Brevet FR2754387A1 — publié le 19980410

La présente invention se rapporte d'une manière générale à des boîtiers de dispositif à semi- conducteur. Plus particulièrement, elle se rapporte à des boîtiers de dispositif à semi-conducteur exempts de bulles d'air ou de vides formés éventuellement dedans, et avec une grande fiabilité. Les boîtiers de dispositif à semi-conducteur ayant une plaque de support sur laquelle sont fixées une plaquette ou des plaquettes occupent environ 70 à 80% de la production totale de boîtiers de dispositif à semi-conducteur. Ces types de boîtier sont avantageux dans la mesure o ils peuvent être fabriqués par un procédé simple et en utilisant les équipements de production existants. D'autre part, ils présentent toutefois également certains problèmes dans leur fabrication de masse. Ainsi, lorsque leurs assemblages sont encapsulés avec une matière d'enrobage telle qu'une résine d'enrobage, par exemple un composé de moulage époxy, dans un moule de transfert, des turbulences sont produites au niveau ou près de la grille de brochage ou des parties d'interconnexions électriques, avec pour résultat la formation de bulles d'air ou de vides dans le corps de boîtier encapsulé résultant. Les bulles d'air ou les vides au niveau de ou près de la grille de brochage ou des interconnexions électriques provoquent des défaillances de boîtier telles que des courts-circuits électriques. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un boîtier de dispositif à semi-conducteur conventionnel; la figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne 2-2 de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe le long de la ligne 3-3 de la figure 1. Si l'on se réfère aux figures 1 à 3, le boîtier de dispositif à semi-conducteur 100 possède une plaquette 10, une plaque de support 30 et des broches intérieures 50. La plaquette 10 est fixée sur une surface supérieure de la plaque de support 30 au moyen d'un adhésif 20 tel qu'un adhésif Ag-époxy. La plaquette 10 est reliée électriquement aux broches intérieures 50 au moyen de fils de liaison 70. La plaque de support 30 est liée mécaniquement à des rails latéraux (non représentés) par des barrettes 40. Le boîtier 100 possède également une matière d'enrobage recouvrant la plaquette 10, la plaque de support 30, les barrettes 40, les broches intérieures 50 et les interconnexions électriques incluant les fils de liaison 70 afin de former un corps de boîtier 80. La matière d'enrobage peut être des résines telles que des composés de moulage époxy. Des broches extérieures 60, qui sont formées d'un seul tenant avec celle correspondante respective des broches intérieures 50 et exposées à l'extérieur du corps de boîtier 80, sont formées par exemple afin d'avoir une forme en J adaptée au montage sur des dispositifs externes. La figure 4 représente l'écoulement de résine d'enrobage dans le moule pendant l'encapsulage de l'ensemble de boîtier. Si l'on se réfère à la figure 4, dans les cavités 312, 412 définies par la matrice de moulage supérieure 310 et la matrice de moulage inférieure 410, l'ensemble de boîtier est enrobé avec la résine d'enrobage introduite par un trou de coulée 414 de la matrice de moulage inférieure 410. Les flèches indiquent l'écoulement de la résine d'enrobage dans la cavité. Lorsque la résine d'enrobage entre en collision avec la plaquette 10 et la plaque de support 30, sa vitesse chute, alors que la résine d'enrobage près de la paroi interne des matrices de moulage 310, 410 conserve sa vitesse originale. Il en résulte un écart de vitesse d'écoulement de la résine d'enrobage dans les cavités 312, 412. L'écart génère une turbulence dans l'écoulement de résine d'enrobage, et par conséquent la formation de bulles d'air ou de vides dans le corps de boîtier 80 résultant. Ceci est encore plus significatif lorsque l'ensemble de boîtier contient une plaquette plus grande. Lorsque le boîtier est soumis à des tests de fiabilité qui sont réalisés à une température élevée et une pression élevée, de la vapeur d'eau est amenée dans le corps de boîtier. Si le boîtier possède des bulles d'air ou des vides, de la vapeur d'eau se localise au niveau des bulles d'air ou des vides et se dilate ensuite. Ceci peut affecter de manière défavorable la résistance mécanique du corps de boitier 80 et détériorer la fiabilité du bottier. De plus, dans les boîtiers ayant une grille de brochage à plusieurs broches, la résine d'enrobage entre en collision avec les broches intérieures (50 sur la figure 1) et génère également des turbulences. Ceci provoque la formation de bulles d'air près ou au niveau des broches intérieures, avec pour résultat des courts- circuits électriques des fils de liaison reliant électriquement les broches intérieures à la plaquette. La présente invention procure des boîtiers de dispositif à semi-conducteur d'une grande fiabilité. La présente invention procure des boîtiers de dispositif à semiconducteur d'une grande fiabilité qui sont exempts de bulles d'air dans le corps de boîtier moulé. Les boîtiers de dispositif à semi-conducteur selon la présente invention comportent des rangées de plusieurs broches intérieures, les broches intérieures les plus à l'extérieur ayant une broche factice respective s'étendant depuis leur extrémité et formée d'un seul tenant avec elles. Selon la présente invention, les broches factices sont formées avec une inclinaison et encochées au niveau de leurs surfaces latérales. Le boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la présente invention comporte des barrettes qui ont des parties qui s'étendent depuis celles-ci, lesdites parties qui s'étendent sont séparées en plusieurs parties de façon à avoir des espaces entre elles et formés avec une inclinaison. Selon la présente invention, les parties qui s'étendent des barrettes sont encochées au niveau de leurs surfaces latérales. Ces différentes caractéristiques et ces avantages ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront facilement en se référant à la description détaillée suivante faite en liaison avec les dessins annexés. Dans les dessins, des références identiques désignent des éléments structurels identiques. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un boîtier de dispositif à semi-conducteur conventionnel; La figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne 2-2 de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe le long de la ligne 3-3 de la figure 1; La figure 4 représente un écoulement d'une résine d'enrobage dans un moule pendant un processus de moulage; La figure 5 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif à semi-conducteur selon la présente invention; La figure 6 est une vue en coupe le long de la ligne 6-6 de la figure 5; La figure 7 est une vue en coupe le long de la ligne 7-7 de la figure 5; La figure 8 est une vue en coupe le long de la ligne 8-8 de la figure 5; et Les figures 9 et 10 représentent les écoulement d'une résine d'enrobage à l'intérieur d'un moule pendant le processus de moulage. La présente invention va maintenant être décrite plus en détail ci- après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels sont représentées des formes de réalisation préférées de l'invention. Cette invention peut toutefois être mise en oeuvre sous de nombreuses formes différentes et ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation exposées ici; en fait, ces formes de réalisation sont prévues de telle sorte que cette divulgation est complète et expose complètement la portée de l'invention pour les gens du métier. Dans les dessins, l'épaisseur des couches et des zones est exagérée par souci de clarté. Des références identiques se réfèrent à des éléments identiques. La figure 5 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif à semiconducteur selon la présente invention; la figure 6 est une vue en coupe le long de la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue en coupe le long de la ligne 7-7 de la figure ; et la figure 8 est une vue en coupe le long de la ligne 8-8 de la figure 5. Si l'on se réfère aux figures 5 à 8, le boîtier de dispositif à semi-conducteur 200 comporte une plaquette 110 et une plaque de support 130 fixée sur une surface inférieure de la plaquette 110. Le boîtier de dispositif à semi-conducteur 200 comporte des rangées de plusieurs broches intérieures 150, 152, 152' qui sont espacées de la plaque de support 130. Selon la présente invention, la broche intérieure la plus à l'extérieur 152 seule peut être formée dans la position proche du trou de coulée (424 sur la figure 9) de la matrice de moulage (420 sur la figure 9). Par ailleurs, le boîtier peut comprendre l'autre broche intérieure la plus à l'extérieur 152' qui se trouve au niveau d'un côté opposé de la plaque de support 130, qui est à l'opposé du trou de coulée (424 sur la figure 9). Les broches intérieures les plus à l'extérieur 152, 152' de la rangée ont des broches factices intérieures au niveau leur extrémité, lesdites broches factices 154, 154' s'étendant depuis l'extrémité. Le boîtier 200 possède également des moyens de raccordement électriques 170 destinés à relier électriquement la plaquette 110 aux broches intérieures , 152, 152'. Le boîtier 200 comporte en outre des barrettes 140 faisant partie intégrante des plaques de support 130; une matière d'enrobage 180 recouvre la plaquette 110, les broches intérieures 150, 152, 152', 154, 154', les moyens de raccordement électriques 170 et les barrettes 140 afin de procurer un corps de boîtier; les broches extérieures sont d'un seul tenant avec les broches intérieures 150, 152, 152' et sont exposées à l'extérieur de la matière d'enrobage 180. Pour le boîtier 200, la plaquette 110 est fixée sur une surface supérieure de la plaque de support 130 au moyen d'un adhésif 120, par exemple un adhésif Ag-époxy. La plaquette 110 est également reliée électriquement aux broches intérieures 150, 152, 152' par des fils de liaison 170. La plaque de support 130 est reliée à des rails latéraux (non représentés) de la grille par l'intermédiaire des barrettes 140 formées au niveau des deux extrémités latérales opposées. La multiplicité de broches intérieures 150, 152 forme deux rangées au niveau des côtés opposés de la plaque de support 130. Ou bien celles-ci forment quatre rangées sur chaque côté de la plaque de support 130. Il peut y avoir quatre broches intérieures 152, 152, 152', 152' chacune dans un coin respectif du corps de boîtier 180. Les deux broches intérieures 152 les plus à l'extérieur près du trou de coulée (424 sur la figure 9) dans lequel est introduite la résine d'enrobage possèdent des broches factices 154 s'étendant depuis celles-ci. Les deux autres broches intérieures 152' les plus à l'extérieur qui se trouvent dans un emplacement opposé au trou de coulée (424 sur la figure 9) peuvent également avoir des broches factices 154' s'étendant depuis celles-ci. Les broches factices 154 ou 154' peuvent s'étendre en direction de la barrette 140. Les broches factices 154 ou 154' peuvent être encoches au niveau de leurs surfaces latérales, et peuvent être formées avec une inclinaison d'environ 30 à 40 par rapport à la ligne horizontale. Les broches factices 154, 154' peuvent être formées par un procédé d'estampage. Bien que la figure 5 montre des broches factices 154' inclinées vers le haut, les broches factices 154 peuvent être inclinées vers le bas. Les broches factices 154 ou 154' ont la même direction d'inclinaison, alors que les broches factices 154' peuvent avoir une inclinaison opposée à celle des broches factices 154. Selon la présente invention, le boîtier peut avoir deux barrettes 140, 140' opposées. La barrette est formée dans une position, qui est proche du trou de coulée (424 sur la figure 9) lorsqu'elle est encapsulée dans le moule. La barrette 140 s'étend vers l'extérieur depuis la plaque de support 130 (ou vers une paroi interne du corps de boîtier), et la partie qui s'étend A est séparée en plusieurs parties afin de présenter des espaces 140B. Les parties espacées sont d'un seul tenant l'une avec l'autre et avec la barrette 140. La partie qui s'étend 140A est inclinée de 30 à 40 et encochée au niveau de ses surfaces latérales. La partie qui s'étend inclinée 140A peut être formée par un procédé d'estampage. La partie qui s'étend 140A possède des saillies 140C qui peuvent être encochées au niveau de leurs surfaces latérales. L'autre barrette 140' opposée à la barrette peut également s'étendre vers l'extérieur depuis la plaque de support 130. La partie qui s'étend 140A' est séparée en plusieurs parties afin de présenter des espaces 140B'. Les parties séparées sont d'un seul tenant l'une avec l'autre et avec la barrette 140'. La partie 140A' est inclinée à 30 à 40 et encochée au niveau de sa surface latérale. La partie qui s'étend inclinée 140A' peut être formée par un procédé d'estampage. La partie qui s'étend inclinée 140A' possède des saillies 140C' qui peuvent être encochées au niveau de leurs surfaces latérales. La partie qui s'étend 140A ou 140A' peut être inclinée de telle sorte que les parties séparées ont la même direction d'inclinaison. Au contraire, la partie qui s'étend 140A a une direction d'inclinaison opposée à celle de la partie qui s'étend 140A' sur le côté opposé. Le boîtier 200 possède également une matière d'enrobage telle qu'une résine d'enrobage époxy qui recouvre la plaquette 110, la plaque de support 130, les barrettes 140, 140', 140A, 140A', 140B, 140B', C, 140C', les broches intérieures 150, 152, 152' et des interconnexions électriques incluant les fils de liaison 170 afin de former un corps de boîtier 180. Des broches extérieures 160, qui sont formées d'un seul tenant avec celles respectives correspondantes des broches intérieures 150 et s'étendent vers l'extérieur du corps de boîtier 180 sont formées afin d'avoir une forme en J adaptée à un montage sur des dispositifs extérieurs. Les figures 9 et 10 représentent l'écoulement de la résine d'enrobage dans le moule pendant l'enrobage du boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la présente invention représentée sur la figure 5. Si l'on se réfère aux figures 9 et 10, la figure 9 représente l'écoulement de la résine d'enrobage depuis le plan de coupe dans la figure 6, alors que la figure 10 représente l'écoulement de la résine d'enrobage depuis le plan de coupe dans la figure 9. Comme cela peut se voir sur les figures 9 et , la formation de turbulences peut être empêchée efficacement en permettant à la résine de passer à travers les espaces 140B. La structure détaillée des matrices de moulage 320, 420 est omise du fait qu'elle présente la même structure que les matrices de moulage décrites en liaison avec la figure 4. Les parties de barrette étendues inclinées A guident la résine d'enrobage afin de s'écouler dans une certaine direction inclinée, non pas une direction horizontale. On peut ainsi efficacement empêcher le fait que la résine d'enrobage entre en collision avec la plaque de support 130 et la plaquette , et que sa vitesse chute soudainement lors de la collision. Ceci évite la formation de turbulences, et éventuellement la formation de bulles d'air dans le corps de boîtier. Par ailleurs, les broches factices 154 réduisent également la vitesse de la résine d'enrobage de sorte que les vitesses d'écoulement de la résine d'enrobage aux points o la plaquette 110 et les plaques de support 130 se trouvent et o il n'y pas d'élément de boîtier sont uniformes. En d'autres termes, il n'y a pas ou très peu d'écarts dans les vitesses d'écoulement de la résine d'enrobage qui s'écoule dans la cavité de moule. Les bulles d'air au niveau de ou près des broches intérieures 150, 152, 152' peuvent par conséquent être empêchées efficacement. La présente invention peut être appliquée à des boîtiers LOC dans lesquels les broches intérieures sont reliées directement à la plaquette et également reliées électriquement à des plots de liaison sur la plaquette. En outre, les broches extérieures ne sont pas nécessairement formées du moment que les broches extérieures peuvent être reliées électriquement à des dispositifs électroniques externes. Bien que des formes de réalisation préférées de la présente invention aient été décrites en détail ci-dessus, il est évident que de nombreuses variantes et/ou modifications des concepts inventifs de base qui peuvent apparaître aux gens du métier tombent dans l'esprit et la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Boîtier de dispositif à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comporte: une plaquette de semi-conducteur (110); une plaque de support (130) sur laquelle est fixée ladite plaquette (110); des rangées de plusieurs broches intérieures (150, 152, 152') reliées électriquement à ladite plaquette (110) et écartées de la plaque de support (130); des broches factices intérieures (154, 154') d'un seul tenant avec les broches intérieures les plus à l'extérieur (152, 152') et s'étendant depuis celles- ci; des moyens de raccordement électriques (170) destinés à relier électriquement ladite plaquette (110) aux dites broches intérieures (150, 152, 152'); des barrettes (140) formées d'un seul tenant avec ladite plaque de support (130); une matière d'enrobage (180) recouvrant ladite plaquette (110), les broches intérieures (150, 152, 152'), les broches factices intérieures (154, 154'), les moyens de raccordement électriques (170) et les barrettes (140) afin de former un corps de boîtier; et des broches extérieures (160) d'un seul tenant avec celles respectives correspondantes desdites broches intérieures (150, 152, 152') et s'étendant à l'extérieur dudit corps de boîtier. 2. Boitier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites rangées de broches intérieures (150, 152, 152') sont formées de chaque côté de ladite plaque de support (130) à une certaine distance de celle-ci. 3. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux parties latérales opposées lorsqu'elles sont placées dans un moule de transfert ayant un trou de coulée (424) dans lequel est introduite une résine d'enrobage, une desdites parties latérales étant proche du trou de coulée (424) alors que l'autre est sur le côté opposé de la plaque de support (130), et en ce que lesdites broches factices intérieures (154, 154') sont formées au niveau de la partie latérale proche du trou de coulée (424). 4. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des broches factices intérieures (154, 154') formées au niveau de l'autre partie latérale. 5. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites broches factices intérieures (154, 154') sont formées de telle sorte qu'elles s'étendent en se rapprochant l'une de l'autre. 6. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites broches factices intérieures (154, 154') sont formées de telle sorte qu'elles s'étendent en se rapprochant l'une de l'autre. 7. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites broches factices intérieures (154, 154') sont encochées au niveau de leurs surfaces latérales. 8. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites broches factices intérieures (154, 154') sont formées avec une inclinaison. 9. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites broches factices intérieures (154, 154') sont encochées au niveau de leurs surfaces latérales et formées avec une inclinaison. 10. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que toutes lesdites broches factices intérieures (154, 154') au niveau leur partie latérale proche du trou de coulée (424) ont une même direction d'inclinaison, alors que les broches factices intérieures (154, 154') au niveau de l'autre partie latérale ont une direction d'inclinaison opposée. 11. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites barrettes (140) ont une partie (140A) qui s'étend en direction d'une paroi latérale dudit corps de boîtier et la partie qui s'étend (140A) est séparée en plusieurs parties afin d'avoir des espaces (140B) entre lesdites parties, lesdites parties différentes étant toujours d'un seul tenant l'une avec l'autre. 12. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites barrettes (140) ont des saillies (140C) qui s'étendent depuis celles-ci. 13. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite partie qui s'étend (140A) est encochée au niveau de ses surfaces latérales. 14. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdites saillies (140C) sont encochées au niveau de leurs surfaces latérales. 15. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte deux parties latérales opposées lorsqu'elles sont placées dans un moule de transfert ayant un trou de coulée (424) dans lequel est introduite une résine d'enrobage, une desdites parties latérales étant proche du trou de coulée (424) alors que l'autre est sur le côté opposé de la plaque de support (130), et en ce que lesdites barrettes (140) sont formées au niveau de la partie latérale proche du trou de coulée (424). 16. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des barrettes (140') formées au niveau de l'autre partie latérale. 17. Boîtier de dispositif à semi-conducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdites barrettes (140) possèdent une partie qui s'étend (140A) formée avec une inclinaison et séparée en plusieurs parties afin d'avoir des espaces (140B) entre les parties, et toutes les parties séparées au niveau de la partie latérale proche du trou de coulée (424) ont une même direction d'inclinaison, alors que les parties séparées au niveau de l'autre partie latérale ont une direction d'inclinaison opposée.