Brevet FR2094178A1 — publié le 19720204

La présente invention se rapporte à un montage de transistor et ' concerne plus particulièrement un montage de ce genre pouvant être utilisé dans un circuit à microbande ou à bande de ligne. l'utilisation de plus en plus fréquente de transistors de puis-5 sance -ans les circuits électriques opérant à des fréquences élevées, notamment en UHF et en hyperfréquences, a rendu nécessaires l'étude et la réalisation d'ensembles de montage pour de tels transistors permettant à ceux-ci de fonctionner convenablement dans de tels circuits. Bien que les ensembles de montage prévus pour des " 10 transistors utilisés dans des circuits travaillant à des fréquences plus basses aient généralement des propriétés mécaniques et thermiques acceptables, ces montages ne conviennent pas aux circuits opérant à des fréquences élevées, à cause dès inductances et des capacités parasites. En effet, un montage de transistor pour- UHi? et hy-15 perfréquences doit avoir la dissipation de la chaleur et doit avoir la facilité d'assemblage et l'herméticité des montages à basse fréquence et, en plus, jointes à des capacités entre électrodes minimales et à des fils de connexion de longueur réduite. Il est également souhaitable que les montages pour transistors de haute fréquen-20 ce soient conçus pour permettre de les utiliser dans des circuits à constante répartie, en particulier, dans des circuits du type "mic-rostrip" et ligne à ruban. Selon l'invention, un montage de semiconducteur comprend une enveloppe en une matière isolante de l'électricité et conductrice de 25 la chaleur percée d'un passage d'une extrémité à l'autre. Un élément semiconducteur ayant plusieurs électrodes est monté dans cette enveloppe et est relié thermiqueaent h celle-ci. Une première borne est prévue sur la surface extérieure de l'enveloppe et deux bornes de contact sont fixées respectivement à chacune des extrémités de cel-30 le-ci. ves bornes de contact couvrent les extrémités du passage de l'enveloppe de façon à fermer celle-ci. les électrodes du semiconducteur sont reliées électriquement aux bornes de l'enveloppe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d' 35 exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexe, dans lequel: - la fig.l est une vue en perspective, partiellement éclatée 71 07883 2 2094178 et partiellement en écorché montrant un montage de transistor conforme à l'invention; - la fig.2 est -une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; et 5 - la fig.3 est une vue en coupe agrandie suivant la ligne 3-3 de la fig.2, la "borne étant enlevée. En se référant au dessin, on voit un montage de transistor conforme à l'invention, désigné en son entier par 10. le montage 10 comprend une enveloppe 12 ayant une section rectangulaire et qui est 10 percée d'un passage rectangulaire 14 s'étendant d'une extrémité 16 à l'autre extrémité 18. l'enveloppe 12 est faite d'une matière isolante et conductrice de la chaleur telle que l'oxyde de béryllium ou d'aluminium. Une pellicule 20 d'un métal tel que l'argent, l'or ou le cuivre ,est appliquée sur la surface d'extrémité 16 et sur la 15 surface extérieure 22 de l'enveloppe 12. la pellicule 20 s'étend au-dessus de la surface d'extrémité 16 d'un point espacé du passage 14 à la surface extérieure 22, puis au-dessus de cette surface 22 jusqu'à un point espacé de la surface d'extrémité 18. Une pellicule 24, dix même métal que la pellicule 20 , est appliquée sur la surface 20 intérieure 26 et sur la surface d'extrémité 18 de l'enveloppe 12. La pellicule 24 s'étend au-dessus de la surface d'extrémité 18 d'un point espacé de la surface extérieure 22 à la surface intérieure 26 et, ensuite, au-dessus de cette surface intérieure jusqu'à un point espacé de la surface d'extrémité 16. 25 Un bloc de montage rectangulaire 28 en un métal tel que l'ar gent, le molybdène ou le cuivre est logé dans le passage 14 de l'enveloppe 12. le bloc 28 repose sur la pellicule de métal 24 et est fixé à celle-ci, par exemple, par brasage ou soudage, de façon à être relié électriquement a cette pellicule de métal 24 et à être 30 relié mécaniquement et thermiquement à l'enveloppe 12. Le bloc de montage 28 est plus court que l'enveloppe 12 et est placé de-manière que l'une de ses extrémités soit espacée de la surface d'extrémité 16 de cette dernière. Un transistor 30 est monté sur l'extrémité du bloc 28 qui est 35 voisine de la surface d'extrémité 16 de l'enveloppe 12. Le transistor 30 est constitué par un corps rectangulaire de matière semicon-ductrice, telle que le silicium, ayant deux jonctions p-n produisant 71 07883 3 2094178 des régions de "base d1 émt cteur et de collecteur. Un collecteur est produit sur la surface du transistor qui est fixée à l'extrémité du bloc de montage 28, de sorte que le collecteur est relié électriquement à ce dernier, l'émetteur 32 et la base 34 sont formés sur l'au-5 tre face du transistor 30, comme le montre la fig.3. Comme représenté, l'émetteur 32 et la base 34 comportent un certain nombre de doigts s'étendant d'un côté d'une barrette de connexion et de pastilles de contact s*étendant de l'autre côté de cette barrette. Les doigts des contacts 32 et 34 sont intercalés» 10 Une bague d'espacement rectangulaire 36 faite d'une matière i- solante, telle que l'oxyde d'aluminium ou de béryllium est fixée à la surface d'extrémité 16 de l'enveloppe 12. Les dimensions extérieures de la bague d'espacement 36 sont égales aux dimensions correspondantes de l'enveloppe 12. Les dimensions intérieures de la ba-15 gue 36 sont légèrement plus grandes que les dimensions correspondantes du passage 14. Un gradin 38 est ainsi produit dans la surface d' extrémité extérieure de la bague d'espacement 36, le long de chacun des deux bords intérieurs opposés de celle-ci. Une pellicule de métal 40 est appliquée sur la surface d'extrémité intérieure de la ba-20 gue d'espacement 36. La pellicule 40 est fixée à la pellicule de métal 20 de la surface d'extrémité 16 de l'enveloppe 12, par exemple, par brasage ou soudage, de façon à relier mécaniquement la bague d' espacement à l'enveloppe. Une pellicule 42 d'un métal conducteur de l'électricité est appliquée sur les surfaces de gradins 38 et sur la 25 surface d'extrémité extérieure de la bague d'espacement 36. L'émetteur 32 du transistor 30 est relié électriquement à la pellicule de métal 42 dee gradins 38 de la bague d'espacement 36 par-un certain nombre de fils J-4. Chacun des fils 44 est fixé, par l'une de ses extrémités, à une j.stille de la barrette d'émetteur 32, et 30 par son autre extrémité, à la pellicule de métal 42. La base 34 du transistor 30 est reliée électriquement à la pellicule métallique 20 de la surface d'extrémité 15 de l'enveloppe 12 par un certain nombre de fils 46. Chacun de»~ fils 46 est fixé, par l'une de ses extrémités, à l'une des» pastillas de contact de la barrette de la base 34 35 et par l'autre à la pellicule de métal 20. Chacune des pastilles de contact de chacune des barrettes- des électrodes 32 et 34 comporte deux fils 44 et 46 respectivement fixés à celle-ci, ces fils s'éten- 71 07883 4 2094178 dant suivant des directions opposées par rapport à leurs pellicules métalliques respectives 42 et 20. Deux bornes de sortie 48a et 48"b sont prévues aux extrémités opposées de l'enveloppe 12. Chacune des bornes 48a et "48b est cons-5 tituée par un ruban allongé d'un métal conducteur tel que le Kovar qui est plié, à l'une de ses extrémités, de façon à produire une tête rectangulaire plate 50a ou 50b, perpendiculaire à la borne. Les dimensions des têtes 50a et 50b sont légèrement plus petites que les . dimensions des surfaces d'extrémité dé l'enveloppe 12. Les têtes 10 50a et 50b couvrent complètement les extrémités du passage 14 de 1' enveloppe 12, de façon à fermer le passage et à y emprisonner hermétiquement le transistor 30. Les bornes 48a et 48b s'étendent suivant des directions opposées des extrémités de l'enveloppe 12 et sont situées dans un même plan. 15 L'enveloppe 12 est placée sur une plaque de montage rectangu laire plate 52 faite d'un métal conducteur de l'électricité et de la chaleur, tel que le cuivre. La pellicule métallique 20 de l'enveloppe 12 est fixée -à la plaque 52 par brasage ou soudage, par exemple. Ainsi, l'enveloppe 12 est reliée mécaniquement et thermiquement à la 20 plaque 52 par la pellicule métallique 20. La plaque 52 est percée de deux trous de montage 54. Dans le montage 10, le collecteur du transistor 30 est relié électriquement à la borne 48b par le bloc de montage 28 et la pellicule de métal 24 reliée à sa surface intérieure et à la surface d' 25 extrémité 18 de l'enveloppe 12. L'émetteur 32 du transistor 30 est relié électriquement à la borne 48a par les fils 44 et la pellicule métallique 38 de la bague d'espacement 36. La base 34 du transistor 30 est reliée électriquement à la plàgue de métal 52 par les fils 46 et la pellicule de métal 20 de la surface d'extrémité 16 et de la 30 surface extérieure de l'enveloppe 12. Le transistor 30 est relié thermiquement à la plaque de métal 52 par le bloc de montage 28, la pellicule de métal 24, l'enveloppe 12 et la pellicule de métal 20. Ainsi, la plaque de métal 52 constitue l'une des sorties du montage de transistor 10 et sert en même temps à dissiper la chaleur 35 dégagée par le transistor. De plus, la plaque de métal 20 sert d'élément de montage du transistor. Dans l'exemple représenté, la base du transistor est reliée électriquement à la plaque de métal 52, 71 07883 2094178 tandis que l'émetteur est connecté à la borne 48a, mais, le cas é-chéant, ces connexions pourraient être interverties en croisant les fils 44 et 46. le montage de transistor 10 a toutes les propriétés néeessai-5 res pour opérer en haute fréquence. J'esT ainsi que le transistor 30 lui-même est enfermé hermétiquement dans l'enveloppe 12 et qu'un bon transfert de chaleur est réalisé entre lui et la plaque 52 par le bloc de montage 28 et l'enveloppe 12. les bornes d'entrée et de sortie 48a et 48b sont isolées de l'enveloppe 12 de façon à diminu- 10 er les capacités parasites, les multiples fils de connexion 44 et « 46, qui sont relativement courts, diminuent les inductances parasites. De plus, du fait que les bornes d'entrée et de sortie 4Sa et 48b sont dans un même plan et que la plaque 52 est située dans un plan parallèle à ces bornes, le montage 10 peut être facilement fi-15 xé sur un circuit du type microbande ou ligne de bande. 71 C7883 6 2094178 SLaVEITIU GATIONS 1.-kontage de semiconducteur caractérisé en ce qu'il comprend : une enveloppe en une matière isolante de l'électricité et conductrice àe la chaleur, cette enveloppe étant percée d'un passage d'un 5 bout a l'autre; un semiconducteur monté dans le passage de l'enveloppe et relié thermiquement à celle-ci, ce semiconducteur ayant plusieurs électrodes; une première borne sur la surface extérieure de ladite enveloppe; une paire séparée de bornes de contact métalliques, dont une est fixée à chaque extrémité de l'enveloppe et s' 10 étend au-dessus de l'extrémité correspondante du passage de façon à fermer ce dernier; et des moyens reliant électriquement les électrodes du semiconducteur auxdites bornes. 2.- Montage selon la revendication 1 dans lequel les moyens reliant électriquement la première borne à l'une des électrodes du se- % 15 miconducteur sont constitués par une pellicule métallique apposée sur l'une des surfaces d'extrémité de l'enveloppe et sur la surface extérieure de celle-ci, tandis que les moyens reliant électriquement l'une des bornes de contact à une électrode de l'élément semiconducteur comprennent une pellicule de métal apposée sur la surfa-20 ce du passage et sur l'autre surface d'extrémité de l'enveloppe. 3.- Montage selon la revendication 2 qui comporte une bague d' espacement en matière isolante fixée à l'une des extrémités ae l'enveloppe, la borne de contact de cette extrémité de l'enveloppe é-tant fixée à la bague d'espacement, cependant que les moyens reliant 25 électriquement la borne de contact de l'extrémité de l'enveloppe à son électrode dè l'élément semiconducteur comportent une pellicule de métal appliquée sur la surface d'extrémité extérieure de la bague d'espacement. 4 .- Eiontags selon la revendication 3 qui comporte un bloc de 50 montage conducteur de l'électricité et de la chaleur logé dans le passage de l'enveloppe, ce bloc étant relié électriquement et mécaniquement a la pellicule métallique de la surface du passage et ayant me extrémité voisine de l'une des surfaces d'extrémité de 1' enveloppe, l'élément semiconducteur étant monté sur cette extrémité 35 du blcc de montage. 5.- hontage selon la revendication 4 dans lequel l'électrode de l'élément semiconducteur qui est relié aux bornes de contact 71 07883 7 2094178 situées à l'autre extrémité de l'enveloppe est sur la surface de 1' élément semiconducteur qui est fixé au bloc de montage, les autres électrodes de l'élément semiconducteur étant sur l'autre surface de celui-ci. 5 6.- Montage selon la revendication 5 dans lequel l'une des éle trodes de l'autre surface de l'élément semiconducteur est reliée électriquement à la pellicule métallique située sur la première sur face d'extrémité de l'enveloppe par un fil métallique, tandis que l'autre électrode de 1 'av.tre surface de l'élément semiconducteur es 10 reliée électriquement à la pellicule métallique de la surface d'extrémité extérieure de la bague d'espacement paj* un autre fil métallique. 7.- Montage selon la revendication .6 dans lequel chacune des électrodes de la surface extérieure de l'élément semiconducteur est 15 reliée électriquement à Xy. pellicule métallique correspondante par un certain nombre de file métalliques. 8.- Montage selon la revendication 7 dans lequel chacune des • bornes de contact comprend un ruban de métal ayant, à l'une de ses extrémités, une tête plai-a, la tête de l'une des bornes de contact 20 étant fixée à la pellicule métallique de la surface d'extrémité extérieure de la bague d'espacement et couvrant tout le passage, à 1' une des extrémités de l'enveloppe, tandis que la tête de l'autre borne de contact est fixée à la pellicule métallique de l'autre sur face d'extrémité de l'enveloppe et couvre, de son côté, toute l'ex-25 trémité du passage à cette autre extrémité de l'enveloppe. 9.- Montage selon la revendication 8 dans lequel la première borne est une plaque de Fétal qui est reliée mécaniquement et électriquement à la pellicule de métal de la surface extérieure de l5sn veloppe. .30 10.- Montage selon revendication 9 dans lequel l'enveloppe et le passage à travers alle-ci ont une section rectangulaire.