Conception et réalisation de fonctions thermiques intégrées dans le
substrat de composants électroniques de puissance. Apport de la
gestion des flux thermiques par des mini et micro caloducs.
Résumé
Today the thermal losses of power electronic devices increase at the same time with the decreasing
of their sizes. Consequently heat sinks have to dissipate very large heat flux densities. Flat heat pipes
present an interesting issue for space applications, where the criteria of mass, obstruction and electric
insulation are of primary importance. The aim of the work presented in this PhD thesis is to realize the
design and the study of mini and micro heat pipes. In the first part of this work, theoretical and
experimental studies were led for the conception and realization of silicon micro heat pipes. The second
part of this research was the design, fabrication and characterisation of the heat pipes imbedded in Direct
Bonded Copper substrate (DBC). The presented work showed all the contribution of the mini and micro
heat pipes in the electronic systems thermal management.
of their sizes. Consequently heat sinks have to dissipate very large heat flux densities. Flat heat pipes
present an interesting issue for space applications, where the criteria of mass, obstruction and electric
insulation are of primary importance. The aim of the work presented in this PhD thesis is to realize the
design and the study of mini and micro heat pipes. In the first part of this work, theoretical and
experimental studies were led for the conception and realization of silicon micro heat pipes. The second
part of this research was the design, fabrication and characterisation of the heat pipes imbedded in Direct
Bonded Copper substrate (DBC). The presented work showed all the contribution of the mini and micro
heat pipes in the electronic systems thermal management.
Les modules de puissance ont tendance à devenir de plus en plus compacts et ceci engendre une
augmentation significative des densités de flux à évacuer. Un refroidissement plus performant est devenu
impératif. Les caloducs plats présentent un intérêt certain lorsque les applications visées intéressent le
domaine spatial où les critères de masse, d'encombrement et d'isolation électrique sont primordiaux.
L'objectif des travaux de thèse est de réaliser la conception et l'étude des mini et micro caloducs pour le
refroidissement de l'électronique embarquée. Dans un premier temps, des études théoriques et
expérimentales ont été conduites pour concevoir et réaliser de micro caloducs en silicium. La seconde
partie des travaux consiste l'étude de conception, de réalisation et de caractérisation des caloducs intégrés
dans un substrat DBC (Direct Bonded Copper). L'ensemble de ces travaux a montré tout l'apport des
mini et micro caloducs dans la gestion thermique des systèmes électroniques.
augmentation significative des densités de flux à évacuer. Un refroidissement plus performant est devenu
impératif. Les caloducs plats présentent un intérêt certain lorsque les applications visées intéressent le
domaine spatial où les critères de masse, d'encombrement et d'isolation électrique sont primordiaux.
L'objectif des travaux de thèse est de réaliser la conception et l'étude des mini et micro caloducs pour le
refroidissement de l'électronique embarquée. Dans un premier temps, des études théoriques et
expérimentales ont été conduites pour concevoir et réaliser de micro caloducs en silicium. La seconde
partie des travaux consiste l'étude de conception, de réalisation et de caractérisation des caloducs intégrés
dans un substrat DBC (Direct Bonded Copper). L'ensemble de ces travaux a montré tout l'apport des
mini et micro caloducs dans la gestion thermique des systèmes électroniques.
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