Brevet FR2137969A1 — publié le 19721229

La présente invention cnncerne un dissipateur de chaleur pour un dispositif semiconducteur. Des diodes du type bouton utilisées dans des dispositifs à alernateurs, pour l'automobile, la marine et l'industrie dégagent des quantités importantes de chaleur, et par suite nécessitent des dispositifs dissipateurs de chaleur agissant rapidement et efficacement. Le soudage à la soudure tendre a étéunprocédé commode pour fixer ces dispositifs à des dissipateurs de chaleur, mais il nécessite l'utilisation d'une matière convenable permettant le soudage sur le dissipateur de chaleur en aluminium pour préparer celui-ci pour le soudage, ce qui pose des problèmes de fabrication et de prix. Un procédé proposé pour utiliser un ensemnle dissipateur de chaleur en aluminium portant un revetement de zinc est un procédé de zingage. Cependant, les procédés de zingage sont coûteux au point queleur valeur commerciale est limitée. Suivant d'autres procédés, des métaux soudables sont appliqués directement pour former un placage sur la surface d'un dissipateur de chaleur en aliminium pour le montage d'un dispositif semiconducteur. Cependant, ce placage se traduit par une interface bimétallique qui se déforme quand la température varie en raison des coefficients de dilatation différents des métaux en contact. L'opération de soudage d'un dispositif semiconducteur sur un dissipateur de chaleur provoque un échauffement suffisant pour déformer l'interface. La présente invention a pour objet un dissipateur de chaleur pour un semiconducteur, peu coûteux et perfectionné, pouvant être facilement soudé et ayant de bannes caractéristiques de conduction thermique et électrique. Une diode du type bouton est soudée à une extrémité d'une monture en cuivre ou en alliage ferreux comportant une queue dépassant à l'extrémité opposée et connectant la monture au support en aluminium pour la dissipation de la chaleur. Les dimensions de l'ensemble support sont en général substantiellement supérieures à celles du dispositif semiconducteur, et ce support comporte une ou plusieurs feuilles d'aluminium. De plus, des pièces moulées ou extrudées en aluminium peuvent être utilisées à la place des feuilles d'aluminium ou en combinaison avec ces feuilles. La monture et sa queue, formées en alliage à base de cuivre, constituent un dispositif pour la conduction de la chaleur et de l'électricité vers la plaque support. La queue traverse complètement le support et son extrémité libre est matricée ou sertie. La chaleur est transmise du dispositif semiconducteur au support pour la dissipation de la chaleur. Suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, la queue est emmanchée à la presse dans le support. Suivant deux autres modes de mise en oeuvre de l'invention,la monture comporte une queue ou tige filetée. Dans l'un des cas, un trou du support est taraudé pour recevoir la tige filetée, et dans l'autre cas la monture est fixée au support par un écrou vissé à l'extrémité de la queue filetée. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une coupe d'un dissipateur de chaleur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue en plan de l'ensemble de la figure 1, - la figure 3 est une coupe d'un dissipateur de chaleur selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 4 est une coupe d'un dissipateur de chaleur comportant une queue filetée vissée dans un taraudage du support selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 5 est une coupe d'un dissipateur de chaleur comportant une queue filetée fixée par un écrou selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une monture en alliage à base de cuivre 12 comportant une queue 14 venue de matière. Bien que la monture et sa queue forment, en général, un ensemble d'une seule pièce, cela ne doit pas être considéré comme limitant l'invention. La queue 4 est engagée à travers un trou 22 d'un support en aluminium 16 et son extrémité est sertie pour former une tête de rivet 24 pour la fixation dela monture 12 au support 16. Un alliage ferreux ou un autre métal peut remplacer l'alliage à base de cuivre de la monture pourvu que ce métal soit facilement soudable et que ses caractéristiques de conduction électrique et thermique soient comparables à celles de l'alliage à base de cuivre. La queue 14 constitue un trajet conducteur à la fois pour la chaleur et l'électricité vers le support en aluminium 16 et de ce support vers le semiconducteur. Des alliages à base de cuivre couramment appelés cuivre rouge et laiton peuvent être utilisés pour la monture et sa queue, une composition de cuivre rouge étant 85 % de cuivre et 15 % de zinc et une composition de laiton étant 70 % de cuivre et 30 % de zinc. Des alliages ferreux pouvant être utilisés sont, par exemple, l'alliage SAE 1008 qui contient 99,92 % de fer et 0,08 % de carbone et l'alliage SAE 1112 qui contient 98,77 % de fer, 0,8 % de manganèse, 0,2 % de soufre et 0,1 % de phosphore. Quand la monture est fixée sur le support en aluminium 16, la diode du type bouton 18 est soudée en 20 sur la monture 12. Dans ce cas, la monture est d'abord fixée sur le support, la diode étant ensuite soudée sur la monture. Cependant, l'ordre inverse peut être utilisé. Suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention (figure 3) la queue 28 de la monture 26 est emmanchée àB presse dans un trou 30 formé dans le support 32. La construction de l'ensemble final est simple et demande moins de temps qu'avec les autres modes de fixation. La figure 4 montre un autre mode de mise en oeuvre de l'invention en utilisant plus d'une plaque pour former le support 39 constituant le dissipateur de chaleur proprement dit. Dans certains cas, il est avantageux d'utiliser pour la fabrication, deux feuilles d'aluminium au lieu d'une seule pièce pour former le dissipateur de chaleur. Suivant ce mode de réalisation, la queue 36 traverse complètement un trou d'une première feuille 38 et elle est fixée à la feuille 40 par vissage de la queue filetée 36 dans le trou 37 de la feuille inférieure pour unir les feuilles 38 et 40 pour constituer le support 39. Suivant ce mode de réalisation, la queue filetée fixe les feuilles l'une à l'autre sans traverser l'ensemble du support. De cette façon, la surface intérieure 41 peut être conservée lisse. Le support en plusieurs feuilles constitue un excellent dissipateur de chaleur, la queue 35 établissant un trajet direct efficace pour la conduction de la chaleur séparément vers chaque feuille de l'ensemble à plusieurs feuilles. Suivant le mode de mise en oeuvre de la figure 5, la monture 42 comporte une queue filetée 44 traversant les trous 47 et 49 de deux feuilles formant le support, et un écrou 46 est vissé à l'extrémité de la queue filetée pour fixer la monture aux deux feuilles 48 et 50 tout en constituant un dispositif permettant le démontage facile de l'ensemble. Il ressort de ce qui précède que l'invention permet d'obtenir un dissipateur de chaleur efficace et peu coûteux pour un dispo sitif semiconducteur, cet ensemble dissipateur de chaleur ayant de bonnes caractéristiques de conduction de la chaleur et de l'électricité et formant une construction souple particulièrement utile pour les redresseurs plats pour les alternateurs. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif constituant un dissipateur de chaleur pour un dispositif semiconducteur, caractérisé par un support formant une base métallique et une monture ayant de bonnes caractéristiques de conduction de la chaleur et de l'électricité sur laquelle le dispositif semiconducteur peut être facilement soudé, la monture étant fixée au support et le dispositif semiconducteur étant soudé sur la monture. 2. Dissipateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par une queue ayant une première extrémité unie à la monture, une seconde extrémité introduite à travers le support dissipateur de chaleur et une tête formée à la seconde extrémité de la queue, la queue et sa tête fixant la monture au support. 3. Dissipateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la queue est filetée et solidaire de la monture et le support est formé par au moins une feuille et comporte un trou taraudé pour la fixation de la queue filetée pour unir la monture au support. 4. Dissipateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la queue comporte une première extrémité solidaire de la monture et une seconde extrémité traversant le support formé d'au moins une feuille, la seconde extrémité étant filetée et un écrou étant vissé sur cette seconde extrémité de la queue, la queue et l'écrou fixant la monture au support. 5. Dissipateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la queue de la monture est emmanchée à la presse dans un trou du support.