Proposition de thèse CIFRE EADS IW / Airbus au laboratoire
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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]