Brevet FR2503978A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne des boîtiers en matière plastique ou résine synthétique pour circuits intégrés et, plus précisément, un procédé pour la fabrication de boîtiers compor- tant une masse métallique englobée dans le corps de matière plastique, pour favoriser l'extraction et la dissipation de la chaleur engendrée par le circuit intégré au cours de son fonc- tionnement. D'après un procédé connu, une série de boîtiers du type défini ci-dessus et décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis no 3 646 409, est fabriquée par les opérations sui- vantes Une tôle métallique fine est découpée de manière à obte- nir une bande comprenant une série de structure semblables alignées, présentant chacune une surface d'appui centrale et une multiplicité de conducteurs plans. Sur chaque surface d'appui est soudée une plaquette de matière semiconductrice comprenant un circuit intégré. Des zones prédéterminées de chaque circuit intégré sont connectées électriqument à des conducteurs prédéterminés. Pour chaque structure de la bande de t&le fine, une masse métallique, qui sert de dissipateur thermique, est soudée sur la face de la tôle fine opposée à la surface d'appui. La bande de tôle fine, avec les plaquettes de semiconduc- teur et les dissipateurs thermiques soudés sur elle, est ensuite englobée dans la résine, dans un moule prévu à cet effet, de telle manière qu'une surface des dissipateurs reste dépourvue de résine. D'après ce procédé connu, il est nécessaire de prévoir, pour la mise en place du dissipateur thermique, différentes opérations supplémentaires par rapport au procédé de base pour bottiers sans dissipateur, à savoir le positionnement exact de la masse métallique sur la bande de tôle fine, la soudure de cette masse et, à la fin de l'estampage, le nettoyage de la surface extérieure du dissipateur pour éliminer les inévitables bavures de résine, dues à l'adhérence imparfaite du dissipateur au moule. Le but principal de la présente invention est de réaliser un procédé du type défini dans le préambule dans lequel le posi- tionnement du dissipateur par rapport à la bande de tôle fine soit automatique, qui ne nécessite pas la soudure de ce dissipa- teur sur la bande et qui évite les bavures de résine sur la surface extérieure du dissipateur. Un autre but de l'invention est de proposer une combinai- son de moule et de dissipateurs, utilisable avec le nouveau procédé. Ces buts sont atteints, ainsi que d'autres, par un procé- dé du type défini dans le préambule, caractérisé suivant l'in- vention par le fait que l'opération d'accouplement des dissipa- teurs thermiques aux structures de la bande de tôle fine consiste à disposer un dissipateur sur chaque trou de sortie des extrac- teurs du moule; de manière à obturer complètement ce trou, et à placer la bande de tôle fine façonnée dans le moule, de telle manière que les surfaces libres opposées aux surfaces d'appui soient en contact avec les dissipateurs, ainsi que par une combinaison de moule et de dissipateurs qui, d'après l'invention est caractérisée par le fait que les surfaces d'expulsion des extracteurs présentent une cavité centrale et que les dissipa- teurs présentent une saillie dont la forme est complémentaire de celle de la cavité des extracteurs. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide de la description détaillée qui suit d'une forme de réa- lisation, donnée à titre d'exemple et, par suite, non limitative du nouveau procédé et de la nouvelle combinaison de moule et de dissipateurs thermiques, en référence aux dessins ci-annexés. La figure 1 est une vue en perspective, à échelle agran- die, d'un bottier en matière plastique fabriqué d'après le procédé de l'invention. La figure 2 représente, à plus grande échelle, une partie de la bande de tôle métallique fine, découpée selon un dessin usuel, utilisée dans la fabrication d'un bottier du type de celui de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe d'une partie de moule, avec deux extracteurs voisins, deux dissipateurs et un morceau d'une bande métallique du type de la figure 2, les différents éléments ayant été séparés pour rendre le dessin plus clair. Si l'on examine les dessins, dont les mêmes numéros de référence sur les différentes figures correspondent aux mêmes éléments, on voit sur la figure 1 un bottier du type dit "dual-in-line", comprenant un corps de résine 1, six pattes désignées par 2 et un dissipateur thermique 3 Ce dernier pré- sente une surface 3 ' en forme de couronne circulaire, pratique- ment dans lenmem plan que la-grande surface visible du bottier, et une saillie cylindrique 3 " On notera que le bottier de la figure 1 se prête avantageusement au montage sur un circuit imprimé ou sur un circuit à pellicule épaisse, par soudure des parties d'extrémité des pattes et de la saillie 3 " du dissipa- teur sur des zones métallisées appropriées de ce circuit. Le boîtier de la figure 1 est réalisé en formant tout d'abord par découpage ou par attaque chimique, dans une bande de tôle métallique fine 4 (figure 2), une surface d'appui 5 pour une plaquette de silicium comprenant un circuit intégré et deux séries de conducteurs ou pattes, indiqués par 2 sur les figures, parallèles entre eux et disposés le long de côtés opposés de la surface d'appui 5 Puis la plaquette, non repré- sentée sur la figure 2 afin de simplifier le dessin, mais repré- sentée et désignée par 6 sur la figure 3, est soudée sur la surface d'appui 5 et certaines zones prédéterminées de cette plaquette sont raccordées aux pattes 2 au moyen de fils minces 7 (figure 3) Les opérations ci-dessus décrites font partie d'un procédé usuel de fabrication de boîtiers en matière plastique du type 'dual-in-line" D'après le procédé connu, la bande 4, complétée de la plaquette 6 et des fils 7, est insérée dans un moule prévu à cet effet, dans lequel une résine à l'état liquide, par exemple un polymère thermodurcissable, est introduite par injection sous pression Une fois que la résine a durci et que le moule a été ouvert, une série de petits pistons, appelés extracteurs, qui coulissent dans des cylindres prévus à cet effet dans le moule, d'habitude en nombre égal à celui des pièces à mouler, entrent en fonction en exerçant une pression sur la partie centrale du corps en résine de chaque bottier, de manière à favoriser le décochage des pièces. Le procédé suivant l'invention se différencie du procédé connu ci-dessus décrit par le fait qu'avant de disposer la bande 4 dans le moule, désigné par 8 sur la figure 3, on place sur chaque trou de sortie 9 des extracteurs 10 un dissipateur ther- mique 3 sous la forme d'un petit disque métallique présentant une saillie cylindrique 3 " D'après une caractéristique de l'invention, la surface d'expulsion des extracteurs 10 présente une couronne circulaire 10 ' et une cavité 10 " qui s'adaptent respectivement à la couronne circulaire 3 ' et à la saillie 3 "- des dissipateurs. On obtient ainsi, grâce à la cavité 101 " et à la saillie 3 ", un positionnement facile et automatique des dissipateurs 3, par rapport au moule et, par suite, par rapport à la bande de tôle fine 4 et, grâce aux couronnes circulaires 3 ' et 10 ' qui adhèrent exactement l'une à l'autre, l'élimination de toute bavure de résine sur le dissipateur au cours de la phase d'injection sous pression. A la suite de l'estampage de la bande 4 avec les corps de résine formés sur elle, cette bande est retirée du moule de la manière habituelle et soumise aux opérations ordinaires de découpage et de pliage des pattes, de façon à obtenir une multiplicité de bottiers finis, semblables à celui qui est représenté sur la figure 1. Suivant une variante de l'invention, les dissipateurs pourraient présenter également une saillie semblable à celle qui est désignée par 3 " sur la face opposée du petit disque, de manière à rendre symétrique la forme de celui-ci et, en conséquence, à faciliter encore l'opération de positionnement. D'autres variantes pourront être apportées au procédé et à la combinaison de moule et de dissipateurs suivant l'inven- tion, sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de celle-ci. Par exemple, les dissipateurs pourront être façonnés de manière à présenter des saillies et/ou des creux le long de leur surface latérale, dans le but de rendre plus solide l'ancrage du dissi- pateur dans le corps de matière plastique et d'améliorer les caractéristiques d'herméticité du bottier. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fabrication de bottiers en matière plastique à dissipateur thermique incorporé pour circuits inté- grés, consistant à façonner une bande de tôle métallique fine de manière à former une série de structures planes, semblables et alignées, chacune d'entre elles comprenant une surface d'appui centrale et une multiplicité de conducteurs plans; à souder sur chaque surface d'appui une plaquette de matière semiconductrice comprenant un circuit intégré; à connecter électriquement des zones prédéterminées de chaque circuit intégré à des conducteurs prédéterminés; à accoupler à chaque structure de la bande de tôle fine une masse métallique, des- tinée à servir de dissipateur thermique, de sorte qu'elle adhère à la surface de la tôle fine opposée à la surface d'appui; à disposer la bande de tôle fine et les dissipateurs thermiques dans un moule prévu à cet effet, les dissipateurs étant du côté des extracteurs du moule; à injecter sous pression dans le moule une résine synthétique à l'état liquide; à faire prendre la résine; à ouvrir le moule et à actionner les extracteurs; caractérisé en ce que l'accouplement des dissipateurs thermiques ( 3) aux structures de la bande de tôle fine ( 4) consiste à disposer un dissipateur sur chaque trou de sortie ( 9) des extracteurs ( 10), de manière à obturer complète- ment ce trou, et à placer la bande de tôle fine façonnée dans le moule ( 8), de telle manière que les surfaces libres opposées aux surfaces d'appui( O ") soient en contact avec les dissipateurs ( 3). 2 Combinaison de moule et de dissipateurs utilisable avec le procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'expulsion des extracteurs présentent une cavité ( 10 ') centrale et en ce que les dissipateurs ( 3) présen- tent une saillie ( 3 ") dont la forme est complémentaire de celle de la cavité des extracteurs. 3 Combinaison selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dissipateurs présentent également une saillie ( 3 '), dont la forme est complémentairé de celle de la cavité des extracteurs, sur la face opposée à celle qui entre en contact avec les extracteurs. 4 Combinaison selon la revendication 2 ou 3, caractéri- sée en ce que les dissipateurs sont de petits disques dont le diamètre est pratiquement-égal à celui des trous des extracteurs.