FR2575628A1 - Dispositif a circuit electronique, encapsule par moulage - Google Patents

Dispositif a circuit electronique, encapsule par moulage Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF A CIRCUIT ELECTRONIQUE, ENCAPSULE PAR MOULAGE. CE DISPOSITIF COMPORTE UNE PLAQUETTE A CIRCUITS IMPRIMES 2 MUNIE D'UN CIRCUIT ELECTRONIQUE 3 CONSTITUE PARTIELLEMENT PAR DES ELEMENTS ELECTRONIQUES 5 RAYONNANT DE LA CHALEUR, UN BOITIER 1 LOGEANT LA PLAQUETTE ET UNE RESINE SYNTHETIQUE 4 REMPLISSANT LE BOITIER ENTRE LES ELEMENTS ELECTRONIQUES DE MANIERE A RAYONNER LA CHALEUR DELIVREE PAR LES ELEMENTS 5, CETTE RESINE ETANT OBTENUE EN MELANGEANT DU CARBURE DE SILICIUM OU UN COMPOSE DE CE DERNIER A UNE RESINE EPOXY EN AJOUTANT UN OXYDE METALLIQUE A CE MELANGE. APPLICATION NOTAMMENT AUX CIRCUITS ELECTRONIQUES ENCAPSULES PAR MOULAGE DANS UNE RESINE A L'INTERIEUR D'UN BOITIER.

Description

1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif à
circuit électronique "moulé", c'est-à-dire encapsulé par moulage et dans lequel un circuit électronique possédant un élément électronique rayonnant de la chaleur est encapsu-
lé par moulage avec une résine dans un boîtier.
2. Description de l'art antérieur
Les circuits électroniques comportant de petits éléments électroniques sont en général encapsulés de telle manière que le matériau en forme de résine synthétique est introduit entre les parties et éléments électroniques de manière à améliorer la fiabilité et la résistance aux vibrations, à l'humidité et à la poussière. Les circuits et éléments électroniques sont encapsulés par moulage dans un boîtier, sous la forme d'une seule unité. Un matériau
en forme de résine synthétique servant à réaliser le moula-
ge comprend une résine thermodurcissable telle qu'une rési-
ne époxy, une résine de polyimide, une résine de polyester, ou une résine de polyamide-imide. Cependant les résines
thermodurcissables sont aisément influencées par les va-
riations de la température. La performance ou le fonctionne-
ment des éléments électroniques encapsulés par moulage dans
une résine thermodurcissable et par conséquent leur fiabili-
té sont altérés par l'humidité.
En tant que matériau formant résine, on peut utiliser de la silice (oxyde de silicium) qui possède une résistance élevée à l'humidité. Cependant la silice possède une faible conductibilité thermique et par conséquent ne
peut pas être utilisée en tant que matériau pour réali-
ser l'encapsulation par moulage d'un circuit électronique
comportant des éléments électroniques rayonnant de la cha-
leur. Certains matériaux qui possèdent une bonne conducti-
bilité thermique, sont l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de ma-
gnésium, l'oxyde de bérylium et analogues. Cependant un tel
matériau possède une caractéristique d'hygroscopicité.
L'oxyde n'est pas complètement durci ou bien l'isolation en-
tre les éléments et circuits électroniques est altérée.
Outre ces inconvénients, la résine absorbe de l'humidité et
ceci entraîne une altération dans la performance ou le fonc-
tionnement des éléments électroniques. L'oxyde ne peut pas
être utilisé en tant que matériau de moulage, sans modifi-
cations. Résumé de l'invention Un but de la présente invention est de fournir un dispositif à circuit électronique encapsulé par moulage
et ne présentant aucun des inconvénients mentionnés pré-
cédemment.
Ce problème est résolu conformément à l'inven-
tion grâce au fait que ce dispositif à circuit électronique encapsulé par moulage comporte une plaquette à circuits
imprimés possédant un circuit électronique qui est consti-
tuée en partie par des éléments électroniques rayonnant
de la chaleur, tels qu'un transistor de puissance, un boî-
tier pour maintenir la plaquette à circuits imprimés, et
un matériau en forme de résine synthétique de moulage rem-
plissant le bottier entre les éléments électroniques de
manière à rayonner la chaleur provenant des éléments élec-
troniques, le matériau formant résine synthétique de moula-
ge étant obtenu en mélangeant du carbure de silicium ou un composé de carbure de silicium en tant que constituant principal, à une résine époxy et en ajoutant au mélange
résultant un oxyde métallique tel que de l'oxyde d'alumi-
nium, de l'oxyde magnésium ou de l'oxyde béryllium.
Le matériau formant résineobtenu possède une
bonne résistance à l'humidité, de bonnes propriétés d'iso-
lation électriqueet une bonne conductibilité thermique,
ce qui fournit un dispositif à circuit électronique encapsu-
lé par moulage,fiable.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
25756Z8
ci-après prise en référence au dessin annexé, qui repré-
sente une vue en perspective partiellement arrachée d'un dispositif à circuit électronique encapsulé par moulage,
conforme à la présente invention.
On va décrire ci-après la forme de réalisation
préférée de l'invention.
La présente invention concerne un dispositif à circuit électronique encapsulé par moulage. Ce dispositif comporte un bottier 1, un circuit électronique 3 monté sur une plaquette à circuits imprimés 2 et un matériau formant résine synthétique de moulage 4. Le bottier 1 se compose d'un logement en résine ou d'un logement métallique
possédant une extrémité supérieure ouverte. Le circuit élec-
tronque 3 logé dans le bottier 1 est monté sur la plaquet-
te à circuits imprimés 2 et est constitué par un certain nombre d'éléments électroniques 5 tels qu'un transistor de puissance. La plaquette à circuits imprimés hybride est montée dans une position prédéterminée du bottier 1, et le matériau formant résine synthétique de moulage 4 est
injecté à l'intérieur du bottier. On fait durcir le maté-
riau formant résine 4 de manière qu'il étanchéifie et fixe
les éléments électroniques 5 ainsi que la plaquette à cir-
cuits imprimés 2 dans le botter 1. On obtient le matériau en résine synthétique de moulage en mélangeant du carbure de silicium ou un composé de carbure de silicium en tant que constituant principal, à une résine époxy et en ajoutant au mélange résultant un oxyde tel que de l'oxyde
d'aluminium, de l'oxyde de magnésium ou de l'oxyde de bé-
ryllium. Ce matériau formant résine synthétique de moulage possède de bonnes propriétés d'isolation électrique et une bonne résistance à l'humidité. Les bonnes propriétés de résistance à l'humidité et d'isolation électrique sont
le propre du carbure de silicium et une bonne conductibili-
té thermique est le propre de l'oxyde mélangé au matériau formant résine synthétique de moulage. Le matériau formant résine est également chimiquement stable et la résine
synthétique elle même n'est le siège d'aucune modifica-
tion ou analogue.
Le carbure de silicium et un oxyde servent à accroître la conductibilité thermique et possèdent un
faible taux de contraction, lorsqu'on les fait durcir.
La conductibilité thermique élevée augmente le rayonnement thermique à partir des éléments électroniques, lorsque le circuit électronique 3 est moulé dans le bottier 1. Le faible facteur de contraction joue un rôle important car
il permet aux éléments électroniques d'être aisément encap-
sulés par moulage. Lorsque le facteur de contraction est
important, une contrainte s'exerce sur les éléments élec-
troniques 5 lorsque la résine synthétique durcit, ce qui entratne des déconnexions de circuit et des modifications
des caractéristiques électriques des éléments.
On utilise du carbure de silicium en tant que
poudre possédant des particules d'une taille comprise en-
tre environ 6 et 10 Am. Cependant la poudre de carbure de
silicium ne peut pas être aisément dispersée dans la rési-
ne époxy. Afin d'améliorer la dispersion, on combine chi-
miquement du carbure de silicium à la résine époxy de manière à obtenir un composé de carbure de silicium. Ce composé de carbure de silicium est dispersé dans la résine
époxy.
Sinon on traite la surface de la poudre de carbure de silicium avec un agent d'accrochage à base de silane, et le carbure de silicium résultant est dispersé
dans la résine époxy. La taille des particules de la pou-
dre de carbure de silicium se situe de préférence dans la
gamme allant de 6 à 10 Dm. Lorsque la taille des particu-
les est supérieure à 6 Nm, l'isolation électrique est amé-
liorée, mais la conductibilité thermique est réduite, ce qui altère l'effet du rayonnement thermique. Lorsque la
taille des particules est supérieure à 10 Nm, la conducti-
bilité thermique est accrue, ce qui améliore le rayonnement thermique, mais l'isolation électrique est réduite. Afin d'obtenir de bonnes propriétés d'isolation électrique et
un bon rayonnement thermique, il faut que la taille des parti-
cules tombe dans une gamine allant de 6 à 10 gm, comme ce-
la a ëté décrit plus haut.
On mélange du carbure de silicium et/ou un compo-
sé de ce dernier et l'oxyde métallique dans la résine s'ynthétique pour réaliser lIencapsulation par moulage du circuit et des éléments électronioues afin d'améliorer les
propriétés de résistance à l'humidité et d'isolation électri-
que et la conductibilité thermique. Par conséquent on peut obtenir un dispositif à circui- électronique hautement fiable, dans lequel la chaleur émanant des éléments èlec= troniques rayonnant de la chaleur, tels qu'un transistor de puissance, peut être rayonnée de façon efficace afin dêcher tout endotmagement des éléments électroniques,
et dans lequel la performance et le fonctionnement des élé-
ments électroniques ne sont pas altérés par l'humidité.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Dispositif à circuit électronique encapsu-
lé par moulage, caractérisé en ce qu'il comporte une pla-
quette à circuit imprimés (2) comportant un circuit élec-
tronique (3), qui est constitué en partie par des éléments électroniques (5) rayonnant de la chaleur, tels qu'un transistor de puissance, un boîtier (1) servant à maintenir la plaquette à circuits imprimes, et un matériau formant résine synthétique de moulage (4) remplissarnt le boîtier (1) entre les éléments électroniques de manière à rayonner
la chaleur émanant des éléments électroniques (5), le maté-
riau formant résine synthétique de moulage étant obtenu en
mélangeant du carbure de silicium ou un composé du carbu-
re de silicium en tant que constituant principal à une ré-
sine époxy et en ajoutant au mélange résultant un oxyde métallique.
2. Dispositif selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que le carbure de silicium et le composé de carbure de silicium comprennent une poudre dont la taille des particules se situe dans une gamme comprise entre 6 et 10 Am.
3. dispositif selon la revendication 1, carac-
térise en ce que le composé de carbure de silicium est ob-
tenu en faisant réagir chimiquement du carbure de silicium
avec une résine époxy.
4. Dispositif selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que l'oxyde métallique est un matériau choisi
dans le groupe incluant l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de ma-
gnésium et l'oxyde de béryllium.
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