Brevet FR2116353A1 — publié le 19720713

L'invention concerne un procédé de fabrication de boîtiers en plastique pour circuits intégrés, du type à double rangée de bornes de connexion, bien connu sous le nom de boîtier "dual-in-line", comportant un dissipateur thermique incorporé dans la matière rDastâcwe. 5 Suivant un procédé connu de fabrication de boîtiers en plastique, la plaquette en silicium, contenant le circuit intégré, est soudée sur un support qui est obtenu (en même temps que les connexions à bande de l'embase) par découpage mécanique ou gravure chimique d'une tôle mince de matériel à faible résistance électrique. Le sous-en-10 semble est soudé à son tour sur une barrette métallique {en général en cuivre ou en aluminium) qui fait fonction de dissipateur thermique. Après avoir relié les connexions à bande aux plots de sortie du circuit intégré, le dispositif est encapsulé dans de la matière plastique, la résine étant injectée sous pression. 15 Afin de donner une plus grande résistance mécanique au disposi tif encapsulé, le dissipateur thermique est complètement noyé dans la résine, excepté un de ses côtés faisant fonctionné surface rayonnante. A cette surface, on peut joindre, par soudure, une pièce façonnée en métal, qui sert à fixer le dispositif semi-conducteur à un 20 support ou à un dissipateur thermique extérieur. Le dispositif semi-conducteur est fixé au dissipateur de chaleur extérieur même, suivant une autre solution, avec une bride. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de boîtiers en plastique pour.circuits intégrés, avec dissipatèur 25 thermique incorporé, fixable par des vis, par des rivets ou par soudure, directement à un corps extérieur. Par rapport à un procédé connu susmentionné, le procédé selon l'invention présente une plus grande simplicité de mise en oeuvre, car il évite la double soudure de la plaquette en silicium et du 30 dissipateur à la tôle mince électroconductriceCette double soudure pose des problèmes au cours de la fabrication car elle exige deux températures différentes et même deux techniques différentes. Le produit qui est obtenu par le procédé selon l'invention présente, en plus de sa simplicité de fixation à ûn corps extérieur, 35 l'avantage, par rapport à la technique connue,d'une plus faible chû-te thermique entre la plaquette ea silicium et le dissipateur de chaleur et, par conséquent, l'avantage d'une meilleure capacité de dissipation de la chaleur. 71 40953 2 2116353 Le procédé de fabrication selon l'invention comprend les opérations suivantes : - on prépare un dissipateur thermique ayant la fonhe d' une barrette plate dont les extrémités sont prédisposées pour sa fi- 5 xation éventuelle à un corps extérieur, et comportant deux surfaces en relief sur une de ses deux faces les plus étendues, un. plot faisant saillie à partir de chacune desdites surfaces en relief; - à partir d'une tôle mince continue, en une matière conductrice de l'électricité, on produit une tôle fine découpée dans 10 laquelle on peut identifier des pattes ou broches de connexion du circuit intégré, rigidement reliées entre elles par des segments d' union, et deux plaquettes d'ancrage du dissipateur thermique, un trou étant pratiqué daîis chaque plaquette d'ancrage pour l'insertion d'un des plots du dissipateur de chaleur; 15 - on place sur le dissipateur thermique, du côté des plots une plaquettè en silicium sur laquelle a été formé le circuit intégré, et on la soude; - on place la tôle fine découpée sur le dissipateur de chaleur, en introduisant les plots qui font saillie des surfaces en 20 relief, dans lqs trous des plaquettes d'ancrage; - on rive les plots jusqu'à ce que la tôle fine découpée et le dissipateur de chaleur soient rigidement unis; - on connecte électriquement les bornes du circuit intégré formé sur la plaquette en silicium, aux pattes de connexion; 25 - on encapsule le dispositif obtenu,dans de la résine, avec un moul^qui laisse libres les deux extrémités du dissipateur thermique, prédisposées pour sa fixation à un corps extérieur, et la face opposée à celle sur laquelle on a monté la plaquette en silicium; 30 - on isole,-par découpage, les pattes ou broches de con nexion des segments de tôle fine qui les maintiennent reliées entre elles et aux plaquettes d'ancrage. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante, relative à un exemple de réalisa- 35 tion de l'invention et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels ; La figure 1 ihontre une bande dans laquelle on a découpé les pattes ou broches conductrices de connexion et les plaquettes d'ancra- {SpPY 71 -10953 3 2116353 ge du dissipateur; la figure 2 est une section longitudinale du boîtier, suivant le plan indiqué par A-À dans la figure 3ç; les figures 3a, 3b, 3ç sont des vues respectivement en élé-5 vation, an bout et de dessus du boîtier. Comme le montre la figure 1, d'une tôle mince 1 en une matière conductrice de l'électricité on produit, par découpage mécanique ou gravure chimique, les pattes ou broches de connexion 2 pour le circuit intégré et deux plaquettes 3 pour.1'ancrage du dissipateur 10 thermique dans la résine; chaque plaquette présente un trou 4 pour la fixation au dissipateur. Pattes de connexion et plaquettes d'ancrage sont rigidement reliées entre elles par des bandes ou segments de/fcôle fine. Les trous 5 servent au positionnement de la tôle fine sous les outils des 15 machines-outils pendant le montage du dispositif. D'une même bande on produit le^attes de connexion et les plaquettes d'ancrage pour plusieurs dispositifs; Dans la figure 1, D désigne la section relative à un seul dispositif. Le dissipateur thermique 6 est formé par une barrette plate 20 en une matière conductrice de la chaleur, de préférence en cuivre ou en alluminium. Aux deux extrémités de la barrette se trouvent des encoches 9 pour la fixation du dispositif semi-conducteur à un support ou à un dissipateur extérieur. Comme le montre la figure 2, on soude la plaquette en sili-25 cium 7 sur le dissipateur thermique 6, sur ion siège protubérant approprié. Dans les trous 4 des plaquettes d'ancrage 3 on introduit des plots 8 qui font saillie du dissipateur thermique et ont une base à section élargie pour maintenir les plaquettes d'ancrage 3 à une certaine distance au dessus du dissipateur. Les reliefs sur la barrette 30 de dissipation ther.-nique sont obtenus par frappe. Les plots 8 sont rivés et fournissent ainsi une liaison rigide entre le dissipateur 6 et la tôle mince 1. Après avoir connecté électriquement les pattes de connexion 2 aux bornes de sortie du circuit intégré, le dissipateur est encapsulé dans de la matière plas-35 tique, à l'aide d'un moule qui laisse à nu la face 6 du dissipateur de chaleur et les encoches 9 avec des sièges 10 pour la tête d'éventuelles vis de fixation . Par découpage, on isole les pattes ou broches de connexion les unes des autres et des plaquettes d'ancrage. > 71 10953 7 4 2116353 La figure 3a montre les pattes de connexion 2 sortant de la capsule en résine 11; de la résine sortent aussi les extrémités des plaquettes d'ancrage 3 qui ont été isolées des pattes conductrices de connexion par découpage. La figure 3h montre le dissipateur thermique 6 sortant de la résine 11. Les pattes de connexion, qui, dans'la figure 3h, sont pliées vers l'observateur, peuvent être aussi pliées dans le sens contraire pour permettre le montage d'un dissipateur extérieur sur le dissipateur incorporé.dans la résine. La figure 3c met en évidence les encoches du dissipateur de chaleur et les sièges 10 pour la tête d'éventuelles vis de fixation du dispositif. 71 10955 s 2116353 R E V E 17 D I G A T I 0 F S 1.- Précédé de fabrication d'un boîtier en plastique à double rangée de connexions oour circuits intégres, caractérise par le fait qu'il comprend les opérations suivantes : On prépare un dissi- 4 pateur thermique ayant la forme d'une barrette plate dont les 5 extrémités sont prédisposées pour sa fixation éventuelle à un corps extérieur et comportant deux surfaces en relief sur une de ses deux faces les plus étendues, un plot faisant saillie à partir de chacune desdites surfaces en relief ; à partir d'une tôle mince continue, en une matière à faible résistance électrique, on produit 1D une tôle fine découpée dans laquelle on peut identifier des pattes ou broches de connexion du circuit intégré, rigidement reliées entre elles par des segments d'union, et deux plaquettes d'ancrage du dissipateur, un trou étant percé dans chaque plaquette d'ancrage, un trou pour l'insertion'd'un des plots du dissipateur therrri-15 que ; on place sur le dissipateur de chaleur, du côté des plots, une plaquette en silicium, sur laquelle a été formé le circuit intégré, et on la soude au dissipateur ; on place la tôle fine découpée sur le dissipateur thermique, en introduisant les plots qui font saillie des surfaces en relief, dans les trous des plaquettes d'an-20 crage ; on rive les plots jusqu'à ce que la tôle fine découpée et le dissipateur thermique soient rigidement unis ; on connecte électriquement les bornes du circuit intégré formé sur la plaquette en silicium aux pattes ou broches de connexion ; on encapsule'le dispositif obtenu dans de la résine, avec un moule qui laisse libres 25 les deux extrémités du dissipateur de chaleur, prédisposées pour la fixation à un corps extérieur, et la face opposée à celle sur laquelle on a monté la plaquette en silicium ; et on isole, par découpage, les pattes ou broches de connexion des segments de tôle fine qui les maintiennent reliées entre elles et aux plaquettes d'an-cra.£>6 30 ' 2.- Boîtier en plastique à double rangée de connexion pour cir cuit intégré, avec dissipateur thermique incorporé, caractérisé par le fait qu'aux deux extrémités du dissipateur thermique, en forme d barrette plate allongée, se trouvent deux encoches ; que la plaquet te en silicium, portant le circuit intégré, es ..soudée directement 35 sur le dissipateur thermique ; et que le dissipateur thermique est ancré à l'enveloppe en résine par deux plaquettes d'ancrage fixees à deux surfaces en relief du dissipateur.