Brevet FR2781926A1 — publié le 20000204

SUPPORT DE CONVOYAGE DE BRASAGE La présente invention concerne le domaine du montage des circuits intégrés. Plus particulièrement, la présente inven- tion concerne un support de convoyage d'éléments de circuits intégrés dans un four de brasage. Après fabrication d'une puce semiconductrice de cir- cuits intégrés, celle-ci doit être fixée sur d'autres éléments avant l'encapsulation de l'ensemble dans un boîtier. Ces éléments sont fréquenmmnent fixés entre eux avant le montage de la puce. Parmi ces éléments, certains se présentent sous forme de bandes telles qu'une grille de connexion ou un dissipateur thermique, alors que d'autres éléments se présentent sous forme d'éléments individualisés tels que des pastilles isolantes, par exemple, en céramique. Pour fixer entre eux ces différents éléments par lots, on utilise classiquement un procédé de brasage. Un tel procédé consiste à faire fondre un élément fusible intermédiaire (ou crème à braser) placé entre deux éléments à assembler. Pour atteindre les températures nécessaires à cette fusion, on place chaque lot d'éléments à braser sur un support, que l'on expose à une source de chaleur dans un four. Un mode de mise en oeuvre d'un procédé de brasage clas- sique est illustré en figure 1. La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un four associé à un exemple de support 5 de convoyage clas- sique et sur une paroi 1 duquel ce support 5 est déplacé. Un tel four est généralement appelé un four en ligne. On cherche à bra- ser une grille de connexion 2 sur un élément isolant 3, par exem- ple une pastille en céramique, et simultanément ce même élément 3 sur un dissipateur thermique 4. L'ensemble de ces trois éléments repose sur le support 5. Un système d'entraînement (non repré- senté) permet de déplacer le support 5 sur la paroi 1 du four, par exemple, selon la direction indiquée par la flèche A en figure 1. Afin d'assurer une tenue stable et un positionnement précis des différents éléments avant assemblage, le support 5 comprend un socle 5-1, typiquement en aluminium. Le socle 5-1 a une forme de marche adaptée à recevoir dans une partie basse 5-11 le dissipateur thermique 4 en bande et les pastilles 3 individua- lisées. Une partie haute 5-12 de la marche est adaptée à recevoir une première partie 2-1 de la grille 2 en bande, la surface inférieure d'une seconde partie 2-2 de cette grille 2, solidaire de sa première partie 2-1, arrivant en contact avec la surface supérieure de chacune des pastilles 3. Entre chacun de ces élé- ments, on dépose une quantité déterminée de crème à braser (non représentée) adaptée aux surfaces à assembler, ainsi qu'à l'épaisseur voulue pour les brasures entre ces éléments. La par- tie haute 5-12 du support comporte également une partie 5-13 en saillie (constituée d'éléments ponctuels ou continue) dont l'ob- jet sera décrit ci-après. Au-dessus de l'assemblage ainsi obtenu, on place un poids 5-2. Le poids 5-2 a pour objet d'assurer d'une part la tenue des éléments 2, 3 et 4 à braser pendant le déplacement à plat du support de convoyage, et d'autre part une pression méca- nique homogène sur la surface de la grille 2 pour favoriser la formation de joints brasés entre la grille 2 et chacune des pas- tilles 3 et entre ces pastilles et le dissipateur 4. Le poids 5-2 est stabilisé dans une position surélevée par rapport à la sur- face 2-1 de la grille 2, d'une façon qui sera décrite ci-après, afin d'appliquer une pression identique et homogène sur la sur- face 2-1 de la grille 2 en différents emplacements ponctuels. Pour ce faire, le poids 5-2 comprend essentiellement un corps 5-21 dans lequel sont fixées deux séries de masselottes 5-22 et -23. Une première série de masselottes 5-22 assure une fonc- tion de contrepoids et de stabilisation du poids 5-2 en coopéra- tion avec la partie en saillie 5-13 du socle 5-1 et avec un moyen d'appui (non représenté) adapté à recevoir le poids 5-2, par exemple par engagement de pattes prévues sur chaque côté de la face inférieure du corps 5-21 dans des orifices de réception (non représentés) ménagés au voisinage des extrémités latérales du socle 5-1. L'ensemble des masselottes 5-22 associé au moyen d'appui permet de placer le poids 5-2 dans une position stable et surélevée par rapport à la grille 2. Autrement dit, le corps 5-21 du poids 5-2 n'est jamais en contact avec la surface de la grille 2. Le poids 5-2 comporte également une deuxième série de masselottes 5-23 avec jeu vertical dans le corps 5-21, chacune étant associée à une tige axiale 5-24. Les tiges 5-24, solidaires des masselottes 5-23, peuvent donc se déplacer selon la direction verticale de la figure 1 dans les limites du jeu des masselottes -23 dans le corps 5-21. Les extrémités inférieures des tiges 5-24 portent sur la première partie 2-1 de la grille de connexion 2. Ce contact s'effectue le plus près possible de la marche du socle 5-1 que le permettent les tolérances mécaniques de chacune des pièces du support 5 (et notamment le moyen d'appui non repré- senté). De plus, ces points de contact se trouvent, de préfé- rence, situés à égale distance de deux emplacements à braser. Ainsi, si on considère un lot dans lequel vingt brasures doivent être réalisées, c'est-à-dire comprenant un empilement constitué de la bande dissipatrice 4, de vingt pastilles individuelles 3 et de la partie 2-2 de la grille 2, le corps 5-21 comprend dix-neuf masselottes 5-23. On notera que l'emplacement du moyen d'appui se trouve, vu de côté, en une position intermédiaire entre les masselottes -22 et 5-23, de préférence, le plus près possible des masselot- tes 5-23. Bien entendu, pour assurer la fonction de contrepoids de stabilisation du poids 5-2, la masse des masselottes 5-22 est adaptée à la distance séparant le moyen d'appui et les tiges 5-24 des masselottes 5-23. Un inconvénient du procédé classique décrit ci-dessus est la déperdition importante d'énergie thermique. En effet, la chaleur émise par la paroi 1 du four en ligne doit se propager à travers le socle 5-1 du support 5 pour atteindre les emplacements o doivent être formés les joints brasés. Pour tenter de minimiser de telles pertes, on utilise classiquement des supports en un matériau présentant une excel- lente conductivité thermique, à savoir l'aluminium. Toutefois, il faut alors prévoir une épaisseur importante pour des raisons de tenue mécanique. En effet, en dessous d'une certaine épaisseur minimale, un support en aluminium tend à se déformer sous l'effet de la chaleur. Cette déformation affecte l'alignement des élé- ments à braser qui doit être précis au dixième de millimètre près. Il en découle que le bénéfice thermique est alors annihilé par l'augmentation d'épaisseur nécessaire à la tenue mécanique. Un objet de la présente invention est de proposer un nouvel équipement de brasage d'éléments de circuits intégrés qui pallie ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à proposer un nouveau support de convoyage d'éléments de circuits intégrés qui soit moins dissipatif. La présente invention vise également à ce que ce sup- port permette un positionnement précis des éléments les uns par rapport aux autres et un maintien de ce positionnement pendant le déplacement. Pour atteindre ces objets, la présente invention pré- voit un support de convoyage d'éléments de circuits intégrés dans un four en ligne, comportant des moyens pour entraîner et guider lesdits éléments à braser tout en maintenant une surface infé- rieure d'un desdits éléments en contact direct avec une paroi du four. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le support est en inox. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens conmportent une partie massive et au moins une patte étroite en saillie latérale et verticale. La présente invention prévoit aussi un four en ligne, adapté à recevoir un support du type susmentionné, et comportant des rainures adaptées à coopérer avec les pattes de sorte que la partie supérieure des pattes soit coplanaire avec la partie supé- rieure de la paroi du four et avec la surface inférieure d'un desdits éléments. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 décrite précédenmment est destinée à exposer l'état de la technique et les problèmes posés; la figure 2 représente, vu de profil et en coupe trans- versale, un support selon la présente invention, portant des élé- ments à braser et placé dans un four de brasage; la figure 3 représente une vue de dessus partielle de l'assemblage de la figure 2; et la figure 4 représente, vu de dessus, un mode de réali- sation d'un support selon la présente invention vide d'élément à braser. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle pour une meilleure compréhension. La figure 2 représente schématiquement, vu en coupe transversale, partiellement et de côté, un support 20 de convoyage selon la présente invention. Seuls les éléments carac- téristiques du support 20 seront décrits ici. La structure détaillée du support 20 sera décrite plus complètement en rela- tion avec la figure 4. Le support 20 porte, des éléments à braser, par exem- ple, identiques à ceux de la figure 1: une bande de dissipateur thermique 4, des pastilles isolantes 3, par exemple, en céra- mique, et une grille de connexion 2, constituée, comme précédem- ment, d'une partie haute 2-1 et d'une partie basse 2-2. Conne dans un procédé classique, on cherche à braser la partie 2-2 de la grille 2 avec chacune des pastilles individuelles 3 et ces mêmes pastilles 3 avec le dissipateur 4. Une caractéristique de la présente invention est que le support 20 est conformé de sorte que la surface inférieure de l'élément à braser inférieur, ici le dissipateur 4, est directe- ment en contact avec une paroi 10 d'un four en ligne. Pour ce faire, et conme cela sera décrit plus en détail en relation avec les figures 3 et 4, le support 20 comporte essentiellement une partie massive 21 et au moins une patte 40 étroite constituant un moyen ponctuel de support. De préférence, plusieurs pattes 40 sont régulièrement réparties dans la longueur du support 20. La ou les pattes 40 sont solidaires de la partie 21. Les éléments à braser 2, 3 et 4 sont entraînés et guidés par le support 20 de la façon suivante. La bande de dissipateur thermique 4 repose sur les pattes 40, qui comportent des moyens, notamment des taquets 30, adaptés à la positionner précisément. On notera que les pattes 40 doivent être aussi peu nombreuses que possible, par exemple trois, et aussi étroites que possible afin de maximiser la sur- face du dissipateur 4 en contact direct avec la paroi 10 du four. La partie massive 21 comporte, de préférence, une par- tie évidée 24 qui comporte au moins un pion de centrage 27 dans sa partie proximale des pattes 40. La partie évidée 24 conmporte également des patins 25 et des pions 26 dans la partie distale des pattes 40. La partie 2-1 de la grille 2 est portée par la partie 21 du support 20, dans la partie évidée 24 de celle-ci, par les points d'appui que constituent les patins 25. La partie 2-1 est, par exemple, maintenue en position par sa mise en butée arrière avec les pions 26 et l'engagement du pion 27 dans des orifices prévus à cet effet, con-une cela sera décrit plus en détail en relation avec la figure 3. Conne précédemmnent, pour garantir la tenue des éléments 2, 3 et 4 à braser pendant le déplacement du support 20, sur la paroi 10 du four, par exenmple, selon la direction indiquée par la flèche A et par des moyens classiques, le support 20 est adapté à coopérer avec un système de poids classique, par exemple, iden- tique au poids 5-2 représenté en figure 1. On notera dès à présent que, comme précédemmnent, les masselottes 5-23 exercent par leurs tiges axiales 5-24 respec- tives une pression ponctuelle à la surface de la partie 2-1 de la grille 2. Le poids 5-2, conmme dans le procédé classique décrit en relation avec la figure 1, est maintenu dans une position stable et surélevée par rapport à la surface 2-1. Cela est rendu pos- sible en faisant reposer le poids 5-2 d'une part sur les pions 26 du support 20 selon l'invention et d'autre part sur un moyen d'appui, qui sera décrit plus en détail en relation avec la figure 4. Une caractéristique de la présente invention est que la paroi 10 du four comporte des rainures 35 adaptées à recevoir les pattes 40 du support 20 selon la présente invention. On notera donc que les pattes 40 sont saillantes de la face inférieure du socle 21. La figure 3 représente une vue schématique, partielle et de dessus de l'ensemble représenté en figure 2, constitué par des éléments à braser portés par un support 20 de l'invention. Les éléments à braser sont un dissipateur thermique 4 constitué d'une bande métallique, des pastilles individualisées 3 d'iso- lant, par exemple en céramique, et une grille de connexion 2. Pour constituer un tel assemblage, on place le dissipateur 4 en bande sur des pattes latérales 40-1, et centrale 40-2 (en traits pointillés à la figure), de sorte que des taquets 30 saillant des extrémités libres des pattes latérales 40-1 coopèrent avec des premiers orifices 33 du dissipateur et de sorte qu'une pointe 31 saillante de l'extrémité libre de la patte 40-2 coopère avec un orifice d'un second type 34. Selon le mode de réalisation préféré représenté, on prévoit deux pattes latérales 40-1 et une patte centrale 40-2 pour assurer l'entraînement et le positionnement de la bande constituant le dissipateur 4. On notera que les taquets 30 et le pion 31 sont, de préférence, disposés pour assurer trois points de positionnement de la bande métallique 4, le pion central 31 assurant le positionnement en X et le taquet 30 assurant le posi- tionnement en Y. On dépose ensuite, aux emplacements requis, une couche de crème à braser (non représentée). On vient placer au-dessus de ces emplacements les pastilles 3. On dépose une nouvelle couche de crème à braser, au moins sur une partie de la surface des pas- tilles 3, puis on amène la grille de connexion 2. La grille de connexion 2 est déposée de sorte que sa première partie 2-1 coopère avec les patins d'appui 25 (figure 2) et les pions 26 et 27 de la portion évidée 24 de la partie mas- sive 21 du support 20, de sorte que l'alignement et la position en altitude des parties 2-2 de la grille de connexion à braser soient parfaitement définis. Plus précisément, la partie 2-1 de la grille 2 vient en butée par sa périphérie arrière contre les pions 26 et comporte un orifice 32 adapté à recevoir le pion 27 de la portion évidée 24 de la partie massive 21 sur laquelle est placée la partie 2-1 de la grille. La figure 4 représente un exemple d'un support 20 de convoyage selon la présente invention. Les patins d'appui 25, formés dans la portion évidée 24 de la partie massive 21, sont de préférence de très faibles dimensions. On préfère utiliser conre appui d'un élément de circuits intégrés à braser (dissipateur 4, figures 2 et 3) de tels patins 25 plutôt qu'une surface continue, pour réduire le contact avec le support de convoyage qui doit rester froid. En pratique, et pour minimiser les désalignements éventuels en assurant une surface d'appui suffisante à l'élément à porter (grille 2, figures 2 et 3), deux patins suffisent. On notera que la surface supérieure des patins d'appui se trouve à une cote supérieure à celle de la portion 24, ainsi que cela apparaît plus clairement en figure 2. Dans cette portion 24, les pions 26 sont par exemple placés de sorte que leur périphérie soit tangente à l'alignement des extrémités des patins 25 et de sorte que les pions 26 se trouvent entièrement en retrait de ces extrémités par rapport au bord libre de la portion 24. Ainsi, lorsque le bord arrière d'un élément à braser, ici le bord de la partie 2-1 de la grille 21, (figures 2 et 3) est mis en butée contre les pions 26, cet élé- ment est porté par les patins 25. De plus, les pions 26 assurent, comme cela a été décrit en relation avec la figure 2, un point d'appui destiné à stabiliser le poids 5-2 pendant le déplacement du support 20. Leur hauteur est donc choisie en conséquence. Le pion 27 se trouve sensiblement au milieu de la lon- gueur de la partie évidée 24. Sa position précise par rapport aux patins 25 et aux pions 26 est choisie de sorte à assurer un troi- sième point de positionnement d'un élément à braser (grille 2, figures 2 et 3) en s'engageant dans un orifice (32, figure 3). Le support 20 comprend également, sur sa partie massive 21, de part et d'autre de la portion évidée 24, des éléments surélevés 28 au centre desquels ont été formés des orifices 29 destinés à recevoir un système de poids classique et à lui servir de point d'appui. De préférence, les pattes 40 du support s'étendent sur toute la largeur de la partie 21 de manière à assurer une stabi- lité à l'ensemble du support, en particulier, lors de la mise en place des éléments à braser qui ne s'effectue pas nécessairement dans des rails. De préférence, on prévoit, entre la surface inférieure de la partie massive 21 et chacune des pattes 40-1, 40-2, des patins de réglage d'altitude (non représentés) destinés à réduire le contact du support de convoyage avec la paroi du four, le sup- port de convoyage devant rester le plus froid possible afin de ne pas extraire trop de calories. Un avantage de la présente invention est de permettre la mise en contact directe de la surface inférieure d'un élément à braser avec la paroi du four. Un autre avantage de la présente invention est que le support 20 ne devant plus transmettre de chaleur à la zone de brasage, il peut être en un matériau, par exemple de l'inox, pré- sentant une conductibilité thermique inférieure, mais de meil- leures caractéristiques mécaniques que l'aluminium. Le support selon l'invention peut donc être moins épais et, surtout, les dimensions des pattes 40 peuvent être réduites de façon à maxi- miser la surface en contact direct avec la paroi du four. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'honmmne de l'art. En particulier, bien que l'invention ait été décrite avec des dimensionnements (nature et nombre des pions, pattes, moyen d'appui, poids...) particuliers, ceux-ci peuvent être quelcon- ques, pour autant que le support de convoyage de brasage d'élé- ments de circuits intégrés obtenu comporte des éléments de sup- ports ponctuels répartis à l'aplomb de la zone de brasage de façon à maximiser la surface inférieure de l'élément inférieur (dans l'exemple représenté le dissipateur thermique 4 en bande) en contact avec une paroi d'un four en ligne. REVENDICATIONS 1. Support (20) de convoyage d'éléments (2, 3, 4) de circuits intégrés dans un four en ligne, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (40) pour entraîner et guider lesdits élé- ments à braser tout en maintenant une surface inférieure d'un desdits éléments (4) en contact direct avec une paroi (10) du four. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support est en inox. 3. Support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens comportent une partie massive (21) et au moins une patte (40) étroite en saillie latérale et verticale. 4. Four en ligne, caractérisé en ce qu'il est adapté à recevoir un support selon la revendication 3, et en ce qu'il com- porte des rainures (35) adaptées à coopérer avec les pattes (40) de sorte que la partie supérieure des pattes soit coplanaire avec la partie supérieure de la paroi (10) du four et avec la surface inférieure d'un desdits éléments (4). 5. Procédé de brasage d'éléments de circuits intégrés, caractérisé en ce qu'il utilise un support (20) selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3.