Substrat architecturé pour une gestion thermique efficace dans les modules électroniques de puissance

National audienceLes modules électroniques de puissance sont des composants essentiels pour le développement de nombreuses fonctions dans les véhicules électriques et hybrides. Ces modules sont des assemblages de composants électroniques en silicium (transistor et diode) sur un substrat généralement en cuivre. Le substrat assure le maintien mécanique et le transfert de la chaleur pour obtenir une température de fonctionnement convenable (<175°C) du silicium. En fonctionnement, une partie de la puissance est dissipée sous forme d'un flux de chaleur à cause de la résistance interne des semi-conducteurs. Ce flux diffuse de la face inferieure des composants électroniques vers le substrat et engendre l'échauffement de l'assemblage. Du fait que cet assemblage comprend divers matériaux, les dilatations thermiques différentes génèrent des contraintes de cisaillement dans la zone de liaison (brasure) en provoquant l'endommagement des modules électroniques. Pour résoudre ce problème, le substrat doit avoir un compromis entre des caractéristiques électriques et thermiques proches de celles du substrat actuel (Cu) et un coefficient de dilatation linéique proche de celui du semi-conducteur (Si). Une des solutions alternatives consiste à développer un matériau composite architecturé. Nous proposons d'atténuer les effets mécaniques de la dilatation différentielle à l'aide d'un substrat architecturé. Le substrat proposé est un matériau composite métallique dont les paramètres de forme ont été optimisés par simulation numérique et validés expérimentalement afin d'accroître au mieux la conductivité du substrat et d'en réduire la dilatation macroscopique. De plus, nous avons validé la mise en oeuvre du substrat proposé par des procédés conventionnels de colaminage, de pliage et de découpe

Brasures composites architecturés sans plomb pour les modules électroniques de puissance

National audienceGénéralement, un module électronique de puissance utilisé pour les véhicules électriques et hybrides (EV/HEV) est un assemblage de plusieurs composants électroniques en silicium (transistors et diodes) brasés sur un substrat en cuivre. La brasure, qui est souvent un alliage riche en plomb de type PbSn, assure le transfert thermique et la conduction électrique entre les différents composants électroniques et le substrat. En fonctionnement, les modules de puissance sont soumis à des cycles thermiques. Sous l'effet de flux thermiques dissipés, l'assemblage de différents éléments dans un module de puissance génère des contraintes importantes dans la brasure. Elles sont essentiellement dues à des propriétés de dilatabilité différentes des matériaux qui constituent l'assemblage qui peuvent conduire à des défaillances caractérisées par l'amorçage puis la propagation de fissures au niveau de la brasure. D'autre part, pour des raisons environnementales, l'élimination du plomb dans les alliages de brasage électronique est devenue une priorité industrielle. En effet, les nouvelles règlementations telle que la directive REACH, vont progressivement imposer l'élimination du plomb pour de telles applications. Toutefois, les alliages sans plomb utilisés à ce jour souffrent d'une faible résistance au vieillissement thermique. Sous l'effet de la chaleur, la microstructure initiale de la brasure peut évoluer en donnant naissance à des intermétalliques. Ces dernières peuvent se développer sous la forme de plaquettes aciculaires (aiguilles) qui constituent des sites privilégiés à la concentration de contraintes. Ce phénomène de concentration réduit alors drastiquement la durée de vie du module électronique. L'objectif principal de cette étude est de développer une brasure sans plomb mais relativement réfractaire présentant des conductivités thermique et électrique élevées associées à une dilatabilité la plus proche possible de celle du silicium (CTE~5.10-6K-1). De plus, la microstructure de la brasure doit prendre en compte la maîtrise de croissance des intermétalliques lors du vieillissement

Ice warning devices : S.E.M.L. 1945

http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/5674/5/bac5298.0001.001.pdfhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/5674/4/bac5298.0001.001.tx

Influence of annealing on the microstructure of poly(lactic acid)

absen

Impact of batch variability on physicochemical properties of manufactured TiO2 and SiO2 nanopowders

International audienceThe development, manufacturing and commercialization of nanomaterials require traceable characterisation processes for quality control and safety of both the exposed workers and final customers. Even if the production batches are considered to be compliant with the industrial applications intended by manufacturers, it is necessary to study the reproducibility of the manufacturing process of nanomaterials independently, so as to determine the variability of key physico-chemical properties of nano-objects from one batch to another.In this study, a metrological approach was employed, using different traceable analytical techniques (X-Ray Diffraction, Transmission Electron Microscopy, Nitrogen physisorption with Brunauer–Emmett–Teller method, X-Ray Fluorescence, Scanning Mobility Particle Sizer and Aerodynamic Particle Sizer) to develop robust, reproducible and statistical methods to evaluate the impact of batch variability on physico-chemical properties of manufactured titanium dioxide and silicon dioxide nano-powders (crystalline structure, crystallite size, primary particle size, specific surface area, chemical composition and the dustiness of nanopowders).Five references of manufactured titanium dioxide nanoparticles and silicon dioxide nanoparticles were characterized with the developed measurement protocols. The reproducibilities of five batches by reference were overall inferior to 10% for crystalline structures, primary particle sizes, specific surface areas and the chemical composition of major components (TiO2 and SiO2) of the nanopowders studied (k = 1). As for the size distributions of released particles from dustiness tests, reproducibility for the modal and mean diameters ranged between 2% and 27%. Moreover, a large variation of nanopowder dustiness was obtained for the same material type (TiO2 or SiO2). This could point out that the physico-chemical properties of nanopowders, linked to the manufacturing process, have a strong impact on the dustiness parameter

The First PPP-Based GPS Water Vapor Real-Time Monitoring System in Pearl-River-Delta Region, China

China Satellite Navigation Conference (CSNC) 2013, Wuhan, China, 15-17 May 2013The first Precipitable Water Vapor Real-Time Monitoring System (PWVRMS) based on Global Positioning System Precise Point Positioning (PPP) technique has been developed for the Pearl-River-Delta region. This PWVRMS system estimates GPS satellite clock error data in real-time while using International GNSS Service (IGS) predicted precise satellite orbit directly. Currently it processes GPS data every 10 min on a daily basis from three networks in Pearl-River-Delta region: Hong Kong SatRef GPS network, Macao MoSRef GPS network and Guangdong CORS network. Compared to traditional double-differencing technique, the advantage of using PPP technique is that (1) the PWV estimation at each station is completely independent and is not affected by data quality at other stations; (2) the computation is much faster and simpler. This PWVRMS system is evaluated using radiosonde water vapor data. The GPS PWV accuracy is about 2.20 mm though the GPS station is 4.1 km away from the radiosonde. It is expected the actual GPS PWV accuracy should be higher if the GPS station is collocated with the radiosonde station. The real-time PWV products can be widely used in weather forecasts, climate researches, and water vapor correction for remote sensing images such as SAR applications. Currently the PWVRMS supplies real-time water vapor data to several meteorological agencies in Pearl-River-Delta region including Hong Kong Observatory, Macao Meteorological and Geophysical Bureau, Shenzhen Meteorological Bureau and Guangdong Meteorological Bureau for their weather forecasting service and research.Department of Land Surveying and Geo-Informatic