Brevet FR2736467A1 — publié le 19970110

La présente invention concerne un dispositif semiconducteur et plus particulièrement un dispositif semiconducteur qui dissipe la chaleur engendrée par une puce semiconductrice. On classe les dispositifs semiconducteurs en plu- sieurs types, en fonction des boîtiers dans lesquels les puces semiconductrices sont installées. La figure 1 repré- sente un dispositif semiconducteur usuel 9 du type à con- ducteurs sur puce dans lequel les conducteurs sont fixés à une puce semiconductrice au moyen d'un adhésif, par exem- ple d'un ruban adhésif. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif semiconducteur usuel 9 comprend un boîtier 1, une puce semiconductrice 2, des conducteurs 3 et un élé- ment adhésif 4. Une partie d'extrémité de chaque conduc- teur 3 est fixée par l'élément adhésif 4 à la puce semicon- ductrice 2 installée dans le boitier 1. L'autre partie d'ex- trémité de chaque conducteur 3 est extérieure au boîtier 1 et elle est connectée à un substrat de circuit 15. Un inconvénient du dispositif semiconducteur usuel 9 est qu'il ne dissipe pas efficacement la chaleur engendrée par la puce semiconductrice 2. Il en résulte que la durée de vie du dispositif semiconducteur usuel 9 est réduite et que la fiabilité d'un produit employant le dispo- sitif 9 est diminuée. En conséquence, la présente invention a pour ob- jet de procurer un dispositif semiconducteur qui dissipe efficacement la chaleur engendrée par une puce semiconduc- trice et qui évite donc les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. Cet objectif est atteint, conformément à la présen- te invention, par un dispositif semiconducteur comprenant un boitier qui contient une puce semiconductrice, et une pluralité de conducteurs de raccordement, une partie d'ex- trémité de chaque conducteur de raccordement étant fixée à la puce semiconductrice par un élément adhésif et son autre partie d'extrémité étant extérieure au boîtier et raccor- dée à un substrat de circuit, le dispositif semiconducteur comportant au moins un conducteur de dissipation de chaleur dont une partie d'extrémité est fixée à la puce semiconductrice par l'élément adh6- sif et dont l'autre partie d'extrémité est extérieure au boîtier et est séparée du substrat de circuit. Le disposi- tif semiconducteur comprend également un élément de trans- fert de chaleur inséré danfis l'élément adhésif. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif semiconducteur suivant l'art antérieur; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispo- sitif semiconducteur conforme à la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe du dispositif semiconducteur suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe du dispositif semiconducteur suivant la ligne IV-IV de la figure 2; et la figure 5est une vue en coupe d'un dispositif semiconducteur conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'in- vention, dont ils ne constituent en aucune manière une li- mitation. On décrit maintenant en détail les modes actuel- lement préférés de réalisation de l'invention, illustrés sur les dessins annexés. Dans la mesure du possible, on utilise les mêmes repères pour désigner les parties sembla- bles sur tous les dessins. Comme représenté sur les figures 2 à 4, le mode de réalisation illustratif du dispositif semiconducteur conforme à la présente invention comprend une puce semiconductrice 20 installée dans un bottier 10. Une par- tie d'extrémité de chacun d'une pluralité de conducteurs de raccordement 30 est fixée à la puce semiconductrice 20 par un élément adhésif 40, par exemple un ruban adhésif. L'autre partie d'extrémité de chaque conducteur de raccor- dement 30 est extérieure au boîtier 10 et elle est raccor- dée à un substrat de circuit 15. Le dispositif semiconducteur 100 comprend en ou- tre une pluralité de conducteurs de dissipation de cha- leur 60. Une partie d'extrémité, appelée partie d'extrémi- té intérieure, de chaque conducteur de dissipation de cha-. leur 60 est fixée à l'élément adhésif 40, et l'autre partie d'extrémité, appelée partie d'extrémité extérieure, de cha- que conducteur de dissipation de chaleur 60 est extérieure au boîtier 10. Les parties d'extrémité extérieure des con- ducteurs de dissipation de chaleur 60 sont de préférence pliées de manière à être étroitement en contact avec la surface supérieure du boîtier 10 et elles sont séparées du substrat de circuit 15. Ainsi, les parties d'extrémité extérieure des conducteurs de dissipation de chaleur 60 présentent de grandes surfaces sans occuper une grande pla- ce. En outre, la jonction des conducteurs de dissipation de chaleur 60 à l'élément adhésif 40 peut être améliorée si on relie les parties d'extrémité intérieure des conduc- teurs de dissipation de chaleur 60 les unes aux autres. Un élément de transfert de chaleur en forme de plaque mince est inséré dans l'élément adhésif 40. L'élément de trans- fert de chaleur 50 est électriquement isolé des conducteurs de raccordement 30. Comme représenté sur la figure 4, l'élément de transfertde chaleur 50 comporte depréférenceunepartie con- nectée auconducteurde dissipation de chaleur 60. L'élémentde transfert de chaleur 50 et les conducteurs de dissipation de chaleur 60 sont de préférence en un métal peu coûteux et bon conducteur de chaleur, tel que du cuivre ou de l'aluminium. Dans le dispositif semiconducteur 100 de la pré- sente invention, la plus grande partie de la chaleur en- gendrée par la puce semiconductrice 20 est transférée par l'élément de transfert de chaleur 50 aux conducteurs de dissipation de chaleur 60. En outre, puisque les parties d'extrémité extérieure des conducteurs de dissipation de chaleur 60 sont extérieures au boîtier 10, la chaleur transmise aux conducteurs de dissipation de chaleur 60 est évacuée à l'atmosphère ambiante par l'intermédiaire des parties d'extrémité extérieure. Par conséquent, la durée de vie du dispositif semiconducteur 100 est augmentée et la fiabilité d'un produit employant le dispositif semi- conducteur 100 est améliorée. Le dispositif semiconducteur 100 du mode de réali- sation illustré comporte une pluralité de conducteurs de dissipation de chaleur 60, afin d'obtenir une plus grande surface de dissipation de chaleur. Toutefois, en variante, l'objectif de la présente invention peut être atteint par installation, dans le dispositif semiconducteur, d'un seul conducteur de dissipation de chaleur 60 ayant une plus gran- de surface. La figure 5 illustre cet autre mode de réalisa- tion de dispositif semiconducteur 101. Le dispositif semiconducteur 101 comprend un boi- tier 10 contenant une puce semiconductrice 20, et une plura- lité de conducteurs de raccordement 30. Une partie d'ex- trémité de chaque conducteur de raccordement 30 est fixée à la puce semiconductrice 20 par un élément adhésif 40, tandis que l'autre partie d'extrémité est extérieure au boîtier 10 et elle est raccordée à un substrat de circuit 15. Le dispositif semiconducteur 101 comprend en outre une pluralité de conducteurs de dissipation de chaleur 60. Une partie d'extrémité de chaque conducteur de dissipation de chaleur 60 est fixée à la puce semiconductrice 20 par l'élé- ment adhésif 40, et l'autre partie d'extrémité, appelée partie d'extrémité extérieure, est extérieure au boîtier 10 et elle est séparée du substrat de circuit 15. Un élé- ment de transfert de chaleur 50 est inséré dans l'élément adhésif 40 et comporte une partie qui est reliée aux con- ducteurs de dissipation de chaleur 60. Le dispositif semiconducteur 101 comprend en ou- tre un élément de dispersion de chaleur 70 qui est relié à la partie d'extrémité extérieure du ou des conducteurs de dis- sipation de chaleur 60. L'élément de dispersion de chaleur est de préférence en cuivre ouen aluminium. La surface d'échange de chaleur du dispositif semiconducteur 101 est augmentée en raison de la surface de l'élément de disper- sion de chaleur 70. Ainsi, le dispositif semiconducteur 101 peut dissiper encore plus efficacement la chaleur en- gendrée par la puce semiconductrice. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réa- lisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire tou- tes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du techni- cien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif semiconducteur (100), comprenant un boîtier (10) qui contient une puce semiconduc- trice (20); une pluralité de conducteurs de raccordement (30), une partie d'extrémité de chacun de ces conducteurs de rac- cordement étant fixée à ladite puce semiconductrice par un élément adhésif (40) et l'autre partie d'extrémité étant extérieure audit boîtier et raccordée à un substrat de cir- cuit (15); au moins un conducteur de dissipation de chaleur (60) dont une partie d'extrémité est fixée à ladite puce semiconductrice (20) par ledit élément adhésif (40) et dont l'autre partie d'extrémité est extérieure audit boîtier (10) et séparée dudit substrat de circuit (15): et un élément de transfert de chaleur (50) inséré dans ledit élément adhésif (40). 2.- Dispositif semiconducteur suivant la reven- dication 1, dans lequel ledit élément de transfert de chaleur (50) et ledit au moins un conducteur de dissipa- tion de chaleur (60) sont en cuivre ou en aluminium. 3.- Dispositif semiconducteur suivant la reven- dication 1, dans lequel ledit au moins un conducteur de dis- sipation de chaleur (60) comprend une pluralité de con- ducteurs de dissipation de chaleur (60) et les parties d'extrémité de ladite pluralité de conducteurs de dissipa- tion de chaleur sont reliées les unes aux autres et sont fixées à ladite puce semiconductrice (20) par ledit élé- ment adhésif (40). 4.- Dispositif semiconducteur suivant la re- vendication 1, dans lequel la partie d'extrémité exté- rieure dudit conducteur de dissipation de chaleur (60) est pliée de manière à être étroitement en contact avec ledit boîtier (10). 5.- Dispositif semiconducteur (101) suivant la revendication 1, qui comprend en outre un élément de dispersion de chaleur (70) relié à la partie d'extrémité extérieure dudit au moins un conducteur de dissipation de chaleur (60). 6.- Dispositif semiconducteur suivant la reven- dication 5,dans lequel ledit élément de dispersion de chaleur (70) est en cuivre ou en aluminium. 7.- Dispositif semiconducteur suivant la reven- dication 1, dans lequel ledit élément de transfert de chaleur (50) comporte une partie reliée audit au moins un conducteur de dissipation de chaleur (60).