Brevet FR2835690A1 — publié le 20030808

L'invention se rattache notamment au secteur technique des supports de composants électriques de puissance notamment, sous forme généralement de bandes métalliques. Dans le cadre des composants électroniques, du type semiconducteur, il est important de pouvoir gérer et dissiper l'accumulation de chaleur résultant de l'intensité du courant à laquelle ils sont soumis. Dans ce but, d'une manière parfaitement connue, on utilise des dissipateurs thermiques, généralement sous forme de masselottes connues sous le nom de radiateurs, et réalisés dans des métaux ayant une bonne conductivité thermique, parmi lesquels on peut citer le cuivre, l'aluminium, Lors de son échauffement, le semi-conducteur, directement au contact du dissipateur thermique, diffuse dans ce dernier la charge thermique accumulée, qui peut ainsi se dissiper progressivement au contact de l'air ambiant. Pour réaliser ces dissipateurs thermiques ou radiateurs, différentes solutions ont été proposées. Souvent, les radiateurs sont fabriqués de manière séparée des bandes ou grilles de support des semi-conducteurs. Les radiateurs sont par conséquent rapportés sur la grille pour y être assemblés par tout moyen tel que collage, adhésivage double face, rivetage, soudage, sans pour cela exclure d'autres opérations d'assemblage conjoint. Une telle technique est relativement coûteuse, étant donné qu'elle nécessite la fabrication de deux pièces distinctes (grille et radiateur), dans un premier temps, puis leur assemblage, dans un deuxième temps. On observe également que, selon ce procédé, la définition géométrique obtenue, n'est pas suffisamment précise, dans le cas de miniaturisation poussée. Il peut en résulter des risques de discontinuité électrique entre les deux ensembles assemblés (radiateur et grille). Enfin, lorsque les deux ensembles sont assemblés par adhésivage, on peut relever, dans certains cas, la présence d'éléments organiques à évolution incontrôlable dans le temps, ce qui, bien évidemment, n'est pas souhaitable pour la sécurisation du boîtier semi-conducteur assemblé en final. Selon une autre solution technique, à partir d'une bande de métal profilée par fraisage, on effectue, selon l'axe de la bande, pour un des deux axes perpendiculaires, une frappe par emboutissage et compression déformante pour l'axe perpendiculaire au premier. Cette solution nécessite un outillage relativement coûteux et des temps de mise en oeuvre relativement importants. Les résultats obtenus ne sont pas satisfaisants, étant donné que cette opération de frappe, par emboutissage notamment, est susceptible de générer des tensions internes dans les zones de métal déformées et embouties. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, d'une manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir intégrer des éléments dissipateurs thermiques, du type radiateurs, à des grilles métalliques de support de semi-conducteur. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un procédé de réalisation industrielle d'éléments de dissipation thermique pour support de semi-conducteurs à partir d'une bande de métal, selon lequel : - on soumet la bande à au moins une opération apte à enlever de la matière selon son épaisseur ; - on enlève la matière selon au moins deux rainures formées parallèlement et/ou perpendiculairement à l'axe longitudinal de la bande, de manière à délimiter une partie en surépaisseur qui fait office de radiateur thermique apte à recevoir directement l'élément semi-conducteur. A partir de cette conception de base : soit l'opération apte à enlever de la matière est déterminée pour obtenir une rainure simple dont chacun des bords verticaux est formé approximativement perpendiculaire au plan de la bande en délimitant une face lisse ; soit l'opération apte à enlever de la matière est déterminée pour obtenir une rainure complexe dont chacun des bords verticaux est formé approximativement perpendiculaire au plan de la bande en délimitant au moins une face étagée. Selon d'autres caractéristiques, l'opération apte à enlever de la matière est une opération de fraisage ou de meulage. Compte tenu du procédé selon l'invention, l'élément de dissipation thermique résulte d'une opération de découpe approximativement selon l'axe des rainures, notamment selon l'axe des deux rainures parallèle aux bords longitudinaux de la bande et des deux rainures perpendiculaires aux bords longitudinaux de ladite bande. 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 plan d'une bande du type de celle utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale constituée selon la ligne 2-2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en plan correspondant à la figure 1 montrant l'enlèvement de matière de la bande, selon son épaisseur et selon deux rainures longitudinales parallèles aux bords de ladite bande ; - la figure 4 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 4-4 de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue semblable à la figure 3, après enlèvement de la matière selon l'épaisseur de la bande et selon des rainures parallèles et perpendiculaires aux bords longitudinaux de ladite bande ; - la figure 6 est une vue en coupe transversale considéré selon la ligne 6-6 de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale considérée selon la ligne 7-7 de la figure 5 ; - la figure 8 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un élément de dissipation thermique sous forme de radiateur résultant du procédé selon l'invention ; - la figure 9 montre un exemple d'un support intégrant le radiateur selon l'invention avec montage des composants électroniques. Le procédé selon l'invention met en oeuvre une bande de métal (1) de tout type connu et approprié, du type de celle utilisée en tant que support dans le domaine technique des composants électroniques du type semiconducteur. D'une manière classique, la bande (1) est reliée à des pattes de connexion et est destinée à recevoir une puce électronique prise dans un enrobage de matière plastique. Selon l'invention, la bande (1) est soumise à au moins une opération apte à enlever de la matière selon son épaisseur, de manière à réaliser et à former parallèlement et/ou perpendiculairement à l'axe longitudinal de la bande des rainures. Avantageusement, on forme des rainures (la) et (1b) parallèles aux bords longitudinaux de la bande et, à intervalles réguliers, de préférence plusieurs rainures (lc), (1d), (1e),....., disposées perpendiculairement aux bords longitudinaux de la bande (1) et par conséquent perpendiculairement auxdites rainures longitudinales (la) et (lb) (figures 5,6 et 7). L'enlèvement de matière peut être obtenu par fraisage, par meulage, par rectification, sans pour cela exclure d'autres moyens techniques susceptibles de pouvoir parvenir aux mêmes résultats. La géométrie exacte des outils utilisés est sélectionnée pour enlever de la matière en générant des rainures déterminées pour permettre d'obtenir une définition simple ou complexe de la géométrie finale souhaitée des radiateurs. Selon l'invention, c'est donc le radiateur de dissipation thermique qui fait directement office de support pour recevoir la puce électronique. Dans une forme simplifiée, l'opération apte à enlever de la matière est déterminée pour obtenir une rainure simple dont chacun des bords verticaux sont formés essentiellement perpendiculairement au plan de la bande délimitant une face lisse. Dans une forme de réalisation préférée, l'un au moins des bords verticaux formés perpendiculairement au plan de la bande, délimite une face étagée. C'est le cas des exemples illustrés aux figures des dessins annexés. Ce profil spécial en section des rainures, délimite un contour particulier des radiateurs, apte à favoriser, dans cette définition, un meilleur ancrage des résines de moulage du boîtier en phase finale d'assemblage. On renvoie à la figure 8 qui montre, à titre d'exemple indicatif nullement limitatif, un élément dissipateur thermique sous forme d'un radiateur obtenu selon les caractéristiques de l'invention. Ce radiateur résulte d'une opération de découpe approximativement selon l'axe des rainures notamment selon l'axe de deux rainures (la) et (Ib) parallèles aux bords longitudinaux de la bande et de deux rainures (le) et (Id) perpendiculaires aux bords longitudinaux de la bande. Sur cette figure, les pattes de connexion et la puce ne sont pas représentées. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on rappelle que la surépaisseur de métal résultant de l'enlèvement de matière fait office de radiateur apte à recevoir directement la puce électronique ou autre élément semi-conducteur. L'invention trouve une application avantageuse dans le cas de circuit intégré de puissance. REVENDICATIONS - 1-Procédé de réalisation industrielle d'éléments de dissipation thermique pour support de semi-conducteurs à partir d'une bande de métal (1), caractérisé en ce que : - on soumet la bande (1) à au moins une opération apte à enlever de la matière selon son épaisseur ; - on enlève la matière selon au moins deux rainures (la) et (1b) formées parallèlement et/ou perpendiculairement à l'axe longitudinal de la bande, de manière à délimiter une partie en surépaisseur qui fait office de radiateur thermique apte à recevoir directement l'élément semi- conducteur. - 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération apte à enlever de la matière est déterminée pour obtenir une rainure simple dont chacun des bords verticaux est formé approximativement perpendiculaire au plan de la bande en délimitant une face lisse. - 3-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération apte à enlever de la matière est déterminée pour obtenir une rainure complexe dont chacun des bords verticaux est formé approximativement perpendiculaire au plan de la bande en délimitant au moins une face étagée. - 4-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération apte à enlever de la matière est une opération de fraisage. - 5-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération apte à enlever de la matière est une opération de meulage. - 6-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de dissipation thermique résulte d'une opération de découpe approximativement selon l'axe des rainures notamment selon l'axe de deux rainures (la) et (lb) parallèles aux bords longitudinaux de la bande et de deux rainures (1 c) et (Id) perpendiculaires aux bords longitudinaux de la bande.