Brevet FR2544917A1 — publié le 19841026

Support allégé pour composants électroniques L'invention se rapporte à un support allégé pour composants élec- troniques et plus particulièrement pour composants électroniques en boitier d'alumine sans fils de connexion. La croissance en nombre et en complexité des fonctions demandées à l'électronique embarquée conduit à grouper un nombre toujours plus élevé de composants électroniques sur un-même support Mais cette tendance aggra- ve les problèmes d'encombrement, de fiabilité, de dissipation thermique et de poids. Si la généralisation des boitiers sans connexions a contribué à la réduction des encombrements, elle a fait apparaître des problèmes au ni- veau du support En effet, ce support doit avoir un coefficient de dilata- tion adapté à celui des boitiers puisqu'il n'est plus possible de compter sur la souplesse des fils de connexion pour rattraper les différences de di- latation Par ailleurs, la tendance à augmenter le nombre des boitiers im- pose au support des conditions de dimension et d'évacuation thermique toujours plus élevées. Les supports en alumine constituent un excellent choix pour l'adaptation du coefficient de dilatation à celui du boitier, mais dès que le nombre des composants rapportés devient trop important, on aboutit rapi- dement à des limites de prix et de dimensions liées notamment à leur fragi- lité. On connait également des supports formés par une plaque de maté- riaux métalliques colaminés Ces plaques sont constituées par exemple d'une couche "d'INVAR" entourée de deux couches de cuivre Sur l'une de ces cou- ches de cuivre, il peut être rapporté, si nécessaire, des radiateurs à ailettes de dissipation thermique Cette solution élimine les problèmes de dimensions tout en permettant une adaptation précise du coefficient de dila- tation et une bonne conductibilité thermique, mais elle présente cependant pour les matériels embarqués, un inconvénient En effet, l'épaisseur du sup- port nécessaire pour obtenir la rigidité cherchée entraine un poids assez élevé par unité de surface, ce poids est encore augmenté lorsque l'on doit rapporter un radiateur de refroidissement. D'autre part, la densification des matériels embarqués conduit à réduire au maximum la dimension des radiateurs avec souvent pour consé- quence l'adaptation d'un refroidissement par convection forcée qui entraine le montage de dispositifs d'échangeur complexes. La présente invention propose, pour répondre à ces problèmes, une structure de support qui convient parfaitement au refroidissement par con- vection forcée, tout en réunissant les conditions recherchées de dilatabili- té, de rigidité, de légèreté et de simplicité. Suivant l'invention le support est constitué d'une feuille métal- lique ondulée placée entre deux feuilles métalliques lisses en matériaux co laminés dont l'une au moins reçoit les composants électroniques. Selon une autre caractéristique de l'invention, la feuille ondu- lée est également en matériaux métalliques colaminés. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivan- te se rapportant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et en se référant aux dessins annexés qui représentent: Figure 1 une vue schématique en perspective d'une carte élec- tronique comportant un support conforme à l'invention; Figure 2 une vue en coupe transversale à plus grande échelle du support de la carte électronique. En se reportant tout d'abord à la figure 1, la carte électronique se compose d'un support désigné dans son ensemble par la référence 1 et de composants électroniques 2. Le support 1 est formé par deux feuilles métalliques lisses 10 et Il qui encadrent une feuille métallique ondulée 12 formant le noyau du sup- port 1 Ces trois feuilles ( 10-11-12) sont assemblées entre elles par bra- sage ou soudage. La feuille ondulée 12 forme donc entre les deux feuilles lisses des canaux 13 pour la circulation d'un fluide de refroidissement dans l'en- semble de la carte électronique. Les composants électroniques 2 sont formés par des petits boi- tiers d'alumine 20 renfermant chacun une pastille ou puce 21, ces boitiers étant directement rapportés sur l'une ou sur les deux faces ( 10- 11) par l'intermédiaire des points de connexion 4 d'une très mince pellicule multi- couche isolante 3. Les deux feuilles lisses ( 10-11) et la feuille ondulée 12 sont chacune en matériaux métalliques colaminés par exemple deux couches de cuivre C 1 C 2 entourant une couche "d'INVAR 74 Les rapports d'épaisseur de cet ensemble colaminé sont choisis pour que le coefficient de dilatation ré- sultant soit voisin de celui des boitiers d'alumine 20 des composants élec- troniques 2 L'épaisseur des feuilles ( 10-11-12) du support 1 est générale- ment choisie entre 100 et 300 microns et n'est pas obligatoirement la même 25449 1 7 pour les trois feuilles L'intervalle entre les deux feuilles ( 10-11) du support 1 peut être choisi autour de 2 millimètres. Cette structure du support d'une grande simplicité de réalisa- tion, assure une très bonne évacuation thermique gr Uce à la bonne conducti- bilité des couches de cuivre et la possibilité d'un refroidissement par cir- culation de fluide dans les ondulations De plus elle permet d'obtenir, avec un faible poids, une bonne rigidité même pour des grandes dimensions et également de rapporter les composants sur les deux faces du support. L'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisa- tions qui n'en différeraient que par des détails, par des variantes d'exécu- tion ou par des moyens équivalents, notamment en ce qui concerne la forme du noyau du support et la composition du matériau colaniné. REVENDICATIONS 1 Support allègé destiné à recevoir des composants électroniques en boitier sans fils de connexion, constitué d'une feuille métallique ondu- lée fixée entre deux feuilles lisses dont l'une au moins reçoit les compo- sants électroniques, caractérisé par le fait que les deux feuilles lisses ( 10, 11) et la feuille ondulée ( 12) sont en matériaux métalliques colaminés. 2 Support allègé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les rapports d'épaisseur des matériaux métalli- ques colaminés des feuilles ( 10-11-12) sont déterminés pour obtenir un coef- ficient de dilatation résultant adapté à celui des boitiers ( 20) des compo- sants ( 2). 3 Support allègé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les matériaux métalliques colaminés des feuil- les ( 10-11-12) sont formés par une couche "d'INVAR" C 3 entourée de deux cou- ches de cuivres Cl-C 2.