INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une autre approche pour un débit de gaz palier très faible (inférieur à 2% du débit initial en amont) pourrait consister à faire “buller” ce gaz directement dans le flux de gaz liquéfié en sortie de liquéfacteur 6. Cette configuration diminuerait l’efficacité énergétique du train au global mais serait très économique en terme d’investissement matériel.
DISPOSITIF DE PROTECTION A SOUFFLET D’UN CAPTEUR DE DEFORMATION STRUCTURALE La présente invention concerne un dispositif de protection d’un capteur de déformation d’une structure présentant deux parties mobiles l’une par rapport à l’autre.
Dans le cadre de la surveillance intégrée de la santé structurale d’un aéronef, des capteurs de déformation sont utilisés pour détecter et caractériser des dommages engendrés par de nombreuses heures de vol. Or les capteurs de déformation peuvent être placés dans des zones critiques soumises à de nombreuses contraintes environnementales comme notamment la projection de particules abrasives ou une forte humidité. Il est donc nécessaire de prévoir un conditionnement permettant de protéger le capteur tout en autorisant un libre fonctionnement.
La demande FR3108716 décrit un tel capteur de déformation embarqué comprenant un circuit électronique 1 (illustré sur la ) adapté pour détecter une déformation d’une structure à laquelle il est fixé et mesurer ainsi un déplacement de celle-ci dans une direction de déformation donnée. Le capteur comprend des parties mécaniques mobiles l’une par rapport à l’autre 2 et 3 selon une direction X, l’une des parties du capteur étant associée à une zone de ladite structure et l’autre partie à une autre zone susceptible de se déplacer l’une par rapport à l’autre et permettant à travers leur positionnement de mesurer un déplacement. L’une des parties 2 du capteur porte un élément de poussée 4 susceptible en se déplaçant de rompre une liaison électrique réalisée par un pont I entre deux électrodes A et B. Plusieurs ponts (non illustrés) sont prévus correspondant à plusieurs seuils de déformation. Le franchissement successif des différents seuils de déformation par l’élément de poussée permet d’évaluer la distance de déplacement et ainsi le degré de déformation par la distance parcourue par la partie mobile 2 portant l’élément 4 de poussée. Au vu de ce que subit le circuit 1 en termes de sollicitations extérieures (choc, pluie, humidité ambiante …), il est nécessaire de le protéger ainsi que ses différents éléments constitutifs pour éviter de les endommager ou de provoquer un déplacement de l’élément de poussée sans rapport avec le type de déformation surveillée. Il s’en suivrait des mesures erronées menant à des interprétations incorrectes. Cependant l’utilisation de boitier de protection pour circuit électronique de type conventionnel empêcherait les parties mobiles 2, 3 de se déplacer à savoir le circuit de s’étendre ou de se rétracter dans la direction de déformation étudiée.
Ces esters peuvent être choisis, par exemple, parmi oléates, laurates, palmitates, myristates, béhénates, cocoates, stéarates, linoléates, linolénates, caprates et arachidonates, ou leurs mélanges tels que, notamment, esters mixtes d’oléopalmitate, d'oléostéarate et de palmitostéarate.
Le composé gras peut inclure au moins un alcool gras, et deux alcools gras ou plus peuvent être utilisés.
L'expression « alcool gras » désigne ici tout alcool gras saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié en C 8 -C 30 , qui est facultativement substitué, en particulier par un ou plusieurs groupes hydroxyle (en particulier 1 à 4). S’ils sont insaturés, ces composés peuvent comprendre une à trois doubles liaisons carbone-carbone conjuguées ou non conjuguées.
Parmi les alcools gras en C 8 -C 30 , les alcools gras en C 12 -C 22 , par exemple, sont utilisés. On peut citer parmi ceux-ci alcool laurylique, alcool cétylique, alcool stéarylique, alcool isostéarylique, alcool oleylique, alcool béhénylique, alcool linoléylique, alcool undecylénylique, alcool palmitoléylique, alcool linolénylique, alcool myristylique, alcool arachidonylique et alcool érucylique, et leurs mélanges. Dans un mode de réalisation, l’alcool cétylique, l’alcool stéarylique ou un mélange de ceux-ci (par exemple, l’alcool cétéarylique) ainsi que l’alcool myristylique, peuvent être utilisés comme composé gras solide. Dans un autre mode de réalisation, l’alcool isostéarylique peut être utilisé comme composé gras liquide.
Le composé gras peut être une cire. Ici, « cire » signifie que le composé gras est essentiellement sous la forme d’un solide à température ambiante (25 °C) sous pression atmosphérique (760 mmHg), et a généralement un point de fusion de 35 °C ou plus. En tant que composé gras cireux, les cires généralement utilisées en cosmétique peuvent être utilisées seules ou en combinaison.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la composition oxydante comprend au moins un alcool gras.
Le ou les composés gras peuvent être inclus dans la composition de décoloration et/ou la composition oxydante, préférentiellement la composition oxydante en une quantité allant de 1 % à 50 % en poids, préférentiellement de 5 % à 40 % en poids, et plus préférentiellement de 10 % à 30 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
La composition de décoloration et/ou la composition oxydante de la présente invention peuvent comprendre au moins un tensioactif. Un seul type de tensioactif non ionique peut être utilisé, mais deux types différents ou plus de tensioactifs non ioniques peuvent être utilisés en combinaison.
Tout tensioactif peut être utilisé pour la présente invention et tout type de tensioactif peut être utilisé tant que l’effet de la présente invention peut être obtenu.
Dans un mode de réalisation préféré, le tensioactif utilisé pour la présente invention peut être choisi parmi les tensioactifs cationiques, les tensioactifs anioniques et les tensioactifs non ioniques, et leurs mélanges. Préférentiellement, le tensioactif utilisé pour la présente invention peut être choisi parmi les tensioactifs anioniques et les tensioactifs non ioniques, et leurs mélanges.
Le tensioactif non ionique peut avoir une valeur HLB (pour Hydrophilic Lipophilic Balance) de 3,0 à 7,0, préférentiellement de 3,5 à 6,0, et plus préférentiellement de 4,0 à 5,0. En variante, le tensioactif non ionique peut avoir une valeur HLB de 11 à 17, préférentiellement de 12 à 16, et plus préférentiellement de 13 à 15. Si deux tensioactifs non ioniques ou plus sont utilisés, la valeur HLB est déterminée par la moyenne pondérée des valeurs HLB de tous les tensioactifs non ioniques.
L'invention a encore pour objet un véhicule automobile comprenant un tel réservoir, revêtu au moins en partie par le revêtement de protection.
De manière connue, une polyurée est un polymère comportant une pluralité de liaison urée (-NH-CO-NH-) résultats de la réaction d'une polyamine ayant au moins deux fonctions amine primaire avec un polyisocyanate, c’est-à-dire un composé portant au moins deux fonctions isocyanates.
D'autres composants peuvent intervenir pour la fabrication de polyurée, notamment des catalyseurs et des additifs.
US-A1-2013/0153458 décrit un système de revêtement d'un substrat, notamment d'un réservoir, comprenant une couche interne et une couche externe constituées de polyuréthane ou de polyurée, entre lesquelles se trouve une couche intermédiaire de gel visqueux comprenant des tensioactifs et du polybutadiène, qui assure leur adhésion.
CN-A1-114636095 décrit un récipient de stockage d'hydrogène comprenant un liner entouré de plusieurs couches de fibres enroulées selon des axes différents ; une couche de polyurée est étalée à la surface extérieure des couches de fibres.
Ces documents ne permettent pas de résoudre les problèmes à la base de la présente invention.
Dans le contexte de la présente invention, on entend par résine un composé polyamine aromatique ou aliphatique, optionnellement substitué par au moins une fonction alcool. Les fonctions amine peuvent être primaire, secondaire ou tertiaire, de préférence le composé comporte des fonctions amine primaire.
La résine peut notamment être choisie dans le groupe constitué par les composés suivants : polyoxypropylènediamine, diéthylméthylbenzènediamine, glycéryl poly(oxypropylène)triamine, les polyalkyl- ou polyaryl-amines et les polyétheramines, en particulier parmi éthylène diamine; 1,2-diaminopropane; 1,3-diaminopropane; 2,5-diamino-2,5-diméthylhexane; 1,11-diaminoundécane; 1,12-diaminododécane; 2,4-hexahydrotoluylène diamine; 2,6-hexahydrotoluylène diamine; 2,4′-diamino-dicyclohexyl méthane isophoronediamine; N-méthyl-propylène-1,3-diamine; 1,6-hexaméthylènediamine; 1,4-diaminocyclohexane; 1,3-diaminocyclohexane; N,N′-diméthyléthylènediamine; 4,4′-dicyclohexyl-methanediamine ; 2,4-diaminotoluene; 2,6-diaminotoluene; 3,5-diethyl-2,4-diaminotoluene; 3,5-diethyl-2,6-diaminotoluene; les 4,4′-diamino-diphenylmethanes mono-, di-, tri- ou tetra-alkyl substitués, et les amino alcools tels que éthanolamine, 1-aminopropanol, 2-aminopropanol. On peut aussi citer les prépolymères de la famille Jeffamine® commercialisés par exemple par Huntsman ou Hycar ® commercialisé par Goodrich. Un prépolymère est un oligomère ou un polymère présentant des groupes réactifs qui lui permettent de participer à une polymérisation ultérieure. Un oligomère est une molécules constituées d'un nombre généralement inférieur à dix, d'éléments identiques ou très semblables.
De préférence la couche de protection ne contient pas d'agent intumescent. La ou les polyurée(s) sont essentiellement aliphatiques : elles sont préparées de préférence à partir d'amines à chaînes polymériques longues et ramifiées avec peu d’amines aromatiques.
Avantageusement, ladite couche à base de polyurée est obtenue à partir d'une résine choisie dans le groupe constitué par polyoxypropylènediamine ; diéthylméthylbenzènediamine, glycéryl poly(oxypropylène)triamine.
Par durcisseur dans le contexte de l'invention on entend un composé polyisocyanate aromatique, cycloaliphatique, hétérocyclique, alicyclique ou aliphatique, et leurs produits de réaction; il peut s'agir d'un monomère, polymère, ou prépolymère. Le composé polyisocyanate comprend au moins deux fonctions isocyanates et inclut notamment les di-isocyanates, triisocyanates, tétraisocyanates et leurs mélanges.
Le composé polyisocyanate peut en particulier être choisi dans le groupe comprenant toluène-diisocyanate (TDI), méthylène diphényl diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hexaméthylène diisocyanate (HDI), pentaméthylène diisocyanate (PDI) et leurs prépolymères. Les prépolymères sont de préférence mis à réagir entre eux avant leur incorporation dans la composition.
On utilise en particulier un composé polyisocyanate choisi parmi les polymères d'alpha-hydro-oméga.-hydroxypoly[oxy(méthyl-1,2-éthanediyle)] avec le 1,1'-méthylènebis[isocyanatobenzène], la masse de réaction (reaction mass) du 4,4'-méthylènediphényle diisocyanate (MDI) et du o-(pisocyanatobenzyl) phényle isocyanate, le 4,4'-méthylènediphényle diisocyanate (MDI), les oligomères du 4,4'-méthylènediphényle diisocyanate (MDI) et leurs mélanges.
L'utilisation de polyisocyanates aliphatiques est préférée lorsqu'on cherche à préparer un produit qui ne jaunit pas.
Le rapport stœchiométrique entre le(s) composant(s) résine et le(s) composé(s) polyisocyanate est généralement compris entre 2:1 et 1:2, en particulier compris entre 1,8:1 et 1:1,8, de préférence entre 1,5:1 et 1:1,5, de manière encore préférée entre 1,3:1 et 1:1,3. De bons résultats sont obtenus pour des revêtements de protection pour lesquels la ou les polyurée(s) est un produit de réaction d'au moins une résine et d'au moins un composé polyisocyanate dans des rapports de 1:1,2 à 1,2:1, en particulier pour des rapports d'environ 1:1 plus ou moins 5% (1:1,05 à 0,95) ou de 1:1 plus ou moins 3% (1:1,03-0,97).
Par couche à base de polyurée, on entend une couche comprenant une ou plusieurs polyurées, notamment un mélange de deux, trois ou plus polyurées; de préférence au moins 80% de la couche est composée de polyurée, en particulier la polyurée ou le mélange de polyurées constitue au moins 90%, notamment au moins 95% de la couche à base de polyurée. Ces pourcentages sont exprimés en poids par rapport au poids total des polymères présents dans la couche de polyurée. Les charges, additifs et/ou agents intumescents ne sont pas compris dans cette définition de la couche à base de polyurée. Les polymères de la couche à base de polyurée peuvent ainsi être constituées à 100% de polyurées.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le module de puissance selon un 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 à gradient de permittivité comporte une résine chargée en particules de céramique, lesdites particules étant réparties suivant une concentration variable autour de la zone prédéfinie du composant électronique. la zone prédéfinie est une zone à triple interface, dite point triple, le matériau à gradient de permittivité s’étendant autour de ladite zone à triple interface avec une concentration en particules décroissante au fur et à mesure de l’éloignement de ladite zone prédéfinie.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un premier procédé de fabrication d’un module de puissance selon le premier aspect, le procédé comportant les opérations suivantes : a) préparation d’une résine chargée en particules, b) enrobage du composant électronique de puissance avec la résine chargée en particules, c) application d’un champ électrique sur le composant électronique pour faire migrer les particules au sein de la résine et générer un gradient de concentration en particules autour de la zone prédéfinie du composant électronique, d) réticulation de la résine chargée en particules et du composant électronique pour obtenir un composant enrobé, e) enfouissement du composant électronique enrobé dans le circuit imprimé, f) lamination du circuit imprimé et du composant électronique enrobé enfoui dans ledit circuit imprimé, et g) réalisation de vias de connexion du composant électronique pour obtenir le module de puissance.
Avantageusement, l’opération c) d’application d’un champ électrique comporte les étapes suivantes : installation d’une électrode positive en contact avec le composant électronique de puissance, installation d’au moins une électrode négative en contact avec le composant électronique de puissance, ladite électrode négative étant positionnée au voisinage de la zone prédéfinie du composant électronique, application d’une tension de polarisation entre l’électrode positive et l’électrode négative pour générer le gradient de concentration en particules, et coupure de la tension de polarisation et retrait des électrodes positive et négative hors de la résine chargée en particules.
Avantageusement, l’opération e) d’enfouissement du composant électronique enrobé dans le circuit imprimé comporte une étape d’installation du composant de puissance enrobé sur un premier substrat conducteur, une étape d’empilement de feuilles de pré-imprégnées autour du composant électronique enrobé et une étape de pose d’un second substrat conducteur sur l’empilement de feuilles de pré-imprégnées.
Un troisième aspect de l’invention concerne un second procédé de fabrication d’un module de puissance selon le premier aspect, comportant les étapes suivantes : h) encapsulation du composant électronique de puissance avec un matériau sacrificiel, i) enfouissement du composant électronique encapsulé dans le circuit imprimé et lamination du circuit imprimé incorporant ledit composant électronique de puissance, j) réalisation de vias de connexion du composant électronique, k) élimination du matériau sacrificiel par un orifice de retrait réalisé dans le circuit imprimé, l) insertion, par l’orifice de retrait, de la résine chargée en particules, en remplacement du matériau sacrificiel, m) application d’un champ électrique sur le composant électronique pour faire migrer les particules au sein de la résine et obtenir un gradient de concentration en particules, n) réticulation du circuit imprimé avec le composant électronique et la résine chargée en particules pour obtenir le module de puissance.
Avantageusement, l’opération i) d’enfouissement du composant électronique encapsulé dans le circuit imprimé comporte une étape d’installation du composant de puissance encapsulé sur un premier substrat conducteur, une étape d’empilement de feuilles de pré-imprégnées autour du composant électronique encapsulé et une étape de pose d’un second substrat conducteur sur l’empilement de feuilles de pré-imprégnées.
Le premier comme le second procédé de fabrication peuvent comporter les caractéristiques complémentaires suivantes considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : les opérations a) et l) de préparation de la résine chargée en particules comportent un mélange de particules en céramiques avec une résine en époxy, et une homogénéisation du mélange résine et particules. les particules en céramiques sont des particules en titane de baryum. la tension de polarisation est une très basse tension. les opérations g) et j) de réalisation des vias de connexion du composant de puissance comportent une gravure chimique pour retirer partiellement un matériau conducteur du second substrat conducteur, un perçage laser de l’empilement de feuilles de pré-imprégnées pour former des orifices de connexion, et une électrodéposition d’un matériau conducteur dans les orifices de connexion. l’orifice de retrait est confondu avec un des orifices de connexion
Le premier comme le second procédé présentent l’avantage d’être très facilement reproductibles d’un point de vue industriel. Ils permettent l’enfouissement des composants de puissance haute tension dans un PCB de façon industrielle. Ils permettent de plus de miniaturiser les modules de puissance, ce qui suit la tendance actuelle qui consiste à augmenter la puissance des modules tout en réduisant leur taille et leur masse.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : La , déjà décrite, représente une vue en perspective d’un exemple de module de puissance selon l’état de la technique ; La , déjà décrite, représente une vue schématique d’un exemple de connexion d’un composant de puissance dans un circuit imprimé selon l’état de la technique ; La , déjà décrite, représente, selon un diagramme fonctionnel, un procédé de montage d’un composant de puissance dans un circuit imprimé selon l’état de la technique ; La représente une vue schématique en coupe d’un module de puissance selon l’invention ; La représente la permittivité d’une zone à fortes contraintes électriques d’un composant de puissance d’un module de puissance selon l’invention, comparée à celles de modules de puissance de l’état de la technique ; La représente un composant de puissance dans plusieurs étapes de fabrication du premier procédé selon l’invention ; et La représente un composant de puissance dans plusieurs étapes de fabrication du second procédé selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE Un exemple de réalisation d’un module de puissance, et de procédés de fabrication de ce module de puissance, sont décrits en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
Un exemple d’un module de puissance selon l’invention est représenté sur la . Ce module de puissance 100 comporte un circuit imprimé 120 dans lequel est inséré un composant 110 à semi-conducteur de puissance de calibre haute tension, dit composant de puissance. Le circuit imprimé 120 comporte un premier substrat conducteur 121 et un second substrat conducteur 122 (par exemple en cuivre) entre lesquels est disposé le composant de puissance 110. Le composant de puissance 110 comporte un premier substrat de composant 111 et un second substrat de composant 112 recouvrant de part et d’autre l’élément électronique 113 (par exemple un transistor). Le composant de puissance 110 est enfoui au sein du circuit imprimé 120, ou PCB, dans une résine d’encapsulation diélectrique. Entre le premier substrat conducteur 121 et le second substrat conducteur 122 s’étendent des couches de matériaux préimprégnés 131-135 (visibles sur les figures 6-7) formant la résine d’encapsulation 130, encapsulant le composant de puissance 110.
Selon l’invention, le module de puissance 100 comporte un matériau à gradient de permittivité 140 s’étendant autour d’une zone prédéfinie à fortes contraintes électriques du composant de puissance 110. Le matériau à gradient de permittivité 140, connu aussi sous le nom de FGM (pour Field Grading Materials, en terminologie anglosaxonne), est de préférence placé au voisinage des points triples 115 du composant. Le matériau à gradient de permittivité 140 comporte une résine chargée à concentration variable, par exemple une résine de type époxy chargée en particules de céramique 142, d’ordre micrométrique ou nanométrique. Les particules de céramiques peuvent, par exemple, être des particules de BaTiO3 ou de SrTiO3 d’un diamètre d’environ 50 nm à 1 µm. D’autres particules peuvent alternativement être utilisées comme, par exemple les MgO, Al2O3, TiO2, SiC, CaCu3Ti4O12 et PVDF . Un tel matériau à gradient de permittivité peut être obtenu par une technique d’électrophorèse, permettant de déplacer les particules au sein de la résine chargée et de les positionner dans une zone prédéfinie au moyen d’électrodes. Un exemple d’un matériau à gradient de permittivité pouvant être utilisé dans l’invention est décrit dans le document de brevet EP 3 465 748 A1 publié le 10 avril 2019.
Chaque particule présente une permittivité sensiblement identique à chacune des autres particules de la résine chargée 140. Cependant, la grande concentration de particules autour d’une zone prédéfinie comme un point triple 115 permet au matériau entourant cette zone prédéfinie de présenter une forte permittivité. Le gradient de permittivité est obtenu autour de la zone prédéfinie par un gradient de concentration en particules, c'est-à-dire par une variation de la concentration en particules autour de cette zone. Dans l’exemple de la , les zones de grande concentration en particules, ou zones à forte permittivité, sont référencées 145 et sont localisées autour des points triples 115. Dans ces zones 145 de grande concentration en particules, la concentration peut, par exemple, décroitre au fur et à mesure de l’éloignement du point triple 115. Autrement dit, les zones de la résine chargée 140 les plus proches du point triple 115 sont les plus concentrées en particules et les zones les plus éloignées du point triple sont les moins concentrées. Les zones les plus concentrées en particules présentent une plus haute permittivité, par opposition aux zones les moins concentrées en particules qui présentent une plus faible permittivité. La concentration variable en particules autour des zones prédéfinies, ou points triples 115, forme donc un gradient de permittivité.