Brevet FR2559954A1 — publié le 19850823

La présente invention concerne un composant électronique intégré du type simple ligne (à une seule rangée de connexions) et un procédé de fabrication de ce composant. Il est connu que les composants électroniques intégrés habituels comprennent un bottier en matière plastique, résine époxy et/ou résine de silicone thermo- durcissable, réalisé par moulage autour d'un cadre métal- lique précédemment muni d'un dissipateur thermique (qu'on désignera ciaprès par le terme de radiateur) et d'une plaquette de semi-conducteur ou puce. Ces composants électroniques connus, habituelle- ment qualifiés de composants moulés présentent divers in- convénients en ce qui concerne aussi bien les coûts que les prestations fiabilité et qualité): a) possibilité de rupture et/ou de détériora- tion de la plaquette de semi-conducteur, par suite du fait que les opérations de moulage et les opérations sui- vantes (séparation des cadres élémentaires pris dans une bande métallique initiale unique, nettoyage des contacts des bavures de matière plastique) sont exécutées en pré- sence de la plaquette de semi-conducteur; b) effets de dégradation (mécaniques, chimi- ques, thermiques) engendrés sur la plaquette par la ma- tière plastique; c) adaptabilité médiocre, toute modification de structure entrainant d'onéreuses modifications des mou- les pour le découpage du cadre métallique et pour le mou- lage du boîtier en matière plastique; d) médiocres possibilités d'automatisation des opérations finales de contrôle et de marquage, qui doi- vent être exécutées sur les différents composants déjà séparés les uns des autres; e) problèmes de fixation du radiateur intérieur d u composant au radiateur extérieur commun, ceci pro- voquant en fait un soulèvement partiel du composant, qui 2 2559954 complique et allonge le parcours thermique de la dissipa- tion de la chaleur. Il existe par ailleurs dans le commerce ce qu'on appelle des composants électroniques prémoulés qui comportent le montage du radiateur et de la plaquette de semi-conducteur puis d'un couvercle ou capuchon en matiè- re plastique, dans une cavité appropriée ménagée à l'in- térieur d'un boîtier en matière plastique préalablement moulé sur le cadre métallique. Toutefois, il s'agit de composants connus dans la seule version double ligne, c'est-à-dire des compo- sants qui comprennent des connexions ou contacts électri- ques qui émergent sur deux côtés opposés du boîtier. Le but de la présente invention est au contrai- re de réaliser un composant électronique intégré du type simple ligne, c'est-à-dire qui comprend des contacts électriques émergeant sur un seul côté du boîtier. Un autre but de la présente invention est de réaliser un composant électronique simple ligne qui soit exempt des inconvénients indiqués plus haut à propos des composants dits moulés actuels. Un autre but de la présente invention est de ré- aliser un composant électronique simple ligne qui appor- te une solution originale et efficace au problème de la fixation du composant sur le radiateur extérieur. Selon l'invention, ces buts sont atteints au moyen d'un composant électronique intégré du type simple ligne, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier iso- lant prémoulé sur un cadre métallique muni de contacts électriques, un radiateur, une plaquette de semi-conduc- teur logée dans une cavité dudit boîtier, sur ledit ra- diateur, et connectée électriquement auxdits contacts, un couvercle isolant placé de manière à fermer ladite ca- vité et muni d'un prolongement latéral rabattu qui sert à fixer et à presser le composant sur une surface sup- port. En d'autres termes, le composant électronique se- 3 2559954 lon l'invention représente donc l'application de la tech- nique de prémoulage du boîtier en matière plastique à un composant simple ligne, avec l'importante addition de l'emploi d'un couvercle qui possède également la fonc- tion d'assurer la fixation et la pression correcte du composant sur la surface support, c'est-à-dire vers le radiateur extérieur. Il en résulte les importants avantages indiqués ci-après, comparativement aux composants moulés actuelle- ment en utilisation: a) les trois parties qui composent le bottier (cadre, radiateur et capuchon) peuvent être traités sépa- rément; b) les opérations dangereuses sont effectuées en l'absence de la plaquette de semi-conducteur; c) la matière plastique n'est pas en contact in- time avec la plaquette; d) l'adaptabilité est élevée et les modifica- tions n'entraînent que des coûts minimes; e) la fixation au moyen du couvercle de fermetu- re du boîtier lui-même permet de maintenir le composant bien adhérent à la surface support, en favorisant ainsi la dissipation directe de la chaleur par le chemin le plus court possible. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication du composant précité qui, après l'habituelle préparation d'une bande de cadres métalliques (un par composant) rendus solidaires les uns des autres par des languettes métalliques de liaison, prévoit le moulage de boîtiers isolants sur leurs cadres respectifs, rendus so- lidaires les uns des autres par des pontets isolants des- tinés à être tranchés seulement après la fin du proces- sus. Ceci permet évidemment, après le montage du ra- diateur, de la plaquette de semi-conducteur et du couver- cle, et après l'exécution du tranchage des languettes mé- 4 2559954 talliques de liaison des cadres, de poursuivre les diffé- rentes opérations de contrôle et de marquage alors que les divers composants sont séparés mécaniquement, ce qui apporte une possibilité d'automatisation totale de l'en- semble du processus et, en particulier desdites opéra- tions finales. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation en se re- portant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation pratique du composant selon l'inven- tion; la figure 2 montre ledit composant en coupe se- lon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 montre en plan de dessus une bande de composants prémoulés dans le cours du traitement de fabrication selon l'invention. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un com- posant électronique intégré du type simple ligne, qui est désigné dans son ensemble par la référence numérique 1. Il comprend un cadre métallique 2 qui définit une pluralité de contacts électriques élémentaires 3, tous disposés sur le même côté du composant. Sur une partie du cadre métallique 2, est moulé un bottier en matière thermoplastique 4 qui définit une cavité rectangulaire 5. Comme on l'a représenté sur la figure 2, on a logé dans la cavité 5 une plaquette de semi-conducteur 6 qui est posée sur un dissipateur thermique ou radiateur métallique 7, qui sert de fermeture inférieure de la ca- vité 5. Des fils métalliques 8 extrêmement minces re- lient la plaquette 6 aux contacts 3. La cavité 5 est ensuite fermée à sa partie supé- rieure par un couvercle en matière thermoplastique 9, 2559954 qui est fixé au bottier 4 et est muni d'un prolongement latéral 10 lequel comprend un bord rabattu terminal 11 dirigé vers la surface support 12 du composant (essen- tiellement le radiateur extérieur). Un trou 13 du prolon- gement latéral 10 donne passage à une vis de fixation ap- propriée qui, en pressant le bottier 4, avec interposi- tion du couvercle 9, contre la surface support 12, garan- tit aussi bien le blocage que l'application sous pres- sion correcte du bottier sur ladite surface. Ceci favori- se la dissipation directe de la chaleur par transmission de la chaleur du radiateur intérieur 7 à la surface 12. Le procédé de fabrication du composant des figu- res 1 et 2 est facile à comprendre lorsqu'on se reporte à la figure 3. Sur cette figure, on a montré que les dif- férents cadres 2 sont initialement préparés en forme d'une unique bande continue dans laquelle les cadres eux-mêmes sont rendus solidaires les uns des autres par des languettes métalliques de liaison 14, que prolongent des bandes de liaison 15 analogues, et qui relient les extrémités libres des contacts 3. Sur les différents ca- dres 2, sont en principe moulés des bottiers correspon- dants en matière plastique 4 qui sont à leur tour rendus solidaires les uns des autres par des pontets de liaison en matière plastique 16. Chaque bottier est ensuite muni du radiateur 7 et de la plaquette de semiconducteur 6 qui est elle-même connectée électriquement aux contacts 3 au moyen de fils électriques 8. A ce stade, alors qu'on est parvenu à l'état représenté sur la figure 3, on ajoute le couvercle 9 et on procède à la séparation électrique des composants élé- mentaires par tranchage des languettes métalliques 14, comme on l'a représenté par une ligne en traits mixtes 17 sur la figure 3. Les différents composants restent encore reliés mécaniquement les uns aux autres par les pontets de ma- tière plastique 16. Ceci permet, après la séparation mu- tuelle des contacts 3, par élimination des bandes de liaison 14, l'exécution automatique des opérations fina- les du processus, en particulier des opérations de con- trôle électrique et de marquage. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif et au procédé qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'in- vention. 7 2559954 R E V E N D IC ATIONS 1 - Composant électronique intégré du type sim- ple ligne, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier isolant (4) prémoulé sur un cadre métallique (2) muni de contacts électriques (3), un dissipateur thermique ou ra- diateur (7), une plaquette de semi-conducteur (6) logée dans une cavité (5) dudit boîtier, sur ledit dissipateur thermique et connecté électriquement auxdits contacts (3), un couvercle isolant (9), placé de manière à fermer ladite cavité et muni d'un prolongement latéral rabattu (10) qui sert à fixer et presser le composant sur une surface support (12). 2 - Composant électronique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ledit prolongement latéral (10) du couvercle (9) est muni d'au moins un trou (13) destiné à donner passage à un moyen de fixation de ce composant sur la surface support (12). 3 - Procédé de fabrication d'un composant élec- tronique intégré du type simple ligne tel que celui défi- ni dans la revendication 1, qui comprend la préparation d'une bande de cadres métalliques (2) rendus solidaires les uns des autres par des pièces métalliques de liaison (14, 15) et le moulage de boîtiers isolants (4) sur leurs cadres respectifs, caractérisé en ce que lesdits boîtiers (2) sont reliés par des pontets isolants (16) qui peuvent être coupés après la fin du processus. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractéri- sé en ce qu'il comprend, après le moulage desdits boî- tiers (4), le montage des dissipateurs thermiques ou ra- diateurs (7), des plaquettes de semi-conducteurs (6) et des couvercles de fermeture (9), ce qui complète la fa- brication des composants individuels, cependant qu'on ef- fectue ensuite le tranchage des languettes métalliques (14, 15) pour effectuer la séparation électrique desdits composants, ces derniers restant mécaniquement reliés en- 8s 2559954 tre eux par lesdits pontets isolants (16). - Procédé selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que ledit tranchage des languettes métalliques (14, 15) est suivi d'opérations de contrôle électrique et de marquage et de tranchage final desdits pontets iso- lants qui sert à déterminer la séparation mécanique des composants finis.