Brevet FR2794571A1 — publié le 20001208

DISPOSITIF DISSIPATEUR DE CHALEUR POUR COMPOSANTS ELECTRONIQUES L'invention se rattache notamment au secteur technique des circuits intégrés de puissance. Une fois les circuits intégrés ou autres, implantés sur les platines, l'industrie du semi-conducteur est confrontée au besoin de les protéger et d'assurer une dissipation thermique appropriée pour refroidir les composants. Cette fonction est assurée le plus souvent par des pièces métalliques généralement sous forme de plaques en cuivre (aluminium ou autres), dans l'épaisseur desquelles, et formée une cavité non débouchante de forme parallélépipédique et de rebord carré. Ces pièces monobloc, sous forme de plaques, sont réalisées à ce jour par découpage emboutissage mécanique ou par découpage chimique et présentent des surfaces (revêtues ou nues) répondant à des exigences mécaniques (rugosité, planéité, parallélisme) particulièrement recherchées. La technique de découpage emboutissage mécanique génère des tensions internes au métal liées au procédé, entraînant une instabilité du métal avec des variations géométriques préjudiciables. Notamment la coplanéité -et le parallélisme entie- les différentes faces sont difficiles à garantir. L'outillage et donc complexe et coûteux. On observe également un rayon important entre le plan du fonds de la cavité et les bords de la cavité. Ce rayon empêche les composants d'adhérer en pleine surface sur le fond de la cavité et réduit de ce fait la performance de dissipation thermique du capot. Les mêmes inconvénients se retrouvent dans' le cas d'un découpage chimique, en étant aggravés par des formes non rigoureusement définies. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de garantir l'absence de tension interne dans la matière, en supprimant l'opération d'emboutissage en ayant pour objectif de supprimer les arrondis en fond de cavité, d'améliorer la coplanéité et le parallélisme des faces de la pièce, sans pour autant augmenter les coûts. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dissipateur de chaleur pour composants électroniques, remarquable en ce qu'il comprend deux sous ensembles indépendants sous forme de plaques métalliques aptes à être assemblées par superposition, l'une des plaques présentant, dans son épaisseur, une ouverture débouchante délimitant, après assemblage avec l'autre plaque, une cavité destinée à recevoir le composant électronique. Pour résoudre le problème mécanique de l'assemblage des deux sous- ensembles tout en gardant l'avantage de dissipation thermique, les deux plaques sont assemblées par un moyen thermiquement conducteur (tel que soudure, brasure ou autre procédé d'assemblage sans limitation de technologie). Pour résoudre le problème posé de faciliter l'assemblage, les faces en regard à superposer des deux plaques, peuvent être soumises (sans que cette option soit nécessaire) à une opération de pré-étamage. Avantageusement, les deux plaques ont la même forme générale géométrique externe, notamment rectangulaire. Pour résoudre le problème posé d'assurer le positionnement des pièces l'une par rapport à l'autre, la plaque dans l'épaisseur de laquelle est formée l'ouverture, présente des agencements de positionnement coopérant avec des agencements complémentaires que présente l'autre plaque. Les agencements de positionnement sont constitués pour l'une des plaques, par des picots de pilotage et, pour l'autre plaque, par des trous de localisation. Compte tenu de la réalisation de l'élément dissipateur, sous forme de deux sous-ensembles indépendants, soit les deux plaques sont réalisées dans le même matériau, soit les deux plaques sont réalisées dans des matériaux différents. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un élément dissipateur de chaleur, selon l'état antérieur de la technique - la figure 2 est une vue en perspective avant montage des éléments du dispositif dissipateur de chaleur selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective correspoildjant à la figure 2, après assemblage des éléments ; - la figure 4 est une vue en coupe transversale du dispositif avant assemblage des éléments, selon une forme de réalisation préférée de l'invention ; - la figure 5 est une vue en coupe correspondant à la figure 4 après assemblage des éléments ; Le dispositif dissipateur de chaleur selon l'invention comprend deux sous-ensembles indépendants sous forme de plaques métalliques (1 et 2) aptes à être assemblées en superposition. La plaque (2) présente, dans son épaisseur, au moins une ouverture débouchante (2a), sous forme d'une fenêtre et délimitant, après assemblage avec l'autre plaque (1), une cavité destinée à recevoir le composant électronique (non représenté). Les deux pièces (1) et (2) peuvent être assemblées par brasage, par étamage, par différents types de soudure ou par collage ou adhésif thermiquement conducteur. Par exemple, les faces en regard (la et 2b) sont pré-étamées pour réaliser l'assemblage des plaques (l et 2) par superposition et laminage pendant un passage en température de surfusion dans une enceinte chauffante. Soit (E), ce pré-étamage. Les deux plaques (l et 2) ont la même forme générale géométrique externe. Comme le montrent les figures 4 et 5, les plaques (1 et 2) présentent des agencements complémentaire de positionnement. Par exemple, la plaque (2) présente des agencements de positionnement sous forme de picots (2c) aptes à coopérer avec des agencements complémentaires sous forme de trous (1b) non débouchants que présente l'autre plaque (1). Compte tenu de l'indépendance des deux plaques (1 et 2) pour réaliser l'élément dissipateur de chaleur, les deux plaques (1 et 2) généralement métalliques, peuvent être réalisées, afin d'optimiser les coûts et réaliser les meilleures performances thermiques, soit dans deux matériaux identiques, soit dans des matériaux différentes. Les avantages ressortent bien de la description. REVENDICATIONS -1- Dispositif dissipateur de chaleur pour composants électroniques, caractérisé en ce qu'il comprend deux sous ensembles indépendants sous forme de plaques métalliques (l et 2) aptes à être assemblées par superposition, l'une des plaques (2) présentant, dans son épaisseur, au moins une ouverture débouchante (2a) délimitant, après assemblage avec l'autre plaque, une cavité destinée à recevoir le composant électronique. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques (l et 2) sont assemblées par un moyen theriniquement conducteur. -3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces en regard à juxtaposer des deux plaques (1 et 2) sont soumises à une opération de pré-étamage. -4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques (1 et 2) ont la même forme générale périphérique externe. -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque dans l'épaisseur (2) de laquelle est formée l'ouverture (2a), présente des agencements de positionnement (2c) coopérant avec des agencements complémentaires (1b) que présente l'autre plaque (1). -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les agencements de positionnement sont constitués pour l'une des plaques (2) par des picots (2c) et, pour l'autre plaque (1), par des trous (1b). -7- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques (1 et 2) sont réalisées dans le même matériau. -8- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques (1 et 2) sont réalisées dans des matériaux différents.