Brevet FR2117908A1 — publié le 19720728

La présente invention concerne une plaque de "base en un métal non noble pour des boîtiers de composants, plus particulièrement des boîtiers de composants à semi-conducteurs, du type dans laquelle le composant est fixé sur un élément inséré 5 dans la plaque de base. Habituellement, un composant est fixé sur une plaque de base, et sur la plaque de base est monté un capot de façon que le composant est entouré par la plaque de base et par le capot, à la manière d'un boîtier. La plaque de base représente la par-10 tie essentielle du boîtier car c'est à travers elle que passent dans le boîtier les liaisons électriques du composant. Pour réduire au maximum les frais de fabrication des plaques de base, celles-ci sont faites en fer et elles sont revêtues de diverses couches métalliques. Ces couches servent à 15 la protection contre la corrosion et elles sont par ailleurs nécessaires pour souder un composant, tel que par exemple un système à transistor. Afin de tenir compte de ces exigences, il faut, dans les procédés connus à ce jour, soumettre la plaque de base à plusieurs traitements préalables par voie galvanique. 20 Ainsi, dans un procédé connu, les plaques de fond en fer et les tiges en tin alliage nickel-fer et qui servent ultérieurement comme bornes de raccordement pour la base et pour l'émetteur, sont séparément dégraissées, décapées, recuites et cuivrées. Ensuite, on enfonce dans un perçage ménagé dans la 25 plaque de fond déjà cuivrée, un élément en cuivre ayant la forme d'une tige et qui est désigné communément par "enclume". Deux autres ouvertures ménagées dans la plaque de fond sont garnies avec les tiges déjà cuivrées. Dans le cadre d'une opération thermique, on procède au soudage des tiges au moyen de perles 30 de verre, tout en opérant à la soudure simultanée de l'enclume. La plaque de fond ayant ainsi subi ce traitement préalable est désignée par "plaque de base". Afin de rendre possible la soudure ^'un composant, tel que par exemple un système à transistor, avec la plaque de base, celle-ci est pourvue, sur 35 toute sa surface, de plusieurs couches métalliques déposées par voie galvanique. Ces opérations galvaniques multiples qui sont réalisées dans des cylindres de galvanisation, imposent des fatigues aux fils de raccordement, donc aux tiges d'émetteur et de base, d'une part parce que celles-ci deviennent cassantes 40 sous l'action de l'hydrogène et d'autre part parce qu'elles sont 71 43669 2 2117908 soumises au mouvement permanent du tambour. Pour permettre le montage correct, ces fils de raccordement qui ont été recourbés, doivent être redressés, ce qui peut donner lieu à des encoches dans lesdits fils et détruire la soudure au verre et à des 5 inclusions d'humidité. Les traitements mécaniques auxquels il faut encore procéder conduisent souvent à la rupture des fils de raccordement par suite de la présence des encoches. Après le dépôt des couches métalliques nécessaires, le composant est soudé, la plaque de base est soudée au capot, le 10 boît.ier du composant ainsi réalisé est démétallisé pour être finalement cuivré et étamé à nouveau. L'invention a pour objet une plaque de base qui comporte les revêtements métalliques nécessaires pour la protection contre la corrosion et pour la soudure du système, ainsi que des 15 fils de raccordement et des soudures par perles de verre non-détériorées, plaque de base qui est avant tout facile à fabriquer. La plaque de base conforme à l'invention est essentiellement caractérisée par le fait que la partie insérée dans cette 20 plaque est pourvue d'une couche en nickel, ladite plaque étant elle-même recouverte d'une couche de cuivre. Dans la plaque de base conforme à l'invention, seul l'élément qui est inséré dans celle-ci est pourvu d'une couche de nickel. La plaque peut être soumise directement au montage, 25 dès après la réalisation de la soudure par perles de verre, sans qu'elle soit pourvue de plusieurs revêtements métalliques et sans qu'il soit nécessaire de procéder au redressement des fils de raccordement. On élimine complètement le danger d'une cassure det: fils et de la soudure par perles de verre. 30 Suivant un mode d'exécution particulier de l'objet de l'invention, la partie .insérée dans la plaque de base et qui se présente sous la forme d'une enclume, est placée dans un perçage ménagé dans la plaque de base. L'invention concerne également un procédé pour la fa-35 brication de la plaque de base. Ce procédé consiste essentiellement à soumettre la plaque de base, sans l'enclume et sans les tiges, séparément à un dégraissage, à un décapage, à un recuit et à un cuivrage, à insérer l'enclume nickelée dans le perçage ménagé dans la plaque de base et à le souder au restant 40 de celle-ci, à souder les tiges au moyen de perles de verre dans 71 43669 3 2117908 deux autres perçages ménagés dans la plaque de base, à souder le système à transistor avec la couche de nickel de l'enclume de la plaque de "base et à réaliser finalement les raccords électriques. 5 A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé un mode d'exécution de l'objet de l'invention. La figure 1 est une coupe d'un boîtier avec plaque de base. La figure 2 est une vue en plan du dispositif de la 10 figure 1, le capot n'étant pas représenté. Dans les deux figures, les éléments identiques sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Une plaque de fond 1 faite avec du fer est pourvue sur sa surface extérieure d'une couche de cuivre 2 ayant une épais-15 seur de 6 à 8 (i. La plaque de base comporte les perçages désignés par les références 3, 4, 5, 6 et 7. Dans le perçage 4 est introduite et soudée une enclume 8 en cuivre pourvue d'un revêtement en nickel ayant une épaisseur de 2 à 6 . La surface 10 de l'enclume 8 fait saillie sur la surface 11 de la plaque de 20 fond 1. La plaque de fond 1 avec sa couche de cuivre 2, et l'enclume 8 avec la couche de nickel 9 et avec les tiges cuivrées 15 et 16 en fer qui sont soudées dans les perçages 5, 6 de la plaque de fond 1 au moyen des perles ou pastilles de verre 17, 18, forment la plaque de base 20. Sur la couche de nickel 9 25 qui recouvre la surface 10 de l'enclume 8, est soudé un système à transistor 12. L'émetteur et la base du système-transistor 12 sont reliés, par l'intermédiaire de ressorts de contact 13, 14, avec les tiges 15, 16. Les tiges 15, 16 comportent un revêtement non-représenté constitué par une pellicule de cuivre, et 30 elles servent de bornes de raccordement électriques pour l'émetteur et la base du système-transistor. Le raccordement au collecteur du système-transistor 12 se fait par l'intermédiaire de l'ensemble de la plaque de base 20, l'enclume 8 permettant une bonne évacuation de la chaleur. 35 Un capot 19 qui est fait avec un alliage fer-nickel est soudé sur la plaque de base 20. Afin de donner au capot 19 une bonne assise sur la plaque de base 20, celle-ci présente un épaulement 21 sur lequel est engagé le capot 19. Les perçages 3 et 7 ménagés dans la plaque de base 20 servent à visser le 40 système terminé sur une plaque conductrice ou autre élément 71 43669 4 2117908 semblable. Dans ce qui suit, on explicitera à l'aide des figures un procédé avantageux pour la fabrication de la plaque de base conforme ^ l'invention. 5 On commence par dégraisser au trichlore-éthylène la plaque de fond 1 qui est ensuite décapée et recuite. On dépose ensuite sur celle-ci, au moyen d'une opération galvanique, la couche de cuivre 2. Les tiges 15, 16 sont également dégraissées au tri-10 chlore-éthylène puis décapées, recuites et finalement cuivrées. Ensuite, au cours d'une autre opération galvanique, l'enclume 8 est pourvue de sa couche de nickel 9. L'enclume 8 soumise à ce traitement préalable, est insérée dans le perçage 4 de la plaque de fond cuivrée. Les 15 tiges 15, 16 sont soudées dans les perçages 5, 6 de la plaque de fond 1, au moyen de perles de verre 17, 18. Dans la même opération thermique, l'enclume 8 est soudée à la plaque de base 20. La plaque de fond 1 qui a subi le traitement préalable qui vient d'être décrit, est dans ce qui suit, désignée par plaque 20 de base 20. Ensuite, on soude le système-transistor 12 avec la couche de nickel 9 qui recouvre la surface 10 de l'enclume 8. Dans la même opération de soudure s'opère la soudure des ressorts de contact 13, 14 avec les tiges 15, 16 qui constituent les raccor-25 dements d'émetteur et de base du système-transistor 12. Finalement, le système-transistor 12 est fermé de façon étanche au vide par le capot 19 qui est soudé à la plaque de base 20. Le procédé conforme à l'invention se caractérise par le 30 fait qu'il permet de ne procéder au nickelage que de l'enclume 8 à la place de l'ensemble de la plaque de base 20. La suppression qui en résulte de plusieurs phases opératoires galvaniques conduit non seulement à une simplification de la fabrication, mais à une amélioration de la qualité et à une économie des 35 frais de fabrication. 71 43669 5 21179Q8 REVENDICATIONS 1. Plaque de base faite avec un métal non noble pour des boîtiers de composants, plus particulièrement pour des boîtiers de composants à semi-conducteurs, du type dans laquelle le composant est fixé à un élément inséré dans la plaque de 5 base, caractérisée par le fait que seul l'élément inséré dans la plaque de base est pourvu d'une couche de nickel, alors que la plaque de base elle-même est pourvue d'une couche de cuivre. 2. Plaque de base suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément inséré dans la plaque de base, 10 et qui a la forme d'une enclume, est inséré dans un perçage ménagé dans la plaque de base. 3. Plaque de base suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la couche de nickel a une épaisseur comprise entre 2 et 6pt. 15 4. Plaque de base suivant l'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisée par le fait que la couche de cuivre a une épaisseur de 6 à 8 j*,. 5. Plaque de base pour boîtier de transistor suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le 20 fait que les raccordements électriques pour l'émetteur et la base se font par l'intermédiaire de tiges soudées au moyen de perles de verre dans la plaque de base, à une certaine distance de l'élément qui y est inséré, lesdites tiges étant reliées, par l'intermédiaire de ressorts de contact,aux bornes d'émetteur 25 et de base, alors que le raccordement électrique du collecteur se fait par l'intermédiaire dudit élément inséré dans ladite plaque de base. 6. Plaque de base suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que les tiges sont constituées par des tiges 30 de fer pourvues d'un revêtement de cuivre. 7. Procédé pour la réalisation d'une plaque de base suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la plaque de base, sans l'enclume et sans les tiges, est dégraissée séparément, décapée, recuite et cuivrée, 35 que l'enclume nickelée est insérée dans le perçage ménagé dans la plaque de base et est soudée avec le restant de celle-ci, que les tiges sont soudées dans les deux autres perçages de la plaque de base au moyen de deux perles de verre, que le système- 71 43669 6 2117908 transistor est monté et est soudé avec la couche de nickel de l'enclume de la plaque de base et que finalement les raccordements électriques sont réalisés.