Contribution à l'étude de la fatigue et de l'optimisation de fils de connexions électriques pour l'intégration mécatronique automobile
Institution:
Versailles-St Quentin en YvelinesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In power electronics, converters ensure the energy transfer between different systems (battery, motor, super-capacitors…). Their packages are complex and include transistors by which cross high current densities. Wire connections are bonded from the top of the chip to a substrate, draining the current. Both self-heating of active devices and wires bonding provoke cyclically expansion/compression into the connections, leading to mechanical fatigue. This thesis focuses first on the fatigue resistance of the wire connection submitted to given electro-thermal stresses and, regarding the damage mechanism, secondly on the search of its optimal configuration as a function of using conditions, in order to provide a solution for power mechatronic integration.
Abstract FR:
En électronique de puissance, les convertisseurs assurent le transfert d’énergie entre les différents organes (batterie, moteur, super-capacités…). Ils sont constitués d’un assemblage complexe et contiennent des transistors par lesquels transitent de fortes densités de courant, et au sommet desquels des fils de connexion sont soudés, acheminant le courant vers un substrat. L’auto-échauffement cyclique des composants actifs et de ces fils provoquent au sein des connexions dilatation/compression répétées, conduisant à un phénomène d’usure mécanique. L’objet de cette thèse est l’étude de la tenue en fatigue de la connexion soumise à un ensemble donné de contraintes électro-thermiques et, au regard de la compréhension du mécanisme d’endommagement, la recherche d’une optimisation de sa géométrie en fonction de l’usage, comme une solution pour l’intégration mécatronique de puissance.