INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme indiqué ci-dessus, la largeur de la zone intérieure diminue le long d'une direction allant de la première ouverture, de préférence l'entrée, à la seconde ouverture, de préférence la sortie. De préférence, la largeur de la zone extérieure de la couche de distribution des fluides augmente.
Il est préférable que la barrière ait une forme en U ou en V. Cette forme permet de garantir que la largeur de la zone intérieure diminue de l'entrée à la sortie, dans la direction longitudinale de la structure de refroidissement, tandis que la largeur de la zone extérieure augmente.
Les termes "forme en U" et "forme en V" doivent être entendus au sens large. Les pieds d'une barrière en forme de U ne sont pas nécessairement perpendiculaires. Une barrière en forme de U peut avoir des pieds légèrement inclinés vers l'extérieur. Une telle barrière en forme de U peut avoir une partie centrale relativement plus courte que ses pieds. Par ailleurs, une barrière en forme de V n'a pas nécessairement une arête vive. La jonction des pattes d'une barrière en forme de V peut également être arrondie.
Selon un mode de réalisation préféré, on peut envisager que la largeur de la zone intérieure diminue progressivement. Cette structure permet d'adapter le flux de manière sensible à la position de plusieurs interrupteurs à semi-conducteur, qui sont placés les uns à côté des autres dans la direction longitudinale de la structure de refroidissement.
Il est également possible que les bords extérieurs de la zone intérieure soient inclinés par rapport à un axe allant de l'entrée à la sortie. Le bord extérieur de la zone intérieure peut être divisé en plusieurs parties, chaque partie ayant une inclinaison différente par rapport à l'axe longitudinal. Une structure de refroidissement inventive avec des bords extérieurs inclinés peut également être adaptée de manière très précise afin d'influencer le flux du fluide de refroidissement.
Il est particulièrement préférable que la zone intérieure et la zone extérieure soient essentiellement symétriques par rapport à un axe allant de l'entrée à la sortie. Cette caractéristique contribuera également à une distribution homogène de la température
De préférence, une plaque de séparation des fluides est disposée entre la couche de distribution des fluides et les couches empilées de la structure de refroidissement, la plaque de séparation des fluides comprenant des ouvertures traversantes, qui sont soit en communication avec la zone intérieure, soit avec la zone extérieure. De préférence, les ouvertures de la plaque de séparation des fluides sont situées au même endroit que les commutateurs à semi-conducteurs de l'onduleur, de sorte que le fluide de refroidissement est acheminé vers la bonne position.
À cet égard, on peut également envisager que les ouvertures traversantes soient formées de fentes disposées le long d'une direction allant de l'entrée à la sortie. De telles fentes ne nuisent pas essentiellement à la pression d'écoulement.
La structure de refroidissement inventive peut comprendre plusieurs couches et un réseau de chambres locales réparties entre les plusieurs couches empilées les unes sur les autres selon une direction d'empilement, dans laquelle chaque chambre locale comprend au moins deux ouvertures, dont au moins une est en communication avec une chambre locale d'une autre des couches, dans laquelle chaque chambre locale comprend une ou plusieurs structures en forme de méandre bloquant tout chemin direct dans la chambre locale entre les deux ouvertures. L'invention permet de dissiper la chaleur des composants électroniques de puissance ayant une densité de puissance élevée.
L'invention concerne également un convertisseur d'énergie électrique, en particulier un onduleur, comprenant un module de puissance avec des composants de puissance semi-conducteurs, disposés sur un substrat, une plaque de base, sur laquelle le substrat est disposé, et une structure de refroidissement inventive, disposée sous la plaque de base.
De préférence, l'onduleur est un onduleur multiphasé, dans lequel les ouvertures traversantes de la plaque de séparation des fluides, en particulier les fentes, sont disposées en rangées, le nombre de rangées correspondant au nombre de phases.
La bouilloire 2 comporte en outre un couvercle 11 configuré pour fermer le contenant 4, et plus particulièrement pour être agencé au niveau de l’ouverture de remplissage supérieure 6. Le couvercle 11 est pourvu d’une face inférieure 12 configurée pour être située en regard du volume interne 5 du contenant 4. De façon avantageuse, la bouilloire 2 comporte un joint d’étanchéité annulaire 13 fixé à la face inférieure 12 du couvercle 11 et configuré pour coopérer de manière étanche avec le contenant 4.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le dispositif de fixation comprend deux organes de fixation 14 (voir notamment les figures 4 et 6), tels que des doigts de fixation, prévus sur le couvercle 11 et diamétralement opposés. Chaque organe de fixation 14 est logé dans le couvercle 11 et est configuré pour faire saillie hors du couvercle 11 à travers une ouverture traversante 15 respective prévue sur le couvercle 11. De façon avantageuse, chaque ouverture traversante 15 débouche dans la surface périphérique externe du couvercle 11 et au-dessus du joint d’étanchéité annulaire 13.
Le dispositif de fixation comprend en outre deux éléments de fixation 16 (voir la ), tels que des encoches de fixation ou des languettes de retenue, prévus sur une surface interne du contenant 4 et situés à proximité de l’ouverture de remplissage supérieure 6. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les organes de fixation 14 sont plus particulièrement configurés pour respectivement pénétrer dans les éléments de fixation 16 lorsque le couvercle 11 est fixé au contenant 4.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les organes de fixation 14 sont montés coulissants par rapport au couvercle 11 selon une direction de coulissement et entre une position de fixation dans laquelle chaque organe de fixation 14 est configuré pour coopérer avec l’élément de fixation 16 respectif de manière à fixer le couvercle 11 au contenant 4, et une position de libération dans laquelle chaque organe de fixation 14 est configuré pour libérer l’élément de fixation 16 respectif de telle sorte que le couvercle 11 peut être retiré du contenant 4. De façon avantageuse, la direction de coulissement s’étend sensiblement radialement par rapport à un axe central du couvercle 11.
Le dispositif de fixation peut en outre comporter deux organes de rappel 17 (voir la ) logés dans le couvercle 11 et configurés pour rappeler respectivement les organes de fixation 14 dans la position de fixation.
Comme montré plus particulièrement sur les figures 1 et 3, la bouilloire 2 comporte un mécanisme d’actionnement 18 prévu sur le couvercle 11 et configuré pour déplacer les organes de fixation 14 dans la position de libération lorsque le mécanisme d’actionnement 18 est actionné par un utilisateur.
Le mécanisme d’actionnement 18 comporte plus particulièrement deux organes d’actionnement 19 (voir la ) qui sont actionnables manuellement par un utilisateur et qui sont configurés pour déplacer les organes de fixation 14 de la position de fixation à la position de libération. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les organes d’actionnement 19 comportent respectivement deux parties de manipulation 21 qui sont accessibles depuis une face supérieure du couvercle 11 et qui sont configurées pour être manipulées par un utilisateur.
Les organes d’actionnement 19 sont montés coulissants par rapport au couvercle 11 entre une première position d’actionnement et une deuxième position d’actionnement. Les organes d’actionnement 19 et les organes de fixation 14 sont configurés de telle sorte qu’un déplacement des organes d’actionnement 19 de la première position d’actionnement à la deuxième position d’actionnement entraîne un déplacement des organes de fixation 14 de la position de fixation à la position de libération. De façon avantageuse, chaque organe d’actionnement 19 et l’organe de fixation 14 respectif sont réalisés en une seule pièce, et les deux organes d’actionnement 19 sont configurés pour déplacer les organes de fixation 14 dans la position de libération par pincement des deux parties de manipulation 21, c’est-à-dire par un rapprochement des deux parties de manipulation 21 l’une de l’autre.
Comme montré plus particulièrement sur la , la bouilloire 2 peut comporter un dispositif d’indexage angulaire, également nommé dispositif de détrompage, configuré pour définir une unique position de fixation du couvercle 11 sur le contenant 4. Le dispositif d’indexage angulaire peut par exemple comporter au moins un élément d’indexage, tel qu’un logement d’indexage, prévu sur le contenant 4 et au moins un bossage d’indexage 23 prévu sur le couvercle 11 et configuré pour coopérer avec l’au moins un élément d’indexage.
Le couvercle 11 comporte en outre un conduit de versage 24 configuré pour convoyer vers le bec verseur 9 de l’eau contenue dans le volume interne 5. Le conduit de versage 24 comporte plus particulièrement une ouverture d’entrée d’eau 25 débouchant dans une moitié avant de la face inférieure 12 du couvercle 11, et une ouverture de sortie d’eau 26 débouchant dans une surface périphérique externe du couvercle 11 et destinée à être située sensiblement en regard du bec verseur 9 lorsque le couvercle 11 est fixé au contenant 4.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le système d’actionnement comporte un dispositif de commande bistable 29, par exemple du type stylo à bille, configuré de telle sorte qu’un déplacement, par un utilisateur, du bouton d’actionnement 28 de la première position de bouton à la deuxième position de bouton entraîne un déplacement de l’obturateur 27 de la position de fermeture à la position d’ouverture, et de telle sorte qu’un déplacement, par un utilisateur, du bouton d’actionnement 28 de la deuxième position de bouton à la première position de bouton entraîne un déplacement de l’obturateur 27 de la position d’ouverture à la position de fermeture. Les première et deuxième positions de bouton correspondent donc à des positions stables du bouton d’actionnement 28.
La bouilloire 2 peut également comporter un panier à thé (non visible sur les figures) configuré pour reposer sur une portion de retenue 32 prévue sur le contenant 4 et pour être disposé dans le volume interne 5 du contenant 4. De façon avantageuse, le panier à thé est amovible.
illustre, schématiquement, une résistance électrique selon l’invention selon un premier mode de réalisation ;
illustre, schématiquement, une résistance électrique selon l’invention selon un deuxième mode de réalisation, dans lequel les modules sont des tronçons ;
illustre, schématiquement, une vue rapprochée d’une portion de la résistance électrique de la , l’un des tronçons ayant été retiré ;
illustre, schématiquement, une vue rapprochée d’une portion d’une résistance électrique selon un troisième mode de réalisation ;
illustre, schématiquement, une résistance électrique selon l’invention, selon un quatrième mode de réalisation ;
illustre, schématiquement, une vue rapprochée d’une portion de la résistance électrique de la ;
illustre, schématiquement, une coopération entre différents modules et différents segments modulaires de la résistance électrique de la ;
illustre, schématiquement, une coopération entre une bride et un segment modulaire de la résistance électrique de la ;
illustre, schématiquement, une résistance électrique selon l’invention, selon un cinquième mode de réalisation dans lequel la résistance électrique est pourvue d’un élément métallique sous la forme d’une lame métallique ;
illustre, schématiquement, une portion de la résistance électrique de la ;
illustre, schématiquement, une vue de coupe de la résistance électrique de la ;
illustre, schématiquement, une association entre une bride de fixation et la lame métallique de la résistance électrique de la ;
illustre, schématiquement, une vue éclatée de la résistance électrique de la .
Dans ce mode de réalisation, la couche 12 est essentiellement réalisée en oxyde de zinc de formule ZnO. Toutefois, par endroit, la couche 12 peut être traversée par des pics de laiton. Ces pics de laiton forment des saillies sur la face périphérique 14 de l’âme 10 qui traversent la couche 12. Ces pics de laiton ne forment qu’un seul bloc de matière avec l’âme 10.
La composition de l’oxyde de zinc peut s’écarter un peu de la stœchiométrie. Des analyses de composition réalisées grâce aux spectres XPS (« X-ray Photoectron Spectroscopy ») ont montré que l’oxyde de zinc de la couche 12 est composé, en pourcentages atomiques :
- de plus de 90 % de zinc et d’oxygène,
- de plus de 5 % de cuivre, et
- de divers résidus de fabrication.
Lors de ces analyses de composition, la présence de carbone et de composés carbonés sur la surface de la couche 12 n’a pas été prise en compte. En effet, ce carbone provient du lubrifiant utilisé lors de l’étape de tréfilage du fil électrode. D’après les analyses réalisées, l’oxyde de zinc correspond à de la zincite.
Un procédé de fabrication du fil 2 va maintenant être décrit en référence à la .
Pour la mise en œuvre de ce procédé de fabrication, typiquement, l’épaisseur e 12 souhaitée est d’abord choisie entre 100 nm et 461 nm et, de préférence, entre 160 nm et 461 nm ou entre 160 nm et 350 nm. Par exemple, ici, l’épaisseur e 12 est prise égale à 200 nm. Ensuite, la valeur d’un coefficient c 1 décrit plus loin est choisi en respectant les contraintes également décrites plus loin. Par exemple, ici, le coefficient c 1 est choisi égal à deux. Enfin, un diamètre D 0 est choisi en fonction du coefficient c 1 précédemment choisi et du diamètre final D 2 souhaité et en respectant les contraintes énoncées dans le paragraphe suivant. A titre d’illustration, le diamètre final D 2 est pris égal à 0,25 mm.
Lors d’une étape 80, un fil d’ébauche en laiton est d’abord fourni. Le fil d’ébauche est un fil en laiton ayant un diamètre D 0 compris entre 1,3*D 2 et 6*D 2 et, de préférence, entre 1,3*D 2 et 3,75*D 2 ou entre 2*D 2 et 3,75*D 2 . Dans cet exemple, le diamètre D 2 est égal à 0,25 mm de sorte que le diamètre D 0 est compris entre 0,325 mm et 1,5 mm et, de préférence, compris entre 0,5 mm et 1,5 mm ou entre 0,5 mm et 0,94 mm. Ici, le diamètre D 0 est pris égal à 0,5 mm.
La concentration en zinc de ce fil d’ébauche est choisie comme décrit précédemment dans le cas de l’âme 10. Ici la concentration en zinc du fil d’ébauche est de 40 % atomique. En effet, plus la concentration en zinc est élevée, plus les performances du fil 2 sont améliorées.
Dans ce mode de réalisation, le fil d’ébauche ayant le diamètre D 0 souhaité est obtenu par tréfilage d’un fil en laiton de diamètre D ini standard jusqu’à obtenir le diamètre D 0 souhaité. Par exemple, le diamètre D ini est égal à 1,25 mm.
Ensuite, lors d'une étape 82, le fil d’ébauche est oxydé pour obtenir un fil d’ébauche oxydé. Le fil d’ébauche oxydé comporte une couche d’oxyde de zinc directement sur sa face périphérique. Cette couche d’oxyde de zinc recouvre complètement la face périphérique du fil d’ébauche oxydé. A cet effet, lors de l’étape 82, le fil d’ébauche fourni est soumis à un traitement thermique en présence d’oxygène. Ce traitement thermique est réalisé dans un milieu gazeux contenant de l’oxygène et à une pression supérieure à 50 kPa ou 100 kPa. Ici, ce traitement thermique est tout simplement réalisé dans l’atmosphère terrestre, c’est-à-dire dans un milieu comportant plus de 20 %, en volume, de dioxygène, à la pression ambiante d’environ 101 kPa. Ce traitement thermique est configuré pour générer une couche d’oxyde de zinc sur la face périphérique du fil d’ébauche dont l’épaisseur moyenne e 0 est comprise entre 130 nm et 600 nm et, généralement, comprise entre 160 nm et 600 nm. En effet, une épaisseur e 0 inférieure à 130 nm ne permet pas l’obtention d’une épaisseur e 12 supérieure ou égale à 100 nm après l’étape 84 de tréfilage décrite plus loin. Par ailleurs, il a été observé qu’une épaisseur e 0 supérieure à 600 nm conduit à une couche d’oxyde de zinc qui n’adhère pas bien et qui est arrachée, au moins par endroits, lors de l’étape 84 de tréfilage. Cet arrachage d’une partie de la couche d’oxyde de zinc lors de l’étape 84 de tréfilage rend impossible le contrôle précis de l’épaisseur e 12 . En effet, il est très difficile de déterminer à l’avance la quantité d’oxyde de zinc qui sera arrachée lors de l’étape 84 de tréfilage et donc de prévoir à l’avance l’épaisseur e 12 obtenue après l’étape 84 de tréfilage. Ainsi, lorsque l’épaisseur e 0 est supérieure à 600 nm, la reproductibilité du procédé de fabrication est dégradée. En effet, même si tous les paramètres de fabrication sont conservés égaux, les écarts entre les épaisseurs e 12 des fils 2 fabriqués augmentent. De plus, l’arrachage d’une partie de l’oxyde de zinc constitue un gaspillage de matière qu’il convient d’éviter ou de limiter puisque l’oxyde de zinc arraché n’est pas utilisé dans le fil 2 fabriqué.
A l’intérieur de la plage [130 nm ; 600 nm], l’épaisseur e 0 est déterminée par expérimentations successives en testant plusieurs épaisseurs e 0 comprises dans cette plage jusqu’à trouver l’épaisseur e 0 qui, après le tréfilage, permet d’obtenir l’épaisseur e 12 souhaitée d’oxyde de zinc. En particulier, pour déterminer l’épaisseur e 0 , il doit être tenu compte que, même si l’épaisseur e 0 reste inférieure à 600 nm, une petite fraction de l’oxyde de zinc est arrachée lors de l’étape de tréfilage. Il a été évalué que, actuellement, cette petite fraction d’oxyde de zinc peut atteindre 20 % ou 30 %. Il est souligné qu’un telle petite fraction d’oxyde de zinc perdu lors du tréfilage, reste très inférieure à la fraction d’oxyde de zinc perdu si l’épaisseur e 0 était choisie supérieure à 600 nm ou 800 nm. En effet, pour une épaisseur e 0 supérieure à 600 nm ou 800 nm, la fraction d’oxyde de zinc perdu lors du tréfilage est supérieure à 50 % ou 67 %. Typiquement, les épaisseurs e 0 testées sont généralement choisies dans l’intervalle [c 1 *e 12 ; Min(1,3*c 1 *e 12 ; 600)] et, de préférence, dans l’intervalle [1,1*c 1 *e 12 ; Min(1,3*c 1 *e 12 ; 600)] et, encore plus souvent, dans l’intervalle [1,2*c 1 *e 12 ; Min(1,3*c 1 *e 12 ; 600)], où :
- c 1 est égal au coefficient de réduction du diamètre du fil d’ébauche oxydé lors de l’étape 84 de tréfilage, et
- Min(a;b) est la fonction qui retourne la plus petite des valeurs a et b.
Le coefficient de réduction c 1 est défini comme étant égal au rapport D 0 /D 2 . Ainsi, lorsque l’épaisseur e 12 est égale à 200 nm et que le coefficient c 1 est égal à deux, l’épaisseur e 0 qui permet d’obtenir l’épaisseur e 12 souhaitée après le tréfilage est typiquement comprise entre 480 nm et 520 nm et, le plus souvent, égale ou très proche de 500 nm.
Selon un exemple alternatif aux deux précédents, le matériau à base duquel la couche tampon peut être constituée est le nitrure de niobium (NbN).
Selon un exemple, la couche tampon peut être crue en mettant en œuvre au moins l’une parmi : une pulvérisation cathodique réactive (ou « reactive sputtering » en anglais), une ablation laser pulsée (ou PLD pour « Pulsed Laser Deposition » en anglais), une épitaxie par jets moléculaires (ou MBE pour « Molecular Beam Epitaxy » en anglais) ou un dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais « chemical vapor deposition »).
Selon un exemple, l’épaisseur de la couche tampon peut être comprise entre 1,5 et 15 nm, de préférence entre 3 et 12 nm, et sera par exemple sensiblement égale à 4 nm ou 10 nm.
Selon un exemple, l’épaisseur critique de la couche tampon peut être comprise entre 4 nm et 100 nm, de préférence comprise entre 10 nm et 20 nm, et sera typiquement sensiblement égale à 15 nm.
Selon un exemple, l’étape de croissance par épitaxie de ladite au moins une couche d’intérêt peut comprendre la mise en œuvre d’un dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais « chemical vapor deposition »).
Selon un exemple, le dispositif peut consister en ladite couche d’intérêt et former une couche de germination (ou « seed layer » en anglais).
Selon un exemple alternatif au précédent, l’étape de croissance par épitaxie de ladite au moins la couche d’intérêt peut comprendre, outre la croissance de ladite couche, la croissance d’autres couches pour former, conjointement avec ladite couche d’intérêt, un dispositif épitaxié à base de SiC, comprenant par exemple au moins l’un parmi un composant de puissance et un composant radiofréquence, tels qu’une diode ou un transistor, notamment à effet de champ. Selon cet exemple, la croissance des différentes couches du dispositif peut être réalisée de sorte qu’au moins l’une de ces couches ou au moins une zone d’au moins l’une de ces couches soit dopée, de type N ou de type P, le cas échéant avec des atomes différents d’une couche à une autre ou d’une zone à une autre. Toujours selon cet exemple, chaque couche peut constituer tout ou partie d’un composant à base de SiC ; elle peut notamment ne pas être homogène et comprendre, en plus d’éléments semi-conducteurs, des éléments conducteurs, tels que des pistes conductrices, formant par exemple une couche de redistribution (ou RDL pour « Redistribution Layer » en anglais) et des éléments diélectriques, par exemple à base d’un oxyde d’un matériau semiconducteur, par exemple l’oxyde de silicium ou une résine époxy.
Selon un exemple, le report de l’empilement par sa face avant sur le substrat receveur peut comprendre, ou consister en, une étape de collage de l’empilement par sa face avant sur le substrat receveur, l’étape de collage étant de préférence réalisée en mettant en œuvre une technique permettant au collage de résister à des conditions, notamment de température, destinées à être rencontrées lors d’étapes ultérieures de fabrication et/ou de traitement et/ou d’assemblage du dispositif. Le collage de l’empilement, par sa face avant sur le substrat receveur, peut alors être réalisé par l’intermédiaire d’au moins une couche de liaison. En complément ou en alternative, le dispositif épitaxié à base de SiC et le substrat receveur comprenant chacun des zones de reprise de contact affleurantes de la face par laquelle il est opposé à l’autre, l’étape de collage de l’empilement par sa face avant sur le substrat receveur peut comprendre au moins une mise en contact électrique d’une zone de reprise de contact du dispositif épitaxié à base de SiC avec une zone de reprise du substrat receveur, le collage étant par exemple hybride.
Selon un exemple, le substrat receveur peut être choisi parmi : Un substrat à base de SiC polycristallin, Un substrat à base d’un matériau présentant un coefficient d’expansion thermique sensiblement égal au coefficient d’expansion thermique du SiC cristallin, de préférence monocristallin, Un substrat intégrant un transistor par exemple basé sur la technologie CMOS, Un substrat à base de silicium, Un substrat métallique, et De préférence lorsque le dispositif est finalisé avant l’étape d’insolation, un substrat comprenant une plaque de base, de la graisse thermique et un dissipateur thermique.
Selon un exemple, le matériau à base duquel la couche tampon est formée peut présenter une absorbance d’au moins 10%, de préférence d’au moins 20%, supérieure à une absorbance d’une couche de SiC cristallin, de préférence monocristallin, de même épaisseur que la couche tampon, pour la longueur d’onde choisie du rayonnement laser et pour l’épaisseur critique Ec de la couche tampon.
Selon un exemple, la longueur d’onde du rayonnement laser peut être située dans le visible ou l’infrarouge.
On entend par un paramètre « sensiblement égal/supérieur/inférieur à » une valeur donnée que ce paramètre est égal/supérieur/inférieur à la valeur donnée, à plus ou moins 20%, voire 10%, près de cette valeur. On entend par un paramètre « sensiblement compris entre » deux valeurs données que ce paramètre est au minimum égal à la plus petite valeur donnée, à plus ou moins 20%, voire 10%, près de cette valeur, et au maximum égal à la plus grande valeur donnée, à plus ou moins 20%, voire 10%, près de cette valeur.