Brevet FR2466937A1 — publié le 19810410

La présente invention concerne la mise en bottier des circuits microélectroniques et plus particulièrement, un bottier de circuit hybride. Différentes techniques de mise sous bottier sont connues pour les circuits microélectroniques. Dans un type de cir- cuit électronique, une plaque de circuit imprimé portant des composants de circuits interconnectés qui ont été in- sérés et soudés, supporte un groupe de broches de conne- xion qui sont fixées sur cette plaque3 généralement le long d'un ou plusieurs de ses bords. La plaque de circuit est enfermée dans une coquille ou une enveloppe en matière plastique et elle est supportée dans cette coquille sur des buttes qui la maintiennent espacée de la surface supé- rieure intérieure de la coquille afin de maintenir un espace pour les composants qui sont montés sur la plaque. L'inté- rieur de la coquille es' ensuite rempli d'un enrobage- d'époxy ou autre,!pour y enfermer la plaque de circuiît Une plaque inférieure peut être places sur!enrobage, à travers laquelle passent les broclcoes de connexion. Le bol tier ainsi obtenu est une petite be{te rectangulaire avec les broches de connexion dirigées rves lextérieur à partir de son fond. Dans le type de circuit micreélectronitue connu sous le nom de circuit hybride9 des pis Jes conductrices et/ou ré- sistantes sont formées par la te cn-lue d3 pellicules épaisses ou minces, sur!tune des surfaces ou les deux d'un substrat de céramiquea et des pasMilX!es de circuits inté- grés monolithiques ainsi que d!autres sont fix&es sur des zones de montage du substrat et iterrconnectées à des parties déterminées dos pistes dposses palr soudage des fils. Pour sa mise sous boefier lsque le ciarouit hy- bride est généralement monté dans un boctier méittallique qui est fermé pa brasa-.ge ou sodage afInr de former une enveloppe étanche aux gam et h ihu-idIto Selon une teetnicen largsent epoye d-; nise sous bottier des cirouts 1ridesID9 'Un usu'sT; r-: mi'3qtu. portant le circui't fbf surb fuin de I, u af'cos esftf monté avec sa surface libre opposée ss uns-. support msétalli- que sur lequel sonit fixées des broels de connexion, - 2466937. généralement en deux rangées le long des côtés opposés du support. Les broches métalliques traversent le support par des joints verre-métal isolants de l'électricité, et comportent des parties dirigées vers lextérieur à partir de la surface du support sur lequel le substrat de cérami- que est monté. Le circuit hybride est connecté par soudage de fil entre des parties déterminées du circuit et des parties correspondantes des broches de connexion. Un cou- vercle, généralement métallique, est disposé sur le circuit monté et il est brasé ou soudé par tout autre moyen sur la périphérie du support pour compléter le bottier. Le bottier du circuit hybride décrit ci-dessus assure de façon convenable l'étanchéité et la protection mécanique du circuit, mais son prix constitue une partie notable du prix total de fabrication du produit. Dans le but de pro- duire un bottier moins coilteux, des circuits hybrides ont été fabriqués avec des revOtements de même forme en matière d'enrobage; mais ces revêtements manquent souvent de sé- curité car ils ne sont pas imperméables aux fuites d'humi- dité pouvant pénétrer le bottier et dégrader ou détruire les performances des circuits. En résumé, Itinvention concerne un bottier de circuit hybride, de prix relativement bas, avec un joint résistant à l'humidité largement suffisant pour une large gamne d'utilisation commerciales et industrielles. Le circuit hybride lui-même peut êitre de la forme bien connue compre- nant un substrat de céramique avec un circuit pelliculaire formé sur une ou deux surfaces de ce substrat et des pas- tilles monolithiques et des composants fixés sur des zones de montage du substrat et qui sont soudés par des fils sur des régions déterminées du circuit. Des broches de connexion sont disposées le long d'un ou plusieurs bords du substrat par des pinces associées, chaque pince étant soudée sur une surface de montage respective à la surface du substrat. Une coquille ou une enveloppe de matière plas- tique est réalisée avec une configuration intérieure, en une seule pièce, pour retenir le substrat et les broches dans des positions déterminées de façon positive et précise. Dans un mode de réalisation, la coquille comporte une première partie en gradin le long de deux estés en regard pour supporter les bords opposés du substrat. Deux secondes parties en gradin sont prévues le long des deux autres c- tés en regard pour recevoir les pinces de connexion et les broches associées. Une troisième partie en gradin est for- mée à l'extérieur des première et seconde parties en gradin à peu près dans le meme plan que la surface extérieure du substrat. Une matière deenrobage est disposée le long de la périphérie de la coquille y compris la troisième partie en gradin et au-dessus de la surface extérieure du substrat afin de fermer le bottier et de maintenir rigidement les broches de connexion qui traversent la région enrobée. L'en- robage peut enfermer toute la surface du substrat ou seule- ment sa partie périphérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecturo de la description qui va suivre d'un exemple de rélalsation et on se référant au dessin annexé sur lequel la figure I est une vue en perspective et en coupe par- tielle d'un bottier de circuit hybride selon l'invention, la figure 2 est une vue en plan de la coquille de boa- tier selon l'invention, la figure 3 est une coupe transversale de la coquille de la figure 2, la figure 4 est une coupe longitudinale de la coquille de la figure 2, la figure 5 est une coupe partielle du bottier assemblé avec l'enrobage autour de sa périp hérie, et la figure 6 est une coupe partielle du bottier assemblé :0 entièrement enrobé. Les figures représentent done un bottier de circuit hy- bride réalisé selon leinvention et qui comporte une coquil- le rectangulaire 10 avec une paroi avant 12, une paroi arrière 14 et des parois 1até?a!es 16 et 18. Des parties d'angle 20 se prolongant au-del cu bord périphérique de la coquille dans le but dG ser ir de butée pour maintenir l'écartement entre la surface dG montage d"ue plaque de circuit et la surface on rogo-2a du boatier monté sur cette plaque. Des premier et second gradins 22 et 24 sont formés le long des parois avant et arrière de la coquille 10, cha- cun à la même hauteur au-dessus de la surface intérieure 26 de la coquille. Deux gradins 28 et 30 sont formés le long des parois latérales respectives, à la même hauteur au-dessus de la hauteur des gradins 22 et 24, d'une valeur prédéterminée. Un autre gradin 32 est formé le long des quatre c8tés de la coquille 10 à une hauteur prédéterminée au-dessus des surfaces supérieures des gradins 28 et 30. La plaque de circuit 34 est disposée dans la coquille 10 et elle est supportée sur les gradins 28 et 30 le long des pa- rois latérales du bottier. Ce support apparait plus clai- rement sur la figure 5. La plaque de circuit porte des broches de connexion 36 qui sont fixées sur son bord par des pinces associées 38, agencées pour s'appuyer contre des surfaces 40 conduc- trices de soudure prévues sur les parties en regard des surfaces de la plaque. Les broches de connexion sont fixées sur la plaque de circuit par des soudures 42. En général, les broches de connexion 36 sont disposées le long des bords les plus longs de la plaque de circuit pour obtenir la configuration bien connue à double rangée de connexions. La plaque de circuit 34 porte sur sa surface intérieure 44 des éléments conducteurs et/ou résistants, formés de la manière connue selon lm techniques des pellicules minces ou épaisses, avec des pastilles de circuits intégrés ou autres composants fixés sur des zones de montage de la sur- face de la plaque. Les broches de connexion sont connectées électriquement à des points déterminés des circuits par des fils soudés 46. Les gradins 28 et 30 se trouvent à une distance suffisante au-dessus de la surface intérieure 26 pour laisser un espace intérieur dans lequel sont logés les éléments du circuit hybride et les fils soudés associés. Avec la plaque de circuit montée dans la coquille, les broches de connexion 36 et les pinces 38 associées sont reçues par les gradins 22 et 24, comme le montre parti- culièrement la figure 6. Les broches de connexion 36 sont dirigées vers l'extérieur de la coquille et sont parallèles 2466937. à la paroi voisine de cette dernière. La surface extérieure de,la carte de circuit 34 se trouve dans le inême plan que le gradin périphérique 32. Un produit d'enrobage 48 est disposé le long de la périphérie de la coquille et de la plaque de circuit, le long du gradin 32, des surfaces en regard de la plaque de circuit 34 et des parties en regard des parois intérieures de la coquille, commine le montre la figure 5. Le produit d'enrobage peutaussi être disposé dans les espaces entre les ebords du substrat et les parois intérieures de la coquille; En variante, une couche 50 de produit d'enrobage peut 'tre formée sur toute la surface extérieure de la plaque de cîrcuit'4 et sur les gradins 32 des parois intérieures conmme le montré le fiFgre e. Cet enrobage complet d oit 8tre utilisé dans le cas d'un cair- cuit formé sur les deur suraces du substrat 34 afin d'en- rober les circuits qui se trouvent à la surface extérieure du substrat0 Dans une autre forme d'enrobage, les broches de connexion 36 sont maintenues aigidement par a1 matiere d'enrobage environnante de sorte quelles ne peuvent tre détachées de la plaque de circuit sur Jaqie3.1e elles sont fixées. Le boîtier enrobe peute repondrs- aux normes de fuite et il est enteremen' satisfaisant pours la plupart des applications oomrloiales et industrielles. La coquille est fabriqurée paî -xemnl en une matière plastique appropriée, par exemple en dially! *htalate chargé de fibre de îe-ree Les dimensions particuliAres de la coquille sont drte-rmines on donction des i:em-sions de la plaque de cireotis hozrides ans e laquelle la coquil3e est utij is'e. Leenrobage peut se f Vir en râs no dépoxy ou toute autre matirec d 'o2robge re-niiet't-nt d obtenir le degré voulu de rCsisaOo E.:. zuel'es Bien entendu dipseses modiic à tins peuveant e'tre ap- portées par 1l'homme de! -a?' aue iode de réalisation dc5orit et illustré a tsre dàexemrle nu'_ eenq;.imitatf saens sortir du cadre do l1invention0 2466937. REVENDICATIONS 1 - Bottier pour un circuit hybride comprenant un subs- trat de céramique (34), un circuit pelliculaire sur au moins une surface du substrat, une ou plusieurs pastilles monolithiques montées sur le substrat et soudées par des fils sur le circuit pelliculaire, des broches de connexion (36) disposées le long d'un bord au moins du substrat et fixées sur ce dernier par des pinces (38) et des fils sou- dés (46) interconnectant les broches de connexion au cir- cuit, bottier caractérisé en cc qu'il comporte une coquille (10) de forme générale rectangulaire, comprenant une paroi supérieure (26) et quatre parois latérales (12,14, 16,18) définissant un volume intérieur pour recevoir le circuit hybride, et comprenant un premier dispositif (28,30) soli- daire de la coquille et destiné à-recevoir et supporter le substrat à une distance prédéterminée de la surface -intérieure (26) de la paroi supérieure, un second disposi- tif (22,24) solidaire de la coquille et deEiné à recevoir les broches de connexion et les pinces associées, et un troisième dispositif (32) solidaire de la coquille et des- tiné à former une surface autour du périmètre du substrat, et un produit d'enrobage (48),(50) adhérant au moins sur le périmètre de la surface extérieure du substrat et adhé- rant également sur le tr&Lsième dispositif (32), destiné à assurer l'étanchéité du boïtier et à maintenir rigidement les broches de connexion qui en sortent. 2 - Bottier de circuit hybride comprenant un substrat de céramique (34), un circuit pelliculaire sur au moins une surface du substrat, une ou plusieurs pastilles monolithi- ques montées sur le substrat et soudées par des fils sur le circuit pelliculaire, des broches de connexion (36) disposées le long d'au moins un bord du substrat et fixées sur ce dernier par des pinces (38), et des fils soudés (46) interconnectant les broches de connexion au circuit, bottier caractérisé en ce qu'il comporte une coquille (10) de forme générale rectangulaire comprenant une paroi supé- rieure (26) et quatre parois latérales (12,14,16,18) déli- mitant un volume intérieur pour recevoir le circuit hybride, et comprenant une première partie en gradin (28,30) le long de deux parois latérales en regard, à une première distance de la surface intérieure (26) de la paroi supé- rieure et destinée à recevoir et à supporter les bords en regard du substrat, une seconde partie en gradin (22,24) le long des deux autres parois laterales en regard, à une seconde distance de la surface intérieure (26) de la paroi supérieure, inférieure a la première distance et destinée à recevoir les broches de connexion et les pinces associées, et une troisième partie en gradin (32) le long des quatre parois latérales à une troisième distance de la surface intérieure de la paroi supérieure, supérieure à la première distance et destinées à former une surface entourant la périphérie du substrat, et un produit d'enrobage (48, 50) adhérant au moins sur le périmètre de la surface extérieure du substrat et adhérant sur la troisième partie en gradin, destinée à fermer hermétiquement le bottier et à maintenir rigidement les broches de connezion qui en sortent. 3 - Bottier selon la revendication 2, caractérisé en ce que le produit d'enrobage (50) adhère sur toute la sur- face extérieure du substrat. 4 - Bottier selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coquille comporte des parties d'angle (20) soli- daires de la coquille, en saillie vers 1 ie:taerieur sur le bord périphérique des parois latérales et destinée à main- tenir un écartement entre la surTaoe de montage d'une plaque de circuit imprimé et la surface en regard du borntier de circuit monté sur elle. - Bottier selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coquille (10) est faiaten matières plastique. 6 - Bottier selon la revendication 2, caractérisé en ce que la troisième partie en gradin (32) comporte une sur- face dans le même plan que la surface extérieure du substrat.