Brevet FR2133561A1 — publié le 19721201

i 2133561 La présente invention se rapporte à un composant à semiconducteurs se présentant sous la forme d'un disque, et comprenant ur élément semiconducteur et un boîtier constitué par deux plaques— ccuvercles présentant, des surfaces principales et un bord et par une hague isolante reliée aux dites plaques-couvercles. Un composant à semiconducteurs de ce genre a déjà été proposé. La bague isolante est reliée aux plaques-couvercles rigides par l'intermédiaire d'une bague ou d'un anneau en acier. La bague en acier est soudée à la bague isolante et aux plaques-couvercles rigides. A cet effet, la bagua isolante doit d'abord être pourvue d'une couche métallique» Mais ceci est assez compliqué à réaliser. Par ailleurs, on court le risque que pendant l'opération de la soudure du boîtier, des vapeurs ou des gaz nocifs pénètrent à l'intérieur du boîtier et modifient dans un sens défavorable les propriétés du composant à semiconducteurs» L'invention a pour objet un composant à semiconducteurs du genre susmentionné et elle propose de le réaliser de telle façon que l'assemblage et la ^ermeture puissent s'effectuer de mf-nière simple. A cet effet, le composant à semiconducteurs suivant l'in-venticm est essentiellement caractérisé par le fait que chacune des plaques-couvercles présente, dans le voisinage de son bord, une nervure annulaire saillante en direction de l'autre plaque-couvercle, que l'anneau isolant est constitué par une matière isolante élastique, que les nervures annulaires portent contre la face supérieure et inférieure de 1'anneau isolant et que des moyens sont prévus qui pres&enh les alaques-couvercles l'une contre l'autre et qui pressent les nervures annulaires contre la bague annulaire ou les y enfoncent au moins partiellement. Avantageusement, le bord des plaques-couvercles est pourvu d'une couronne ou d'un épaulement qui a une épaisseur inférieure à ceMe des plaques-couvercles elles-mêmes. Les nervures annulaires sont disposées sur cet épaulement annulaire. Les moyens susmentionnés peuvsnt avantageusement Être constitués par des griffes élastiques reliées à la bague et enserrant les épaulements sur la face qui est située à 3'oppnoi5 r|e l'élément semiconducteur. Les griffes et la bague isolante peuvent constituer une seule et même pièce. Les griffes et les épaulements peuvent, dans ce cas, être conformés de telle façon qu'il forment ensemble un mécanisme à enclen 71 46963 2 2133561 chement. Mais les moyens mentionnés ci-dessus peuvent également être constitués par une frette annulaire, de préférence en une matière contractible, enserrant les deux épaulemnnts sur leur face qui se situe à l'opposé de l'élément semiconducteur, Avantageusement, ces moyens peuvent aussi être constitués par un premier bouchon fileté entourant 1'épaulement de la première clique—couvercle, sur sa face qui est opposée à l'élément semiconducteur et par un second bouchon fileté qui entoure la seconde plaque-couvercle sur sa face située à l'opposé de l'élément semiconducteur, les deux bouchons filetés étant réalisés de manière à nouvoir se visser l'un dan s l'autre» La bague isolante peut, dans tous Tes cas mentionnés ci-dessus, être constituée par exemple avec du Teflon. A titre d'exemple on a décrit ci—dessous et représentés au dessin annexé différents modes de réalisation d'un composant à semiconducteurs conforme à l'invention. La figure î sst une coupe transversale d'un composant à semiconducteurs suivant une premier?; forme u'éxécution conforme à 1'invention. La figure 2 représente la coupe r.ransversale a'un second mocle d'éxecution. La figure 3 est une coupe transversale d'un troisième mode d'exécution. La figure 4 est une vue à grande échelle a'un détail qui est commun aux différents modes d'éxecution énumérés ci-dessus. Le composant à semiconducteurs suivant la figure 1 comprend deux plaques-couvercles rigides 1 et 2. Entre ces deux plaques-couvercles est situé l'élément semiconducteur 3 qui n'a été représenté que très schématiquement. Le bord de la plaque-couvercle 1 est pourvu de 1'épaulement 4 et le bord de la plaque-couvercle 2 d'un épaulement 6. Les faces voisines des épaulements annulaires 4 et 6 présentent respectivement les nervures annulaires 5 et T. Les nervures annulaires 5 et 7 portent contre la face supérieure et la face inférieure d'une bague isolante élastique. La bague isolante peut par exemple être réalisée avec du teflon. Les nervures annulaires 5 et 7 sont refoulées à l'aide d'une force extérieure dans la bague isolante 8, ce qui permet de réaliser l'assemblage des divers éléments constitutifs du boîtier et une certaine étanchéité de l'enceinte intérieure du composant à 71 46963 3 2133561 semiconducteur. Cette force extérieure est fournie par des griffes annulaires (9) ciui enserrent les épaulements 4 et 6 sur leur face qui est située 3 l'opposé de l'élément semiconducteur 3. Les griffes 5 forment une partie de la bague isolante 4 et sont constituées avec le même matériau, donc par exemple avec du teflon. Les griffes 9 et les épaulements annulaires 4, 6 sont pourvues respectivement d'un bisesu intérieur et extérieur en sorte que les plaques de base 1, 2 peuvent être enfoncées en position à partir de l'extérieur, en passant par les griffes 9» Pendant cette opération, les griffes 9 se déplacent élastiquement vers l'extérieur, et les épaulements annulaires 4, 6 des plaques-couvercles 1, 2 viennent s'encliqueter dans la gorge annulaire formée par les griffes 9 et par la bague 8. Pendant cette opération, les nervures annulaires 5 et 7 sont appliquées fermement contre la bague 9, ou elles sont enfoncées partis?llement dans celles-ci lorsque la dite bague B est faite avec un matériaux isolant relativement mou, en sorte que les éléments constitutifs du composant à semiconducteurs se trouvent liés les uns aux autres. Par ailleurs, on réalise de la sorte t-ne certaine étanchéité du boîtier. L'élément semiconducteur 3 porte alors contre les plaques-couvercles 1 et 2. Les surfaces principales des plaques-couvercles 1 et 2 qui portent contre l'élément semiconducteur 3, ainsi que les éleetrodes du composant à semiconducteurs subissent avantageusement un certain rodage. Les plaques-couvercles qui sont par exemple constituées par du cuivre ou par ^n corps composite en cuivre et en molybdène, peuvent être pourvues par exemple d'une couche ou d'un revêtenent de nickel sur leurs surfaces principales qui portent contre l'élément semiconducteur, et les électrodes du composant à semiconducteurs peuvent Être argentés. Les plaques-couvercles et l'élément semiconducteur sont alors pressés l'un contre l'autre, par l'intermédiaire d'un-corps de refroidissement, la pression de contact pouvant se situer entre 100 et 500 kp/cm2. En opérant de la sorte, les nervures annulaires sont complètement enfoncés s dans la bague i?m.3nte. Les plaques-couvercles 1 et 2 peuvent en outre être pourvues de perçagss centraux 10 et 11 dans lesquels s'ajustent des tiges qui appartiennent au corps de refroidissement par exemple. Ceci oermet d'obtenir un centrage parfait entre le composant à semiconducteurs et.les corps de refroidissement ou radiateurs. Dans la figure 2 on a représenté un autre composant à 71 46963 4 2133561 semiconducteurs, dans lequel l'effort assurant l'assemblage des plaques-couvercles 1 et 2 est développé par une frette annulaire 13 susceptible de se contracter. Cette frette 13 enserre au-moins les épeulemcnts annulaires 4 et 6 sur leur cûté qui sont situés à l'opposé de l'élément semiconducteur. De ce fait, les nervures annulaires 5 et 7 sont appliquées fermement contre la bague isolante qui est désignée dans cette réalisation par ln référence 12. La frette peut par exemple Être constituée par un élément annulaire en polyester pré-étiré, Un tel élément annulaire se contracte au chauffage et s'applique très étroitement contre les éléments qu'il entoure» Dans la figure 3 on a représenté un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, dans lequel l'effort qui sert à appliquer les plaques-couvercles 1 et 2 contre la bague isolante, est fourni par deux bouchons filetés 15 et 16. Le premier bouchon 15 entoure 1'épaulement annulaire 4 de la première plaque-couvercle 1, et le second bouchon fileté 16 entoure l'épaulement annulaire 6 de la plaque-couvercle 2. Le bouchon fileté 15 porte sur sa face extérieure un filetage 17 et le bouchon fileté 16 est pourvu, dans sa face intérieure d'un filetage 18. Si l'on visse le bouchon fileté 16 sur le bouchon fileté 15, les nervures annulaires 5 et 7 sont enfoncées dans la bague isolante 12. Ceci permet d'isoler l'enceinte intérieure du boîtier. Les bouchons filetés 15 et 16 sont avantageusement réalisés de telle façon que les surfaces principales des plaques-couvercles 1 et 2, qui sont situées à l'opposé de l'élément semiconducteur 3 peuvent passer par des ouvertures ménagées dans les dits bouchons. Ceci permet une liaison directe entre plaques-couvercles et corps de refroidissement, ce qui assure un bon refroidissement. Dans les exemples d'exécution suivant les figures 2 et 3, les éléments semiconducteurs 3 peuvent être reliés aux plaques-couvercles 1 et 2 par l'intermédiaire d'un contact de pression ou être soudés directement aux dites plaques-couvercles. Dans la figure 4 on a représenté un détail de la couronne annulaire 4 de la plaqua-couvercle supérieure 1. Dans cette figure on reconnaît nettement la nervure annulaire 5. Celle-ci s'y trouve refoulée dans la face supérieure de la bague isolante 12. Il est avantageux de régler entre eux le diamètre intérieur de la bague isolante,le diamètre extérieur de l'élément simiconducteur, le diamètre extérieur des plaques-couvercles, situé à l'intérieur 71 46963 5 2133561 des épaulsments. ce fa^on que l'anneau isolant rentre 1'élément semiconducteur et les nigouas-couvercles. La fabrication du composant à semicanriuctf: jrs est particulièrement économique si les deux l laque s-couv-rcl ;= s ?ant réalisées de façon identique. 71 46963 6 2133561 REVENDICATIONS 1 .) Composant à semiconducteurs en forme d'un disque, du type corn-prenarvfc un élément semiconducteur et un boîtier constitué par deux plaques-couvercles rigides comportant des faces principales et un bord, ainsi qu'une bague isolante reliée de façon 5 étanche avec les dits plaques-couvercles, caractérisé par le fait que chacune des plaques-couvsrcles (1,2) est pourvue, dans le voisinage de son bord d'une nervure annulaire (5,7) saillant en direction de l'autre plaque-couvercle, que la bague isolante est faite avec un matériau isolant élastique, que les TO nervures annulaires reposent sur la face supérieure et sur la face inférieure de cette bague isolante^ et que des moyens sont prévus à l'aide desquels les plaques-couvercles (1,2) sont pressées l'une contre l'autre, les nervures annulaires (5,7) venant porter contre la bague annulaire ou étant au moins par-15 tiellement enfoncées dans celle-ci. 2.) Composant à semiconducteurs suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bord des plaques-couvercles (1,2) est pourvu d'un épaulement annulaire (4,6) qui a une épaisseur inférieure à celle des dites plaques, et que les nervures 20 annulaires (5,7) sont prévues sur le dit épaulement. 3.) Composant à semiconducteurs suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens susmentionnés sont constitués par les griffes élastiques (9) portées par une bague(9, et enserrant les épaulements annulaires (4,6) sur leurs côtés 25 qui sont situés à l'opposé de l'élément semiconducteur (3). 4.) Composant à semiconducteurs suivant la revendication (3), caractérisé par le fait que les griffes (.9) et la bague isolante (8) sont venues d'une seule et même pièce. 5.) Composant à semiconducteurs suivant la revendication 3 ou 4, 30 caractérisé par le fait que les griffes (9) et les épaulements annulaires (4,6) forment ensemble un mécanisme à enclenchement . 6.) Composant à semiconducteurs suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens susmentionnés sont cons- 35 titués par une bague ou frette susceptible de se contracter et enserrant les deux épaulements (4,6) sur leurs côtés situés à l'opposé de l'élément semiconducteur (3) ainsi que la bague isolante (12) par l'extérieur. 71 46963 ^ 2133561 T.) Composant à semiconducteurs suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par un premier bouchon fileté (15) entourant l'épaulement (4) de la première plaque-couvercle (1), sur son côté qui est situé à l'opposé de l'élément semiconducteur (3), et par un second bouchon fileté (16) entourant l'épaulement (6) de la seconde plaque-couvercle (2) sur son côté qui est situé à l'opposé de l'élément semiconducteur, les deux bouchons filetés étant réalisés de manière à pouvoir être vissés l'un dans l'autre. 8.) Composant à semiconducteurs suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les bouchons filetés (15,16) comportent chacun une ouverture par laquelle peut passer la surface principale de la plaque-couvercle correspondante (1,2), située à l'opposé de l'élément semiconducteur. 9.) Composant à semiconducteurs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8caractérisé par le fait que la bague isolante (8, 12) est faite avec du Teflon. 10.) Composant à semiconducteurs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'on applique contre les plaques-couvercles (1,2) des corps de refroidissement, la pression d'application étant de l'ordre 100 à 500 kp/cm2.