Brevet FR2593960A1 — publié le 19870807

La présente invention concerne un procédé de production d'un composant de circuit, tel qu'une résistance, destiné à être monté en surface sur une plaquette de circuit imprimé, ou sur tout autre sup- port voulu, et un composant de circuit ainsi produit. Pendant de nombreuses années, il a été classique de monter les composants de circuit sur un premier côté d'une plaquette de circuit imprimée, le circuit lui-même étant sur l'autre côté, et de connecter les deux en plaçant des broches en saillie vers le bas sur le composant par l'intermédiaire de trous percés dans la plaquette et les connexions appropriés du circuit. On peut ensuite souder les broches aux connexions. Plus récemment, on a monté des composants directement sur le circuit, et ceci a été appelé le montage en surface. La technique conduit elle-même à une production automatique utilisant des composants de circuit miniaturisés, mais, jusqu'à aujourd'hui, il n'a pas été possible de produire des résistances miniatures de caractéristiques précises pour le montage en surface. Les procédés habituels de fabrication, à savoir film bobiné, pel- licule épaisse, feuille ou pellicule métallique, ne conduisent pas d'elles-mêmes à ce qui est nécessaire. Les seules résistances pour montage en surface miniatures disponibles ont été des dispositifs en pellicules épaisses présentant d'importantes tolérances sur des substrats de céramique. Toutefois, la dissipation thermique des types actuellement connus est relativement médiocre. L'invention vise à surmonter certain de ces inconvénients, ou tous ces inconvénients,et à produire une résistance pour montage en surface qui combine de manière préférée une petite taille, des caractéristiques électriques précises, une manipulation facile, une bonne dissipation thermique et un faible coût de fabrication. Selon l'invention, il est proposé un procédé de production d'un composant de résistance destiné au montage en surface, qui consiste à produire une couche résistance en pellicule mince sur un substrat afin de former un élément de résistance, à ajuster par retaille la valeur de la résistance, à monter l'élément sur un cadre de montage métallique, à effectuer des liaisons par câbles entre les bornes de l'éléments de résistance et les connexions du cadre de montage, à encapsuler l'élément et les liaisons par câbles, et découper le cadre de montage afin de libérer le composant. L'inven- tion comporte également le composant ainsi produit. L'invention envisage particulièrement l'utilisation d'un substrat et d'un cadre de montage fait de matériaux d'une conduc- tivité thermique relativement bonne, comme par exemple, respecti- vement, une combinaison oxyde de silicium-silicium et cuivre-alliage de cuivre. De plus, le composant est de préférence un diviseur résis- tant à prise centrale possédant trois bornes ou bien une paire de résistances isolées possédant quatre bornes. La description suivante, concue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension des ses caractéristiques et avantages; elles s'appuient sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un composant de résis- tance terminé selon l'invention; la figure 2 est une vue en bout du composant; et la figure 3 est une vue en plan d'un cadre de montage des- tiné à être utilisé dans le procédé selon l'invention. Un composant de résistance 10, que l'on peut voir sur les figures 1 et 2, possède un élément de résistance, qui est une résis- tance à prise centrale, se trouvant à l'intérieur d'un corps d'en- capsulation 11 fait d'un composé d'époxy ou de silicone. Des bornes métalliques 12, 13 connectent les extrémités de l'élément, et une borne métallique 14 connecte la prise centrale. Les bornes sont conformées de manière qu'il existe un pied plat 15 au-dessous du corps 11, si bien que le pied forme à la fois le point de la con- nexion électrique et le moyen du support matériel et de la fixation à une plaquette de circuit imprimé, comme cela est nécessaire dans les techniques de montage en surface. Les dimensions du composant sont typiquement de 3 mm de longueur, de 2,6 mm pour toute la lar- geur des connexions, et de 1,6 mm de hauteur. Les valeurs de résis- tance envisagées sont dans la gamme de 30 a à 250 kQ, mais ne sont pas limitées à ces valeurs. En raison des matériaux employés et de la structure, la dissipation de puissance possible est de 500 mW. Pour la fabrication, on peut utiliser un cadre de montage tel que représenté sur la figure 3. Celui-ci est fait d'un alliage de cuivre plaqué d'argent pour assurer les connexions, ou bien d'un alliage nickelfer tel que "Kovar". Le cadre de montage est une bande métaltique 20 présentant suivant sa longueur une succes- sion d'ouvertures 21. Dans chaque ouverture, font saillie un certain nombre de doigts qui formeront les connexions électriques et le support matériel du composant pendant la fabrication et, ou bien, après elle. Les doigts 22, 23, 24 forment respectivement les bornes métalliques 12, 13I 14. Les doigts 25 et 26, qui sont également encore liés au doigt 24 formentle support matériel d'une monture 27 située au centre de l'ouverture. Le moyen de production de L'élément de résistance est le suivant. On forme un grand nombre (par exemple plusieurs milliers) de diviseurs résistants par dépôt d'une pellicule d'alliage nickel- chrome sur une pellicule d'oxyde de silicium ayant crO à partir du silicium massif d'un substrat. On incise La pellicule pour former les diviseurs particuliers, chaque diviseur étant doté de trois paires de contacts qui sont fait en or ou en aluminium. On passive ensuite la totalité du substrat au moyen de dioxyde de silicium et, ou bien, de nitrure de silicium, en laissant des fenêtres destinées à la connexion avec les contacts. Dans cet état, on soumet la pastille (substrat) à des essais. On mesure la valeur des diviseurs particuliers et on retaille chacun d'eux au laserpour obtenir la valeur précise. On peut ensuite découper la pastille à la scie ou stylet (ou bien la découper d'une autre manière) pour former les éléments de résistances, chacun-d'eux possédant trois contacts effectifs. On fixe ensuite un élément à chaque monture 27 du cadre de montage à l'aide d'un adhésif semi- conducteur. On réalise ensuite une liaison par câbles ou une liai- son automatique par bandes pour établir la connexion entre les trois contacts (un seul de chaque paire) et l'un respectif des doigts 22, 23 et 25 ou 26 du cadre de montage. Les deux derniers se connectent au doigt 24. Ceci est une partie spécialement impor- tante de la production, puisqu'il faut un dessin soigneux du cadre de montage et de ses doigts pour assurer que [es têtes de liaison par câbles puissent établir les trois connexions nécessaires. Jusqu'à maintenant, il ne falLait normalement que deux connexions seulement pour les transistors par exemple, puisque le troisième contact avec la-base du transistor est réalisé à l'aide d'un adhé- sif conducteur avec l'envers du substrat. Ensuite, on effectue l'encapsulation de chaque élément de résistance en même temps que les parties associées du cadre de montage. Le tracé des parties ainsi enfermées est présenté par la ligne 28 en trait interrompu de la figure 3. Il est préférable d'effectuer un moulage par transfert en utilisant des composés du type époxy ou silicone. Si cela est souhaitable, on peut effectuer un pré-dépôt sur l'assemblage au moyen d'un revêtement protecteur de silicone ou de résine. On soumet ensuite l'ensemble encapsulé à un post-durcissement, et on réalise un électroplacage des parties métalliques saillantes au moyen d'un revêtement soudable, comme l'étain par exemple. On peut couper et conformer les pattes du composant, à savoir les doigts 22, 23, 24, le composant étant ensuite tenu par les doigts 25, 26. On peut soumettre le composant à des essais électriques et lui appliquer une marque de repérage si cela est nécessaire. Enfin, on cisaille les doigts 25, 26 sui- vant la ligne en trait interrompu 28 pour séparer le composant une fois terminé. Comme ci-dessus noté, on peut incorporer deux résistances distinctes en un seul composant si le cadre de montage est conçu pour fournir quatre doigts conducteurs isolés. Suivant d'autres variantes, le substrat utilisé peut être fait d'alumine (céramique), et, plus généralement, on peut utiliser tout autre matériau con- venable pour former des pellicules minces. Sur la figure 3, une petite modification avantageuse est représentée à une échelle agrandie. Les doigts présentent une forme coudée, si bien que la largeur d des surfaces supérieure et inférieure qui forment un trajet perpendiculaire à la surface extérieure du composant est réduite. Ceci aide à réduire au mini- mum les fuites d'humidité le long de ces surfaces, ainsi que les détériorations qui en découlent. Les éléments de résistances selon l'invention trouveront des applications à chaque fois qu'il faudra employer, dans des techniques de circuit, des résistances du type semi-précises et,ou bien, pré- cises. Mais, du fait de la troisième connexion autorisant un bran- chement sur la résistance totale (ordinairement avec une prise centrale), elles seront particulièrement avantageuses dans les cas ou un gain ou une atténuation de précision sera nécessaire dans des circuits analogiques, par exemple le gain d'un amplificateur opéra- tionnel ou l'atténuation de la tension d'entrée d'un appareil de mesure. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'un composant de résistance des- tiné au montage en surface, caractérisé en ce qu'il consiste à produire une couche résistante en pellicule épaisse sur un sub- trat afin de former un élément de résistance, à ajuster par retaille la valeur de la résistance, à monter l'élément sur un cadre de montage métallique (20), à effectuer une liaison par câbles entre les bornes (12, 13, 14) de l'élément de résistance et les connec- e tions du cadre de montage, à encapsuler (11) l'élément et les liai- sons par câbles, et à découper le cadre de montage afin de libérer le composant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre de montage comporte une monture (27) destiné à recevoir l'élément, l'élément est connecté à la fois mécaniquement et électrique- ment à la monture, et un doigt (22, 23, 24) du cadre de montage qui porte Ladite monture forme une connexion électrique avec l'élément. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément est connecté à la monture par un adhésif semiconducteur. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la monture est portée par d'autres doigts (25, 26) du cadre de montage, lesquels autres doigts ne sont pas nécessaires comme con- nexions électriques etsontdécoupés tout près de la surface extérieure du corps d'encapsulation. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les connexions du cadre de montage présentent une forme coudée qui réduit l'aire en section droite suivant la direction perpen- diculaire à la surface extérieure du corps d'encapsulation afin de minimiser les fuites d'humidité vers l'intérieur au niveau de la surface des connexions. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après avoir découpé les connexions du cadre de montage, on les conforme en les pliant pour former des pattes dotées d'un pied (15) sur lesquelles le composant peut reposer sur une plaquette de circuit imprimé. 7. Composant de résistance produit par Le procédé de La reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance à prise centrale et en ce qu'iL possède trois connexions électriques. 8. Composant de résistance produit par Le procédé-de La reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux résistances et possède quatre connexions électriques.