Chercheur postdoctoral : Caractérisation haute tension et vieillissement électrique de structures lamin F/H

Missions :
L'objectif de ce post-doctorat est d'étudier les propriétés électriques intrinsèques des matériaux isolants preg en FR4 sous haute tension DC et AC. Ensuite, d'évaluer le vieillissement électrique de structures laminées FR4/Cu, dans le cadre d'un assemblage PCB représentatif, lors d'essais de vieillissement électrique accéléré sous des conditions de contrainte de tension combinées (E, f, forme d'onde, polarité…) afin d'identifier les mécanismes de dégradation électrique sous-jacents. Enfin, sur la base des résultats de vieillissement, de spécifier les solutions de conception des PCB capables de répondre aux futures exigences de contrainte des dispositifs de puissance WBG.
La conversion d’énergie électrique en électronique de puissance est une technologie clé pour réussir la transition énergétique et réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES). Elle est au cœur de la transformation de notre société avec, entre autres comme défis, l'essor de l'électrification dans les transports et dans les habitations, ainsi que l'augmentation de la part électrique dans la production d'énergie décarbonée (solaire, éolienne, nucléaire). Cependant, lors de la conversion d'énergie AC/DC, une partie de l'énergie est inexorablement perdue. Pour améliorer le rendement, la future génération de convertisseurs de puissance intégrera des composants à large bande interdite (WBG), tels que le nitrure de gallium (GaN) ou le carbure de silicium (SiC), qui offrent des pertes plus faibles, des fréquences de commutation plus élevées, des températures de fonctionnement plus élevées, une robustesse dans les environnements difficiles et des tensions de claquage élevées. Le déploiement du SiC (MOSFET 3 kV [1]) et du GaN (futur JFET 1,2 kV [2, 3]) permettra ainsi de réduire massivement les émissions de GES [4]. Par exemple, les technologies de conversion à base de GaN pourraient à elles seules permettre des économies mondiales de plusieurs milliards de tonnes de GES au cours des 15 prochaines années (par exemple, 1 milliard de tonnes aux États-Unis et en Inde seulement) [4]. Les dispositifs de puissance SiC et GaN offrent des pertes par commutation inférieures à celles du silicium (Si), des fréquences de commutation plus élevées (10 kHz) et une densité de puissance plus élevée, et ils permettent des réductions globales du coût, du poids et de la taille des systèmes [5]. De plus, ils peuvent commuter à des vitesses dV/dt de 100 V/ns ou plus, ce qui réduit considérablement les pertes par commutation. Pour profiter pleinement du potentiel de vitesse de commutation des dispositifs GaN ou SiC, leur assemblage (packaging) doit avoir des interconnexions de très faible inductance parasite (1 nH) [6-8]. Par conséquent, les nouvelles approches de packaging, telles que l'intégration des dispositifs de puissance dans des boîtiers en circuits imprimés (PCB : printed circuit board) laminés en multicouches (PCB-embedded)
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