Brevet FR2607626A1 — publié le 19880603

EMBASE COMPORTANT UN MICRO-CO?(POSANT OPTO-ELECTRONIQUE n La présente ivnvention a pour objet une embase com- portant un micro-composant opto-électronique, l'embase comprenant un corps présentant une face supérieure, une face inférieure, et un contour extérieur de référence, une cavité étant ménagée dans ladite face supérieure et comportant un fond plat sur lequel le micro-composant est positionné avec précision par rapport au contour extérieur de référence, des terminaisons conductrices dépassant de la face inférieure de l'embase et débouchant dans la cavité. Une telle embase est décrite dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse le 28 septembre 1984 et publiée sous le numéro FR-A- 2 571 154. Avec une telle embase, les liaisons conductrices du micro-composant sont brasées d'une part grâce à une patte conductrice prolongeant un diaphragme disposé à la partie supérieure du micro-composant et d'autre part grâce à un prolongement du fond du micro-composant. Les températures atteintes lors du brasage imposent de recourir pour réaliser l'embase à un matériau à point de fusion suffisamment élevé, par exemple le cuivre, et dont la réalisation demande des opérations d'usinage, ce qui conduit à un prix relativement élevé. La présente invention vise à utiliser une embase en matériau conducteur réalisée par moulage, de manière à en diminuer le coût. L'inconvénient d'un tel matériau est son point de fusion relativement bas. Or, une précision de l'ordre d'une dizaine de microns est demandée pour l'embase équipée d'un micro-composant. Il faut donc éviter tout échauffement excessif du corps de l'embase de manière à ne pas le déformer. Dans ce but, l'embase selon l'invention est caractérisée en ce que, le corps étant en matériau conducteur moulé, au moins une terminaison est scellée dans une perle de verre entourée d'un anneau collé dans une surface ménagée entre ledit fond plat et la face inférieure du corps, en ce que le micro-composant est fixé sur le fond plat à l'aide d'une substance thermo-conductrice à faible température de cuisson et en ce que les liaisons électriques entre le micro-composant et les terminaisons sont assurés par des fils conducteurs. Selon un mode de réalisation, ledit anneau présente une collerette venant en butée sur un rebord de ladite ouverture, le collage de l'anneau pouvant être réalisé au niveau de ladite collerette, notamment à l'aide d'une résine époxy. Le matériau constituant le corps est avantageusement un alliage à base de zinc avec addition d'alunium, de cuivre et de magnésium connu sous l'appellation commerciale de ~hamac~. Selon un mode de réalisation préféré, le micro-composant comporte une base présentant un premier et un deuxième motifs conducteurs, le premier motif-conducteur comportant une région de forme annulaire, une partie centrale relié à la région de forme annulaire ainsi qu'un plot de contact situé à l'extérieur de la région de forme annulaire et relié à celleci, en ce qu'il comporte, soudé sur la partie centrale, un élément opto-électronique semi-conducteur sur lequel a été fixée une micro-sphère, et soudé sur la région de forme angulaire, une pièce annulaire supportant un diaphragme présentant une ouverture centrale coaxiale avec précision avec la microsphère, le micro-composant étant lui-même fixé fond plat du corps de l'embase de telle manière que l'ouverture centrale du diaphragme soit positionnée avec précision par rapport audit contour de référence, en ce qu'un premier fil conducteur relie électriquement le plot de contact et une première terminaison, un deuxième fil conducteur reliant le deuxième motif conducteur et une deuxième terminaison, et au moins un troisième fil conducteur assurant la continuité électrique entre la face supérieure de l'élément opto-électronique et le deuxième motif conducteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en liaison avec les dessins qui représentent -- les fig. la et lb, espectivement en coupe verticale et en vue de dessus une embase équipée d'un micro-composant selon un mode de réalisation de l'invention. - la figure 2, un mode de réalisation de la métallisation de la base du micro-composant. Selon les figures la et lb, une embase comporte un corps désigné par le repère général 1 et présentant une face supérieure 5 dans laquelle est ménagée une cavité 3 pourvu d'un fond plat 4, un contour de référence 2, ici cylindrique, permettant le positionnement précis du corps de l'embase, et une face inférieure 6 dans laquelle sont ménagées des ouvertures 7, 8 destinées à recevoir des terminaisons électriques 20 et 30 de l'embase, au moins certaines d'entre elles étant raccordées électriquement à des bornes d'un micro-composant optoélectronique 10 positionné sur le fond plat 4.Le corps 1 est en matériau conducteur moulé, par exemple un alliage à base de zinc avec addition d'aluminium de cuivre et de magnésium connu sous l'appellation commerciale de nzamacoe. La mise en oeuvre de la technique du moulage de précision permet d'obtenir des tolérances de l'ordre d'une dizaine de microns à des coûts inférieurs à ceux d'un usinage, mais par contre la température de fusion des matériaux qui peuvent être employés est relativement basse, par exemple 3000C pour le ZZamac". Le micro-composant 10 comporte un fond 11, une pièce annulaire 12 formant sa partie latérale, un cristal semi conducteur 15 photo-émetteur ou photo-récepteur selon le type de composant envisagé, soudé ou brasé à la partie centrale du fond 11, une micro-bille de verre 16 disposée à la face supérieure du cristal 15 de manière connue en soi, et un diaphragme 13 pourvu d'une ouverture centrale 14 coaxiale avec précision à la micro-bille 16 et dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre extérieur d'une fibre optique nue et supérieur à celui de la micro-bille 16. L'ouverture 14 est égale ment positionnée avec précision par rapport au contour de référence 2, c'est-à-dire coaxial à celui-ci dans le cas d'un contour cylindrique.Le fond Il est fixé en position en mettant en oeuvre une technique à faible température de cuisson, par exemple par collage à l'aide d'une résine époxy thermoconductrice, ou sérigraphie de pâte d'indium, ce qui permet dans un cas comme dans l'autre de se contenter d'une cuisson aux environs de 1500-1800C, températures tout à fait compatibles avec la tenue mécanique d'une embase en ~Zamac". Deux types de terminaisons ont été représentées sur les figures, l'un portant la référence 20 correspond à une terminaison électriquement isolée du corps 1 de l'embase, l'autre portant la référence 30 correspond à une terminaison en contact électrique avec le corps 1 de l'embase. La terminaison 30 comporte une tête 36 logée dans une ouverture 32 du fond plat 4, une partie centrale de plus faible section et qui traverse une ouverture 8 s'étendant depuis l'ouverture 32 jusqu'à la face inférieure 6, et une extrémité 37 dépassant de la face inférieure 6 pour réaliser une connexion électrique de l'embase. La terminaison 30 est maintenue à l'aide d'une colle conductrice, par exemple une résine époxy chargée. Le corps 1 de l'embase comporte également une ou plusieurs terminaisons 20 comportant une extrémité supérieure 26 dépassant du fond plat 4, une portion centrale 21 noyée dans un anneau de verre 23 d'une perle de verre 22 comportant un anneau métallique 24 à sa périphérie. La portion centrale 21 et l'anneau 24 sont solidarisés à l'anneau de verre 23 par soudure verre-métal réalisée avant montage de l'ensemble dans le corps 1 de l'embase. L'anneau 24 vient lors du montage en butée sur un rebord d'une ouverture 29 du fond plat 4. De préférence, l'anneau 24 présente à sa partie inférieure un rebord 25 coopérant avec un rebord d'une ouverture 7 ménagée à la face inférieure 6. La fixation de la perle de verre 22 est alors réalisée au niveau du rebord 25 à l'aide d'une colle conductrice par exemple une résine époxy chargée, ce qui correspond à une faible température de cuisson. Le fond Il du micro-composant dépasse latéralement de la pièce annulaire 12 et comporte des métallisations permettant de réaliser des soudures fil d'une part des connexions internes du micro-composant et d'autre part des connexions externes vers les terminaisons précitées ou certaines au moins d'entre elles. En se reportant plus particulièrement aux figures lb et 2, le fond 11 présente deux métallisations. La première d'entre elles comporte une région annulaire 41, une plage centrale 42 reliée à la région annulaire par deux bras 43, et une plage externe 44 également reliée à la région annulaire. La deuxième métallisation comporte une région centrale 45 et au moins une plage 47.Sur le dessin on a représenté deux plages 47 reliées à la région centrale 45 par deux bras 46, cette disposition permettant de réaliser les connexions de différentes façon suivant le type de composant utilisé. La pièce annulaire 12 est soudée sur la région annulaire 41, son centrage étant assuré par les forces capillaires de la soudure à l'état liquide. Le cristal 15 équipé de sa micro-bille 16 est soudé en position sur la plage centrale 42. Le#diaphragine 13 est mis en place comme indiqué dans la demande de brevet FR-A- 2 571 154 précitée. Un fil conducteur 17 est soudé entre une métallisation de la face supérieure du cristal 15 et une métallisation de la face supérieure de la pièce annulaire 12. Un fil conducteur 18 est soudé entre la métallisation de la face supérieure de la pièce annulaire 12 et la région centrale 45. Un fil conducteur 19 est soudé entre une des plages 47 et la face supérieure 26 d'une terminaison 20. L'autre contact du cristal 15 est réalisé à l'aide d'un fil conducteur soudé entre la plage externe 44 et la face supérieure 36 de la terminaison 30. En effet, la région annulaire 41 assure la double fonction, à la fois de centrage par capillarité de la pièce annulaire 12 et de continuité électrique entre la plage centrale 42 et la plage externe 44. REVENDICATIONS 1. Embase comportant un micro-composant opto-électronique, l'embase comprenant un corps présentant une face supérieure, une face inférieure et un contour extérieur de référence, une cavité étant ménagée dans ladite face supérieure et comportant un fond plat sur lequel un micro-composant est positionné avec précision par rapport au contour extérieur de référence, des terminaisons conductrices dépassant de la face inférieure de l'embase et débouchant dans la cavité, caractérisé en ce que le corps est en matériau conducteur moulé, en ce qu'au moins une terminaison est scellée dans une perle de verre entourée d'un anneau collé dans une ouverture ménagée entre ledit fond plat et la face inférieure du corps, en ce que le micro-composant est fixé sur le fond plat à l'aide d'une substance thermo-conductrice à faible température de cuisson, et en ce que les liaisons électriques entre le microcomposant et les terminaisons sont assurées par des fils conducteurs. 2. Embase selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit anneau présente une collerette venant en butée sur un rebord de ladite ouverture. 3. Embase selon la revendication 2 caractérisée en ce que le collage de l'anneau est réalisé au niveau de ladite collerette. 4. Embase selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit collage est réalisé à l'aide d'une résine époxy. 5. Embase selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que le matériau conducteur moulé constituant le corps est un alliage à base de zinc avec addition d'aluminium, de cuivre, et de magnésium connu sous l'appellation conmerciale de 'hamac'. 6. Embase selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que le micro-composant comporte une base présentant un premier et un deuxième motifs conducteurs, le motif conducteur comportant une région de forme annulaire, une partie centrale reliée à la région de forme annulaire, ainsi qu'un plot de contact situé à l'extérieur de la région de forme annulaire et relié à celle-ci, en ce qu'il comporte, soudé sur la partie centrale, un élément opto-électronique semi-conducteur sur lequel a été fixée une micro-sphère, et soudé sur la région de forme annulaire, une pièce annulaire supportant un diaphragme présentant une ouverture centrale coaxiale avec précision avec la microsphère, le micro-composant étant luimême fixé sur le fond plat du corps de l'embase de telle manière que l'ouverture centrale du diaphragme soit positionnée avec précision par rapport audit contour de référence, en ce qu'un premier fil conducteur relie électriquement le plot de contact et une première terminaison, un deuxième fil conducteur reliant le deuxième motif conducteur et une deuxième terminaison, et au moins un troisième fil conducteur assurant la continuité électrique entre la face supérieure de l'élément opto-électronique et le deuxième motif conducteur.