Brevet FR2702594A1 — publié le 19940916

I PROCEDE DE MONTAGE DE CONNEXION DE TRANSISTOR BIPOLAIRE L'invention se situe dans le domaine des procédés de câblage des transistors bipolaires employés dans les circuits hyperfréquence. Ces transistors sont logés dans des boîtiers comportant des pattes qui ont la forme de bandes souples fines et étroites Ces pattes sont brasées ou soudées sur des lignes (microstrip) étroites qui sont des bandes métallisées tracées sur une face d'un substrat, par exemple une céramique. L'autre face du substrat est entièrement métallisée et constitue le plan de masse L'invention ne concerne que le câblage des pattes du transistor qui doivent être raccordées à la masse Le raccordement selon l'état de la technique d'un composant monté en surface et tel que recommandé par les constructeurs est représenté schématiquement en vue de dessus et en vue de côté sur les figures la et 1 b respectivement. Sur ces figures un transistor bipolaire 1 monté dans un boîtier par exemple CMS, MICROX ou STRIPLINE, est représenté avec des pattes 4 raccordées à la masse et d'autres pattes 5 Le raccordement des pattes 4 à la masse est effectué par des soudures 2 dont le métal d'apport déborde de la patte et est engagé au moins partiellement dans un trou métallisé 3 traversant un substrat 6 Ce trou métallisé 3 joint la face de montage à la face du plan de masse 7. On voit que les débordements de la matière d'apport de la soudure créent avec d'autres métallisations proches 8 une capacité parasite Cp dont la valeur croît avec la surface de soudure 2 débordant du trou métallisé 3 et une inductance parasite Lp entre les deux faces du substrat. L'invention a pour but de diminuer, d'une part et de rendre plus reproductible d'autre part la valeur de l'impédance parasite. Un autre but de l'invention est de diminuer le couplage entre les pistes métallisées et la soudure 2. Un autre but de l'invention est de diminuer la surface de substrat nécessaire à l'implantation du composant. Toutes ces diminutions ont pour but essentiel d'accroître la fréquence de fonctionnement du circuit utilisant le transistor bipolaire. L'invention permet d'améliorer le rendement de circuits hyperfréquences comportant des transistors bipolaires fonctionnant à des fréquences proches de la fréquence de transition f T donnée par leurs constructeurs et partant permet l'utilisation de substrats et/ou de métallisation meilleur marché que les substrats céramiques ou l'or respectivement Ainsi dans un exemple de réalisation qui sera décrit plus loin il a été possible grâce à l'invention de réaliser un circuit oscillant monté sur un substrat verre epoxy, métallisé avec un alliage de cuivre en utilisant un transistor pour lequel la technologie recommandée est céramique/or. A toute ces fins, l'invention a pour objet un procédé,de câblage d'un transistor inclus dans un boîtier de montage en surface, le transistor ( 1) comportant des pattes de masse et d'autres pattes, sur un circuit métallisé tracé sur une face d'un substrat isolant, l'autre face comportant une métallisation constituant un plan de masse, des trous métallisés joignant des points du circuit au plan de masse, le procédé consistant à raccorder en surface au circuit, les autres autre pattes du transistor, à plier les pattes de masse du transistor au ras du boîtier, à enfiler les pattes dans des trous métallisés et à les souder. Quand la longueur de la connexion est inférieure à l'épaisseur du substrat, la connexion est soudée ou brasée du côté du composant De la sorte la matière d'apport forme à la surface du composant une pastille de surface réduite. Dans le cas contraire lorsque la patte est assez longue pour traverser l'épaisseur du substrat la soudure ou brasure est réalisée du côté du plan de masse et dans ce cas il n'y a pas de pastille formant impédance parasite. L'invention sera maintenant décrite et illustrée à l'aide de la figure 2 qui représente en vue de dessus (figure 2 a) et coupe selon BB de la figure 2 a (figure 2 b) un boîtier comportant un transistor bipolaire monté selon le procédé de l'invention. La figure 3 illustre les dimensions relatives d'une partie d'un circuit oscillant. Les éléments des figures 2 et 3 qui ont même fonction que ceux de la figure 1 portent les mêmes numéros. Le transistor 1 est un transistor silicium logé dans un boîtier plastique adapté pour un montage en surface, bon marché par rapport à un transistor à arséniure de gallium. Dans la suite de la description le terme transistor désignera le transistor inclus dans son boîtier Le transistor 1 est monté sur un substrat 6 en verre époxy, dont les métallisations de surface sont réalisées en alliage ordinaire de cuivre, (cuivre, étain plomb) Les pattes 4 de l'émetteur du transistor 1 sont pliées au ras du transistor 1 et enfilées dans des trous métallisés 3 du substrat 6 Au moment de la soudure, les pattes guident le métal d'apport dans les trous métallisés 3 en sorte que la pastille de soudure 2 a une dimension très réduite et de plus très reproductible Les autres pattes 5 sont montées normalement en surface. C'est ce simple changement introduit dans le mode de montage des pattes de l'émetteur qui a permis de faire fonctionner un oscillateur, utilisant le transistor en montage émetteur commun, à la fréquence maximum de 6 G Hz prévue par le constructeur du transistor Les essais précédents réalisés avec le mode de montage habituel ne donnait que des fonctionnements intermittents, la fréquence des oscillations fugitivement produites ne dépassant pas 3 G Hz Il est pensé que la qualité et la reproductibilité du fonctionnement est dû à la suppression des capacités et inductances parasites provoquées par la diminution du volume de soudure 2 se trouvant du côté de la face comportant les composants. Une partie d'un circuit oscillateur comportant des transistors 1 câblés selon le procédé de l'invention est représentée fortement agrandie figure 3 Cette représentation est destinée à faire apparaître l'importance des surfaces de parties métallisées 8 représentées hachurées par rapport à la dimension des transistors Les 2 pattes 4 des émetteurs de chaque transistor qui forment avec les transistors une ligne verticale sont raccordées à la masse selon le procédé de l'invention Les deux autres pattes 5 sont raccordées en surface au circuit métallisé 8 Par rapport aux dimensions du circuit métallisé on voit qu'une goutte de soudure n'a pas des dimensions négligeables et que la forme de la goutte a une influence certaine sur le fonctionnement. REVENDICATIONS 1 Procédé de câblage d'un transistor ( 1) inclus dans un boîtier de montage en surface, le transistor ( 1) comportant des pattes de masse ( 4) et d'autres pattes ( 5), sur un circuit métallisé ( 8) tracé sur une face d'un substrat isolant ( 6), l'autre face comportant une métallisation constituant un plan de masse ( 7), des trous métallisés ( 3) joignant des points du circuit au plan de masse le procédé consistant à raccorder en surface au circuit, les autres pattes ( 5) du transistor ( 1), à plier les pattes de masse ( 4) du transistor ( 1) au ras du boîtier, à enfiler les pattes dans des trous métallisés ( 3) et à les souder. 2 Procédé selon la revendication 1 dans lequel les pattes de masse ( 4) du transistor sont soudées du côté de la face comportant les composants. 3 Procédé selon la revendication 1 dans lequel les pattes de masse ( 4) sont soudées du côté du plan de masse. 4 Procédé selon la revendication 1 appliqué à un circuit ( 8) dont le substrat isolant ( 6) est un substrat en verre époxy. Procédé selon la revendication 1 appliqué à un circuit ( 8) dont la métallisation est un alliage de cuivre. 6 Procédé selon la revendication 1 appliqué à la réalisation d'un oscillateur.