{"id":24612,"date":"2025-10-09T16:50:50","date_gmt":"2025-10-09T14:50:50","guid":{"rendered":"https:\/\/greth.fr\/?p=24612"},"modified":"2025-10-27T17:01:06","modified_gmt":"2025-10-27T16:01:06","slug":"methode-de-caracterisation-thermique-de-transistors-de-puissance-adaptee-au-refroidissement-par-ebullition-libre-application-a-la-caracterisation-de-dissipateurs-en-cuivre-fabriques-par-impression-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/greth.fr\/en\/methode-de-caracterisation-thermique-de-transistors-de-puissance-adaptee-au-refroidissement-par-ebullition-libre-application-a-la-caracterisation-de-dissipateurs-en-cuivre-fabriques-par-impression-3\/","title":{"rendered":"Thermal characterisation method for power transistors adapted to pool boiling cooling : Application to the characterisation of copper heatsinks, manufactured by 3D printing and sintering"},"content":{"rendered":"<strong><span style=\"text-decoration: underline;\">Summary:<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">As part of the energy transition, power electronics are facing a number of challenges to meet the sharp increase in electrical power transited. Large-gap semiconductor components enable higher power conversion, but also raise a number of electromagnetic and thermal problems within power modules. This thermal issue is leading to a redesign of power module packaging to reduce the thermal constraints on semiconductor chips and their assembly. With regard to this thermal management issue, the combination of a reduction in the number of interfaces between the semiconductor chip and the cooling fluid and an improvement in heat transfer allows to greatly reduce the thermal resistance of the power module.Therefore, the present work falls within this context of removing interfaces within the power module and improving heat transfers. The direct cooling of power semiconductors components without electrical insulator is then sought and pool boiling is chosen because of its better cooling performance for a passive heat transfer mode and its simpler implementation compared with a two-phase loop. The aim of these works is thus to develop a method to characterise the cooling of power transistors by pool boiling. An instrumented experimental bench was set up using HFE 7200 as working fluid and electrical insulator. A method for measuring the junction temperature of power transistor is used, based on a thermosensitive electrical parameter, the transistor control voltage. This measuring method is used to characterise the cooling in both static and dynamic regimes. This characterization method is applied to structured copper heatsinks manufactured by 3D printing and sintering.<\/p>\n<table border=\"1\" width=\"100%\">\n<tbody>\n<tr>\n<td><strong>Author<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Cl\u00e9ment HUGON<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Date of presentation<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>2025, january 30th<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Keywords<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Characterisation, Pool boiling, Cooling, Packaging, Power electronics<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n\n\n<div class=\"eds-animate edsanimate-sis-hidden\" data-eds-entry-animation=\"bounceIn\" data-eds-entry-delay=\"0\" data-eds-entry-duration=\"1\" data-eds-entry-timing=\"linear\" data-eds-exit-animation=\"\" data-eds-exit-delay=\"\" data-eds-exit-duration=\"\" data-eds-exit-timing=\"\" data-eds-repeat-count=\"1\" data-eds-keep=\"yes\" data-eds-animate-on=\"load\" data-eds-scroll-offset=\"\">\n\t\t<div class=\"box info\">\n\t\t\t<div class=\"box-inner-block\">\n\t\t\t\t<span class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>&#x2666; The full version is only available for subscribers <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #3db2ea; color: #fff;\">\"ESSENTIEL\"<\/span><\/a> or <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #c6002c; color: #fff;\">\"PREMIUM\"<\/span><\/a> of GRETh!<\/strong><\/p>\n<p>&#x2666; If you are already a member \/ subscriber, you must identify yourself by <a href=\"\/wp-login.php\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.<br \/>\n&#x2666; If you are not a member, you can consult the offer proposed by GRETh by <a href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a> as well as the conditions of membership by <a href=\"\/en\/conditions-adhesion\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>R\u00e9sum\u00e9 : Dans le cadre de la transition \u00e9nerg\u00e9tique, l\u2019\u00e9lectronique de puissance fait face \u00e0 plusieurs d\u00e9fis afin de satisfaire la forte augmentation de la puissance \u00e9lectrique transit\u00e9e. Les composants semi-conducteurs \u00e0 grands gap autorisent la conversion de plus fortes puissances mais soul\u00e8vent de nombreux probl\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques et thermiques au sein des modules de puissance. Cette probl\u00e9matique thermique tend \u00e0 remodeler le packaging des modules de puissance afin de moins contraindre thermiquement les puces semi-conductrices et leur assemblage. Concernant cette probl\u00e9matique de gestion thermique, l\u2019association d\u2019une r\u00e9duction d\u2019interfaces entre la puce semi-conductrice et le fluide r\u00e9frig\u00e9rant et d\u2019une am\u00e9lioration des transferts de chaleur permet de diminuer grandement la r\u00e9sistance thermique du module de puissance.Aussi ces travaux de th\u00e8se s\u2019inscrivent dans ce contexte de suppression d\u2019interfaces et d\u2019am\u00e9lioration des \u00e9changes thermiques. Le refroidissement direct sans isolation \u00e9lectrique de composants semi-conducteurs de puissance est alors recherch\u00e9 et le choix de l\u2019\u00e9bullition libre est fait de part ces meilleures performances de refroidissement pour un mode de transfert passif et sa plus simple mise en \u0153uvre par rapport \u00e0 une boucle diphasique. Aussi, l\u2019objectif de ces travaux de th\u00e8se est de mettre au point une m\u00e9thode de caract\u00e9risation du refroidissement de transistors de puissance par \u00e9bullition libre. Un banc exp\u00e9rimental instrument\u00e9 a alors \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 utilisant le fluide HFE 7200 comme fluide caloporteur et isolant \u00e9lectrique. Une m\u00e9thode de mesure de la temp\u00e9rature de jonction des transistors de puissance est employ\u00e9e \u00e0 partir d\u2019un param\u00e8tre \u00e9lectrique thermosensible, la tension de commande des transistors. Cette m\u00e9thode de mesure permet de caract\u00e9riser le refroidissement en r\u00e9gime statique ainsi qu\u2019en dynamique. L\u2019application de cette m\u00e9thode de caract\u00e9risation est faite sur des dissipateurs en cuivre structur\u00e9s, imprim\u00e9s par impression 3D et fritt\u00e9s.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":960,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20,21],"tags":[6920,6889,6538,6921,6488],"class_list":["post-24612","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-documents","category-memoires-theses","tag-caracterisation","tag-diphasique","tag-electronique-de-puissance","tag-packaging","tag-refroidissement"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO Premium plugin v23.9 (Yoast SEO v27.3) - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-premium-wordpress\/ -->\n<title>M\u00e9thode de caract\u00e9risation thermique de transistors de puissance adapt\u00e9e au refroidissement par \u00e9bullition libre : Application \u00e0 la caract\u00e9risation de dissipateurs en cuivre fabriqu\u00e9s par impression 3D et frittage - GRETh<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/greth.fr\/en\/methode-de-caracterisation-thermique-de-transistors-de-puissance-adaptee-au-refroidissement-par-ebullition-libre-application-a-la-caracterisation-de-dissipateurs-en-cuivre-fabriques-par-impression-3\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"en_US\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"M\u00e9thode de caract\u00e9risation thermique de transistors de puissance adapt\u00e9e au refroidissement par \u00e9bullition libre : Application \u00e0 la caract\u00e9risation de dissipateurs en cuivre fabriqu\u00e9s par impression 3D et frittage\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"R\u00e9sum\u00e9 : Dans le cadre de la transition \u00e9nerg\u00e9tique, l\u2019\u00e9lectronique de puissance fait face \u00e0 plusieurs d\u00e9fis afin de satisfaire la forte augmentation de la puissance \u00e9lectrique transit\u00e9e. 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L\u2019application de cette m\u00e9thode de caract\u00e9risation est faite sur des dissipateurs en cuivre structur\u00e9s, imprim\u00e9s par impression 3D et fritt\u00e9s.","og_url":"https:\/\/greth.fr\/en\/methode-de-caracterisation-thermique-de-transistors-de-puissance-adaptee-au-refroidissement-par-ebullition-libre-application-a-la-caracterisation-de-dissipateurs-en-cuivre-fabriques-par-impression-3\/","og_site_name":"GRETh","article_publisher":"https:\/\/www.facebook.com\/grethfr\/","article_author":"https:\/\/www.facebook.com\/grethfr\/","article_published_time":"2025-10-09T14:50:50+00:00","article_modified_time":"2025-10-27T16:01:06+00:00","og_image":[{"width":416,"height":288,"url":"https:\/\/greth.fr\/wp-content\/uploads\/2015\/08\/theses-4.jpg","type":"image\/jpeg"}],"author":"GRETh","twitter_card":"summary_large_image","twitter_creator":"@grethfr","twitter_site":"@grethfr","twitter_misc":{"Written by":"GRETh","Est. reading time":"1 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