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«Contribution à l'étude de la fatigue et de l'optimisation des fils de connexions électriques pour l'intégration mécatronique automobile» par Yoshua Celnikier

Présentée par : Monsieur Yoshua Celnikier Discipline : Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil Laboratoire : LISV

Résumé :

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.

Abstract :

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.

Informations complémentaires
Georges CAILLETAUD, Professeur, à l’Ecole des Mines de ParisTech/Centre des Matériaux - CNRS UMR 7633 - Evry- Rapporteur
Stéphane LEFEBVRE, Professeur des Universités, au CNAM de Cachan/Laboratoire Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE) - Cachan - Rapporteur
Eveline HERVE-LUANCO, Professeure des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV) - Versailles - Directeur de thèse
Gérard COQUERY, Directeur de Recherche, à l’IFFSTAR - Versailles - Co-Directeur de thèse
Lahouari BENABOU, Maître de Conférences, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV) - Versailles - Co-Encadrant de thèse
Laurent DUPONT, Chargé de Recherche, à l’IFFSTAR - Versailles - Co-Encadrant de thèse
Jean-Michel MORELLE, Ingénieur, à Valéo - Créteil - Examinateur
Eric WOIRGARD, Professeur des Universités, à l’Université de Bordeaux 1/Laboratoire d’Intégration du Matériau au Système (IMS) - Talence - Examinateur

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