La présente invention conoerne une monture comprenant au moins un élément semi—conducteur serré entre deux pièces de pression, dans laquelle il est prévu des moyens de serrage par l'intermédiaire desquels les pièces de pression sont pressées par des ressorts contre deux côtés de 1*élément' semi—conducteur. 5 Les éléments semi-conducteurs montés à contact de pression exigent des pressions de serrage relativement élevées et une pression de surface uniforme, afin de permettre une évacuation de la chaleur et orne répartition du courant optimales. On connaît des montures pour éléments semi-conducteurs dans lesquelles 10 un ou plusieurs éléments semi—conducteurs en forme de plaquettes sont serrés entre des corps de refroidissement. On y prévoit des dispositifs de serrage à l'aide desquels les corps de refroidissement sont pressés contre l'élément semiconducteur à l'aide de ressorts. Entre les corps de refroidissement et les dispositifs de serrage, ou entre corps de refroidissement voisins, sont prévues 15 des pièces intermédiaires qui présentent une surface de pression concave ou convexe, par laquelle ils s'appliquent contre une surface de forme complémentaire, appartenant à la pièce de pression associée. Les pièces intermédiaires agissent ainsi comme une articulation et doivent assurer une pression de surface uniforme sur les composants semi-conducteurs. 20 Toutefois, dans la monture connue, l'effet d'articulation des pieces intermédiaires est limité, en particulier lorsqu'il s'agit d'obtenir des pressions de surface élevées, car, dans ce cas, il se manifeste un frottement à sec entre les surfaces de contact de l'articulation. 25 L'invention sa propose d'établir une monture pour éléments semi-conduo- teurs de l'espèce définie plus haut, qui, d'une part, garantit une pression de surface suffisante et, d'autre part, permet d'éviter une pression de surface ncn uniforme, préjudiciable aux corps semi-conducteurs. Le but indiqué ci-dessus est atteint, suivant l'invention, en ce que, 30 sur chaque côté de l'élément semi-conducteur, au moins deux surfaces qui sont en contact à pression entre elles présentent des rayons de courbure différents. Des caractéristiques particulières et des modes de réalisation particuliers de l'invention seront exposés d'une manière détaillée dans la description qui suit, en se référant aux dessins annexés. 35 Sur ces dessins: La fig. 1 est un schéma de principe pour expliquer l'invention; La fig. 2 est un exemple de réalisation d'une monture pour éléments semi-conducteurs en forme de plaquette suivant l'invention, avec des variantes de la configuration des surfaces d'application qui sont en contact à pression 40 entre elles; 72 08389 2128812 La fig. 3 est un sehéma de principe d'une variante particulièrement favorable de la monture représentée sur la fig. 2. On exposera d'abord le principe qui est à la base de l'invention en se référant au schéma représenté sur'la Fig. 1. On y voit un modèle mécanique d'une 5 monture, où l'on a omis tous les détails qui ne sont pas essentiels pour la compréhension de l'invention. Une calotte sphérique 3 ou 4» qui présente un rayon r, roule sur un élément d'appui 1 ou 2. Un cylindre circulaire 5» 6» qui possède un rayon 1, et une hauteur d^ ou d^, est rigidement solidaire de chaque calotte sphérique, 10 Sur la face frontale du cylindre inférieur 6, repose librement un élément semi-conducteur 7 en forme de disque (diamètre L, épaisseur constante D). On. admettra que les deux points d'application P^, Pg des calottes sphé— riques 3» 4 8111 les éléments d'appui 1, 2 sont situés à la verticale l'un de l'autre, et que la surface frontale du cylindre inférieur, et donc aussi cells 15 de l'élément semi-conducteur, est horizontale-. Cette position de départ est représentée en traits pleins sur la Fig. 1. Les préalables ci-dessus simplifient la gécmétrie du des3in, sans toutefois limiter notablement le cas général. Un défaut de parallélisme entre le plan de la face frontale plane du cylindre supérieur er la face frontale plane du cylindre inférieur peut êtra 20 ramené à un cylindre circulaire à faces frontales planes parallèles, incliné d'un angle C>( par rspport à l'horizontale. Lorsqu'une force P s'exerce perpendiculairement aux éléments 1, 2f les ieux calottes sphériques 3, 4» leB cylindres qui en sont solidaires, roulent aussitôt que le cylindre supérieur est entré en contact avec l'élément semi-25 conducteur 7? jusqu'à ce qu'ils occupent des positions parallèles entre elles. Fartant de l'hypothèse posée plus haut, d'après laquelle le disque semiconducteur 7 présente des surfaces exactement planes et parallèles, les deux faces frontales des cylindres 5» 6 possèdent la même inclinaison ^ par rapport; à l'horizontale. Lorsque les deux .cylindres ont la même hauteur et que les 30 rayons des deux calottes sphériques sont égaux, la valeur de cet angle eBt égale à \ /2. L'élément semi-conducteur ne risque pas d'être soumiB, à la suite du contact, à une sollicitation latérale trop importante, parce que cette sollicitation ne représente en fait qu'une fraction — un pour mille environ — de l'effort avec lequel les éléments d'appui 1 et 2 sont pressés l'un vers 35 l'autre. Le caractère minime de cette sollicitation doit être attribué au fait que le mouvement de roulement des calottes sphériques ne rencontre qu'une ré— «iatanoe de frottement très minime. Lorsque les deux cylindres circulaires bamculent l'un par rapport à l'autre, l'ensemble du groupe se déplace latéralement d'une distance z. Cette COPV 72 08389 3 2128812 distance est déterminée par z - r. 8 . Il est essentiel qu'en dépit de ce déplacement, la force P attaque exactement de façon centrale. Il s'ensuit que les efforts de cisaillement qui s'e-5 xercent sur l'élément semi—conducteur sont limités à la valeur déterminée par l'angle d'obliquité . Il va de soi que l'effort ne peut pas s'exercer d'une façon centrale a) lorsque les deux points d'application P^, P^ ne sont pas situés à la verticale l'un de l'autre, et 10 h) lorsque les rayons respectifs r^ et r^ des deux calottes sphériques 3,4 sont inégaux. Lorsque la première condition n'est pas remplie, les deux points d'appui P^, P^ se déplacent de la même quantité. Lorsque la seconde condition n'est pas remplie, les deux points d'application effectuent des trajets inégaux 15 Z, = ^ ' z2 = r2' ^ Il s'ensuit que, suivant la position de départ, la ligne d'action de la force — c'est-à-dire la ligne joignant les deux points de contact P^ et P^ — peut se déplacer parallèlement à elle-même ou former un angle plus ou 20 moins grand avec la verticale. L'angle ^ maximal qui s'établit entre la ligne d'action et la verticale ne doit pas dépasser l'angle max> "^-e frottement statique" Pour un coefficient minimal de frottement statique-'H 0,15, on obtient V* max = ^"rc ^ = ®»^°* ®r» ce"t"te condition peut être remplie à l'aide 25 de moyens relativement simples. On décrira ci-après, en se référant à l'exemple de réalisation représenté sur la Fig. 2j une monture peur un élément semi-conducteur en forme de disque, dans laquelle le principe qui est à la base de l'invention a été mis en oeuvre à titre d'exemple. 30 Sur la Fig. 2, le chiffre de référence 7 désigne un corps semi-conduc teur constitué en une matière rr.cnccric+al line, ; or- exemple en silicium, qui comprend une oti plusieurs jonction pn. Le bord du corps semi-conducteur est chanfreiné de fajcn ccïeïus, r.fin d'augmenter la rigidité diélectrique. Les surfaces de contact ext-I-rieures du ccr;s semi—conducteur sent fixées à des 35 plaques de support S, $. Celles-ci nent constituées en un matériau dont le coefficient de dilatation correspond à celui du corps semi-conducteur. A ces plaques de support 8, sont juxtaposées — éventuellement avec interposition BAD copv 72 08389 i 2128812 de minces feuilles d'un matériau ductile — des pièces de pression 5( 6 en cuivre ou en un alliage de cuivre, qui par exemple constituent des corps de refroidissement. L'ensemble du groupe constitué par les composants décrits ci-dessus 5 est serré entre deux éléments d'appui 1, 2, en appliquant le principe de l'invention mis en évidence sur la Fig. 1 et décrit plus haut. Les pièces de pression conformées en corps de refroidissement présentent, sur les faces frontales détournées l'une de l'autre, des renflements 3 et 4f à courbure généralement convexe, qui occupent une position centrale. Ces renflements 10 peuvent affecter la forme de calottes sphériques, par exemple. Les surfaces des éléments d'appui 1, 2 qui sont en contact à pression avec ces renflements présentent, suivant l'invention, un rayon de courbure d'une valeur différente de celle du rayon des renflements, et affectent dans la monture de la Fig. 2 une forme plane, par exemple (rayon de courbure infini). Une solution favora— 15 ble consiste à donner une forme plane aux faces frontales éloignées l'une de l'autre des pièces de pression 5» 6, et à prévoir des renflements en forme de calottes sphériques sur les éléments d'appui correspondants (variante A). Cette forme d'exécution permet d'assembler, sous la forme d'une colonne, plusieurs dispositions consistant chacune en deux pièces de pression entre lesquelles 20 sont disposés des corps semi—conducteurs. En cutre, les surfaces appliquées les unes contre les autres à contact à pression peuvent être établies de telle manière qu'un des corps de refroidissement soit pourvu d'un renflement, et que l'autre soit plan, les surfaces correspondantes des éléments d'appui étant planes ou pourvues d'un renflement (disposition non représentée sur la Fig.2), 25 Pour produire la pression de serrage, on prévoit des boulons de serra ge, dont deux sont représentés sur la Fig. 2, à savoir les boulons 10 et 11. Les boulons de serrage prennent appui, par l'entremise de paquets de rondelles Belleville 12, 13, sur les éléments d'appui 1, 2. Pour assurer l'isolement électrique requis entre les deux -éléments d'appui, on monte les boulons de 30 serrage dans ceux-ci avec interposition de pièces isolantes 14, 15» LeB boulons de serrage 10, 11, sont entourés chacun d'une gaine isolante 16. Lorsque le développement latéral des corps de refroidissement est supérieur à la distance entre les boulons et l'axe longitudinal du système, on doit munir les corps de refroidissement d'évidements appropriés (disposition non représentée 35 sur la Fig. 2). Il convient toutefois de veiller à maintenir une distance suffisamment grande entre les bculcns de serrage et les corps de refroidissement, afin de ne pas entraver le mouvement radial du système entre les éléments d'appui, mouvement dû au mode de serrage. COPY 10 72 08389 . ' . 2128812 Il n'est pas judicieux d'effectuer l'amenée du courant et la collecte du courant par l'entremise des surfaces de contact entre le corps de refroidissement et l'élément d'appui. Pour cette raison, les corps de refroidissement sont munis d'électrodes de raccordement 18, 19. Cette dépense supplémentaire est cependant compensée par un avantage, à savoir: lorsqu'on prévoit un isolement entre les surfaces respectives, en contact à pression entre elles, des corps de refroidissement et des éléments d'appui, on peut omettre des moyens de séparation de potentiel entre les deux éléments d'appui. Ceci peut être obtenu, par exemple, en isolant électriquement les parties des éléments d'appui qui sont en contact avec les renflements des corps de refroidissement d'avec les éléments portant les boulons de serrage, ou d'autres éléments de fixation. Cette disposition est représentée dans l'armature suivant la fig. 2, variante B, par exemple. Des plaquettes d'acier 21 sont collées sur les faces tournées l'une vers l'autre des éléments d'appui, avec 15 interposition d'une couche isolante 20. De même, le corps de refroidissement peut être muni d'une pièce intermédiaire de forme appropriée. Il va de soi que les deux variantes d'exécution peuvent aussi être appliquées lorsqu'une séparation de potentiel n'est; pas nécessaire; la couche intermédiaire 20 peut être éliminée dans ce cas. ^0 A titre de variante, les faces frontales des éléments d'appui et des pièces de pression peuvent être planes, une pièce intermédiaire de forme sphérique étant interposée en contact avec ces surfaces (variante C de la Fig. 2). Lors de la réalisation pratique de l'invention, il y a lieu de veiller 25 que la pression de surface maximale des coussinets (surfaces de contact entre les éléments d'appui et les corps de refroidissement) demeure inférieure à la limite d'allongement (pression de Hertz). Cette condition peut cependant être remplie pour chaque pression de serrage désirée, grâce au choix d'un matériau approprié pour "les coussinets ainsi que des rayons de courbure 30 des surfaces en contact. Ainsi, le rayon de contact minimal r ^ pour coussinets dont les deux surfaces en contact sont constituées en acier trempé ayant un module d'é- d lc.sticii.é E = 2,1. 10 kg/mm2; ; our un effort de serrage de P = 2QCC Kp et une limite d'allongement de 2GC kg/nm2, est 35 r . = 82 mm mm Ce rayon peut être réduit lorsqu'un des éléments d'appui est constitué, non pas par un plan, mais , par une surface sphérique. Il en résulte cependant une plus grande difficulté d'exécution. BAD ORIGINAL COPY 72 08389 6 2128812 20 On peut procéder' à une réduction plus poussée de r . lorsqu'on prévoit min ' une seule utilisation du dispositif de serrage". Dans ce cas, la compensation du défaut de parallélisme a lieu pour une pression de serrage moindre, c'est-à— : dire, avant que la pression de surface dans le coussinet ne dépasse la limite 5 d'allongèmeirt. ' Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux corps semi-conducteurs munis de plaquettes de support filées à une de leurs surfaces frontales, ou à toutes les deux, G'es-t' précisément l'uniformité de la pression de surface, uniformité réalisable à l'aide" de la monture suivant l'invention, qui permet, 10 d'une manière presque idéale, d'établir un contact à pression avec des cellules à disque dites "nues", c'est—à—dire des éléments semi—conducteurs dépourvus de plaquettes de support en molybdène, et analogues, fixées par alliage ou soudage. Il va de soi que l'on peut serrer plus d'un corps semi-conducteur entre chaque deux pièces de pression constituées en corps de refroidissement. 15 Pour mieux comprendre une forme de réalisation particulièrement favora ble de la monture suivant l'invention, forme qui permet d'éviter des pressions excessives dans l'élément semi—conducteur, on examinera d'une manière plus détaillée le croquis de principe représenté sur la Fig. 3. Le croquis de principe suivant la Fig. 3 est une représentation schématique d'une monture. Entre deux éléments d'appui et A^, est serré un oylin&ïé* Z comportant des rétrécissements. L'effort de serrage F est indiqué par des * flèches. La cylindre Z'symbolise une colonne constituée par de nombreux éléments, tels que corps semi-conducteurs, plaquettes de pression, corps de refroidissement, etc. Le cylindre présente, sur- ses deux faces frontales, des pièces de pression et Dg en. forme de calottes sphériques. Des ressortB et Fg sont adjoints aux éléments d'appui. Lors d'une chute libre, d'une hauteur h, sur une base non défornabla, il s'établit, avec le système suivant la Fig, 1, une force R. AussitSt que celle—ci dépasse la limite du frottement statique, l'allongement des ressorts F^ et Fg demeure constant, cependant que la colonne serrée entre les éléments d'appui se-déplace entre ceux-ci (frottement de glissement), jusqu'à la consommation totale de l'.énergie cinétique résiduelle. Dans l'hypothèse où l'énergie des ressorts, est négligeable et où la totalité de l'énergie cinétique se transforme en chaleur de frottement-, l'ensemble de la. colonne se déplace d'une quantité .. - • . 2/V Dans cette équation, /UG désigne les coefficients de frottement de glissement} P •» l'effort de serrage; m — la masse dé. la colonne; g — l'accélération COPY 25 30 35 72 08389 7 2128812 10 de la pesanteur; et h. — la hauteur de chute. Un tel système, dans lequel un glissement se produit .en deux endroits, n'est nullement instable. En effet, à l'aide des équations de mouvement, on peut démontrer que, dans le cas d'asymétries éventuelles — par exemple lorsque les- coefficients de frottement sont différents des deux cStés — il s'établit immédiatement une force de frottement R plus élevée en conséquence, jusqu'à ce qu'il se produise un glissement symétrique. Un glissement unilatéral dû à une accélération unilatérale présente.tout aussi peu de risques. La grandeur de la sollicitation et la valeur du déplacement seront mis en évidence à l'aide d'un exemplè chiffré. On partira des valeurs numériques ci—après, qui ont été fournies par un cas d'application typique : yUg. yUç = 0,15 (enduit de TiC) L = 30 cm h. = 50 cm 15 m - 5 kg P = 1 Mp r = 1,4 cm (= le plus petit diamètre de la colonne, qui correspond donc au plus petit diamètre d'un élément intermédiaire; par exemple un corps 20 semi-conducteur ou un disque de molybdène). Partant de ces valeurs numériques, on obtient, pour le déplacement de * la colonne, A 2. = 0,52 cm La surcontrainte relative au point de la charge la plus élevée, c'est-à— 25 dire, le cas de systèmes symétriques, généralement au milieu de la colonne, s'élève ici à 1,2. Cette valeur peut encore être considérée comme admissible pour les systèmes de cette sorte. Dans l'ensemble d'exécution d'une monture représenté sur la Fig. 2 et déjà décrit en détail ci-dessus, les surfaces des éléments d'appui 1 et 2 tour- 30 nées vers les pièces de pression 5 et 6 présentent, à l'endroit des surfaces de contact avec les pièces de pression, ainsi que dans une certaine zone autour de ces surfaces, un enduit de carbure de titane désigné par 23 et 24, d'une épaisseur de 5 à 30 mm. D'njie manière générale, on peut prévoir des enduits dent le coefficient de frottement est compris entre 0,025 0,3, de 35 préférence entre 0,05 et 0,2. D'autre part, il ne faut pas que ces enduits aient à subir des déformations plastiques sensibles. De telles déformations augmenteraient les coefficients de frottement et compromettraient ainsi l'ac— -tion recherchée de l'enduit en tant que frein à friction • COPY 72 08389 8 2128812 10 15 20 25 30 Lors d'une mise en oeuvre pratique d'une monture suivant l'invention, on a appliqué la couche de carbure de titane par dépôt chimique à partir de la phase gazeuse. De tels procédés pour le traitement de surfaces métalliques sont connus, par exemple, par la "revue "Schweizer Archiv", Juin 1967, pp. 157.. 166. Le coefficient de frottement obtenu avec oet enduit était de 0,15 (comparer l'exemple chiffré). On peut également concevoir d'autres enduits à "base de matières synthétiques, pour autant que leurs propriétés satisfassent aux conditions spécifiées ci-dessus. Ainsi, il convient d'utiliser à cette fin des matériaux dits anti-friction en matières synthétiques, tels que les polyamides, les stratifiés à tissu, etc. Il est bien entendu qu'au lieu de munir les éléments d'appui d'un enduit, OBt peut enduire les surfaces correspondantes des pièces de pression, ou mieux encore, les deux surfaces appliquées à pression l'une contre l'autre des deux côtés de la monture. Il peut s'avérer avantageux de munir d'un enduit suivant lfinvention les pièces intermédiaires 20, 21 présentes sur les pièces de pression, et/ou sur les éléments d'appui (variante B de la Fig. 2), ou d'interposer entre la pièce de pression et l'élément d'appui une "bille ainsi enduite (variante C de la Fig. 2), ou un corps lenticulaire enduit (non représenté). On peut également concevoir des pièces intercalaires, des billes ou des corpB lenticulaires constitués eux-mênes en une matière appropriée présentant des coefficients de fretteaent appropriés. Les deux solutions citées en dernier lieu offrent l'avantage d'une exécution très économique. Afin d'éviter des ondes de choc lors des sollicitations nommées pluB haut, il est avantageux de munir les bords des éléments d'appui d'anneaux en caoutchouc F^, servant de ressort. L'invention déorite ci-dessus offre les avantages suivants : la colonne serrée entre les éléments d'appui s'ajuste automatiquement, lors du aontage, en vue de la compensation de défauts de parallélisme éventuels des surfaces en contact à pression entre elles, sans que les éléments semi-conducteurs, très vulnérables, soient endommagés} grâce au frein à friction "incorporé", on évite des dégradations des parties actives à la suite de sollicitations mécaniques dynamiques lors des manipulations de la monture. Grâce à ces deux particularités, la monture suivant l'invention peut être utilisée notamment pour la mise en contact de systèmes formés entièrement par diffusion, sans faire appel à des plaques de Bupport appliquées par alliage ou par soudage. 72 08309 inoon £. \ Z-KjO l z. • REVEKBICATIONS - - 1) Kont-ure comprenant- au moins un élément semi—conducteur serré entre deux pièces de pression, dans laquelle il est prévu des éléments de serrage par l'intermédiaire desquels les pièces àe pression sont pressées par des ressorts contre deux côtés de l'élément semi—conducteur, caractérisée en ce que, sur chacun de ces côtés, au moins deux surfaces qui sont en contact à pression entre elles présentent des rayons de courbure différents. 2) Monture suivant- la revendication 1 caractérisée en ce" qu'au moins une pièce de pression (5, 6) constitue Un corps de refroidissement. 3) Monture suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les faces frontales détournées l'une de l'autre des pièces de pression (5, 6) sont munies de renflements (3, 4) à. courbure généralement convexe, et en co que les surfaces correspondantes, qui sont en contact à pression avec les renflements précités, des éléments de serrage (l, 2), sont convexes, concaves ou planes. 4) Monture suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les surfaces tournées l'une vers l'autre des éléments de serrage (l, 2) sont munies de renflements à courbure généralement convexe, et en ce que les surfaces correspondantes, qui sont en contact à pression aveG les renflements précités, des pièces de pression (5, 6) sont convexes, concaves ou planes. 5) Monture suivant la revendication 3 ou 4» caractérisée en ce que les renflements présentent une courbure sphérique convexe. 6) Monture suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rayon de courbure minimal (rm^n) est supérieur ou égal au rayon de courbure qui résulte de la formule de Hertz pour la pression de surface de deux corps à surfaces courbes. 7) Monture suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4 °u 5j caractérisée en ce que, dans le cas d'une utilisation unique de la monture, le rayon de courbure minimal (rmj_n) représente au moins dix pour cent du rayon de courbure qui ressort de la formule de Hertz pour la pression de surface de deux corps à surfaces courbes. 8) Monture suivant l'une, des revendications précédentes, caractérisée en ce que les renflements (3, 4) sont formés par des pièces intermédiaires (20, 21) à un côté courbe. 9) Monturè suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'une pièce intermédiaire sphérique est prévue entre les éléments de serrage (l, 2) d'une, part, et les pièces de pression (5» 6) d'autre part, et en ce que les surfaces qui sont en contact à pression avec la pièce intermédiaire, des éléments de serrage (l, 2), ainsi que les surfaces des pièces de pression (5, 6, sont 72 08389 2128812 convexes, concaves ou planes. 10) Monture suivant la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce qu'au moins une des surfaces, qui sont en contact à pression avec les pièces inter- f médiaires (20, 21), des éléments de serrage et/ou des pièces de pression, est 5 isolée, électriquement de ces pièces intermédiaires. 11) Monture suivant la revendication 1 caractérisée en ce que les surfaces de contact qui sont en contact à pression entre elleB sont constituées de telle manière qu'une partie de l'énergie cinétique qui se développe à la suite de sollicitations mécaniques dynamiques est convertie en chaleur de frottement. 12) Monture suivant la revendication 11 caractérisée en ce que, pour éviter des ondes «de choc, les éléments d'appui (l, 2) sont munis de ressorts (Fr F2). 13) Kurfrur® suivant la revendication 11 ou 12, caractérisée en oe qu'au "J «oiaS Mae des surfaces de contact, qui sont exi contact à pression des deux côtés de la monture, possède un coefficient de frottement compris entre 0,0?5 et 0,3, de préférence entre 0,05 et 0f2. 14) Monture suivant la revendication 11 ou 13, caractérisée en ce qu'm moins une des Burfaos de contact situées des deux côtés de la monture est ^ munie d'une couche de carbure métallique (23, 24). 15) Monture snivant la revendication 14» caractérisée ea ce que la oou ohe de carbure métallique présente une épaisseur 1 yum à 100 /um, d« préférer»» de 5 yAim à 30 /um, 16) Monture suivant la revendication 14 ou 15, caraotérisée en oe que 25 J le carbure métallique est le carbure de titane. 17) Monture suivant la revendication 13 caractérisée en ce que les renflementB prévus sur les pièces à pression (5, 6), et constitués par deB pièces intermédiaires (21-) à courbure unilatérale, sont munies d'uae oouche de carbure métallique, de préférence de carbure de titane.