ES2374992T3 - Soporte para componentes eléctricos y dispositivo eléctrico que comprende el soporte y el componente. - Google Patents

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Abstract

Soporte (12) para componentes eléctricos (26) que comprende una parte metálica (PM) conductora y una parte de material sintético (PS), colindante con la parte metálica (PM), garantizando la cohesión del soporte (12), que comprende una masa (14) que presenta una primera temperatura de fusión, denominada de baja temperatura de fusión, caracterizada porque la parte de material sintético (PS) comprende una masa (16) que presenta una segunda temperatura de fusión, denominada de alta temperatura de fusión, que se intercala entre la masa (14) de baja temperatura de fusión y la parte metálica (PM) y que se fabrica con un material que tiene una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión de la masa (PS) de baja temperatura de fusión.

Description

Soporte para componentes eléctricos y dispositivo eléctrico que comprende el soporte y el componente
La presente invención se refiere a un soporte para componentes eléctricos y un dispositivo eléctrico que comprende el soporte y el componente eléctrico.
Se aplica más particularmente a un soporte sobre el que se ensambla un componente eléctrico, por ejemplo, una pastilla semi-conductora, por soldadura con o sin aporte de material.
Ya se conoce, en el estado de la técnica, un soporte para componentes eléctricos que comprende una parte metálica conductora, que tiene por objeto calentarse para el ensamblaje del componente eléctrico sobre la parte metálica y una parte de material sintético, colindante con la parte metálica, que garantiza la cohesión del soporte, y comprende una masa de baja temperatura de fusión.
El documento US 4339768 A describe un soporte para componentes eléctricos que comprende una parte metálica y una parte de material sintético.
En general, la masa de baja temperatura de fusión se forma, sobre todo por motivos económicos, con un material poco resistente al calor, que tiene una temperatura de fusión relativamente baja, inferior a 200 ºC.
Con objeto de ensamblar el componente mediante una soldadura, con o sin aporte de material, es necesario calentar la parte metálica en perpendicular al componente, a una temperatura de soldadura que localmente puede alcanzar los 300 ºC, por ejemplo.
En consecuencia, a fin de proteger la parte de material sintético de una elevación de temperatura demasiado importante, es necesario prever una distancia de seguridad suficiente entre la parte de material sintético y el componente soldado sobre la parte metálica.
Como resultado, una parte relativamente importante de la masa de la parte metálica sólo resulta útil durante el ensamblaje del componente y aumenta el volumen del soporte y del dispositivo eléctrico que comprende dicho soporte.
La invención tiene sobre todo por objeto proponer un soporte para componentes eléctricos en el que el tamaño de la parte metálica es relativamente reducido, todo ello sin riesgo de dañar la parte de material sintético durante el ensamblaje del componente sobre el soporte.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un soporte del susodicho tipo, caracterizado porque la parte de material sintético comprende una masa de alta temperatura de fusión, que se intercala entre la masa de baja temperatura de fusión y la parte metálica y se fabrica con un material que tenga una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión de la masa de baja temperatura de fusión.
Como la masa de alta temperatura de fusión tiene una temperatura de fusión superior a la masa de baja temperatura de fusión, es posible reducir, incluso anular, la distancia de seguridad entre el componente y la parte de material sintético. Una reducción de dicha distancia permite reducir el tamaño del dispositivo eléctrico.
Por otra parte, aunque el material de la masa de alta temperatura de fusión es más caro que el material de la masa de baja temperatura de fusión, la reducción de la masa total de la parte de material sintético y de la parte metálica permite compensar, al menos parcialmente, el coste adicional vinculado con el uso de un material más caro.
Un soporte de acuerdo con la invención, puede además comprender una o varias de las siguientes características:
-
el material de la masa de alta temperatura de fusión se selecciona entre polieteretercetona, polieteretercetona de alta temperatura y un polímero de cristal líquido;
-
el material de la masa de baja temperatura de fusión se selecciona entre polisulfuro de fenileno y terfenilo polibromado;
-
la masa de alta temperatura de fusión se sobremoldea sobre la parte metálica;
-
la masa de baja temperatura de fusión se sobremoldea sobre la masa de alta temperatura de fusión.
La invención tiene también por objeto, un dispositivo eléctrico que comprende un soporte y un componente eléctrico ensamblado sobre el soporte, caracterizado porque el soporte es un soporte de acuerdo con la invención.
Un dispositivo eléctrico de acuerdo con la invención puede además comprender una o varias de las siguientes reivindicaciones:
-
el componente eléctrico se suelda a la parte metálica del soporte con aporte de material;
-
el componente eléctrico se suelda a la parte metálica del soporte sin aporte de material.
La invención se entenderá mejor tras la lectura de la descripción que sigue, que se proporciona únicamente a modo de ejemplo y está redactada refiriéndose a los dibujos adjuntos en los que:
-
la figura 1 es una vista en sección de un dispositivo eléctrico, de acuerdo con la invención
-
la figura 2 es una vista en sección del dispositivo de la figura 1, que ilustra una etapa de ensamblaje de un componente eléctrico sobre un soporte, de acuerdo con la invención.
En la figura 1 se representa un dispositivo eléctrico de acuerdo con la invención. El dispositivo se designa con la referencia general 10.
Este dispositivo 10 comprende un soporte 12 que en general tiene forma de placa.
En particular, el soporte 12 comprende una parte metálica conductora PM y una parte PS de material sintético, colindante con la parte metálica PM, que garantiza la cohesión del soporte 12.
La parte metálica PM y la parte PS de material sintético están delimitadas por las caras opuestas del soporte 12.
El material con el que se fabrica la parte metálica PM puede comprender, por ejemplo cobre o hierro.
La parte PS de material sintético comprende una masa 14 de baja temperatura de fusión. La temperatura de fusión de la masa 14 es por ejemplo del orden de los 200°C.
El material de la masa 14 de baja temperatura de fusión, se selecciona, por ejemplo, entre polisulfuro de fenileno (cuyo acrónimo en inglés es PPS) y terfenilo polibromado (cuyo acrónimo en inglés es PBT).
Por otra parte, la parte PS de material sintético además comprende una masa 16 de alta temperatura de fusión, intercalada entre la masa 14 de baja temperatura de fusión y la parte metálica PM.
Más particularmente, la masa 16 de alta temperatura de fusión, se fabrica con un material que tiene una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión de la masa 14 de baja temperatura de fusión. Por ejemplo, la temperatura de fusión de la masa 16 de alta temperatura de fusión, es del orden de los 300°C.
Preferentemente, la masa 16 de alta temperatura de fusión se fabrica con un material que se selecciona entre polieteretercetona (cuyo acrónimo en inglés es PEEK), polieteretercetona de alta temperatura (cuyo acrónimo en inglés es PEEK HT) y un polímero de cristal líquido (cuyo acrónimo en inglés es LCP).
La parte metálica PM está delimitada por un borde 18 de unión con la parte PS de material sintético, más particularmente con un primer borde 20 de la masa 16 de alta temperatura de fusión.
La masa 14 de baja temperatura de fusión está delimitada por un borde 22 de unión con un segundo borde 24 de la masa 16 de alta temperatura de fusión.
Los bordes 18 y 20 de unión con el primer y el segundo borde 22 y 24 de la masa 16 de alta temperatura de fusión, se extienden entre las caras opuestas del soporte 12.
Ventajosamente, la masa 16 de alta temperatura de fusión se sobremoldea sobre el borde 18 de unión de la parte metálica PM y la masa 14 de baja temperatura de fusión se sobremoldea sobre el borde 24 de la masa 16 de alta temperatura de fusión.
En el ejemplo descrito, los bordes 18 y 20, así como los bordes 22 y 24 tienen una forma general machihembrada.
El dispositivo eléctrico 10 también comprende un componente eléctrico 26, por ejemplo del tipo pastilla semiconductora, ensamblada sobre una primera cara F1 de la parte metálica PM.
En el ejemplo descrito, el componente 26 está soldado sobre la parte metálica PM del soporte 12 con aporte de material. A este efecto, en la figura 1 se aprecia como se intercala una masa 28 de soldadura entre el componente 26 y la primera cara F1 de la parte metálica PM.
La masa 28 de soldadura eventualmente la puede formar un revestimiento (no representado) de la primera cara F1 de la parte metálica PM, que se aplica sobre la parte metálica PM antes de la soldadura, el material del revestimiento puede ser, por ejemplo, níquel.
Como variante, el componente 26 se suelda sin aporte de material sobre la primera cara F1 de la parte metálica PM. La figura 2 ilustra la etapa de soldadura del componente 26 sobre el soporte 12 de conformidad con un procedimiento de soldadura clásico.
De esta manera, a fin de fundir la masa 28 de soldadura, se calienta la parte metálica PM en perpendicular al componente 26, por ejemplo, irradiando con un rayo láser 30 la segunda cara F2 de la parte metálica PM opuesta a la primera cara F1.
5 Como variante, se calienta la parte metálica PM en perpendicular al componente 26 con un termodo o micro-llama.
El calor se propaga entonces por la parte metálica PM y alcanza en especial, la parte PS de material sintético.
Como la parte de material sintético PS comprende una masa 16 de alta temperatura de fusión intercalada entre la
10 masa 14 de baja temperatura de fusión y la parte metálica PM, la masa 14 de baja temperatura de fusión no corre el riesgo de sufrir daños debido a una elevación demasiado importante de la temperatura.
Al fabricar la masa 16 de alta temperatura de fusión con un material cuya temperatura de fusión es superior a la temperatura de fusión de la masa 28 de soldadura, es posible reducir la distancia de seguridad prevista entre la
15 masa 16 de alta temperatura de fusión y el componente eléctrico 26 y reducir de esta manera la masa de la parte metálica PM.
La invención permite entonces, al reducir la masa de la parte metálica PM, reducir la masa de la parte PS de material sintético, y por lo tanto la masa del dispositivo eléctrico 10.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Soporte (12) para componentes eléctricos (26) que comprende una parte metálica (PM) conductora y una parte de material sintético (PS), colindante con la parte metálica (PM), garantizando la cohesión del soporte (12), que comprende una masa (14) que presenta una primera temperatura de fusión, denominada de baja temperatura de fusión, caracterizada porque la parte de material sintético (PS) comprende una masa (16) que presenta una segunda temperatura de fusión, denominada de alta temperatura de fusión, que se intercala entre la masa (14) de baja temperatura de fusión y la parte metálica (PM) y que se fabrica con un material que tiene una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión de la masa (PS) de baja temperatura de fusión.
  2. 2.
    Soporte (12) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material de la masa (16) de alta temperatura de fusión se selecciona entre polieteretercetona, polieteretercetona de alta temperatura y un polímero de cristal liquido.
  3. 3.
    Soporte (12), de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el material de la masa (14) de baja temperatura de fusión se selecciona entre polisulfuro de fenileno y terfenilo polibromado.
  4. 4.
    Soporte (12) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la masa (16) de alta temperatura de fusión se sobremoldea sobre la parte metálica (PM).
  5. 5.
    Soporte (12), de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la masa (14) de baja temperatura de fusión se sobremoldea sobre la masa (16) de alta temperatura de fusión.
  6. 6.
    Dispositivo eléctrico (10) que comprende un soporte (12) y un componente eléctrico (22) que se ensambla sobre el soporte (12), caracterizado porque el soporte (12) es un soporte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
  7. 7.
    Dispositivo eléctrico (10) de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el componente eléctrico (22) se ensambla sobre la parte metálica (PM) del soporte (12) con la ayuda de una soldadura realizada con aporte de material.
  8. 8.
    Dispositivo eléctrico (10), de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el componente eléctrico (22) se ensambla sobre la parte metálica (PM) del soporte (12) con la ayuda de una soldadura sin aporte de material.
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