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que la plupart des fabricants de composants de forte puissance sont également des fabricants
de convertisseurs de traction, de systèmes électriques pour la distribution de puissance pour le
réseau ferroviaire et même de motrices (ABB, Siemens-Eupec, Mitsubishi, Hitachi, Toshiba)
[COQ-98].
2.4.2 L'automobile
L'industrie automobile, de son côté, arrive à grand pas dans le secteur de la traction
électrique. Devant la perspective d'un marché en pleine progression dans le domaine des
véhicules non polluants et motivés par des contraintes écologiques et environnementales
(réduction d'émission de polluant et de consommation de carburant), les industriels de
l'automobile s'investissent de plus en plus dans l'étude et la conception de véhicules à traction
électrique.
Deux types de véhicules électriques sont à distinguer [DO -99, KAH-95, TEK-02, ATK-99]:
Le véhicule tout électrique: La source d'énergie provient de batteries rechargeables
avec l'éventualité d'ajouter une pile à combustible dans laquelle l'énergie
électrique est fournie électrochimiquement à partir d'hydrogène et d'oxygène.
Le véhicule hybride: Association d'un moteur électrique et d'un moteur thermique
en parallèle ou en série.
Dans le cas de la configuration parallèle, le moteur thermique est utilisé en haut
régime et peut fournir un surplus de puissance lorsque nécessaire. Pour ce qui est
de la configuration série, le moteur thermique est actif tout au long du
fonctionnement du véhicule puisqu'il fournit l'énergie nécessaire au moteur
électrique grâce à une génératrice.
2.5 Les innovations technologiques
Grâce à l'apparition de nouveaux matériaux dans l'électronique et à l'augmentation de la
densité de puissances pour des nouveaux domaines d'utilisation comme l'automobile par
exemple, les composants destinés à la traction connaissent depuis les années 80 une rapide
évolution technologique.
Parmi les nombreuses avancées technologiques destinées à accroître la fiabilité face aux
contraintes thermiques, des innovations, conduisant à des progrès significatifs, ont été
développées. Notons parmi les avancées technologiques les plus prometteuses, le
remplacement des semelles cuivre ou aluminium par des semelles composites en aluminium
et carbure de silicium (A ISiC), l'apparition de puces nouvelle génération dite Trench gate
ainsi que celle en carbure de silicium (SiC), pouvant évoluer à plus haute température et le
développement de nouveaux modules de puissance intégrant le circuit de refroidissement en
s'affranchissant ainsi de l'interface de graisse présente entre le module et son refroidisseur.
Trois de ces innovations sont présentées dans les paragraphes suivants.
2.5.1 Les semelles en AI8iC
La semelle d'un IGBT est un élément important d'un module puisque c'est par cette
interface que se fait la majeure partie du transfert thermique entre la puce et le refroidisseur
associé au module. De par les propriétés physiques des matériaux traversés par le flux de
chaleur, volume, conduction thermique mais surtout coefficient de dilatation thermique
(CTE), chaque couche subit des contraintes thermomécaniques plus ou moins importantes.
Comme ces couches se présentent sous la forme de parallélépipèdes très aplatis, ces
contraintes se manifestent par des déformations longitudinales de plus ou moins grandes
amplitudes suivant la dimension de ces matériaux. Dans le cas des composants hybrides de
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