Brevet FR2366773A1 — publié le 19780428

La présente invention concerne un procédé de traitement de composants électroniques, tels que des circuits intégrés hybrides, des condensateurs, etc. Le procédé selon la présente invention est destiné à assurer auxdits composants électroniques une parfaite protection climatique et mécanique. On a déjà proposé de protéger des composants électroniques par enrobage à 11 aide d'une matière plastique, mais il convient de remarquer que jusqu'à présent on utilisait exclusivement,pour ce faire, des résines thermodurcissables qui, de façon générale, lors de l'opération de polymérisation sont le siège de réactions chimiques et conservent ensuite leur rigidité quelle que soit leur température. Pour enrober des composants électroniques, au moyen -d1une couche de résine thermodurcissable, on a jusqu'ici fait appel à un certain nombre de techniques parmi lesquelles on peut citer les suivantes a) Le dépôt d'une mince pellicule de résine thermodurcissable de protection par trempage du composant dans une solution contenant un solvant volatil ou dans un lit fluidisé de particules de résine thermodurcissable b) L'introduction des composants dans une boite de forme géométrique adéquate qui est ensuite remplie d'une résine thermodurcissable dont le r81e est d'assurer l'étanchéité c) Une opération de moulage selon laquelle on injecte dans un moule généralement métallique, contenant le composant à protéger, la résine thermodurcissable à une température élevée et sous-pression. Jusqu'à présent on a donc fait exclusivement appel à des résines thermodurcissables qui, en plus d'une bonne résistance à l'humidité, présentent la propriété d'assurer, au niveau des connexions des composants, uné excellente étanchéité au cours de l'opération de polymérisation. On observe en effet au cours de l'opération de polymérisation un phénomène de retrait qui provoque le resserrement de la couche de protection de résine thermodurcissable sur les fils de connexion . Dans certain cas, on observe parfois également une véritable réaction chimique entre la couche de protection et le fil de connexion, ce qui conduit à la formation d'une véritable liaison de structure. En revanche, les résines thermoplastiques (qui sont mises en oeuvre par déformation sous l'influence de la pression et de la température, qui conservent une structure chimique identique à leur structure initiale et qui ont une dureté variable en fonction de la température) possèdent cependant des avantages considérables par rapport aux résines thermodurcissables. C'est ainsi que leur préparation et leur mise en oeuvre sont beaucoup plus simples et leur coût bien moins élevé. On remarquera également que les problèmes d'environnement sont beaucoup plus faciles à résoudre, la toxicité de ces produits étant pratiquement négligeable en raison de leur inertie chimique. Si les résines thermoplastiques n'ont jusqu'ici jamais été utilisées de façon satisfaisante pour la protection de composants électroniques, c'est que, lors de leur mise en forme par injection, il ne se produit ni réaction chimique, ni retrait, si bien que la protection est pratiquement inexistante le long des fils de connexion. La présente invention concerne donc un procédé de protection climatique et mécanique de composants électroniques par enrobage plastique, qui permet de pallier les inconvénients mentionnés précédemment. Le procédé selon l'invention se caractérise par les opérations suivantes * on applique sur la surface extérieure dudit composant une couche d'une résine thermoplastique rigide portée à une température voisine de son point de fusion * on laisse refroidir ladite couche de résine jusqu'à ce qu'elle passe à l'état rigide * on enrobe ledit composant, ainsi revêtu de la couche de résine thermoplastique, au moyen d'un matériau plastique d'étanchéité qui est maintenu à l'état liquide pendant l'enro- bage et qui, après solidîfcation, assure une parfaite protection dudit composant, en particulier au niveau des fils de connexion. La présente invention se rapporte également aux composants électroniques enrobés conformément au procédé ci-dessus. D'autres caractéristiques de la présente invention appa raieront à la lecture de la description détaillée faite ciaprès. Selon la première étape du procédé de l'invention, on applique donc sur la surface extérieure du composant électronique une couche d'une résine thermoplastique rigide. Par résine thermoplastique rigide on entend par exemple le polypropylène, les polyamides, les polydiènes, les polyépoxydes, les polyesters, les polyvinyls ainsi que les résines de type cellulosique. A titre d'exemple de résines cellulosiques on peut citer le triacétate de cellulose. Parmi les polyamides on citera les polyamino-acides, tels que le polycaprolactame. A titre d'exemple de polydiènes on peut citer des résines isopréniques, telles que le chloropolyisoprène plastifié et le chloropolyisoprène-butadiène. Parmi les polyépoxydes on peut citer le polyépoxydiéthylène glycol, le polyépoxydiphénylcyclohexyl, le polyépoxydiphénylolpropane et le polyépoxy éthylène- glycol.A titre d'exemple de polyéthers on peut citer les résines à channes carbonées, telles que les polyépoxyéthylènes, ou encore les résines à chaînes silicées, telles que le mélange améthyl-silicone et tissu de verre. Parmi les résines polyvinyliques on citera les polyvinylesters tels que le polyméthylméthacrylate plastifié, le polyméthylalphachloracrylate, le polyvinylacétate plastifié ; les polyvinyl-halocarbures, tel que le polyvinyltétrachlore ; les polyvinylhydrocarbures tels que le polybutylène, le polyéthylène (haut polymère), le-polyméthylstyrène, le polystyrène (haut polymère), et le polyvinylcarbazol ; les polyvinylphénols.On citera enfin certains copolymres tels que le polyvinyl-vinylidène chlorure, le polyméthyl styrène acrylonitrile et le polystyrène acrylonitrile Dans la pratique l'application de la couche thermoplastique peut être obtenue en plaçant le composant électronique au sein d'un moule dans lequel on injecte ladite résine portée à une température voisine de son point de fusion . On laisse ensuite refroidir ladite couche de résine thermoplastique jusqu'à ce qu'elle passe à l'état rigide. En opérant de la sorte on peut par exemple obtenir une couche de protection ayant une épaisseur de l'ordre du millimètre. Après cette première étape du procédé selon l'invention, on observe, au voisinage des fils de connexion , un certain défaut d'adhésion de ladite couche, ce qui donne naissance à des cavités annulaires conduisant à un mauvais isolement climatique. On enrobe ensuite lesdits composants ainsi revêtus de la couche de résine thermoplastique, au moyen d'un matériau plastique d'étanchéité qui -est maintenu à l'état liquide durant l'opération d'enrobage. Après solidification dudit matériau plastique d'étanchéité on obtient une protection parfaite du composant, en particulier au niveau des fils de connexion. Le matériau plastique d'étanchéité peut être constitué par une cire synthétique ou tout autre matière organique analogue présentant une température de fusion au moins sensiblement inférieure au point de fusion de la résine thermoplastique précédemment utilisée. I1 convient par ailleurs de remarquer que ledit matériau plastique d'étanchéité doit, de façon avantageuse, présenter une tension superficielle la plus faible possible de manière à parfaitement combler les vides annulaires voisins des fils de connexion, ainsi que tout autre microfissure qui pourrait exister dans la couche de résine thermoplastique rigide. De façon avantageuse, ledit matériau plastique d'étanchéité doit également présenter une faible tension de vapeur. On remarquera par ailleurs que le matériau plastique d'étanchéité doit de préférence être choisi de manière à présenter un coefficient de dilatation voisin de celui de la résine thermoplastique rigide sur-laquelle il vient s'appliquer. On peut par exemple utiliser une matière organique thixotropique. L'opération d'enrobage au moyen dudit matériau plastique d'étanchéité peut par exemple être obtenue par une ou plusieurs opérations d'imprégnation sous vide à l'aide dudit matériau d'étanchéité maintenu à l'état liquide. Cette opération est avantageusement répétée plusieurs fois, principalement afin d'assurer une bonne pénétration de la cire ou matière organique équivalente le long des fils de connexion Le composant ainsi traité selon l'invention est ensuite soumis à une opération de nettoyage par trempage dans un solvant approprié destiné à retirer l'excès de matériau plastique d'étanchéité déposé sur ledit composant, cette opération de trempage laissant l'étanchéité au niveau des connexions parfaitement intacte. En fonction du choix particulier de la cire, qui peut par exemple contenir un constituant d'un type analogue à la résine thermoplastique précédemment utilisée, par exemple un constituant polypropylénique, on peut éventuellement obtenir la création d'une véritable liaison de structure entre la première couche de matériau thermoplastique et la cire d'étanchéité. Une telle liaison de structure peut être obtenue uniquement en portant la cire au voisinage de son point de fusion, ou peut encore être obtenue en soumettant le composant ainsi traité à une opération ultérieure de recuit. A titre d'exemple non limitatif, on précisera que le procédé de l'invention a été appliqué à des condensateurs ayant les caractéristiques suivantes longueur 10,5 mm hauteur 9,5 mm épaisseur 4,5 mm entre-axe des connexions 7,5 mm diamètre des connexions 6/1sème de mm valeur de la capacité 22 000 pF + 10 56 tension de service 250 volts 1 diélectrique Mylar ou valeur de capacité 100 000 pF 10 56 tension de service 63 volts diélectrique Mylar Dans ce cas particulier de mise en oeuvre selon l'invention la résine thermoplastique rigide choisie est du polypropylène commercialisé par la Société NAPHTACHIMIE sous la dénommination NAPRYL-BLEU, référence 61 200 AG- 70 064. Le matériau plastique d'étanchéité appliqué par imprégnation sous vide est une cire, par exemple polypropylénique, par exemplela cire "AX 82" commercialisée par la Société française "CIRES et DERIVES". Le procédé de l'invention ainsi mis en oeuvre permet d'obtenir un condensateur dont la résistance aux épreuves nor malisées de chaleur humide est supérieure à 21 jours et peut atteindre jusqu'à 56 jours. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de mise en oeuvre particulier décrit précédemment mais il est parfaitement possible, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, d'en imaginer diverses variantes. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement destiné à assurer la protection de composants électroniques, en particulier de condensateurs, caractérisé par le fait que l'on effectue les opérations suivantes * on applique sur la surface extérieure dudit composant une couche d'une résinethermoplastique rigide portée à une température voisine de son point de fusion ;; * on laisse refroidir ladite couche de résine jusqu'à ce qu'elle passe à l'état rigide * on enrobe ledit composant, ainsi revêtu de la couche de résine thermoplastique, au moyen d'un matériau plastique d'étanchéité maintenu à l'état liquide et qui, après solidification, assure une parfaite protection dudit composant en particulier au niveau des fils de connexion 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite résine thermoplastique rigide est choisie parmi le polypropylène, les résines thermoplastiques rigide de type cellulosique, les polyamides, les polydiènes, les polyépoxydes, les polyesters, les polyvinyls. 3.- Procedé selon l'une des revendications I et 2, caractérisé par le fait que le matériau plastique d'étanchéité est constitue par une cire ou matière organique analogue présentant une température de fusion au moins sensiblement inférieure au point de fusion de ladite résine thermoplastique rigide. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ledit matériau plastique d'étanchéité est choisi de manière à présenter un coefficient de dilatation voisin de celui de ladite résine thermoplastique rigide. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit matériau plastique d'étanchéité est choisi de manière à présenter une faible tension superficielle. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit matériau plastique d'étanchéité est choisi de manière à présenter une faible tension de vapeur. 7.- Procédé selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait que pour appliquer ladite couche thermoplastique rigide, on place ledit composant au sein d'un moule dans lequel on injecte ladite résine thermoplastique. 8.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'enrobage au moyen dudit matériau plastique d'étanchéité est obtenu par au moins une opération dtim- prégnation sous vide à l'aide dudit matériau porté à l'étant liquide. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le composant ainsi traité est soumis à une opération de nettoyage par trempage dans un solvant approprié destiné à retirer l'excès de matériau plastique d'étanchéité. 1 Les composants électroniques enrobés par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9.