Brevet FR2352079A1 — publié le 19771216

La présente invention concerne un procédé de réalisation par électrolyse d'un dépôt simultané sur une pluralité d'embases métalliques pour dispositifs semiconducteurs et sur leurs conducteurs de sortie d'une couche d'un métal noble, lesdites embases et lesdits conducteurs étant reliés à une borne appropriée d'une source de courant alimentant le bain électrolytique par l'inter- 'une médiaire d'une prise de contact convenable. La présente invention concerne également l'appareillage de mise en oeuvre du perfectionnement selon l'invention. On sait que, pour des raisons mécaniques, rigidité et étanchéité notamment, et/ou pour des raisons thermiques, dissipation par exemple, certains types de dispositifs semiconducteurs sont placés dans une enveloppe métallique constituée d'une embase et d'un capot. De manière connue, le dispositif semiconducteur est soudé sur l'embase qui porte un conducteur de sortie qui lui est solidaire et qui est traversée par au moins deux autres conducteurs de sortie devant être reliés électriquement aux régions actives dudit dispositif et qui, pour ce faire, sont donc isolés électriquement de ladite embase. Pour relier les conducteurs de sortie isolés aux plages actives du dispositif semiconducteur, il est usuel d'utiliser un fil métallique de liaison bon conducteur de l'électricité comme, par exemple, un fil dtor. De même, pour souder le cristal semiconducteur du dispositif sur l'embase métallique, il est courant d'utiliser un matériau de soudure conductible électriquement et thermiquement. Le plus souvent, la soudure utilisée est à base d'étain et de plomb dans des proportions qui varient suivant la nature dudit cristal semiconducteur et de embase. Dans ces conditions, pour faciliter le soudage de ces divers éléments, il est préférable de revêtir les conducteurs de sortie d'une pellicule d'or et de déposer au préalable sur l'embase une mince couche d'or souvent appelée préforme. Il est évident que, pour des raisons d'économie, il y a lieu de ne revêtir que les extrémités des conducteurs de sortie situées vers les plages actives du dispositif donc enfermées dans l'enveloppe et de ne déposer une préforme qu'à l'empacement de l'embase prévu pour le soudage du cristal. Les opérations de dépôt de la couche d'or aussi bien sur les conducteurs que sur embase font appel à un procédé électrolytique, la préforme étant, par ailleurs, déposée à travers un masque limitant la surface de dépôt. Le procédé utilisé mettant en oeuvre des moyens électriques, il est nécessaire de relier électriquement l'embase et les conducteurs isolés, ce qui revient, en fait, à établir des contacts avec les différents conducteurs de sortie, soudés à l'embase ou la traversant. Une méthode connue pour établir ces contacts avec les conducteurs consiste à utiliser un bloc de caoutchouc de forme sensiblement conique dont le diamètre du cercle de base est supérieur à l'écartement maximum des conducteurs. Ce bloc de caoutchouc est chargé d'impuretés conductrices de l'électricité et se trouve monté sur un axe métallique faisant fonction d'amenée de courant. Généralement, le bloc de prise de contact est un tronc de cône en caoutchouc silicone chargé à l'argent. Le fait que ce cône ait, en partie, des dimensions supérieures à celles de l'écartement des conducteurs permet, en principe, d'appliquer sur ceux-ci une pression suffisante pour assurer un bon contact électrique. Cependant, cette méthode présente de nombreux inconvénients. En effet, en premier lieu, les blocs de caoutchouc présentent une usure rapide compte tenu du fait qu'ils sont glissés et pressés contre des conducteurs rigides de faible diamètre qui les entaillent et provoquent leur déchirure ou leur effritement. Par ailleurs, l'utilisation continue desdits blocs provoque leur ramollissement, cet inconvénient ayant pour conséquence d'accélérer leur déchirure Les blocs de caoutchouc doivent être chargés d'impuretés conductrices telles que l'argent et il est évident qu'une charge non homogène ou non uniforme provoque des résistances de contact de valeurs irrégulières:.or, l'expérience montre qu'il est très difficile de charger.correctement d'une manière reproductible lesdits blocs. Ces défauts sont d'autant plus gênants que l'opération, de dorure par exemple, est une opération collective effectuée simul tanément sur plusieurs dizaines d'embases, chacune d'elles étant alimentée par l'intermédiaire du bloc de caoutchouc conducteur sur lequel elle a été engagée. Dans ces conditions, une usure irrégulière de certains des blocs et l'existence de résistances de contacts non uniformes fait que, le plus souvent, une grande proportion desdits dispositifs sont irrégulièrement revêtus, voire même non revêtus pour certains d'entre eux, de la couche d'or désirée. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et s' appuie pour ce faire sur les caractéristiques d'élasticité et de conductibilité thermique et électrique de certains métaux, notamment de certains alliages. En effet, la présente invention concerne un procédé de réalisation par électrolyse d'un dépôt simultané sur une pluralité d'embases métalliques et sur leurs conducteurs de sortie d'une couche dtun métal noble? notamment d'or, lesdites embases et lesdits conducteurs étant reliés à une borne appropriée d'une source de courant alimentant le bain électrolytique, par l'intermédiaire d'une prise de contact convenable,qui est notamment remarquable en ce que, avant de plonger partiellement lesdites embases dans le bain électrolytique, on dispose entre lesdits conducteurs de sortie desdites embases préalablement alignées, une barette de connexion reliée au pôle négatif de la source de courant d'électrolyse et constituée d'un profilé métallique de section sensiblement trapézoidale déterminée par au moins une face centrale et deux parois latérales accolées à ladite face centrale, ladite barette étant pourvue, au moins dans ses parois latérales, de perforations prolongées par des fentes divisant lesdites parois en éléments élastiques sur lesquels viennent s'appuyer les conducteurs de sortie, la face centrale de la barette précitée se trouvant, dans ces conditions, en regard de la face extérieure des embases. Le procédé selon l'invention permet d'améliorer le rendement de l'opération de dépôt dans des proportions importantes. En effet, on constate, en premier lieu, que la durée d'utilisation des barettes métalliques est très supérieure à celle des blocs de caoutchouc employés précédemment, ceci étant dû au fait que le caoutchouc est une matière molle et malléable comparée à la dureté d'un métal même réputé mou. Il va de soi, qu'une utilisation conti nue.es- barettes ne provoque pas sur celles-ci des modifications de leur structure cristalline ou de leurs proprietes mécaniques. Par ailleurs, la conductibilité électrique de chacune des barettes est identique en tout point de-sa longueur: en conséquence, la résistance de contact qui est liée essentiellement à la conductibilité de la barette et à la pression de contact des conducteurs de sortie sur ladite barette reste sensiblement uniforme sur la longueur de ladite barette. I1 en est, d'ailleurs, de même d'une barette à l'autre, puisque plusieurs barettes peuvent être réalisées dans un même lot de métal. La présence de perforations dans la barette permet de l'assouplir d'une manière importante de telle sorte que, avant la mise en place de ladite barette, il n'est pas nécessaire d'écarter les conducteurs de sortie par rapport à leur position normale d'un angle aussi accentué que dans le cas où l'on utilise des blocs en caoutchouc. Dans ces conditions, l'opération de redressage des eonducteurs après la dorure est facilitée et ne conduit pas à des pertes par ruptures aussi importantes que dans le passé. La présente invention concerne également la barette métallique permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, remarquable en ce qu'elle est constituée d'une bande métallique rectangulaire de forme allongée pliée dans le sens longitudinal pour déterminer une face plane centrale et deux parois latérales engendrant une section trapézoidale, et en ce qu'elle comporte, au moins dans ses parois latérales, une pluralité de perforations régulièrement espacées prolongées par des fentes sensiblement orthogonales à l'axe longitudinal de ladite barette. Avantageusement, la largeur de la face centrale de la barette est au moins égale à l'écartement maximum séparant deux groupes de conducteurs de sortie voisins. Cette condition permet de garantir un bon contact desdits conducteurs de sortie sur les éléments de paroi latérale détermi- nés par les perforations et les fentes Dans le but, également, d'augmenter la pression des conducteurs de sortie sur les parois latérales de la barette, celles-ci font avec la normale à la face centrale un angle au moins égal à 100. L'expérience a montré qu'un angle de 200 des parois latérales de la barette par rapport à la normale à la face centrale procure les meilleurs résultats et permet de réduire l'écartement des conducteurs de sortie à quelques degrés par rapport à leur position normale. Il arrive qu'il ne soit pas nécessaire de revêtir la totalité de la surface des embases d'une pellicule de métal noble: dans ce cas, on utilise un masque que l'on interpose entre le bain élec- trolytique et la surface desdites embases. il est alors nécessaire que les embases soient appliquées avec pression sur ledit masque: pour ce faire, la barette métallique de prise de contact comporte avantageusement des-perforations dans sa face centrale en regard de la face inférieure desdites embases, ces perforations permettant le passage d'ergots assurant la pression. Lorsque l'on utilisait des blocs de caoutchouc, cette pression était assurée par des pions traversant de part en part lesdits blocs en les rendant encore plus fragiles. Avantageusement, la barette est réalisée dans un acier inoxydable mais, de préférence encore, dans un bronze au béryllium. Ces métaux présentent des caractéristiques excellentes d'élasticité et de dureté qui interviennent de façon importante dans la qualité-des contacts avec les conducteurs de sortie. De plus, ils présentent l'avantage d'être de prix de revient relativement faible lorsqu'il est réparti sur le grand nombre d'embases et donc de dispositifs semiconducteurs pouvant être traités simultanément. La description qui va suivre en regard du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure en annexe illustre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Il est à noter que, sur a figure, les dimensions ne sont pas proportionnées, ceci afin de rendre le dessin plus clair. Conformément à l'invention, la barette métallique 1 permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention présente une section sensiblement trapézoidale comme représentée sur la figure en annexe. Cette barette métallique 1 est pourvue de perforations 2 percées dans les parois latérales de ladite barette 1 et,.disposées de telle manière que, associées avec des fentes 3 qui les prolongent, elles déterminent une pluralité d'éléments de prise de contact sur lesquels viennent s'appliquer respectivement les conducteurs de sortie 4b et 4c sur la paroi latérale avant visible de la barette 1 et le conducteur 4d sur la paroi latérale opposée. Le conducteur 4b (conducteur isolé) et le conducteur 4c (conducteur soudé directement sur l'embase 5) constituent un groupe de deux conducteurs qui s'aligne sur la paroi latérale avant, visible, de la barette 1, tandis que le conducteur isolé 4d vient en appui sur la paroi latérale arrière de ladite barette. L'ensemble des perforations 2 et des fentes 3 a pour but d'assouplir les parois latérales de la barette 1. Pour assurer un bon contact des conducteurs de sortie 4 sur les parois latérales de la barette 1, la largeur E1 de la face centrale de la barette 1 est au moins égale à la distance E2 séparant les deux groupes de conducteurs de sortie entre lesquels on insère ladite barette 1. On a représenté sur la figure unique jointe, en trait pointillé, la trace 6 de la projection sur la face intérieure 5b de l'embase du point où est soudé le conducteur de masse 4c sur la face extérieure 5c de l'embase 5, ladite trace 6 permettant ainsi de visualiser sur la figure la distance E2 séparant les deux groupes de conducteurs déjà cités au niveau de la face extérieure 5c de l'embase. Dans le cas où l'on désire exercer une pression sur les embases 5 à partir de leur face inférieure 5a pendant l'opération de dépôt, on a prévu, en regard de chacun des emplacements desdites embases des perforations 7 dans la face centrale de la barette 1. Dans chacune de ces perforations, en effet, peut coulisser un ergot venant s'appuyer sur ladite face extérieure 5c des embases 5. De préférence, la barette 1 est réalisée dans une bande laminée de bronze au béryllium d'épaisseur sensiblement égale à 1/10 de mm. Suivant le procédé selon l'invention, pour effectuer la dorure d'une portion, au moins, de la surface supérieure 5b, des embases 5 et de l'extrémité supérieure des conducteurs 4 devant être en contact avec le dispositif semiconducteur, on écarte en premier lieu lesdits conducteurs 4b, 4c et 4d de telle manière que la distance E3 entre les extrémités des deux groupes de conducteurs soit au moins égale et, de préférence, légèrement supérieure à la largeur E1 de la face centrale de la barette 1. La face supérieure 5b des embases 5 ayant été préalablement tournée vers le bas, on insère la barette métallique 1 entre les deux groupes de conducteurs (4b + 4c) d'une part, 4d d'autre part, de telle manière que ceux-ci frottent sur .les parois latérales de ladite barette 1. Une pression est éventuellement exercée sur ladite barette 1 de manière à obtenir un contact permanent entre les conducteurs 4b, 5c et 4d, et les parois latérales de la barette précitée. Par ailleurs, il est possible d'exercer également une pression sur la face extérieure 5c des embases 5 en introduisant des ergots dans les perforations 7 de la barette 1. On peut ensuite procéder à l'opération de dorure proprement dite dans les conditions habituelles de dépôt électrolytique en immergeant de la quantité appropriée les extrémités des conducteurs dans le bain d'électrolyse, ainsi que le masque en caoutchouc servant éventuellement à délimiter le dépôt électrolytique sur la face 5b des embases. Pour assurer une bonne pression et un bon contact électrique, les parois latérales de la barette 1 font avec la normale à sa face principale un angle supérieur à 100 et, de préférence, égal à 200 tandis que l'angle d'écartement des conducteurs est compris entre 70 et 5O - REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation par électrolyse d'un dépôt simultané sur une pluralité d'embases métalliques et sur leurs conducteurs de sortie d'une couche d'un métal noble, notamment d'or, lesdites embases et lesdits conducteurs étant reliés à une borne appropriée d'une source de courant alimentant le bain électrolytique, par l'intermédiaire d'une prise de contact convenable, caractérisé en ce que, avant de plonger partiellement lesdites embases dans le bain électrolytique, on dispose, entre lesdits conducteurs de sortie desdites embases préalablement alignées, une barrette de connexion reliée au pôle négatif de la source de courant d'électrolyse et constituée d'un profilé métallique de section sensiblement trapézoidale déterminée par au moins une face centrale et deux parois latérales accolées à ladite face centrale, ladite barrette étant pourvue, au moins dans ses parois latérales, de perforations prolongées par des fentes divisant lesdites parois en éléments élastiques sur lesquels viennent s'appuyer les conducteurs de sortie, la face centrale de la barrette précitée se trouvant, dans ces conditions, en regard de la face extérieure des embases. 2.- Barrette métallique utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de dépôt électrolytique eonforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une bande métallique rectangulaire de forme allongee pliée dans le sens longitudinal pour déterminer une face plane centrale et deux parois latérales engendrant une section trapézoidale et en ce qu'elle comporte, au moins dans ses parois latérales, une pluralité de perforations régulièrement espacées prolongées par des fentes sensiblement orthogonales à l'axe longitudinal de ladite barrette. 3.- Barrette métallique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur de la face centrale est au moins égale à l'écartement maximum séparant deux groupes de conducteurs de sortie voisins. 4.- Barrette métallique selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les parois latérales de la barrette font avec la normale à sa face centrale un angle au moins égal à 100 et, de préférence, égal à 200.. 5.- Barrette métallique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte, dans sa face centrale, des perforations situées en regard de la face extérieure des embases à traiter. 6.- Barrette métallique selon l'une des re.vendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'elle est réalisée dans une bande laminée d'acier inoxydable. 7.- Barrette métallique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'elle est réalisée dans une bande laminée d'un alliage de bronze au béryllium.