Brevet FR2891107A1 — publié le 20070323

L'invention concerne un dispositif électronique comportant un support de puissance qui porte un support de commande, et un procédé d'assemblage associé. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Les composants de puissance nécessaires à la mise en oeuvre de moteurs électriques (par exemple les moteurs de ventilateurs disposés dans les compartiments moteurs des véhicules) sont portés par un support de puissance, par exemple un substrat métallique intégré comportant une couche d'isolant portant des pistes conductrices et associée à ur..e deuxième couche métallique, plus épaisse, formant radiateur. Le substrat métallique intégré porte également des composants de commande. Cependant, le passage des pistes conductrices associées aux composants de puissance empêche souvent une disposition compacte des composants de commande. De plus, l'épaisseur et la séparation nécessaire des pistes conductrices empêche l'utilisation de composants de commande compacts à pas fin. En outre, les substrats métalliques intégrés les plus courants ne comportent en général qu'un seul niveau de pistes conductrices, ce qui conduit à écarter les composants de commande les uns des autres, induisant un encombrement surfacique important. Pour augmenter la densité des composants de commande, et ainsi diminuer l'encombrement général, on peut faire appel à un substrat métallique intégré comportant plusieurs niveaux de pistes conductrices. Cependant, ce type de substrat métallique intégré est bien plus onéreux et plus délicat à mettre en oeuvre, notamment dans des environnements chauds typiques d'un compartiment moteur de véhicule. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un dispositif électroni- que dont l'agencement des composants est plus compact. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif électronique comportant un support de puissance portant des composants de puissance, et des campo- sants de commande, dans lequel, selon l'invention, les composants de commande sont portés par un support de commande qui est rapporté directement sur le support de puissance au moyen d'organes de solidarisation formant également des liaisons électriques entre le support de puissance et le support de commande Ainsi, le support de commande est rapporté, à la manière d'un unique composant, sur le support de puissance, les seules liaisons entre le support de commande et le support de puissance se résumant aux organes de so- lidarisation qui n'occupent qu'une faible superficie à la surface du substrat métallique intégré. Le support de commande forme un étage supplémentaire de sorte que la surface disponible pour placer les composants de commande n'est plus limitée aux zones li- bres à la surface du substrat métallique intégré. En particulier on peut exploiter (sur le support de commande) les zones occupées par les pistes de puissance s'étendant à la surface du support de puissance. On peut dès lors utiliser un support de commande ayant une classe de gravure importante et permettant l'utilisation de composants de commande compacts à pas fin. On peut en outre utiliser un support de commande comportant plusieurs niveaux de pistes conductrices, ce qui permet une installation encore plus compacte des corn- posants de commande, tout en gardant un support de puissance à un niveau de pistes conductrices. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un tel dispositif. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des des-sins annexés parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective d'un boîtier de dispositif électronique selon l'invention, le couvercle du boîtier ayant été omis; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. - la figure 3 est une vue partielle agrandie de la figure 2, montrant le dispositif en cours de montage. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, le dispositif de l'invention comporte ici un boîtier 10 ayant une partie en forme de plaque circulaire qui porte des collecteurs 11 d'un moteur électrique (non visible), et une partie en forme de cavité qui reçoit un support de puissance, ici un substrat métallique intégré 20 qui porte des composants de puissance 21 auxquels les collecteurs 11 sont reliées par des pistes conductrices 12. Le boîtier est normalement recouvert par un couvercle (non représenté) et fait ici partie d'un groupe moto-ventilateur destiné à être intégré dans un compartiment moteur de véhicule. Comme cela est plus particulièrement visible à la figure 2, le substrat métallique intégré 20 comporte de façon cornue en soi une couche d'isolant 22 qui est asso- ciée à une couche métallique 23 (par exemple de l'aluminium) formant radiateur. A la surface libre de la couche d'isolant 22 s'étendent des pistes conductrices en cuivre 24,26, visibles à la figure 3. Selon l'invention, un support de commande, ici une carte à circuit imprimé 30 portant des composants de commande 31, est rapporté sur le substrat métallique intégré 20. La carte à circuit imprimé 30 est traitée comme un unique composant, qui, de la même manière qu'un composant de puissance, est soudé sur le substrat métallique intégré 20. En référence à la figure 3, la carte à circuit imprimé 30 comporte de façon connue en soi un isolant 32 en laminé de verre/epoxy (par exemple de type FR4 ou FR5) dont les faces portent des pistes conductrices 33. Les pistes conductrices 33 de chacune des faces de la carte à circuit imprimé 30 sont connectées électriquement par des vias conducteurs 34 traversant la carte à circuit imprimé 30. La fabrication du dispositif de l'invention se fait comme suit: on sérigraphie de la pâte à braser sur la carte à circuit imprimé 30, puis on place sur celle-ci les composants de commande 31 sur la carte à circuit imprimé 30.. On passe l'ensemble au four de refusion pour souder les composants de commande 31 sur la carte à cir- cuit imprimé 30. Ainsi que cela est illustré à la figure 3, après avoir sérigraphié de la pâte à braser 35 sur le substrat métallique intégré 20, on place sur celui-ci l'ensemble constitué de la carte à circuit imprimé 30 et des compo- sants de commande 31, ainsi que les composants de puissance 21. Le tout est passé au four de refusion de sorte que l'on soude sur le substrat métallique intégré 20 les composants de puissance 21 et la carte à circuit imprimé 30 en une seule opération. La pâte à braser 35 chauffée forme des soudures qui sont autant d'organes de solidarisation assurant à la fois des liaisons mécaniques et liaisons électriques entre le substrat métallique intégré 20 et la carte à circuit imprimé 30. L'ensemble ainsi constitué est rapporté dans le boîtier 10 pour être fixé par les vis 27. Les avantages du dispositif de l'invention sont nombreux: -l'utilisation selon l'invention d'une carte à circuit imprimé 30 pour porter les composants de commande 31 permet d'économiser une surface appréciable. D'une 2891107 5 part, la carte à circuit imprimé 30 peut chevaucher des pistes de puissance à la surface du substrat métallique intégré (comme la piste 26 de la figure 3), permettant l'exploitation (à un étage supérieur) d'une surface qui n'aurait pu être utilisée pour placer des composants de commande s'ils avaient dû être disposés directement sur le substrat métallique intégré 20. D'autre part, ce type de carte permet l'utilisation de composants de commande compacts à pas fin qui ne pourraient être montés sur le substrat métallique intégré. De plus, la carte à circuit imprimé 30 peut comporter plusieurs niveaux de pistes conductrices, ce qui permet de compacter encore plus l'agencement des composants de commande; - En outre, par rapport aux dispositifs connus comportant plusieurs cartes à circuit imprimé fixées individuellement dans le boîtier et entre lesquelles s'étendent des connexions électriques, la solidarisation selon l'invention de la carte à circuit imprimé au substrat métallique intégré par des soudures formant à la fois des liaisons mécaniques et des liaisons électriques entre le support puissance et le support de commande évite de manipuler plusieurs supports lors de l'assemblage du dispositif et élimine donc des opérations de fixation des supports dans le boîtier et de connexion électrique entre supports, de sorte que l'assemblage du dispositif s'en trouve simplifié. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute va-riante entrant dans le cadre défini par les revendica- tions. En particulier, bien que dans l'exemple illustré, le support de puissance soit un substrat métallique intégré et le support de commande une carte à circuit imprimé, l'invention n'est pas limitée à ces types de support et tout autre support pourra être utilisé. En particu- 2891107 6 lier, le support de puissance pourra être constitué par un support cuivré. Bien que l'on ait indiqué que les organes de solidarisation entre le support de puissance et le support de commande sont des soudures faites au moyen de pâte à braser disposée sur le support de puissance, la pâte à braser pourra être également placée sous le support de commande. La pâte à braser pourra également être disposée sur le coté du support de commande. En remplacement de la pâte à braser, on pourra également utiliser des billes de soudure disposées sous le support de commande à la manière des composants dits BGA. Par ailleurs, les organes de solidarisation pourront prendre plus généralement d'autre formes que des soudures, comme par exemple des pattes vissées, du moment que les organes de liaison assurent également une liaison électrique entre le support de puissance et le support de commande. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique comportant un support de puissance (20) portant des composants de puissance (21) et des composants de commande (31), caractérisé en ce que les composants de commande sont portés par un sup-port de commande (30) qui est rapporté sur le support de puissance au moyen d'organes de solidarisation (35) formant également des liaisons électriques entre le support de puissance et le support de commande. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de puissance est un substrat métallique intégré (20), tandis que le support de commande est une carte à circuit imprimé (30). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de solidarisation comprennent des apports de soudure (35) s'étendant entre le support de puissance (20) et le support de commande (30). 4. Procédé d'assemblage d'un dispositif électro- nique comportant un support de puissance (20) adapté à porter des composants de puissance (21) et un support de commande (30) adapté à porter des composants de commande (31), comportant les étapes de: - placer les composants de puissance (21) sur le support de puissance (20) et placer le support de commande (30) sur le support de puissance (20) en interposant des organes de solidarisation adaptés à former des liaisons électriques entre le support de commande et le support de puissance; - chauffer l'ensemble pour souder les composants de puissance (21) et le support de commande (30) au sup-port de puissance (20). 5. Procédé d'assemblage selon la revendication 4, dans lequel les composants de commande (31) sont assem- blés au support de commande (30) avant que le support de commande ne soit placé sur le support de puissance (20).