FR3060901A1 - ELECTRONIC POWER MODULE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module électronique de puissance (1) comprenant : - un substrat ; - au moins une puce électronique, la puce électronique ayant une première face en contact avec le substrat ; - un premier élément surfacique (11) électriquement conducteur destiné à être mis à un premier potentiel électrique et un deuxième élément surfacique (12) électriquement conducteur destiné à être mis à un deuxième potentiel électrique, de manière à fournir une alimentation électrique à la puce électronique caractérisé en ce qu'au moins une partie du premier élément surfacique (11) est située en vis-à-vis d'au moins une partie du deuxième élément surfacique (12) le long d'une zone de recouvrement, ladite partie du premier élément surfacique (11) étant séparée de ladite partie du deuxième élément surfacique (12) par un élément isolant électrique (10) au niveau de ladite zone de recouvrement.The invention relates to an electronic power module (1) comprising: - a substrate; at least one electronic chip, the electronic chip having a first face in contact with the substrate; a first electrically conductive surface element (11) intended to be placed at a first electrical potential and a second electrically conductive surface element (12) intended to be placed at a second electrical potential, so as to supply an electrical supply to the electronic chip characterized in that at least a portion of the first surface element (11) is located opposite at least a portion of the second surface element (12) along an overlap zone, said portion of the first a surface element (11) being separated from said portion of the second surface element (12) by an electrical insulating element (10) at said overlap area.
Description
Domaine techniqueTechnical area
La présente invention concerne un module électronique de puissance tel qu’utilisé notamment dans le domaine de l’automobile.The present invention relates to an electronic power module as used in particular in the automotive field.
État de la technique antérieureState of the art
Dans de nombreuses applications industrielles, des modules électroniques de puissance sont mis en œuvre afin de mettre en forme des signaux électriques permettant de piloter le fonctionnement d’un système électrique, tel que par exemple un compresseur de suralimentation électrique utilisé dans le domaine automobile. De tels modules électroniques de puissance comprennent généralement un substrat sur lequel sont monté des composants électroniques.In many industrial applications, electronic power modules are used in order to format electrical signals making it possible to control the operation of an electrical system, such as for example an electric supercharging compressor used in the automotive field. Such electronic power modules generally comprise a substrate on which electronic components are mounted.
On connaît des modules électroniques de puissances surmoulés, dont les puces électroniques sont noyées dans un même matériau électriquement isolant afin de les protéger.Electronic modules of overmolded powers are known, the electronic chips of which are embedded in the same electrically insulating material in order to protect them.
Dans de tels modules électroniques de puissance surmoulés, les puces électroniques sont électriquement connectées à des lignes de puissance situées au-dessus desdites puces électroniques, de manière sensiblement parallèle au substrat. En particulier, les lignes de puissances sont adjacentes les unes aux autres, et toutes situées dans un même plan. Il en résulte un accroissement des dimensions latérales de ces modules électroniques de puissance surmoulés qui nuisent à leur compacité. Par ailleurs, la proximité latérale de deux lignes de puissance adjacentes de potentiels électriques différents fait apparaître des inductances parasites dans l’une ou l’autre ligne de puissance adjacente, conduisant à un niveau de bruit électrique plus élevé du module électronique de puissance et une dégradation de ses performances générales, notamment une diminution de la fréquence de commutation des composants électroniques.In such overmolded power electronic modules, the electronic chips are electrically connected to power lines situated above said electronic chips, in a manner substantially parallel to the substrate. In particular, the power lines are adjacent to each other, and all located in the same plane. This results in an increase in the lateral dimensions of these overmolded electronic power modules which affect their compactness. Furthermore, the lateral proximity of two adjacent power lines with different electrical potentials causes parasitic inductances in one or the other adjacent power line, leading to a higher level of electrical noise from the electronic power module and a deterioration of its general performance, in particular a decrease in the switching frequency of electronic components.
La présente invention a pour objet de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages qui apparaîtront dans la description qui suit.The object of the present invention is to respond at least in large part to the above problems and also to lead to other advantages which will appear in the description which follows.
Un autre but de l’invention est de proposer un nouveau module électronique de puissance pour résoudre au moins un de ces problèmes.Another object of the invention is to propose a new electronic power module to solve at least one of these problems.
En particulier un but de la présente invention est de réduire les inductances parasites entre les lignes de puissance d’un tel module électronique de puissance.In particular, an object of the present invention is to reduce the parasitic inductances between the power lines of such an electronic power module.
En particulier un but de la présente invention est d’améliorer le rendement d’un tel module électronique de puissance.In particular, an object of the present invention is to improve the efficiency of such an electronic power module.
-2En particulier un but est de réduire les dimensions latérales d’un tel module électronique de puissance.-2In particular, an aim is to reduce the lateral dimensions of such an electronic power module.
Exposé de l’inventionStatement of the invention
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un module électronique de puissance comprenant (i) un substrat, (ii) au moins une puce électronique, la puce électronique ayant une première face en contact avec le substrat, (iii) un premier élément surfacique électriquement conducteur destiné à être mis à un premier potentiel électrique et un deuxième élément surfacique (12) électriquement conducteur destiné à être mis à un deuxième potentiel électrique, de manière à fournir une alimentation électrique à la puce électronique. Dans un module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention, au moins une partie du premier élément surfacique est située en vis-à-vis d’au moins une partie du deuxième élément surfacique le long d’une zone de recouvrement, ladite partie du premier élément surfacique étant séparée de ladite partie du deuxième élément surfacique par un élément isolant électrique au niveau de ladite zone de recouvrement. Autrement dit, dans la zone de recouvrement, le premier élément surfacique s’étend au dessus du deuxième élément surfacique, l’élément électrique isolant étant entre le premier et le deuxième élément surfacique. Notamment, dans la zone de recouvrement, le premier et le deuxième élément surfacique s’étendent suivant des plans respectifs qui sont parallèles entre eux, l’espace entre les deux plans étant rempli par l’élément isolant électrique.According to a first aspect of the invention, at least one of the abovementioned objectives is achieved with an electronic power module comprising (i) a substrate, (ii) at least one electronic chip, the electronic chip having a first face in contact with the substrate, (iii) a first electrically conductive surface element intended to be set to a first electrical potential and a second electrically conductive surface element (12) intended to be set to a second electrical potential, so as to provide an electrical supply to the microchip. In an electronic power module according to the first aspect of the invention, at least a part of the first surface element is located opposite at least a part of the second surface element along an overlap zone, said part of the first surface element being separated from said part of the second surface element by an electrical insulating element at the level of said overlap zone. In other words, in the overlap zone, the first surface element extends above the second surface element, the electrical insulating element being between the first and the second surface element. In particular, in the overlap zone, the first and the second surface element extend along respective planes which are parallel to each other, the space between the two planes being filled with the electrical insulating element.
Dans le cadre de la présente invention, un élément surfacique prend la forme d’un conducteur électrique dont des dimensions latérales sont largement supérieures à leur épaisseur. En particulier un élément surfacique est en forme de lame. A titre d’exemple non limitatif, un élément surfacique au sens de l’invention peut avoir une largeur de l’ordre de la dizaine de millimètres, une longueur de l’ordre de plusieurs dizaines de millimètres, et une épaisseur de l’ordre de quelques centaines de micromètres. Les premier et deuxième éléments surfaciques sont chacun agencés pour pouvoir faire circuler un courant électrique entre leurs extrémités respectives. Ils peuvent être situés en vis-à-vis de la surface du substrat et de la ou des puces électroniques, de sorte que la ou lesdites puces électroniques sont situées dans une position intermédiaire entre le substrat et au moins un des éléments surfaciques, voire entre le substrat d’une part et les éléments surfaciques d’autre part.In the context of the present invention, a surface element takes the form of an electrical conductor whose lateral dimensions are much greater than their thickness. In particular, a surface element is in the form of a blade. By way of nonlimiting example, a surface element within the meaning of the invention may have a width of the order of ten millimeters, a length of the order of several tens of millimeters, and a thickness of the order of a few hundred micrometers. The first and second surface elements are each arranged to be able to circulate an electric current between their respective ends. They can be located opposite the surface of the substrate and the electronic chip (s), so that the said electronic chip (s) are located in an intermediate position between the substrate and at least one of the surface elements, or even between the substrate on the one hand and the surface elements on the other.
Notamment, le module électronique peut comprendre une pluralité de ladite puce électronique. Notamment, le premier élément surfacique est en contact avec au moins une partie des puces électroniques du module électronique de puissance ; et le deuxième élément surfacique est en contact avec au moins une partie des puces électroniques du module électronique de puissance. En particulier, les puces électroniques sont mises en contact avec l’un et/ou l’autre des éléments surfaciques par l’intermédiaire de leur deuxième face, la deuxième face de chaque puce électroniqueIn particular, the electronic module can comprise a plurality of said electronic chip. In particular, the first surface element is in contact with at least part of the electronic chips of the electronic power module; and the second surface element is in contact with at least part of the electronic chips of the electronic power module. In particular, the electronic chips are brought into contact with one and / or the other of the surface elements by means of their second face, the second face of each electronic chip.
-3étant préférentiellement située du côté opposé de ladite puce électronique par rapport à sa première face. La qualité du contact entre les premier et deuxième éléments surfaciques d’une part et la deuxième face des puces électroniques d’autre part sera décrite ultérieurement.-3 being preferably located on the opposite side of said electronic chip relative to its first face. The quality of the contact between the first and second surface elements on the one hand and the second face of the electronic chips on the other hand will be described later.
Au niveau de la zone de recouvrement, les premier et deuxième éléments surfaciques sont séparés l’un de l’autre : il n’existe donc pas de point de contact entre eux, au moins au niveau de cette zone de recouvrement. En d’autres termes, en tout point de la zone de recouvrement, les parties correspondantes des premier et deuxième éléments surfaciques sont distantes l’une de l’autre. Par ailleurs, l’élément isolant électrique logé au moins entre les premier et deuxième éléments surfaciques au niveau de la zone de recouvrement permet d’empêcher l’établissement d’un court-circuit entre lesdits éléments surfaciques et de garantir un fonctionnement optimal du module électronique de puissance, y compris dans des conditions d’utilisation vibratoires.At the level of the overlap zone, the first and second surface elements are separated from each other: there is therefore no point of contact between them, at least at this overlap zone. In other words, at any point in the overlap area, the corresponding parts of the first and second surface elements are distant from each other. Furthermore, the electrical insulating element housed at least between the first and second surface elements at the level of the overlap zone makes it possible to prevent the establishment of a short circuit between said surface elements and to guarantee optimal operation of the module. power electronics, including in vibrational conditions of use.
Ainsi, la configuration avantageuse du module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention et dans laquelle les premier et deuxième éléments surfaciques se cbevaucbent le long de la surface de recouvrement permet de réduire les inductances parasites entre lesdits premier et deuxième éléments surfaciques lorsque ceux-ci sont parcourus par un courant électrique non nul. L’invention conforme à son premier aspect permet ainsi de limiter les effets de bord d’un élément surfacique à l’autre et d’augmenter sensiblement les performances du module électronique de puissance, notamment en termes de rendement. Consécutivement, comme les éléments surfaciques ne sont plus situés systématiquement dans un même plan et selon une configuration adjacente, le cbevaucbement, même partiel, des premier et deuxième éléments surfaciques permet de rendre plus compact ledit module électronique de puissance.Thus, the advantageous configuration of the electronic power module according to the first aspect of the invention and in which the first and second surface elements overlap along the covering surface makes it possible to reduce the parasitic inductances between said first and second surface elements when these are traversed by a non-zero electric current. The invention in accordance with its first aspect thus makes it possible to limit the edge effects from one surface element to another and to significantly increase the performance of the electronic power module, in particular in terms of efficiency. Subsequently, since the surface elements are no longer systematically located in the same plane and in an adjacent configuration, the overlapping, even partial, of the first and second surface elements makes it possible to make said electronic power module more compact.
Le module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention comprend au moins une puce électronique pouvant prendre la forme :The electronic power module according to the first aspect of the invention comprises at least one electronic chip which can take the form:
— d’un composant électronique passif tels qu’une résistance électrique et/ou un composant capacitif ; et/ou — d’un composant électronique actif tel que par exemple un transistor, par exemple du type transistor à effet de cbamp à structure métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET pour « Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ») ou transistor bipolaire à grille isolée (IGBT pour « Jnsulated Gâte Bipolar Transistor ») ; et/ou ~ d’une puce semi-conductrice permettant de réaliser une ou plusieurs fonctions logiques afin de permettre au module électronique de puissance de mettre en forme les signaux électriques de puissance.- a passive electronic component such as an electrical resistance and / or a capacitive component; and / or - an active electronic component such as for example a transistor, for example of the cbamp effect transistor with metal-oxide-semiconductor structure (MOSFET for "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor") or bipolar transistor with gate isolated (IGBT for "Jnsulated Gâte Bipolar Transistor"); and / or ~ of a semiconductor chip making it possible to perform one or more logic functions in order to allow the electronic power module to format the electrical power signals.
Pour ce faire, la puce électronique est fixée solidairement sur le substrat.To do this, the electronic chip is fixed integrally on the substrate.
-4Le module électronique de puissance peut comprendre une pluralité de puces électroniques reliées entre elles par un circuit électrique. En particulier, la ou les puces électroniques sont des puces nues dont un même boîtier du module électronique de puissance réalise l’encapsulation.The electronic power module can include a plurality of electronic chips linked together by an electrical circuit. In particular, the electronic chip or chips are bare chips of which the same box of the electronic power module encapsulates.
Le substrat est préférentiellement au moins en partie isolant. A titre d’exemple non limitatif, le substrat peut être du type PCB (« Printed Circuit Board » pour circuit imprimé) formé par un assemblage d’une ou plusieurs fines coucbes électriquement conductrices, par exemple en cuivre, séparées par un matériau isolant, par exemple une résine époxy.The substrate is preferably at least partially insulating. By way of nonlimiting example, the substrate may be of the PCB (“Printed Circuit Board” for printed circuit) type formed by an assembly of one or more fine electrically conductive layers, for example of copper, separated by an insulating material, for example an epoxy resin.
De manière avantageuse, le module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention peut comprendre au moins un des perfectionnements suivants dont les caractéristiques peuvent être prises seules ou en combinaison :Advantageously, the electronic power module according to the first aspect of the invention can comprise at least one of the following improvements, the characteristics of which can be taken alone or in combination:
~ les premier et deuxième éléments surfaciques sont en contact avec une deuxième face d’au moins une partie de la pluralité des puces électroniques, chaque puce électronique étant en contact avec au moins un des éléments surfaciques ;~ the first and second surface elements are in contact with a second face of at least part of the plurality of electronic chips, each electronic chip being in contact with at least one of the surface elements;
~ l’élément isolant électrique forme un surmoulage du module électronique de puissance, notamment surmoulant ensemble le substrat, la ou les puces électroniques et au moins une portion des éléments surfaciques. Préférentiellement, l’élément isolant électrique est déposé dans un état liquide dans un moule qui comprend au préalable le substrat muni du ou des puces électroniques ;~ the electrical insulating element forms an overmolding of the electronic power module, in particular overmolding together the substrate, the electronic chip or chips and at least a portion of the surface elements. Preferably, the electrical insulating element is deposited in a liquid state in a mold which comprises beforehand the substrate provided with the electronic chip (s);
~ l’élément isolant électrique entoure au moins partiellement, voire totalement, l’au moins une puce électronique et/ou au moins une portion respective des éléments surfaciques du module électronique de puissance. En particulier, les éléments surfaciques sont avantageusement entourés par l’élément isolant au niveau de la surface en vis-à-vis du substrat ;~ The electrical insulating element surrounds at least partially, or even completely, the at least one electronic chip and / or at least a respective portion of the surface elements of the electronic power module. In particular, the surface elements are advantageously surrounded by the insulating element at the level of the surface facing the substrate;
~ l’élément isolant électrique entoure au moins partiellement le substrat du module électronique de puissance ;~ the electrical insulating element at least partially surrounds the substrate of the electronic power module;
~ l’élément isolant électrique forme un boîtier de protection pour le module électronique de puissance ;~ the electrical insulating element forms a protective box for the electronic power module;
~ l’élément isolant électrique est préférentiellement du type d’une résine époxy ;~ the electrical insulating element is preferably of the type of an epoxy resin;
~ au moins un des éléments surfaciques s’étend latéralement au-delà de l’élément électriquement isolant pour former une borne de connexion électrique ;~ at least one of the surface elements extends laterally beyond the electrically insulating element to form an electrical connection terminal;
~ le substrat comprend une première partie et une deuxième partie maintenues ensemble par l’élément électriquement isolant ;~ the substrate comprises a first part and a second part held together by the electrically insulating element;
-5une extrémité du premier élément surfacique ou une extrémité du deuxième élément surfacique est couplée mécaniquement et/ou électriquement à l’une des parties du substrat ;One end of the first surface element or one end of the second surface element is mechanically and / or electrically coupled to one of the parts of the substrate;
un interstice séparant le premier élément surfacique du deuxième élément surfacique au niveau de la zone de recouvrement est inférieur à 1 mm, et préférentiellement compris entre 300 pm et 500 pm. Ces gammes de valeur d’interstice séparant le premier élément surfacique du deuxième élément surfacique au niveau de la zone de recouvrement permettent avantageusement de réduire significativement l’inductance parasite entre ledit premier élément surfacique et le deuxième élément surfacique ;a gap separating the first surface element from the second surface element at the level of the overlap zone is less than 1 mm, and preferably between 300 μm and 500 μm. These ranges of gap value separating the first surface element from the second surface element at the overlap zone advantageously make it possible to significantly reduce the parasitic inductance between said first surface element and the second surface element;
afin de minimiser les effets d’inductance parasite, une superficie de la zone de recouvrement est supérieure ou égale à 20%, voire 50% d’une superficie du deuxième élément surfacique, permettant ainsi d’accroître les performances du module électronique de puissance d’environ 10 à 15% par rapport à une configuration adjacente des premier et deuxième éléments surfaciques telle que connue dans l’art antérieur ;in order to minimize the effects of parasitic inductance, an area of the overlap area is greater than or equal to 20%, or even 50% of an area of the second surface element, thus making it possible to increase the performance of the electronic power module d '' about 10 to 15% compared to an adjacent configuration of the first and second surface elements as known in the prior art;
le premier potentiel électrique du premier élément surfacique correspond à un potentiel électrique baut d’une source d’énergie électrique et le deuxième potentiel électrique du deuxième élément surfacique correspond à un potentiel électrique bas d’une source d’énergie électrique, ledit deuxième potentiel électrique étant inférieur au premier potentiel électrique. En d’autres termes, la valeur efficace du premier potentiel électrique est supérieure à la valeur efficace du deuxième potentiel électrique. Par exemple le premier potentiel électrique correspond à une tension dont la valeur efficace est positive, et le deuxième potentiel électrique correspond à une tension dont la valeur efficace est négative. Les signaux électriques transportés par les premier et deuxième éléments surfaciques peuvent être de tout type, notamment une tension et/ou un courant alternatif ou préférentiellement une tension et/ou un courant continu ;the first electrical potential of the first surface element corresponds to an electrical potential baut of an electrical energy source and the second electrical potential of the second surface element corresponds to a low electrical potential of an electrical energy source, said second electrical potential being lower than the first electrical potential. In other words, the effective value of the first electrical potential is greater than the effective value of the second electrical potential. For example, the first electrical potential corresponds to a voltage whose effective value is positive, and the second electrical potential corresponds to a voltage whose effective value is negative. The electrical signals transported by the first and second surface elements can be of any type, in particular an alternating voltage and / or a current or preferably a direct voltage and / or a direct current;
au niveau de la zone de recouvrement, le deuxième élément surfacique est situé entre le substrat et le premier élément surfacique, notamment entre la deuxième face des puces électroniques et le premier élément surfacique;at the overlap zone, the second surface element is located between the substrate and the first surface element, in particular between the second face of the electronic chips and the first surface element;
le module électronique de puissance comprend un troisième élément surfacique électriquement conducteur et destiné à être mis à un troisième potentiel électrique. Préférentiellement, le troisième potentiel électrique appliqué au troisième élément surfacique est différent des premier et deuxième potentiels électriques appliqués respectivement aux premier et deuxième éléments surfaciques ;the electronic power module comprises a third electrically conductive surface element and intended to be set to a third electrical potential. Preferably, the third electrical potential applied to the third surface element is different from the first and second electrical potentials applied respectively to the first and second surface elements;
-6une extrémité du troisième élément surfacique est couplée mécaniquement et/ou électriquement à l’une des parties du substrat qui n’est pas connectée à l’un des premier et deuxième éléments surfaciques ;One end of the third surface element is mechanically and / or electrically coupled to one of the parts of the substrate which is not connected to one of the first and second surface elements;
le troisième potentiel électrique du troisième élément surfacique est destiné à être mis à un potentiel électrique de sortie du module électronique de puissance, les premier et deuxième éléments surfaciques étant configurés pour porter des potentiels électriques d’entrée dudit module électronique de puissance. Typiquement, et selon une application préférée le troisième potentiel électrique correspond à un signal électrique de type PWM, acronyme anglais pour « Puise Widtb Modulation » correspondant à un signal électrique dont la largeur d’impulsion est modulée. Le troisième signal électrique est mis en forme par le module électronique de puissance et il est destiné à piloter le fonctionnement d’une machine électrique à laquelle le module électronique de puissance est alors électriquement raccordé ;the third electrical potential of the third surface element is intended to be set to an electrical output potential of the electronic power module, the first and second surface elements being configured to carry electrical input potentials of said electronic power module. Typically, and according to a preferred application, the third electrical potential corresponds to an electrical signal of the PWM type, English acronym for "Puise Widtb Modulation" corresponding to an electrical signal whose pulse width is modulated. The third electrical signal is formed by the electronic power module and it is intended to control the operation of an electric machine to which the electronic power module is then electrically connected;
une deuxième face de la puce électronique est en contact avec au moins un des éléments surfaciques ;a second face of the electronic chip is in contact with at least one of the surface elements;
par le biais de sa deuxième face, chaque puce électronique est en contact avec un seul élément surfacique ;through its second face, each electronic chip is in contact with a single surface element;
chaque première face des puces électroniques est couplée mécaniquement au substrat afin de fixer solidairement lesdites puces électroniques sur ledit substrat. Le couplage mécanique peut être réalisé par tout moyen connu, tel que par un bridage mécanique, par brasage ou par collage ;each first face of the electronic chips is mechanically coupled to the substrate in order to secure said electronic chips on said substrate. Mechanical coupling can be achieved by any known means, such as by mechanical clamping, by brazing or by bonding;
chaque première face des puces électroniques est couplée électriquement à au moins une piste électrique du substrat afin d’établir un routage des signaux électrique au travers du module électronique de puissance, et plus particulièrement entre le substrat et les puces électroniques, au travers d’un réseau de pistes électriques réalisées sur ledit substrat. Chaque piste électrique est électriquement conductrice afin de pouvoir transporter un courant électrique entre plusieurs de ses extrémités, et notamment entre deux puces électroniques par exemple. Ainsi, la première face de chaque puce électronique comprend avantageusement une borne de connexion électrique afin de réaliser le couplage électrique entre la piste électrique correspondante du substrat et ladite puce électronique, et plus particulièrement avec au moins un des composants électroniques de la puce électronique. Alternativement, le substrat est totalement conducteur, au moins au niveau de sa surface en contact avec la première face des puces électroniques correspondantes. En particulier, le substrat comprend une lame métallique, par exemple en cuivre ;each first face of the electronic chips is electrically coupled to at least one electrical track of the substrate in order to establish a routing of the electrical signals through the electronic power module, and more particularly between the substrate and the electronic chips, through a network of electrical tracks produced on said substrate. Each electrical track is electrically conductive in order to be able to transport an electric current between several of its ends, and in particular between two electronic chips for example. Thus, the first face of each electronic chip advantageously comprises an electrical connection terminal in order to carry out the electrical coupling between the corresponding electrical track of the substrate and said electronic chip, and more particularly with at least one of the electronic components of the electronic chip. Alternatively, the substrate is fully conductive, at least at its surface in contact with the first face of the corresponding electronic chips. In particular, the substrate comprises a metal strip, for example made of copper;
-Ίcbaque première face des puces électroniques est couplée au substrat par collage, préférentiellement à l’aide d’une colle électriquement conductrice. Alternativement, chaque première face des puces électroniques est couplée au substrat par brasage ;- each first face of the electronic chips is coupled to the substrate by bonding, preferably using an electrically conductive adhesive. Alternatively, each first face of the electronic chips is coupled to the substrate by soldering;
au moins un des éléments surfaciques est du type d’une lame électriquement conductrice afin de pouvoir transporter des signaux électriques dits de puissance, dont les valeurs efficaces de leur tension sont comprises entre 0 et 1200 V. Dans le sens de la présente invention, la lame est une baguette plate dont les dimensions latérales sont très supérieures à son épaisseur ;at least one of the surface elements is of the type of an electrically conductive blade in order to be able to transport so-called electrical power signals, whose effective values of their voltage are between 0 and 1200 V. In the sense of the present invention, the blade is a flat rod whose lateral dimensions are much greater than its thickness;
au moins un des éléments surfaciques est fait d’un matériau métallique, par exemple du cuivre ou un alliage de cuivre ;at least one of the surface elements is made of a metallic material, for example copper or a copper alloy;
chaque deuxième face des puces électroniques est couplée mécaniquement à au moins un des éléments surfaciques afin de fixer solidairement le ou les éléments surfaciques aux puces électroniques correspondantes. Cette configuration avantageuse permet de rigidifier le module électronique de puissance et de limiter les risques d’arrachement des éléments surfaciques durant le fonctionnement du module électronique de puissance. Le couplage mécanique peut être réalisé par tout moyen connu, tel que par un bridage mécanique, par brasage ou par collage ;each second face of the electronic chips is mechanically coupled to at least one of the surface elements in order to solidly fix the surface element or elements to the corresponding electronic chips. This advantageous configuration makes it possible to stiffen the electronic power module and to limit the risks of tearing of the surface elements during the operation of the electronic power module. Mechanical coupling can be achieved by any known means, such as by mechanical clamping, by brazing or by bonding;
chaque deuxième face des puces électroniques est couplée électriquement à au moins un des éléments surfaciques afin d’établir un routage des signaux électrique au travers du module électronique de puissance, et plus particulièrement entre au moins un des éléments surfaciques et les puces électroniques. Ainsi, la deuxième face de chaque puce électronique comprend avantageusement une borne de connexion électrique afin de réaliser le couplage électrique entre le ou les éléments surfaciques correspondants et ladite puce électronique, et plus particulièrement avec au moins un des composants électroniques de la puce électronique ;each second face of the electronic chips is electrically coupled to at least one of the surface elements in order to establish a routing of the electrical signals through the electronic power module, and more particularly between at least one of the surface elements and the electronic chips. Thus, the second face of each electronic chip advantageously comprises an electrical connection terminal in order to achieve the electrical coupling between the corresponding surface element or elements and said electronic chip, and more particularly with at least one of the electronic components of the electronic chip;
chaque deuxième face des puces électroniques est couplée par collage à l’au moins un des éléments surfaciques, préférentiellement à l’aide d’une colle électriquement conductrice. Alternativement, chaque deuxième face des puces électroniques est couplée par brasage à l’au moins un des éléments surfaciques ;each second face of the electronic chips is coupled by bonding to at least one of the surface elements, preferably using an electrically conductive adhesive. Alternatively, each second face of the electronic chips is coupled by soldering to at least one of the surface elements;
au moins un des éléments surfaciques comprend un bossage dont une extrémité en saillie par rapport audit élément surfacique correspondant est en contact avec une des deuxièmes faces des puces électroniques. Cette configuration avantageuse permet de faciliter un contact local avec la puce électronique correspondante. Le bossage peut avantageusement être réaliséat least one of the surface elements comprises a boss, one end of which projecting from said corresponding surface element is in contact with one of the second faces of the electronic chips. This advantageous configuration facilitates local contact with the corresponding electronic chip. The boss can advantageously be carried out
-8par déformation de l’élément surfacique correspondant, par exemple par embossage et/ou par pliage ;-8 by deformation of the corresponding surface element, for example by embossing and / or by folding;
au moins un des éléments surfaciques s’étend latéralement au-delà de l’élément isolant électrique pour former une borne de connexion électrique et faciliter le raccordement électrique du module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention à un système électrique extérieur ;at least one of the surface elements extends laterally beyond the electrical insulating element to form an electrical connection terminal and to facilitate the electrical connection of the electronic power module according to the first aspect of the invention to an external electrical system;
la borne de connexion électrique d’au moins un des éléments surfaciques comprend une ouverture traversante pour faciliter le couplage mécanique d'un fil conducteur sur ladite borne de connexion électrique ;the electrical connection terminal of at least one of the surface elements comprises a through opening to facilitate the mechanical coupling of a conductive wire on said electrical connection terminal;
selon au moins une direction transversale du module électronique de puissance, chaque élément surfacique s’étend strictement à l’intérieur de l’élément isolant électrique, excepté au niveau de son éventuelle borne de connexion électrique. En d’autres termes, selon une direction transversale, tous les éléments surfaciques s’étendent entre un premier bord latéral et un deuxième bord latéral du module électronique de puissance, notamment entre un premier bord latéral et un deuxième bord latéral de l’élément isolant électrique, sans dépasser au-delà du premier et du deuxième bord latéral. La direction transversale considérée est avantageusement la direction perpendiculaire, ou transverse, à la direction d’élongation d’au moins une des bornes de connexion électrique ;in at least one transverse direction of the electronic power module, each surface element extends strictly inside the electrical insulating element, except at the level of its possible electrical connection terminal. In other words, in a transverse direction, all the surface elements extend between a first lateral edge and a second lateral edge of the electronic power module, in particular between a first lateral edge and a second lateral edge of the insulating element. electric, without protruding beyond the first and second lateral edge. The transverse direction considered is advantageously the direction perpendicular, or transverse, to the direction of elongation of at least one of the electrical connection terminals;
les premier et deuxième éléments surfaciques ont respectivement une première extrémité située d’un premier côté du module électronique de puissance, et le troisième élément surfacique a une première extrémité située d’un deuxième côté du module électronique de puissance. Cette configuration avantageuse permet de faciliter le raccordement électrique du module électronique de puissance à l’ensemble électrique dans lequel il s’intégre, en séparant spatialement les premier et deuxième éléments surfaciques porteurs de signaux électriques entrant dans le module électronique de puissance du troisième élément surfacique porteur de signal électrique sortant dudit module électronique de puissance ;the first and second surface elements respectively have a first end located on a first side of the electronic power module, and the third surface element has a first end located on a second side of the electronic power module. This advantageous configuration facilitates the electrical connection of the electronic power module to the electrical assembly in which it is integrated, by spatially separating the first and second surface elements carrying electrical signals entering the electronic power module from the third surface element. carrier of an electrical signal leaving said electronic power module;
le premier côté du module électronique de puissance est opposé au deuxième côté ;the first side of the electronic power module is opposite the second side;
le substrat comprend une première carte et une deuxième carte reliées ensemble par une deuxième extrémité du premier élément surfacique et/ou une deuxième extrémité du deuxième élément surfacique et/ou une deuxième extrémité du troisième élément surfacique ;the substrate comprises a first card and a second card connected together by a second end of the first surface element and / or a second end of the second surface element and / or a second end of the third surface element;
la deuxième extrémité du premier élément surfacique et/ou la deuxième extrémité du deuxième élément surfacique et/ou la deuxième extrémité du troisième élément surfacique est couplée mécaniquement et électriquement à l’une des cartes du substrat ;the second end of the first surface element and / or the second end of the second surface element and / or the second end of the third surface element is mechanically and electrically coupled to one of the cards of the substrate;
-9— la deuxième extrémité du premier élément surfacique est brasée sur la deuxième carte du substrat et la deuxième extrémité du troisième élément surfacique est brasée sur la première carte du substrat ;The second end of the first surface element is soldered to the second card of the substrate and the second end of the third surface element is soldered to the first card of the substrate;
— le deuxième élément surfacique est couplé uniquement à une partie des puces électroniques de la première carte par l’intermédiaire de leurs deuxièmes faces. Préférentiellement, le couplage du deuxième élément surfacique avec les deuxièmes faces de la partie des puces électroniques de la première carte est du type d’un couplage mécanique et/ou électrique, selon tout moyen décrit précédemment ;- the second surface element is coupled only to a part of the electronic chips of the first card via their second faces. Preferably, the coupling of the second surface element with the second faces of the part of the electronic chips of the first card is of the type of mechanical and / or electrical coupling, according to any means described above;
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un équipement électrique qui comprend une machine électrique et un module électronique de puissance conforme au premier aspect de l’invention ou à l’un quelconque de ses perfectionnements, et dont au moins un élément surfacique est connecté électriquement à ladite machine électrique afin de piloter son fonctionnement.According to a second aspect of the invention, electrical equipment is proposed which comprises an electrical machine and an electronic power module conforming to the first aspect of the invention or to any one of its improvements, and of which at least one element surface is electrically connected to said electric machine in order to control its operation.
Avantageusement, au moins une partie des éléments surfaciques du module électronique de puissance est connectée électriquement à une pb ase électrique différente de la machine électrique conforme au deuxième aspect de l’invention. D’une manière générale, chaque élément surfacique du module électronique de puissance est connecté à un potentiel électrique différent. En particulier, le troisième élément surfacique du module électronique de puissance peut avantageusement être raccordé à une borne de connexion d’entrée de la machine électrique par l’intermédiaire d’un conducteur électrique, le troisième élément surfacique portant un signal électrique de puissance généré par le module électronique de puissance, préférentiellement du type d’un signal électrique PWM comme décrit précédemment.Advantageously, at least part of the surface elements of the electronic power module is electrically connected to a different electrical base from the electric machine according to the second aspect of the invention. In general, each surface element of the electronic power module is connected to a different electrical potential. In particular, the third surface element of the electronic power module can advantageously be connected to an input connection terminal of the electric machine by means of an electrical conductor, the third surface element carrying an electric power signal generated by the electronic power module, preferably of the type of an electrical PWM signal as described above.
Préférentiellement, l’équipement électrique est du type d’un compresseur électrique, tel qu’utilisé dans le domaine automobile ou un alterno/démarreur.Preferably, the electrical equipment is of the type of an electric compressor, as used in the automotive field or an alternator / starter.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.Various embodiments of the invention are provided, integrating according to all of their possible combinations the different optional characteristics set out here.
Description des figuresDescription of the figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear further from the following description on the one hand, and from several exemplary embodiments given by way of non-limiting indication with reference to the appended schematic drawings on the other hand, in which :
— la FIGURE 1 illustre une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un module électronique de puissance ;- FIGURE 1 illustrates a perspective view of an exemplary embodiment of an electronic power module;
-10— la FIGURE 2 illustre une vue en perspective du module électronique de puissance illustré sur la FIGURE 1 et dans lequel l’élément isolant n’est pas représenté afin de mieux comprendre l’invention ;FIGURE 2 illustrates a perspective view of the electronic power module illustrated in FIGURE 1 and in which the insulating element is not shown in order to better understand the invention;
— la FIGURE 3 illustre une vue de profil du module électronique de puissance illustré sur la FIGURE 2.- FIGURE 3 illustrates a profile view of the electronic power module illustrated in FIGURE 2.
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.Of course, the characteristics, the variants and the various embodiments of the invention can be associated with one another, according to various combinations, insofar as they are not incompatible or mutually exclusive of each other. One can in particular imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from in the prior art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.In particular, all the variants and all the embodiments described can be combined with one another if nothing is technically opposed to this combination.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures keep the same reference.
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
En référence aux FIGURES 1, 2 et 3, un exemple module électronique de puissance 1 conforme au premier aspect de l’invention est décrit.With reference to FIGURES 1, 2 and 3, an example of an electronic power module 1 in accordance with the first aspect of the invention is described.
Le module électronique de puissance 1 comprend un substrat 16 sur lequel sont montés une pluralité de composants électroniques, notamment des composants d’électronique de puissance, et plus particulièrement encore des puces électroniques 14· Le module électronique de puissance 1 comprend aussi un premier élément surfacique 11 électriquement conducteur destiné à être mis à un premier potentiel électrique, un deuxième élément surfacique 12 électriquement conducteur destiné à être mis à un deuxième potentiel électrique et un troisième élément surfacique 13 électriquement conducteur destiné à être mis à un troisième potentiel électrique.The electronic power module 1 comprises a substrate 16 on which are mounted a plurality of electronic components, in particular power electronic components, and more particularly still electronic chips 14 · The electronic power module 1 also comprises a first surface element 11 electrically conductive intended to be set to a first electrical potential, a second surface element 12 electrically conductive intended to be set to a second electrical potential and a third surface element 13 electrically conductive intended to be set to a third electrical potential.
Les éléments surfaciques 11, 12, 13 sont configurés pour transporter des signaux électriques vers ou depuis au moins une partie des puces électroniques 14·The surface elements 11, 12, 13 are configured to transport electrical signals to or from at least part of the electronic chips 14 ·
Le substrat 16 est avantageusement du type d’un substrat électronique, tel que par exemple une lame métallique ou une carte de circuit imprimée comprenant des pistes électriques, non visibles sur les FIGURES 1 à 3, pour connecter électriquement plusieurs puces électroniques 14 entre elles et/ou pour connecter électriquement une puce électronique 14 à une borne de connexion secondaire 17· EnThe substrate 16 is advantageously of the type of an electronic substrate, such as for example a metal blade or a printed circuit board comprising electrical tracks, not visible in FIGURES 1 to 3, for electrically connecting several electronic chips 14 to each other and / or to electrically connect an electronic chip 14 to a secondary connection terminal 17
-11particulier, la première face 141 de chaque puce électronique 14 est couplée électriquement et/ou mécaniquement au substrat 16 au niveau d’au moins une de ses pistes électriques. De préférence, les premières faces 141 de chaque puce électronique 14 sont couplées simultanément mécaniquement et électriquement au substrat 16, préférentiellement par brasage.-11 particular, the first face 141 of each electronic chip 14 is electrically and / or mechanically coupled to the substrate 16 at at least one of its electrical tracks. Preferably, the first faces 141 of each electronic chip 14 are coupled simultaneously mechanically and electrically to the substrate 16, preferably by soldering.
Dans l’exemple de réalisation illustré dans les FIGURES 1 à 3, le substrat 16 comprend deux parties l6l, 162 : la première partie l6l du substrat 16 supporte une première pluralité de puces électroniques 14· Les premier 11 et deuxième 12 éléments surfaciques sont destinés à transporter des signaux électriques entrant dans le module électronique de puissance 1. Notamment, les premier 11 et deuxième 12 éléments surfaciques sont destinées à être liés respectivement à une borne négative et une borne positive d’une source d’énergie électrique. Mais cela pourrait être l’inverse, le premier élément surfacique 11 étant destiné à être lié à la borne positive, et le deuxième élément surfacique 12 étant destiné à être lié à la borne négative. La deuxième partie 162 du substrat 16 supporte une deuxième pluralité de puces électroniques 14· Le troisième 13 élément surfacique est destiné à transporter des signaux électriques sortant du module électronique de puissance, après transformation par ledit module électronique de puissance 1, par exemple vers une machine électrique alimentée par le module électronique de puissance 1. A titre d’exemple non limitatif, le signal électrique de sortie transporté par le troisième élément surfacique 13 est du type d’un signal à largeur d’amplitude modulée, dit PWM — acronyme anglais pour « Puise Width Modulation ».In the embodiment illustrated in FIGURES 1 to 3, the substrate 16 comprises two parts 16, 162: the first part 16 of the substrate 16 supports a first plurality of electronic chips 14 · The first 11 and second 12 surface elements are intended transporting electrical signals entering the electronic power module 1. In particular, the first 11 and second 12 surface elements are intended to be linked respectively to a negative terminal and a positive terminal of an electrical energy source. But it could be the opposite, the first surface element 11 being intended to be linked to the positive terminal, and the second surface element 12 being intended to be linked to the negative terminal. The second part 162 of the substrate 16 supports a second plurality of electronic chips 14 · The third 13 surface element is intended to transport electrical signals leaving the electronic power module, after transformation by said electronic power module 1, for example towards a machine electrical powered by the electronic power module 1. By way of nonlimiting example, the electrical output signal transported by the third surface element 13 is of the type of a signal with modulated amplitude width, called PWM - acronym for "Puise Width Modulation".
Le deuxième élément surfacique 12 a une forme générale coudée, le deuxième élément surfacique 12 comprenant notamment :The second surface element 12 has a generally angled shape, the second surface element 12 comprising in particular:
~ une première extrémité 121 s’étendant au-delà de la première partie l6l du substrat 16, à l’extérieur de l’élément électriquement isolant afin de former une borne de connexion électrique, et ~ une partie s’étendant en vis-à-vis du substrat 16, et plus précisément en vis-à-vis de la première partie l6l du substrat 16.~ a first end 121 extending beyond the first part l6l of the substrate 16, outside the electrically insulating element in order to form an electrical connection terminal, and ~ a part extending opposite with respect to the substrate 16, and more precisely vis-à-vis the first part 16l of the substrate 16.
Le premier élément surfacique 11 a une forme générale rectangulaire et s’étend en vis-à-vis d’une portion de la première partie l6l du substrat, de manière à cbevaucber partiellement la partie du deuxième élément surfacique 12 qui s’étend en vis-à-vis du substrat 16. Le premier élément surfacique 11 est situé en vis-à-vis d’un bord du module électronique de puissance 1, et plus précisément en visà-vis d’un bord de la première partie l6l du substrat 16. Le premier élément surfacique 11 est situé à proximité du bord opposé de la première partie l6l du substrat par rapport au bord près duquel la première extrémité 121 du deuxième élément surfacique 12 est située.The first surface element 11 has a generally rectangular shape and extends opposite a portion of the first part 16l of the substrate, so as to partially overlap the part of the second surface element 12 which extends opposite with respect to the substrate 16. The first surface element 11 is situated opposite an edge of the electronic power module 1, and more precisely opposite an edge of the first part 16l of the substrate 16. The first surface element 11 is located near the opposite edge of the first part 16l of the substrate relative to the edge near which the first end 121 of the second surface element 12 is located.
-12Le premier élément surfacique 11 comprend aussi une première zone de pliage 114 afin que sa première extrémité 111 soit située sensiblement dans un même plan que la première extrémité 121 du deuxième élément surfacique 12, facilitant le raccordement électrique du module électronique de puissance 1 à un ensemble électrique, ou légèrement en dessous, comme visible sur la FIGURE 3·The first surface element 11 also includes a first folding zone 114 so that its first end 111 is located substantially in the same plane as the first end 121 of the second surface element 12, facilitating the electrical connection of the electronic power module 1 to a electrical assembly, or slightly below, as visible in FIGURE 3 ·
Enfin, le premier élément surfacique 11 s’étend longitudinalement entre la première partie l6l et la deuxième partie 162 du substrat 16. Au niveau d’une zone intermédiaire entre les deux parties l6l, 162, le premier élément surfacique 11 comprend une deuxième zone de pliage 115· Une deuxième extrémité 113 du premier élément surfacique 11 est en contact avec la deuxième partie 162 du substrat. Plus particulièrement, la deuxième extrémité 113 du premier élément surfacique 11 est couplée électriquement et/ou mécaniquement à la deuxième partie 162 du substrat. Cette configuration avantageuse permet de transporter un signal électrique par le premier élément surfacique 11 jusqu’à la deuxième partie 162 du substrat d’une part, et jusqu’à la deuxième pluralité de puces électroniques 14 de la deuxième partie 162 du substrat d’autre part lorsque le puces électroniques 14 sont en contact électrique avec la deuxième partie 162 du substrat.Finally, the first surface element 11 extends longitudinally between the first part 16l and the second part 162 of the substrate 16. At the level of an intermediate zone between the two parts 16l, 162, the first surface element 11 comprises a second zone of folding 115 · A second end 113 of the first surface element 11 is in contact with the second part 162 of the substrate. More particularly, the second end 113 of the first surface element 11 is electrically and / or mechanically coupled to the second part 162 of the substrate. This advantageous configuration makes it possible to transport an electrical signal by the first surface element 11 to the second part 162 of the substrate on the one hand, and to the second plurality of electronic chips 14 of the second part 162 of the substrate on the other hand part when the electronic chips 14 are in electrical contact with the second part 162 of the substrate.
De manière comparable, le troisième élément surfacique 13 s’étend longitudinalement entre la deuxième partie 162 et la première partie l6l du substrat 16. Au niveau d’une zone intermédiaire entre les deux parties l6l, 162, le troisième élément surfacique 13 comprend une zone de pliage 135Elne deuxième extrémité 133 du troisième élément surfacique 13 est en contact avec la première partie l6l du substrat. Plus particulièrement, la deuxième extrémité 133 du troisième élément surfacique 13 est couplée électriquement et/ou mécaniquement à la première partie l6l du substrat. Cette configuration avantageuse permet d’établir un couplage électrique entre les puces électroniques 14 de la première partie l6l et celles de la deuxième partie 162 du substrat, notamment lorsque les puces électroniques 14 sont en contact électrique avec la première partie l6l du substrat.In a comparable manner, the third surface element 13 extends longitudinally between the second part 162 and the first part 16l of the substrate 16. At the level of an intermediate zone between the two parts 16, 162, the third surface element 13 comprises a zone folding 135Elne second end 133 of the third surface element 13 is in contact with the first part 161 of the substrate. More particularly, the second end 133 of the third surface element 13 is electrically and / or mechanically coupled to the first part 161 of the substrate. This advantageous configuration makes it possible to establish an electrical coupling between the electronic chips 14 of the first part l6l and those of the second part 162 of the substrate, in particular when the electronic chips 14 are in electrical contact with the first part l6l of the substrate.
Comme visible sur les FIGURES 2 et 3, au moins un des éléments surfaciques 11, 12, 13 comprend au moins un bossage 126, 136 dont une extrémité en saillie par rapport audit élément surfacique 11, 12, 13 correspondant est en contact avec une des deuxièmes faces 142 des puces électroniques 14· Cette configuration avantageuse permet de faciliter la localisation du contact électrique et/ou mécanique avec la puce électronique 14 correspondante. Le bossage 126, 136 peut avantageusement être réalisé par déformation de l’élément surfacique 11, 12, 13 correspondant, par exemple par embossage et/ou par pliage. En particulier, dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 2, le deuxième élément surfacique 12 comprend quatre bossages visibles (six en tout) et dont les extrémités inférieures sont en contact avec la deuxième face 142 respective des puces électroniques 14 située directement en dessous sur la première partie l6l du substrat. De manière comparable, le troisième élément surfacique 13 comprend six bossages dont les extrémités inférieures sont en contact avec la deuxièmeAs can be seen in FIGURES 2 and 3, at least one of the surface elements 11, 12, 13 comprises at least one boss 126, 136 whose one end projecting from said corresponding surface element 11, 12, 13 is in contact with one of the second faces 142 of the electronic chips 14 · This advantageous configuration makes it easier to locate the electrical and / or mechanical contact with the corresponding electronic chip 14. The boss 126, 136 can advantageously be produced by deformation of the corresponding surface element 11, 12, 13, for example by embossing and / or by folding. In particular, in the embodiment illustrated in FIGURE 2, the second surface element 12 comprises four visible bosses (six in all) and the lower ends of which are in contact with the respective second face 142 of the electronic chips 14 located directly in below on the first part l6l of the substrate. Similarly, the third surface element 13 comprises six bosses whose lower ends are in contact with the second
-13face 142 respective des puces électroniques 14 située directement en dessous sur la deuxième partie 162 du substrat.-13 respective face 142 of the electronic chips 14 located directly below on the second part 162 of the substrate.
De manière préférentielle, les éléments surfaciques 11, 12, 13 sont fixés solidairement aux deuxièmes faces 142 des puces correspondantes, afin d’établir un couplage mécanique et/ou électrique. Ce couplage est préférentiellement réalisé par brasage afin de réaliser simultanément un couplage mécanique et un couplage électrique.Preferably, the surface elements 11, 12, 13 are fixed integrally to the second faces 142 of the corresponding chips, in order to establish a mechanical and / or electrical coupling. This coupling is preferably carried out by brazing in order to simultaneously perform mechanical coupling and electrical coupling.
Le premier élément surfacique 11 est situé à une distance plus grande du substrat 16 que celle séparant le deuxième élément surfacique 12 dudit substrat 16. Aussi, conformément à l’invention dans son premier aspect, une partie du premier élément surfacique 11 est située en vis-à-vis d’une partie du deuxième élément surfacique 12 le long d’une zone de recouvrement 15· Plus particulièrement, au niveau de la zone de recouvrement 15, le deuxième élément surfacique 12 est situé d’une part entre la deuxième face 142 des puces électroniques 14 placées sur la surface correspondante du substrat 16 et le premier élément surfacique 11 d’autre part.The first surface element 11 is located at a greater distance from the substrate 16 than that separating the second surface element 12 from said substrate 16. Also, in accordance with the invention in its first aspect, part of the first surface element 11 is located in screw -in relation to part of the second surface element 12 along an overlap zone 15 · More particularly, at the level of the overlap zone 15, the second surface element 12 is located on the one hand between the second face 142 of the electronic chips 14 placed on the corresponding surface of the substrate 16 and the first surface element 11 on the other hand.
De manière avantageuse, la superficie de la zone de recouvrement 15 est supérieure ou égale à 20%, voire même 5θ% de la superficie du deuxième élément surfacique 12 afin de réduire suffisamment les effets d’inductance parasite entre le premier élément surfacique 11 et le deuxième élément surfacique 12.Advantageously, the area of the overlap zone 15 is greater than or equal to 20%, or even 5θ% of the area of the second surface element 12 in order to sufficiently reduce the effects of parasitic inductance between the first surface element 11 and the second surface element 12.
Au niveau de la zone de recouvrement 15, le premier élément surfacique 11 est distant du deuxième élément surfacique 12. En particulier, le module électronique de puissance 1 comprend un élément isolant électrique 10 visible sur la FIGURE 1 et qui se loge notamment entre ledit premier élément surfacique 11 et ledit deuxième élément surfacique 12 au niveau de la zone de recouvrement 15·At the overlap area 15, the first surface element 11 is distant from the second surface element 12. In particular, the electronic power module 1 comprises an electrical insulating element 10 visible in FIGURE 1 and which is housed in particular between said first surface element 11 and said second surface element 12 at the level of the overlap zone 15 ·
Au niveau de la zone de recouvrement, un interstice 151 séparant le premier élément surfacique 11 du deuxième élément surfacique 12 est inférieur à 1 mm afin de limiter les effets d’inductance parasite, tout en évitant un contact direct entre lesdits premier 11 et deuxième 12 éléments surfaciques. Avantageusement, la longueur de l’interstice 151 est comprise entre 3θθ pm et 5θθ pm.At the overlap area, a gap 151 separating the first surface element 11 from the second surface element 12 is less than 1 mm in order to limit the effects of parasitic inductance, while avoiding direct contact between said first 11 and second 12 surface elements. Advantageously, the length of the gap 151 is between 3θθ pm and 5θθ pm.
L’élément isolant électrique 10 forme avantageusement un surmoulage du module électronique de puissance 1 afin de protéger mécaniquement et électriquement les différents éléments dudit module électronique de puissance 1. En particulier, l’élément isolant électrique 1 entoure toutes les puces électroniques 14 et au moins en partie les éléments surfaciques 11, 12, 13 du module électronique de puissance 1, ainsi qu’au moins une partie du substrat 16 du module électronique de puissance 1. Ainsi, l’élément isolant électrique 10 forme avantageusement un boîtier de protection pour le module électronique de puissance 1, et à l’intérieur duquel tous les éléments dudit module électronique de puissance 1 sont noyés.The electrical insulating element 10 advantageously forms an overmolding of the electronic power module 1 in order to mechanically and electrically protect the various elements of said electronic power module 1. In particular, the electrical insulating element 1 surrounds all the electronic chips 14 and at least in part the surface elements 11, 12, 13 of the electronic power module 1, as well as at least part of the substrate 16 of the electronic power module 1. Thus, the electrical insulating element 10 advantageously forms a protective housing for the electronic power module 1, and inside which all the elements of said electronic power module 1 are embedded.
-14L’élément isolant électrique 10 est avantageusement du type d’une résine époxy.The electrical insulating element 10 is advantageously of the type of an epoxy resin.
Comme visible sur la FIGURE 1, seules les premières extrémités 111, 121, 131 des éléments surfaciques 11, 12, 13 dépassent latéralement du boitier de protection formé par l’élément isolant électrique 1 afin de faciliter le raccordement mécanique et électrique d’un conducteur électrique auxdites premières extrémités 111, 121, 131 pour raccorder électriquement le module électronique de puissance 1 à un ensemble électrique plus vaste non représenté. Ces premières extrémités forment ainsi des bornes de connexion électrique.As visible in FIGURE 1, only the first ends 111, 121, 131 of the surface elements 11, 12, 13 project laterally from the protective casing formed by the electrical insulating element 1 in order to facilitate the mechanical and electrical connection of a conductor electrical at said first ends 111, 121, 131 for electrically connecting the electronic power module 1 to a larger electrical assembly, not shown. These first ends thus form electrical connection terminals.
De manière avantageuse, chaque première extrémité 111, 121, 131 des éléments surfaciques 11, 12, 13 comprend une ouverture traversante 112, 122, 132 afin de permettre un couplage mécanique facile de ladite borne de connexion électrique correspondante sur un conducteur électrique, par exemple par brasage.Advantageously, each first end 111, 121, 131 of the surface elements 11, 12, 13 comprises a through opening 112, 122, 132 in order to allow easy mechanical coupling of said corresponding electrical connection terminal on an electrical conductor, for example by soldering.
Dans l’exemple illustré sur les FIGURES 1 à 3> les premier 11 et deuxièmes 12 éléments surfaciques ont respectivement une première extrémité 111, 112 située d’un premier côté du substrat 16, et le troisième élément surfacique 13 a une première extrémité 131 située d’un deuxième côté du substrat 16. Avantageusement, le premier côté du substrat 16 est opposé au deuxième côté du substrat 16 par rapport au module électronique de puissance 1.In the example illustrated in FIGURES 1 to 3> the first 11 and second 12 surface elements respectively have a first end 111, 112 located on a first side of the substrate 16, and the third surface element 13 has a first end 131 located on a second side of the substrate 16. Advantageously, the first side of the substrate 16 is opposite to the second side of the substrate 16 relative to the electronic power module 1.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous modifications can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In particular, the different characteristics, forms, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or mutually exclusive. In particular, all the variants and embodiments described above can be combined with one another.
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