Contribution à la conception de structures de packaging pour les modules de puissance très haute tension : contraintes sur les isolants

Hélène Hourdequin (1) , Lionel Laudebat (2, 3) , Marie-Laure Locatelli (2) , Pierre Bidan (2)

1 LAPLACE - LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie
2 LAPLACE-MDCE - Matériaux Diélectriques dans la Conversion d’Energie
3 INUC - Institut national universitaire Champollion [Albi]

L'emploi des composants très haute tension (> 10 kV) nécessite la mise en œuvre d'une structure adaptée pour leur packaging. En particulier dans la zone du point triple, entre le substrat isolant, les pistes métalliques et l'encapsulation, résident de forts champs électriques. Une nouvelle architecture est proposée pour le substrat céramique métallisé. Son intérêt est validé à l'aide de la méthode de simulation par éléments finis pour analyser la répartition du champ électrique à l'intérieur du module de puissance. Il est montré que la création d'un espace entre les électrodes supérieures, formant ainsi des structures dénommées mesas, permet une amélioration significative de la répartition des lignes équipotentielles. Le champ électrique maximal résultant décroit de façon exponentielle par rapport à la hauteur de la structure mesa, ces résultats sont meilleurs que lorsque l'on procède à une simple augmentation de l'épaisseur de la céramique dans une structure de module classique.

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Hélène Hourdequin, Lionel Laudebat, Marie-Laure Locatelli, Pierre Bidan. Contribution à la conception de structures de packaging pour les modules de puissance très haute tension : contraintes sur les isolants. Symposium de Genie Electrique, Jun 2016, Grenoble, France. ⟨hal-01361698⟩