Brevet FR2865315A3 — publié le 20050722

FR 2865315 A3 20050722 FR 0400432 A 20040119 DISPOSITIF A SEMI-CONDUCTEUR À BOITIER INCORPORÉ Domaine de l'invention Un dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé bénéficie de propriétés mécaniques améliorées lorsqu'il est monté sur un circuit électrique, spécialement quand il est installé dans un véhicule. Le dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé est généralement utilisé en tant que diode de puissance pour redresser le courant électrique. Arrière-plan de l'invention Le dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé utilisé en tant que diode de puissance est très demandé dans de nombreuses sortes de véhicule, comme le sait couramment l'homme du métier. Une diode de puissance a l'avantage de redresser le courant électrique pour un circuit électrique. En particulier, la diode de puissance à boîtier incorporé a la capacité de résister à un mauvais environnement quand elle est appliquée dans des véhicules. Les composants électriques d'un véhicule sont testés dans une procédure longue, après quoi les composants qualifiés sont placés en application pratique. La diode de puissance à boîtier incorporé a des exigences d'application très strictes sur lesquelles ses fabricants focalisent la recherche concernée. Il est fait référence à la figure 1 qui illustre un dispositif à semiconducteur conventionnel à boîtier incorporé en tant que diode de puissance par la vue schématique en coupe. Une puce semi-conductrice 22 est J1. placée entre une tête de clou 1 et un logement métallique 2. La puce semiconductrice 22 agit en tant que redresseur de courant électrique selon les exigences de l'application du circuit. Le logement métallique 2 est rempli de matériau tampon 12 qui réduit une force non nécessaire vers la puce semi-conductrice 22, et qui protège également la puce semi- conductrice 22 de l'humidité et de la poussière. Une paroi latérale intérieure 24 entoure le matériau tampon 12 pour fournir un support rigide à l'ensemble du corps. Quand l'ensemble du corps de la diode de puissance est inséré à l'intérieur d'une plaque de fixation 14, le logement fournira une force flexible à la rétention de la diode de puissance. Mais le dispositif à semi-conducteur conventionnel à boîtier incorporé en tant que diode de puissance présente de nombreux inconvénients. Premièrement, la puce semi-conductrice 22 est très difficile à fixer au centre du fond intérieur du logement métallique 2. De même, le matériau tampon rempli peut être affecté par un choc thermique ou un impact mécanique afin de générer des fissures. Les fissures peuvent permettre à l'humidité de pénétrer le matériau tampon et endommager la puce semiconductrice 22. De plus, le matériau tampon est habituellement une résine, et la résine n'est pas un bon isolant pour une diode de puissance destinée à redresser le courant. Ainsi, à partir de la description ci-dessus, il est évident que le dispositif à semi-conducteur conventionnel à boîtier incorporé présente des inconvénients. Ces inconvénients devraient être améliorés pour une application pratique. Résumé de l'invention L'objet principal de la présente invention est de proposer une structure améliorée d'un dispositif à semi-conducteur servant de diode de puissance. La structure de la nouvelle invention présente un caisson à l'intérieur pour induire la contrainte pendant le montage afin de protéger la puce semi-conductrice sur l'étage de connexion. La structure de la présente invention propose également une clôture autour de l'étage de connexion afin de contraindre la colle d'isolation. L'étage de connexion peut en outre fournir un bon endroit de fixation pour la puce semi-conductrice. Ainsi les inconvénients de la technique conventionnelle peuvent être résolus. En bref, l'objet de la présente invention est de fournir un dispositif à semi-conducteur pour une diode de puissance ayant une bonne résistance à la contrainte pendant le montage, une bonne isolation dans une zone de connexion de la puce semi-conductrice, et une position précise pour la connexion de la puce. La présente invention comprend une tête de clou ayant une extrémité de connexion et un conducteur de sortie et un logement métallique présentant une cavité à l'intérieur. Un étage de connexion est formé sur le logement métallique à l'intérieur de la cavité. Une puce semi-conductrice est installée sur l'étage de connexion avec deux côtés reliés à la tête de clou et à l'étage de connexion, respectivement. L'étage de connexion a une clôture au niveau du bord de celui-ci. Un caisson est formé autour de l'étage de connexion à l'intérieur de la cavité de celui-ci. Le logement métallique présente une paroi latérale intérieure autour du caisson enfermant la cavité. Brève description des dessins Les divers objets et avantages de la présente invention seront plus facilement compris à la lecture de la description détaillée qui. suit, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 illustre une vue schématique en coupe transversale d'une technique conventionnelle; la figure 2 illustre une vue schématique en coupe 15 transversale partielle d'un premier mode de réalisation de la présente invention; et la figure 3 illustre une vue schématique en coupe transversale d'un second mode de réalisation de la présente invention. Description détaillée de l'invention 1l est fait référence à la figure 2 et à la figure 3 avec lesquelles la structure de la présente invention est décrite. La structure de la diode du dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé de la présente invention comprend de nombreux composants. Premièrement, la présente invention comprend une tête de clou 3 ayant une extrémité de connexion (extrémité inférieure) et un conducteur de sortie (extrémité supérieure). L'extrémité de connexion est reliée à la puce semi-conductrice 34 pour un transfert d'énergie électrique. La puce semi-conductrice 34 est généralement employée en tant que puce à tranche de silicium d'une diode de puissance pour un redressement de courant électrique. Quand le courant électrique est transféré depuis le côté du conducteur de sortie, la puce semi-conductrice a la capacité de redresser le courant électrique. Cette sorte d'application est généralement utilisée pour une protection du circuit électrique afin de protéger le dispositif électrique d'une surtension. Deuxièmement, la présente invention comprend un logement métallique 4 ayant à l'intérieur une cavité remplie de matériau tampon 46. Le matériau tampon 46 protège contre la poussière et l'humidité extérieures. Le logement métallique 4 est également composé de métal pour fournir une rigidité et une flexibilité pour le montage sur une plaque de fixation. On doit noter qu'un étage de connexion 48 est entouré d'une clôture 42 et d'un caisson 44. La clôture 42 contraint la colle d'isolation 32 sur l'étage de connexion 48 et contraint également la puce semi-conductrice 34 sur l'étage de connexion 48. Le caisson 44 a induit une contrainte de montage sur la plaque de fixation afin que l'étage de connexion 48 ne subisse qu'une très faible déformation pendant le montage avec la plaque de fixation. Le matériau tampon peut être une résine pour une protection convenable de l'humidité et une colle d'isolation peut être un isolant pour une protection contre des fuites de courant électrique. En résumé, la présente invention comprend une tête 30 de clou 3 ayant une extrémité de connexion et un conducteur de sortie, et un logement métallique 4 ayant une cavité à l'intérieur. Pour le transfert du courant électrique, à la fois la tête de clou 3 et le logement métallique 4 sont composés de matériau conducteur. La cavité est remplie avec le matériau tampon 46 et est entourée par la paroi latérale intérieure au niveau de la partie supérieure du logement métallique 4. Un étage de connexion 48 est formé sur le logement métallique 4 à l'intérieur de la cavité. Une puce semi-conductrice 34 est installée sur l'étage de connexion 48 avec deux côtés reliés à la tête de clou 3 et à l'étage de connexion 48, respectivement. La puce semi-conductrice 34 est le composant clé de la présente invention et doit être protégée afin de maintenir des conditions convenables. L'étage de connexion 48 présente une clôture 42 au niveau du bord de celui-ci. Un caisson 44 est formé autour de l'étage de connexion 48 à l'intérieur de la cavité de celui-ci. Le logement métallique 4 présente une paroi latérale intérieure autour du caisson 44 et enfermant la cavité. Des variations et les modes de réalisation préférés sont décrits dans ce qui suit. La clôture 42 s'étend de manière oblique depuis le côté de l'étage de connexion 48 vers le côté de la paroi latérale intérieure de celui-ci. Il est également fait référence à la figure 3 en tant qu'autre mode de réalisation pour la forme de la clôture 42. La clôture s'étendant de manière oblique peut offrir une bonne protection à la structure à l'intérieur de la cavité en agissant en tant que barrière pour sauvegarder le matériau tampon 46 et empêcher l'humidité et la poussière d'entrer dans la cavité. La puce semi-conductrice 34 est entourée par la colle d'isolation 32 et la colle d'isolation 32 contrainte par la clôture. La cavité peut être remplie de matériau tampon. Bien que la présente invention ait été décrite en faisant référence au mode de réalisation préféré de celle-ci, on comprendra que l'invention ne se limite pas aux détails de celui-ci. Diverses substitutions et modifications sont suggérées dans la description qui précède, et d'autres apparaîtront à l'homme du métier. Ainsi, toutes lesdites substitutions et modifications sont destinées à être incluses dans la portée de l'invention telle que définie dans les revendications annexées. 2865315. REVENDICATIONS 1. Dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé comprenant. une tête de clou (3) ayant une extrémité de connexion et un conducteur de sortie; et un logement métallique (4) ayant une cavité à l'intérieur; caractérisé en ce que un étage de connexion (48) est formé sur le logement métallique (4) à l'intérieur de la cavité ; une puce semi- conductrice (34) est installée sur l'étage de connexion (48) avec deux côtés reliés à la tête de clou (3) et à l'étage de connexion (48), respectivement; l'étage de connexion (48) présente une clôture (42) au niveau d'un bord de celui-ci; un caisson (44) est formé autour de l'étage de connexion (48) à l'intérieur de la cavité de celui-ci; et le logement métallique (4) présente une paroi latérale intérieure autour du caisson (44) et enfermant 20 la cavité. 2. Dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé selon la revendication 1, dans lequel la clôture (42) s'étend de manière oblique depuis le côté de l'étage de connexion (48) vers le côté d'une paroi latérale intérieure de celui-ci. 3. Dispositif à semi-conducteur à. boîtier incorporé selon la revendication 1, dans lequel la puce semi-conductrice (34) est entourée par de la colle d'isolation (32) et la colle d'isolation (32) est contrainte par la clôture (42). 4. Dispositif à semi-conducteur à boîtier incorporé selon la revendication 1, dans lequel la cavité est remplie de matériau tampon (46) .