Brevet FR2807210A3 — publié le 20011005

FR 2807210 A3 20011005 FR 0004009 A 20000330 Module de dissipation chaleur pour circuits intégrés La présente invention concerne un module de dissipation de chaleur pour circuits intégrés. La technique PBGA ("Plastic Ball Grid Array", matrice de billes en plastique) est une technique d'encapsulation de circuits in tégrés, employée dans des processus de fabrication en grandes sé ries. Tout d'abord, on fraise la plaquette 5a, on la coupe et on la colle sur un substrat 2a, après un processus de garnissage, on connecte la plage en aluminium de la plaquette 5a à la branche de connexion de ligne de soudage sur le substrat. Une ligne en or 6a est utilisée pour la communication. La plaquette à circuits imprimés du substrat 2a est connectée à une branche de connexion de bille d'étain d'un côté du substrat 2a. Ensuite, un corps caoutchouteux de résine de synthèse 7a est utilisé pour l'encapsulation pour protéger la plaquette 5a et la ligne en or 6a. Une bille de soudage 4a conte nant un alliage zinc, plomb est implantée sur la branche de connexion de bille d'étain. Enfin, on coupe la partie restante du substrat 2a. On obtient finalement un produit à matrice de billes en plastique. On soude ce produit à matrice de billes en plastique sur une carte principale 3a d'ordinateur pour achever la connexion des composants électroniques à la carte principale d'ordinateur. En utilisation, la plaquette placée sur le substrat produit une chaleur extrême en fonctionnement. C'est pourquoi on introduit une plaque de dissipation de chaleur possédant des propriétés éle vées de conduction thermique et de conduction électrique au som met de la plaquette de la matrice de billes en plastique et connectant la branche de connexion de la plaque de dissipation de chaleur, et la connexion à la masse du substrat à matrice de billes en plastique. Ainsi, l'intérieur de la plaque de dissipation de chaleur est utilisé pour absorber la source de chaleur de la plaquette et pour dissiper l'énergie thermique via la surface de la plaque de dissipation chaleur. Etant donné que la plaque classique de dissipation de chaleur est une simple structure en couvercle (en référence à la figure 1), on place une couche de corps en caoutchouc de résine de synthèse relati vement épaisse (l'épaisseur étant le double de celle de la plaquette) entre la plaque de dissipation de chaleur et la plaquette, l'énergie ther mique produite par la plaquette peut atteindre la plaque de dissipation de chaleur par la conduction du corps en caoutchouc de résine de syn thèse afin de dissiper la chaleur. Cependant, le corps en caoutchouc de résine de synthèse n'est pas un bon conducteur de la chaleur et la cha leur provenant de la plaquette doit passer par l'épais corps en caout chouc synthétique afin d'atteindre la plaque de dissipation de chaleur pour la dissipation thermique. Ainsi, le rendement de dissipation de chaleur limité. Ainsi, le produit à matrice de billes en plastique obtenu par ce procédé nécessite des lamelles de dissipation de chaleur appro priées pour adhérer à la plaque classique de dissipation de chaleur afin de dissiper la chaleur. Toutefois, pour mettre en oeuvre ce procédé, on colle la plaque classique de dissipation de chaleur avec un caoutchouc à double couche. En général, le coefficient de transfert de chaleur du caoutchouc à double couche n'est pas élevé, de sorte que l'effet total de dissipation de chaleur est réduit, et ceci n'améliore pas la dissipa tion thermique. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins d'accom pagnement dans lesquels figure 1 est une vue schématique de la plaque de dissipa tion de chaleur d'un produit à matrice de billes en plastique classique; la figure 2 est une vue schématique du module de dissipation de chaleur selon la présente invention. La présente invention concerne un module (tel que représenté en figure 2) de dissipation chaleur à ailettes exposées extérieure ment, comprenant une portion supérieure comportant une pluralité d'ailettes 12, une pluralité de plaques 1 de dissipation de chaleur en tourées par une pluralité de couches de jupes saillantes 11. Dans le processus de fabrication, on place la plaque 1 de dissipation de chaleur de la présente invention directement au-des sus de la plaquette 5 et on connecte un corps 8 en caoutchouc adhé sif et élastique thermoconducteur à la surface supérieure de la pla quette 5 et à la surface supérieure de l'intérieur de la plaque 1 de dissipation de chaleur. Ensuite, on place une couche de corps 7 en caoutchouc de résine de synthèse à l'intérieur et à l'extérieur de la pla que 1 de dissipation de chaleur, et la hauteur limite du corps 7 en caoutchouc est au plus haut niveau de la jupe 11. Un bord latéral 110 de corps saillant de la jupe 1 repose contre un dispositif d'injection de caoutchouc pour éviter le débordement du corps 7 de caoutchouc de résine de synthèse. Le corps 7 de caoutchouc de résine de synthèse est prévu sur la surface couverte intérieurement de la plaque de dissipa tion de chaleur et distribué dans la surface couverte intérieurement de la plaque 1 de dissipation de chaleur et la plaquette 5 couverte intérieurement, et le reste de l'espace du caoutchouc 8 adhésif ther- moconducteur. Selon la présente invention, l'énergie thermique produite par la plaquette 5 est directement en contact avec le corps 8 en caoutchouc adhésif thermoconducteur qui absorbe directement la chaleur qui entre dans la plaque de dissipation 1. Les ailettes 12 au sommet de la plaque 1 de dissipation de chaleur sont utilisées pour agrandir la surface de dissipation de chaleur afin de dissiper la chaleur. De même, la plurali té de couches de jupes 11 sur le pourtour de la plaque 1 de dissipation de chaleur sont également utiles pour la dissipation de l'énergie ther mique. Le nombre de couches de la jupe dépend du nombre de watts de la plaquette couverte. Pour chaque couche d'accroissement, la fonc tion de surface de dissipation de chaleur substantielle est accrue. Ain si, il est plus aisé d'accroître le nombre de couches pour s'adapter à une plaquette de dissipation thermique à nombre de watts élevé, et la partie supérieure de la jupe 11 fonctionne également comme limite pour empêcher le débordement du corps 7 en caoutchouc de résine de synthèse. L'encoche des jupes 11 est un mécanisme permettant l'accro chage du corps 7 en caoutchouc de résine de synthèse, ainsi qu'une amélioration du positionnement du module et un accroissement de sa fiabilité. REVENDICATIONS 1. Module de dissipation de chaleur comportant des ailettes exposées extérieurement, comprenant une portion supérieure compor tant une pluralité d'ailettes (12), une pluralité de plaques (1) de dissi pation de chaleur en forme de couvercle entourées par une pluralité de couches de jupes (11), caractérisé en ce que la plaque de dissipation de chaleur est prévue au-dessus d'une plaquette (5) et un corps (8) en caoutchouc élastique thermoconducteur est connecté à la surface supé rieure de la plaquette (5) et à la surface supérieure de l'intérieur de la plaque (1) de dissipation de chaleur, un corps (7) en caoutchouc de ré sine de synthèse est prévu à l'intérieur et à l'extérieur de la plaque (1) de dissipation de chaleur, et la hauteur limite du corps (7) en caout chouc est au plus haut niveau de la jupe (11), et le bord latéral (1 10) de corps saillant de la jupe (11) est une limite pour éviter le déborde ment du corps (7) de caoutchouc de résine de synthèse. 2. Module de dissipation de chaleur comportant des ailettes exposées extérieurement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de couches de la jupe (11) dépend du nombre de watts de la plaquette couverte (5).