INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En référence à la , on retire le substrat tampon 44, par exemple par meulage ( grinding en anglais), de manière à rendre libre la couche mince de germination 45. Le meulage comporte une étape de polissage mécanique suivi d’une gravure sélective humide ou sèche. On supprime ensuite la couche mince de germination 45, par gravure sélective avec arrêt de gravure sur la couche mince cristalline semiconductrice 46. On structure ensuite cette dernière pour former la portion cristalline semiconductrice 10 (cf. ), avec la partie centrale 11 et les parties d’extrémité 12, ainsi que, ici, le guide d’onde 2. Une partie latérale des couches minces de collage, notée ici 42, située autour de la portion cristalline semiconductrice 10 et du guide d’onde 2, est alors rendue libre. Cette partie est ensuite supprimée, ce qui rend libre la partie latérale de la couche mince de protection 41 non recouverte par la portion cristalline semiconductrice 10, ainsi que la partie de la couche mince intercalaire 22 située dans la cavité.
En référence à la , on grave une partie de la couche mince intercalaire 22, ici par attaque chimique à l’HF en phase vapeur de manière à former la cavité. Cette gravure partielle entraîne la suspension des bras 23.1. La cavité est délimitée suivant la direction -Z par le substrat support 21 et dans le plan XY par la couche mince intercalaire 22 non gravée. La portion cristalline semiconductrice 10, et en particulier sa partie centrale 11, présente un premier état de contraintes mécaniques. Elle peut être relaxée, ou, comme ici, présenter une légère tension résiduelle.
En référence à la , on réalise les réflecteurs optiques 3 (lesquels peuvent avoir été réalisés plus tôt), ici des coins de cube, puis on dépose de manière conforme une couche mince d’encapsulation 47 (facultative), par exemple un oxyde, venant recouvrir la portion cristalline semiconductrice 10. Enfin, on réalise les plots de contact pour chacun des bras 23.1, avec un premier plot de contact 33 qui vient au contact de l’électrode supérieure 32, et un deuxième plot de contact 34 qui vient au contact de l’électrode inférieure 31. Les plots de contact 33, 34 sont connectés à la source électrique. On obtient ainsi un dispositif optoélectronique 1 présentant une architecture intégrée, ici en technologie silicium, comportant un actionneur électromécanique (ici de type piézoélectrique) permettant de déformer la portion cristalline semiconductrice 10 à la demande, de manière contrôlée et réversible, sur une grande plage de déformation.
Les figures 4A à 4F illustrent des étapes d’un procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique 1 selon le deuxième mode de réalisation (déformation par effet thermique) identique ou similaire à celui des à 2C. Ce procédé est ici donné à titre d’exemple et plusieurs modifications peuvent être faites.
En référence à la , on réalise un empilement formé d’un substrat support 21, d’une couche mince intercalaire 22, d’une couche mince de germination 23c destinée à former la couche mince structurée 23, et d’une couche mince 46 destinée à former la portion cristalline semiconductrice 10. Le substrat support 21 comporte ici un guide d’onde intégré 2, qui appartient à un circuit photonique intégré. Ce substrat support 21 peut avoir été réalisé à partir d’un substrat SOI, où le guide d’onde 2 a été formé à partir de la couche mince de silicium du SOI. La couche mince intercalaire 22 est ici une couche en un oxyde de silicium, la couche mince de germination 23c est ici en germanium, et la couche cristalline semiconductrice 46 est en germanium étain.
En référence à la , on structure tout d’abord la couche mince 46 de manière à former un masque destiné à la réalisation des bras 23.1 de la couche mince structurée 23. Pour cela, on grave localement la couche mince 46, de manière anisotrope, avec un arrêt de gravure sélectif sur la couche 23c de Ge (ou une gravure au temps). Les réflecteurs optique (non représentés ici) peuvent être réalisés lors de cette étape. Notons que la partie droite de la est une vue de dessus de l’empilement, et que la partie gauche est une vue en coupe transversale suivant la ligne AA.
Dans une variante préférée illustrée en , la section A1, A2, A3 de la canalisation C est progressivement augmentée entre deux portions de la canalisation C séparées par une paroi interne PI non soudée pour augmenter la pression statique (effet Venturi).
L'augmentation de section de la canalisation C est dimensionnée de sorte que tout le long de la paroi interne PI non soudée, les pressions statiques ΔP en amont et en aval du trajet de fuite sont égales. C'est-à-dire que la chute de pression dans la canalisation principale est compensée et la pression statique est constante sur le trajet de la fuite.
La conséquence de cet équilibre de pressions est qu'il n'y a pas de réelle fuite : les pressions d'action et de réaction respectivement des première et deuxième portions de la canalisation C sont égales.
Selon d’autres aspects de cette variante préférée : - l’augmentation progressive et contrôlée de la section de la canalisation C dépendent des pertes locales de la canalisation principale ; - la différence de pression entre deux portions successives est presque inexistante. Les fuites sont quasiment inexistantes. L'impact des fuites sur les performances de refroidissement est fortement réduit : en particulier, on peut doubler la section de la canalisation C pour réduire la vitesse d'écoulement de 2 m/s à 1 m/s, et cela permet de compenser une chute de pression de 15 mbar.
En conséquence, le fluide va en décélérant. Les éléments électroniques à la plus forte densité de puissance dissipée sont alors placés de manière préférentielle en vis-à-vis du fluide le plus rapide, et les éléments électroniques moins contraignants en vis-à-vis du fluide le moins rapide.
L’invention concerne en outre un véhicule automobile comprenant une plaque de refroidissement telle que décrite précédemment, et le procédé de fabrication et de refroidissement correspondants.
Par ailleurs, l’invention concerne un procédé de fabrication et un procédé de refroidissement correspondants.
ENSEMBLE ELECTRONIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE A PLAQUE FROIDE AVEC TOLE DE METAL EMBOUTIE L’invention porte sur le domaine des boîtiers électroniques, notamment pour le domaine de l’électronique de puissance, et en particulier ceux comportant un composant électronique, et un système de refroidissement du composant électronique. Un tel boîtier électronique peut être mis en œuvre dans un véhicule automobile.
On connaît, pour refroidir un composant d’électronique de puissance que comporte un boîtier électronique, une technologie dite à refroidissement liquide, dans laquelle un (unique) liquide réfrigérant circule dans une plaque dite « plaque froide » (en anglais « cold plate »). Dans cette plaque froide, le composant d’électronique de puissance est disposé contre une tôle de métal (en anglais « sheet metal »), sensiblement plane. Un échange thermique ayant pour effet un refroidissement du composant d’électronique de puissance s’effectue alors dans un canal de refroidissement (en anglais « cooling channel ») par friction entre le liquide réfrigérant et la tôle de métal.
On connaît également une technologie à dissipateur mettant en œuvre une structure métallique à ailettes (en anglais « fins »), ou à picots (en anglais « pins »). La structure à ailettes ou à picots est formée par fonderie ou moulage sous pression (en anglais « die casting »), ces éléments étant pleins.
Dans la technologie à dissipateur, la surface d’échange est augmentée grâce aux ailettes, ou aux picots, et l’échange thermique est performant car ces éléments sont placés en vis-à-vis du parcours du fluide. Cependant, cette technologie est chère et épaisse (donc lourde).
Dans la technologie mettant en œuvre une tôle de métal, le procédé de fabrication est plus simple et économique, cependant le relief de la structure que l’on peut obtenir par emboutissage est bien moins marqué que dans la fabrication par moulage sous pressions. En effet, la quantité de métal à déformer restant sensiblement constante dans une direction d’emboutissage, les éventuel(le)s ailettes ou picots obtenus sont évidés. L’échange thermique par friction est alors moins efficace que dans la technologie à dissipateur à surface d’échange augmentée et comportant des ailettes ou des picots pleins.
Un problème d’efficacité du refroidissement se pose dans certains montages exigeants (refroidissement de MOSFET à refroidissement par le haut [en anglais « top-cooled transistors »], de transistors IGBT, de diodes), pour lesquels la densité de puissance thermique à dissiper est importante, à savoir plus de 10 W/cm 2 .
Augmenter l’échange thermique avec la tôle de métal impliquerait d’introduire des contraintes de processus supplémentaires (brasage d’une pièce supplémentaire telle qu’un ensemble de zigzags, connu sous le nom de « turbulator » en langue anglaise, par exemple).
Un objectif de l’invention est de résoudre les inconvénients de l’art antérieur, notamment d’améliorer l’efficacité de refroidissement de la technologie à plaque froide à tôle métallique, de proposer une solution économique, peu épaisse et de masse réduite.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un ensemble électronique comportant :
En outre, le même principe est applicable au moteur additionnel de propulsion 51, bien qu’il ne soit pas représenté sur la et la . De préférence, et comme cela est visible sur la , la et la , le moteur de propulsion 50 et le moteur additionnel de propulsion 51 sont alignés, de sorte que l’axe de rotation de l’arbre de sortie du moteur additionnel de propulsion 51 est confondu avec l’axe de rotation R2.
La transmission mécanique 70 décrite ci-dessus n’est qu’un exemple. De nombreuses autres configurations sont possibles pour la transmission mécanique 70. Par exemple, en variante, un seul de l’essieu avant 3 et de l’essieu arrière 4 peut être un essieu propulseur ; dans ce cas, l’arbre de transmission 3D ou 4D correspondant à l’essieu non propulseur peut être omis. Selon une autre variante, l’essieu avant 3 et l’essieu arrière 4 sont tous deux des essieux propulseurs, le boîtier de transfert 71 entraîne un boîtier de transfert solidaire de l’un de l’essieu avant 3 et de l’essieu arrière 4, et ce boîtier de transfert entraîne l’autre de l’essieu avant 3 et de l’essieu arrière 4, par exemple via un arbre de transmission longitudinal.
La fixation du bâti 40 au châssis 2 décrite ci-dessus n’est qu’un exemple. Le bâti 40 peut être fixé au châssis 2 de diverses façons.
Dans l’exemple représenté sur les figures 2, 3, 4 et 6, la portion de fixation 43 comprend une plaque de fixation 48 rapportée à une face supérieure 72T du carter 72 du boîtier de transfert 71. En variante, la portion de fixation 43 peut être rapportée directement à la structure de support 45 et non au carter 72 du boîtier de transfert 71.
Dans l’exemple représenté sur la et la , la portion de fixation 43 est fixée (via la chape 191) au châssis 2 plus près du longeron 2-1 que du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y. En variante, comme représenté sur la , la portion de fixation 43 peut être fixée au châssis 2 : - à égale distance du longeron 2-1 et du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y ; - ou bien au-delà du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-1, par exemple plus bas que la cabine 96 suivant la direction verticale Z-Z.
Dans une autre variante de réalisation représentée sur la , le bâti 40 peut être fixé au châssis 2 par : - deux portions de fixation 445, 446 analogues aux portions de fixation 41, 42 mais fixées au châssis 2 entre les longerons 2-1, 2-2 suivant la direction transversale Y-Y (par exemple à égale distance du longeron 2-1 et du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y), ou encore fixées au châssis 2 au-delà du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-1, par exemple plus bas que la cabine 96 suivant la direction verticale Z-Z ; et - une portion de fixation 444 analogue à la portion de fixation 43, mais fixée au châssis 2 au-delà du longeron 2-1 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-2. En référence à la , on appréciera qu’en prévoyant que les deux portions de fixation 445, 446 espacées suivant la direction longitudinale X-X entre les longerons 2-1, 2-2, il est aisé de dégager un espace suffisant pour le boîtier de transfert 71 sur le bâti 40 entre les deux portions de fixation 445, 446.
Dans les exemples décrits jusqu’ici, dans la position de fixation du groupe 30, au moins une partie du bâti 40 est en saillie du longeron 2-1 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-2. Toutefois, d’autres positionnements sont envisageables.
Sur la , on a représenté en vue de dessus une machine de travail 201 (ci-après désignée par « la machine 201 » par commodité) selon un deuxième mode de réalisation. Sur cette figure, les éléments analogues ou identiques à ceux décrits ci-dessus portent les mêmes signes de référence et ne sont pas décrits de nouveau.
La machine 201 diffère de la machine 101 en cela que, dans la position de fixation du groupe 30, au moins une partie du bâti 40 est en saillie du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-1. Pour cela, comme représenté sur la , chacune des traverses 11, 12 s’étend entre les longerons 2-1, 2-2 et traverse le longeron 2-2 de façon à être en saillie du longeron 2-1 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-1.
Le bâti 40 dans la position de fixation peut être situé plus bas que la cabine 96 suivant la direction verticale Z-Z. Dans ce cas, les traverses 11, 12 peuvent s’étendre en-dessous de la cabine 96.
Le bâti 40 est fixé au châssis 2 par : - deux portions de fixation 541, 542 analogues aux portions de fixation 41, 42 et fixées respectivement aux traverses 11, 12 ; et - une portion de fixation 543 analogue à la portion de fixation 43 et fixée à la plaque de retenue 19. Le principe de cette fixation est analogue à ce qui a été décrit ci-dessus, à ceci près que le groupe 30 est amené depuis le côté extérieur B du châssis 2 correspondant à la cabine 96. On ne décrit donc pas de nouveau en détail ce principe.
Dans une autre variante de réalisation représentée sur la , le bâti 40 peut être fixé au châssis 2 au moyen de portions de fixation 644, 645, 646 positionnées comme suit : - deux portions de fixation 645, 646 analogues aux portions de fixation 445, 446 sont fixées au châssis 2 entre les longerons 2-1, 2-2 suivant la direction transversale Y-Y (par exemple à égale distance du longeron 2-1 et du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y), ou encore fixées au châssis 2 au-delà du longeron 2-1 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-2 ; et - une portion de fixation 644 analogue à la portion de fixation 444 est fixée au châssis 2 au-delà du longeron 2-2 suivant la direction transversale Y-Y dans une direction opposée au longeron 2-1, par exemple plus bas que la cabine 96 suivant la direction verticale Z-Z. Dans cette variante de réalisation également, il est aisé de dégager un espace suffisant pour le boîtier de transfert 71 sur le bâti 40 entre les deux portions de fixation 445, 446.
En revenant à la , puisque la cabine 96 et le groupe 30 sont du même côté du châssis 2 suivant la direction transversale Y-Y, un contrepoids 293 peut être prévu de l’autre côté du châssis 2 suivant la direction transversale Y-Y afin de mieux assurer un équilibrage latéral de la machine 201. Le contrepoids 293 peut être formé par une source de puissance électrique embarquée précitée de la machine 201, telle qu’une batterie, un groupe électrogène, une pile à combustible et/ou par un autre élément embarqué de la machine 201 et/ou par un lest non fonctionnel.
Il est bien évident que dans la machine 101 comme dans la machine 201, les positions respectives suivant la direction transversale Y-Y des longerons 2-1, 2-2 et des éléments qui y sont associés peuvent être échangées par symétrie. Purement à titre d’explication, sur la , le longeron 2-2 peut être positionné à la place du longeron 2-1 et vice versa ; la cabine 96 est alors en saillie du longeron 2-2 vers le bord inférieur de la feuille, tandis que le bâti 40 du groupe 30 est en saillie du longeron 2-1 vers le bord supérieur de la feuille.
En outre, chacune des portions de fixation 41, 42, 43, 444, 445, 446, 544, 545, 546, 644, 645, 646 peut prendre un grand nombre de formes tant qu’elle assure une fixation du bâti 40 au châssis 2. Il est toutefois préférable que les portions de fixation 41, 42, 43, 444, 445, 446, 544, 545, 546, 644, 645, 646 comportent des éléments amortisseurs de vibrations analogues aux éléments amortisseurs de vibrations 41A, 42A, 43A, décrits ci-dessus.
En variante, la machine 101 ou 201 peut prendre d’autres formes qu’un chariot de levage, notamment une nacelle élévatrice, une excavatrice, etc. Dans ce cas également, la pompe hydraulique 65 est intégrée à un circuit hydraulique de la machine 101 ou 201 afin de fournir du fluide hydraulique sous pression à un ou plusieurs vérins d’actionnement de la machine 101 ou 201.
De préférence, les parois périphériques sont encore soudées pour assurer la sécurité électrique.
Par ailleurs, le meulage dans les zones non soudées devient facultatif.
Selon une variante, le couvercle comprend un premier relief de blocage, et la paroi interne comprend un deuxième relief de blocage coopérant avec le premier relief de blocage par coopération de forme, et le premier et le deuxième reliefs de blocage définissent entre eux l’espace de fuite contrôlée.
Cela permet de combiner les fuites contrôlées à un blocage du couvercle vis-à-vis du boîtier.
Selon une variante, le boîtier comprend en outre un ou plusieurs points de soudage entre le couvercle et la paroi interne. En particulier, il s’agit de soudages ponctuels en nombres restreints.
Cela permet de renforcer la cohésion entre le couvercle et la paroi interne tout en prévoyant l’espace de fuite contrôlée.
Selon une variante, l’espace de fuite contrôlée mesure entre 0,05 et 0,15 mm, de préférence 0,1 mm ; et/ou entre 0,15 et 0,25 mm, de préférence 0,2 mm.
Cela permet d’avoir une configuration pleinement adaptée au refroidissement optimal de composants d’électronique de puissance.
Selon une variante, ladite canalisation comprend au moins deux branches dans le boîtier.
Cela permet de cibler le parcours du liquide de refroidissement sur les zones à refroidir et augmenter la vitesse débitante, pour améliorer le refroidissement.
Selon une variante, ladite canalisation comprend des picots ou des ailettes formant projection à l’intérieur de la canalisation.
Cela permet de générer des frictions avec l’écoulement du liquide de refroidissement, pour améliorer le refroidissement.
Selon une variante, la section de ladite canalisation est configurée pour mettre en œuvre un effet venturi qui change la pression statique du liquide de refroidissement. En particulier, la section augmente d’un amont de la canalisation vers un aval de la canalisation à cet effet.
L’invention porte en outre sur un véhicule automobile comprenant un ensemble électronique selon l’invention.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un ensemble électronique selon l’invention, comprenant les étapes suivantes : - mettre en place le couvercle sur le boîtier de sorte à recouvrir la paroi externe, la paroi interne et ladite canalisation ; - disposer le couvercle relativement à la paroi interne de sorte que le couvercle et la paroi interne définissent entre eux un espace de fuite contrôlée permettant de faire communiquer deux parties de la canalisation séparées par la paroi interne, - souder le couvercle à la paroi externe, - mettre en place la plaque de composants électroniques contre le boîtier de l’ensemble électronique ; - faire circuler un liquide de refroidissement dans ladite canalisation.
L’invention concerne également un procédé de refroidissement de composants électroniques au moyen d’un ensemble électronique selon l’invention, le procédé de refroidissement comprenant les étapes suivantes : - mettre en place des composants électroniques contre le boîtier de l’ensemble électronique ; - faire circuler un liquide de refroidissement dans ladite canalisation.
g) optionnellement une étape de cristallisation de l’effluent monomères purifié, mettant au moins en œuvre une section de production de solide, opérée à une température entre 0 et 100°C et à une pression comprise entre 0,00001 et 1,00 MPa, suivie d’une section de séparation solide-liquide, produisant un effluent monomères décoloré et purifié.
Le fait de recycler les oligomères obtenus à l’étape e) dans la deuxième section de réaction de l’étape de dépolymérisation b) qui fonctionne à un niveau de température inférieur à celui de la première section de réaction et à une température inférieure à celle mise en œuvre lors de l’étape de conditionnement a) présente plusieurs avantages, notamment :
- une amélioration de la qualité du monomère produit, en particulier un abaissement de la proportion en co-monomère notamment en BHETdeg dans le produit monomère, responsable de la plus grande perte de rendement après les oligomères. En effet, le fait de recycler les oligomères permet d’accélérer la vitesse de formation du monomère diester (monomère d’intérêt), en particulier du BHET, tout en conservant une vitesse de formation du BHETdeg identique à celle du cas sans recycle des oligomères ;
- une réduction des phénomènes de thermo-dégradation par évitement de la présence des monomères et des oligomères dans les zones les plus chaudes du procédé, notamment à l’étape (a) de conditionnement et dans la première section de réaction de l’étape (b). Cet effet participe à l’amélioration de la qualité du produit final ;
- une réduction des températures des sections réactionnelles ce qui permet également d’améliorer la qualité du produit et d’améliorer le rendement énergétique du procédé.
Selon l’invention, ladite charge polyester peut comprendre au moins du PET coloré, du PET opaque ou leurs mélanges.
L’étape a) de conditionnement peut mettre au moins en œuvre une section de conditionnement (a1) pour produire un flux de charge fluide, et une section de mélange (a2) pour produire un flux mélangé, ledit flux mélangé correspondant au flux de charge conditionnée, ladite section de conditionnement (a1) étant alimentée au moins par ladite charge polyester et étant mise en œuvre à une température entre 150 et 300°C, ladite section de mélange (a2) étant au moins alimentée par ledit flux de charge fluide issu de la section de conditionnement et un flux diol, au moins une partie dudit flux diol étant de préférence composé par au moins une fraction de l’effluent diol issu de l’étape c), ladite section de mélange (a2) étant opérée à une température entre 150 et 300°C, avec un temps de séjour entre 0,5 seconde et 20 minutes.
La section de conditionnement (a1) peut être opérée dans une extrudeuse, ladite section de mélange (a2) de la charge polyester de l’étape a) pouvant éventuellement être mise également en œuvre au sein de ladite extrudeuse.
La section de mélange (a2) peut mettre en œuvre au moins un mélangeur statique ou dynamique.
Dans l’étape a), le rapport pondéral du flux diol introduit à l’étape a) par rapport à la charge polyester, peut être compris entre 0,03 et 6,00, de préférence entre 0,05 et 5,00, préférentiellement entre 0,10 et 4,00, de manière préférée entre 0,50 et 3,00.
Ladite au moins une deuxième section de réaction peut être opérée à une température inférieure de 5 à 50°C, par rapport à la température de ladite première section de réaction.
L’effluent oligomères recyclés qui alimente ladite au moins une deuxième section de réaction peut comprendre l’intégralité de la première fraction provenant de l’étape e).
Selon un mode de réalisation particulier, à l’étape e) la deuxième fraction peut être scindée en deux parties, une première partie étant injectée dans l’une des sections de réaction de l’étape b) en aval de la première section de réaction, la deuxième partie étant évacuée du procédé.