Proposition de thèse CIFRE EADS IW / Airbus au laboratoire

08.10.2008
Proposition de thèse CIFRE EADS IW / Airbus au
laboratoire d’électronique de puissance PEARL–PRIMES
Développement d’un module électronique de puissance haute température
pour composants SiC dans les applications aéronautiques
■ Domaine
Électronique de puissance et technologies de micro-assemblage électronique
■ Contexte
Les nouvelles fonctions électriques que comporte l’architecture des futurs avions représentent des
défis pour l’électronique de puissance. La conversion et la distribution nécessitent des systèmes
électroniques allégés et très intégrés à haut rendement de conversion. La technologie SiC a atteint
aujourd’hui un niveau de maturité suffisant pour atteindre ces objectifs : des hautes fréquences de
commutation, des caractéristiques de recouvrement inverse améliorées, des plages de
fonctionnement étendues en haute température permettent de réduire considérablement la taille
des passifs, des filtres, du système de refroidissement, tout en améliorant le rendement de
conversion. Des technologies d’intégration robustes sont un point clef à mettre au point pour la
mise en œuvre de composants SiC.
■ Objectifs de la thèse
Le poste de doctorant correspond à un programme de recherche sur 3 ans pour un ingénieurchercheur en début de carrière souhaitant acquérir le titre de docteur.
L’objectif de la thèse est de proposer et de développer des solutions innovantes pour un module
de puissance à haute température pour composants SiC (plage de température –40°C/+250°C). Le
carbure de silicium est une technologie émergente qui sera utilisée dans les convertisseurs de
puissance des futurs réseaux électriques des avions. La technologie des modules représente un
défi pour la mise en œuvre de ces composants.
Les solutions inventées devront être compatibles avec les environnements sévères de
l’aéronautique. Pour le montrer, une caractérisation et un ensemble complet de tests seront mis en
place. Pour atteindre cet objectif, différentes étapes sont identifiées:
— développer un module de puissance à haute température (en principe un bras de
pont), à partir de composants semi-conducteurs SiC, en sélectionnant le procédé
de finition des puces pour l’interconnexion, les matériaux du module (substrats,
l’assemblage de la puce, technologie d’interconnexion, ...), les composants
passifs intégrables au module, et en concevant l’assemblage et la gamme de
fabrication,
— fabriquer une série de prototypes fonctionnels,
— mettre en place une caractérisation complète du module (comportement en
commutation et en conduction, domaine de fonctionnement, SOA, comportement
thermique transitoire, ...),
— évaluer la durée de vie en fonctionnement à haute température.
Les défis à relever pour assurer la robustesse sont nombreux: fixation des puces, interconnexions
au niveau des puces, métallurgie des interfaces puce/interconnexion, claquage électrique des
isolants, drainage de la chaleur, réparabilité des modules. Les résultats de la thèse représenteront
un pas significatif dans la mise en œuvre des composants de puissance.
La thèse est basée au laboratoire PEARL/PRIMES à Tarbes, et bénéficiera ainsi de tous les
équipements, installations de PEARL/PRIMES et des compétences en composants électroniques
et en électronique de puissance.
■ Durée: 3 an
■ Début: avant 2009
■ Localisation:
— basé au laboratoire PEARL–PRIMES à Tarbes, France (site ALSTOM)
— missions régulières à:
• EADS IW à Suresnes,
• AIRBUS à Toulouse,
• Laboratoire CNM Barcelona
• Laboratoire de recherche académique en France
■ Domaine d’expertise du candidat:
• Électronique de puissance (composants discrets, caractérisation des composants électroniques,
conception analogique, alimentation à découpage),
• Science des matériaux (propriétés des matériaux, élaboration, analyses physiques et chimiques),
• Connaissance des technologies micro-électroniques (semi-conducteurs, packaging, technologies
d’assemblage).
■ Contact:
Gregor MASSIOT
Technologies and Reliability in Electronics
Sensors, Electronics & Systems Integration Dept.
EADS France – Innovation Works
12 rue Pasteur – BP 76
F-92152 SURESNES cedex
Tel. : +33 (0) 1 46 97 36 74
Fax : +33 (0) 1 46 97 30 08
[email protected]