aspect, la présente demande fournit un matériau de cathode composite de lithium phosphate de fer et manganèse, préparé par le procédé selon le premier aspect.
Dans un troisième aspect, la présente demande fournit une feuille de cathode, comprenant un matériau de cathode composite de lithium phosphate de fer et manganèse selon le deuxième aspect.
Dans un quatrième aspect, la présente demande fournit une batterie au lithium-ion, comprenant la feuille de cathode selon le troisième aspect.
(1) Dans la présente demande, grâce à la gradation des grandes et petites particules, la densité de compactage du matériau de cathode est améliorée. Comme les grandes particules sont préparées à partir du lithium phosphate de fer et manganèse revêtu de lithium phosphate de vanadium ayant une conductivité ionique supérieure, l’utilisation de la gradation de grandes particules ne réduit pas la conductivité ionique du lithium phosphate de fer et manganèse, au contraire améliore le taux de migration efficace de l’ion lithium entre la solution électrolytique et le lithium phosphate de fer et manganèse, améliorant ainsi la conductivité du matériau de cathode. De plus, étant donné que la couche de surface de grandes particules est revêtue de lithium phosphate de vanadium, la zone de contact entre la solution électrolytique et le lithium phosphate de fer et manganèse peut être efficacement réduite, réduisant ainsi la dissolution du manganèse dans le lithium phosphate de fer et manganèse pendant le processus de charge-décharge, et améliorant encore la stabilité de cycle du matériau de cathode.
(2) Dans la présente demande, le matériau de cathode composite de lithium phosphate de fer et manganèse a une densité de compactage supérieure ou égale à 2,59 g/cm 3 et une résistivité inférieure ou égale à 23,9 Ω·cm, et la batterie préparée a une capacité de décharge spécifique initiale à 0,2 C supérieure ou égale à 157,5 mAh/g, une capacité de décharge spécifique après 100 cycles à 0,2 C supérieure ou égale à 152,5 mAh/g, et un taux de rétention de capacité après 100 cycles à 0,2 C supérieur ou égal à 96,8%.
Les solutions techniques de la présente demande sont décrites plus en détail ci-dessous en termes de modes de réalisation spécifiques. Il devrait être clair pour l’homme du métier que les exemples sont simplement utilisés pour une meilleure compréhension de la présente demande et ne doivent pas être considérés comme une limitation spécifique de la présente demande.
Les matériaux de cathode de lithium phosphate de fer et manganèse utilisés dans les exemples et les exemples comparatifs de la présente demande sont préparés par les procédés suivants.
L’hydroxyde de lithium, l’acide phosphorique, le sulfate de fer, le sulfate de manganèse, l’acide ascorbique et l’éthylène glycol sont utilisés comme matières premières pour préparer un matériau de cathode de lithium phosphate de fer et manganèse par un procédé solvothermique. Tout d’abord, de l’hydroxyde de lithium, de l’acide phosphorique et de l’acide ascorbique sont ajoutés à l’éthylène glycol selon un rapport stœchiométrique et agités pendant 20 min. Ensuite, du sulfate de fer et du sulfate de manganèse sont ajoutés à la solution pour former une suspension vert noir. Enfin, le mélange obtenu est transféré dans un autoclave et une réaction solvothermique est réalisée à 180°C. Lorsqu’une petite taille de particules est de 100 à 130 nm dans la solution, la solution est retirée, centrifugée, filtrée, lavée et séchée à 80°C pendant 12 h, puis le matériau de cathode de lithium phosphate de fer et manganèse avec une taille de particules médiane D50 de 100 à 130 nm est généré.
Cet exemple fournit un matériau de cathode composite de lithium phosphate de fer et manganèse, et un procédé de préparation du matériau de cathode composite de lithium phosphate de fer et manganèse est le suivant :
En référence à la , la capacité 116 est fixée (par exemple par soudure) à la carte de circuit imprimé 402, en dehors de l’encapsulation 302, et connectée par cette dernière aux extrémités libres des broches 218, 220. Ainsi, grâce à l’utilisation des broches 218, 220, la distance entre la capacité 116 et les résistances 114 peut être réduite au maximum, tout en respectant les distances d’isolement nécessaire. La capacité 116 et les résistances 114 sont ainsi connectées au plus près des composants électrique de puissance 106, 108.
Par ailleurs, le module de puissance 100 comporté en outre par exemple un dissipateur thermique 502 fixé contre une face inférieure 504 de la plaque isolante électrique 204 du substrat 202.
En référence à la , un exemple d’un procédé 600 de fabrication du module de puissance 100 va à présent être décrit.
Au cours d’une étape 602, les interrupteurs 106, 108 sont fixés contre les pistes conductrices électriques, les résistances 114 sont fixées contre les pistes conductrices électriques et les bases des broches sont fixées respectivement aux pistes conductrices électriques.
Au cours d’une étape 604, l’encapsulation 302 est réalisée, par exemple par moulage par transfert de résine.
Au cours d’une étape 606, la capacité 116 est connectée aux extrémités libres des broches 218, 220, en dehors de l’encapsulation 302.
Il apparaît clairement qu’un module de puissance tel que celui décrit précédemment permet d’utiliser un snubber avec une résistance suffisamment refroidie, tout en utilisant un condensateur habituel. En outre, le placement de la capacité évite sa détérioration lors de l’injection de résine du moulage par transfert de résine. En effet, lors de l’injection, un condensateur soudé sur des pistes conductrices électriques est soumis à de grandes contraintes mécaniques, du fait de sa taille, qui peuvent casser les brasures et déplacer le condensateur.
Procédé de fabrication d’un capteur d’image L’invention concerne un procédé de fabrication d’un capteur d’image sensible à la lumière visible ainsi qu’aux rayons infrarouges à ondes proches.
Etat de la technique La fabrication de capteurs d’images sensibles à la lumière visible ainsi qu’aux rayons infrarouges proches ou rayons infrarouges à ondes courtes (en anglais, « short-wave infrared » ou SWIR) implique d’utiliser des matériaux distincts pour former deux types de pixels différents : une première série de pixels sensibles à la lumière visible, c’est-à-dire dont la longueur d’onde est comprise entre 380 et 780 nm, et une deuxième série de pixels sensibles aux rayons infrarouges proches, c’est-à-dire dont les longueurs d’onde vont de 780nm à 3µm environ.