Brevet FR2666687A1 — publié le 19920313

CIRCUIT INTEGRE À BOÎTIER MOULE COMPRENANT UN DISSIPATEUR THERMIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne un boîtier de circuit intégré à grand nombre d'entrées/sorties muni d'un dissipateur thermique et un précédé de réalisation d'un tel boîtier. La présente invention oenoerne plus particulièrement les boîtiers moulés dans lesquels un produit d'encapsulation, generalement une résine, est injecté dans un moule contenant la puce prealablement connectée à ses broches de connexion. Dans certaines réalisations de l'art antérieur relatives à des composants de puissance dont en général deux faces latérales, au plus, sont munies de broches de connexion, la puce est montée sur un dissipateur thermique qui après encapsulation permet de dissiper la chaleur émise par la puce durant son fonctionnement. Pendant le moulage, la face arrière ou face apparente du dissipateur thermique est plaquée sur une paroi du moule au moyen de parties du moule ou de picots venant s'appuyer sur sa face avant afin d'empêcher la résine de venir s'infiltrer entre la face arrière du dissipateur et la paroi du moule.Après mou- lage, la face arrière du dissipateur est accessible et peut être mise en contact avec un radiateur, et des parties de la face avant, au moins là où appuyaient les parties du moule, restent apparentes. En d'autres termes, des portions du dissipateur debordent par rapport à l'encapsulation en interdisant de munir la face latérale, à l'endroit du débordement, de broches de connexion. Ces partions en debordcent sont sont munies de trous de passage de vis permettant de fleur le dissipateur à un radiateur. Dans le domaine des circuits intégrés, la tendance est d'utiliser les composants comportant le plus grand nombre de broches possible. Ces broches sont donc réparties sur toutes les faces latérales. las figures 1 et 2 montrent deux procés d'obtention de boîtiers de circuit intégré camportrnt des broches de connexion sur toutes leurs faces latérales. La figure 1 illustre une vue en coupe d'un boîtier obtenu selon une technologie classique à grille de connexion et liaison par fils. Une grille de connexion, non représentée, est découpée dans une feuille métallique. Cette grille de connexion comporte des broches de connexion 1 dont les extrémités intérieures sont disposées autour d'une zone centrale et, dans cette zone centrale, une plate-forme 2 sur laquelle la puce 3 est montée. Des fils d'or 4 sont ensuite brasés entre les plots 5 de la puce et les brocbes de connexion 1. Cet ensemble est alors placé à l'intérieur d'un moule dans lequel on injecte un produit d'isolation et de protection 6 tel qutune résine. La figure 2 illustre une vue en coupe d'un boîtier obtenu selon la technologie TAB. Des broches de connexion 1 sont déposées puis gravées chimiquement sur un film dielectrique. las extrémités de ces broches de connexion sont, par la suite, directement soues sur des plots en relief 5 de la puce 3. Cet ensemble est alors placé dans un moule où on injecte le produit d'isolation et de protection 6. Dans ce type de technologie de montage an ne trouve pas de plate-forme sur laquelle est montée la puce. Les circuits intégrés à grand nombre d'entrees/sorties sont de plus en plus grands et doivent dissiper des puissances de plus en plus élevées. Celles#ci peuvent atteindre plusieurs watts. Dans ce cas, les boîtiers moulés ne sont pas envisageables, seuls des composants de type céramique ou métallique, tnès coûteux, sont alors utilisés. En effet, pour les boîtiers moulés obtenus selon la technologie à grille de connexion et liaison par fils, la plateforme sur laqlmlle est reportée la puce n'est pas suffisante pour permettre de dissiper plusieurs watts. Pour les boîtiers moulés obtenus selon la technologie TAB, il n'y a même pas de plateforme permettant une dissipation thermique. Il serait avantageux de munir les boîtiers moulés de circuits intégrés d'un dissipateur thermique, or le procédé connu qui consiste à plaquer le dissipateur sur une paroi du moule en venant appuyer derrière avec des piolets ne convient pas dans le cas d'un boîtier dont toutes les faces latérales comportent des broches de connexion. En effet, le réseau des connexions est alors tellement dense qu'il est impossible de faire traverser un quelconque picot pour venir plaquer un dissipateur contre une paroi du moule. Un objet de l'invention est donc de munir les boîtiers dont toutes les faces latérales comportent des brodés de connexion d'un dissipateur thermique. L'invention se présente alors sous la forme d'un boîtier de circuit intégré ayant une face supérieure et une face inférieure, dont les faces latérales sont munies de broches de connexion, comprenant un dissipateur thermique qui présente une seule surface apparente située dans le plan de la face inférieure du boîtier. La présente invention prévoit aussi un procédé de fabrication d'un boîtier de circuit intégré par moulage, carac tersé en ce qu'il camprend les étapes suivantes a) fixer la puce sur le dissipateur thermique, b) coonec*er la puce à ses broches de connexion, c) insérer cet ensemble dans un moule copportant, dans une de ses parois, des trous dans lesquels on fait le vide, de manière que la surface apparente du dissipateur thermique vienne se plaquer contre la dite paroi par aspiration, d) injecter un produit d'isolation et de protection. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un joint est placé entre la surface apparente du dissipateur et ladite paroi du moule. selon un mode de réalisation de la présente invention, le dissipateur thermique est rendu solidaire des broches de connexion par interposition d'un film isolant avant l'étape a). selon un mode de réalisation de la présente invention, la puce est fixe sur le dissipateur thermique par brasure. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la puce est fixée sur le dissipateur thermique par collage. Un avantage de 1'invention est l'obtention d'un cao- sant à grand nombre d'entrées/sorties qui, une fois appliqué contre un radiateur ou même un circuit imprimé, sera capable de dissiper des puissances atteignant plusieurs watts. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles les figures 1 et 2 respactivement, prisfdkennant décrites, représentent des vues en coupe des boîters moulés de circuit intégré dont toutes les faces latérales comportent des broches de connexion, selon l'art antérieur ; ; la figure 3 représente une vue en coupe d'un premier exemple de boîtier selon la présente invention dont toutes les faces latérales oomportent des broches de connexion, muni d'un dissipateur thermique la figure 4 représente une vue en coupe d'un deuxième exemple de boîtier selon la présente invention dont toutes les faces latérales ccmportent des broches de connexion, muni d'un dissipateur thermique ; et la figure 5 représente une vue en coupe de la partie inférieure d'un moule pouvant servir à l'obtention des boîtiers selon la présente invention. A la figure 3 illustrant un boîtier selon la présente invention, on retrouve pratiquement tous les éléments de la figure 1 qui représentent un boîtier obtenu selon la technologie classique à grille de ccnnexion et liaison par fils, notamment une grille de connexion (non représentée) comportant des broches de connexion 1, une puce 3, des fils de liaison 4 sodés entre les plots 5 de la puce et les broches de connexion et un produit de protection et d'isolation 6. Par cantle, selon l'invention, un dissipateur thermique 7 présentant une surface apparente 8, est monté sous la puce 3, soit par brasure, soit par collage.Un film isolant 9 isole les broches de connexion 1 de ce dissipateur, tout en permettant leur maintien sur ~celui#. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la plateforme 2 de la figure 1 a été supprimée. Ceci n'est qu'une option. En effet, le dissipateur 7 peut très bien être brasé sous la plate-forme 2, supprimant ainsi l'utilisation du film isolant 9. A la figure 4 représentant un autre boîtier selon la présente invention, on retrouve tous les éléments de la figure 2 qui représente un boîtier obtenu selon la technologie TAB, notam- ment une grille de connexion (non représentée) comportant des broches de connexion 1, une puce 3 soudée direabeirit par ses plots 5 aux broches de connexion 1 et un produit d'isolation et de protection 6 moulé autour. Selon l'invention, un dissipateur thermique 7 présentant une surface apparente 8 est monté sous la puce 3, soit par brasure directe, soit par collage. Le dissipateur thermique 7 décrit ci-dessus peut avoir une forme plate quelconque et il peut s'étendre sur toute la surface du boîtier. Une fois les broches de connexion 1 pliées convenablement, la face 8 du dissipateur thermique 7 peut être plaquée contre une surface dissipatrice plus grande lors du montage du boîtier sur un circuit imprimé, ce qui permet avanta geusement la dissipation d'une puissance pavant attendre plusieurs watts. Jusqu'à maintenant, il aurait été impossible d'obtenir une surface apparente 8 dans des boîtiers tels que décrits ci-dessus. En effet, pour que le produit d'isolation et de protection 6 ne vienne pas s'infiltrer entre la surface 8 du dissipateur 7 et la paroi du moule sur laquelle le dissipateur est placé, il faut plaquer le dissipateur 7 contre la paroi du moule suffisamment fortement pour assurer une étancheité. Le précédé connu consiste à venir appuyer sur le dissipateur avec des parties du moule ou des picots. Ce prooede ne convient pas à un boîtier dont toutes les faces latérales sont munies de broches de connexion car le réseau des broches de connexion est tellement dense qu'il ne permet pas le passage d'une quelconque partie du moule pour venir appuyer sur le dissipateur.Si par un moyen quelconque on parvenait à faire passer des picots d'appui à travers le moule et le réseau de connexions, le boîtier présenterait, après moulage, des orifices qui seraient très gênants pour une protection adéquate du circuit intégré, notamment contre les agressions extérieures que subit un boîtier pour circuits intégrés montés en surface. Si le dissipateur était débordant, on rencontrerait des difficultés pour plier les broches de connexion. La présente invention prévoit aussi un précédez de fabrication d'un boîtier selon la présente invention. Ce procédé va être décrit en relation avec la figure 5. La figure 5 représente la partie inférieure d'un moule 10. La paroi inférieure 11 du moule est munie de trous 12 reliés à un systeme de dépression (non représenté). L'ensemble de la puce 3 montée sur son dissipateur 7 et connectée à ses broches de connexion 1 est placé dans le moule 11 de manière que le dissipateur 7 repose sur la paroi 12. Le dissipateur 7 est ainsi plaqué contre la paroi du moule par aspiration en assurant une étanchéité suffisante entre le dissipateur et la paroi du moule. Le produit de protection et d'isolation 6 peut alors être injecté dans le moule. Pour améliorer l'étanchéité on peut prévoir un joint 13 entre le dissipateur et la paroi du moule. Le procède selon l'invention peut s'adapter très facilement aux deux technologies connues décrites dans la demande, mais on notera aussi que ce précédé peut s'adapter à tout boîtier moulé. REVENDICATIONS 1. Boîtier de circuit intégré ayant une face supérieure et une face inférieure, dont les faces latérales sont munies de broches de connexion (1), caractérisé en ce qu'il comprend un dissipateur thermique (7) qui présente une seule surface apparente (8) située dans le plan de la face inférieure du boîtier. 2. Précédé de fabrication d'un boîtier de circuit intégré par moulage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapas suivantes : a) fixer la puce (3) sur le dissipateur thermique (7), b) coeneceer la puce (3) à ses broches de connexion (1), c) insérer cet ensemble dans un moule comportant, dans une de ses parois (11), des trous (12) dans lesquels on fait le vide, de manière que la surface apparente (8) du dissipateur thermique (7) vienne se plaquer contre la dite paroi par aspiration, d) injecter un produit d'isolation et de protection (6). 3. Précédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un joint (13) est placé entre la surface apparente (8) du dissipateur et la dite paroi du moule. 4. Procédé selon la revendication 2, cEvaKMJirisé en ce que le dissipateur thermique (7) est rendu solidaire des broches de connexion (1) par interposition un film isolant (9) avant l'étape a). 5. Procédé selon la revendicatian 2, caractérisé en ce que la puce (3) est fixez sur le dissipateur thermique (7) par brasure. 6. Procédé selon la revendication 4, caraccérisé en ce que la puce (3) est fixée sur le dissipateur thermique (7) par collage.