FR2715001A1 - Module de circuit intégré hybride. - Google Patents

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Abstract

Dans un module de circuit intégré hybride dans lequel des composants de circuit, comportant des dispositifs à semiconducteur et des composants du type puce pour montage en surface, sont intégrés et qui est collé sur un substrat de dissipation de chaleur (2), un substrat (1) destiné au montage des composants du type puce est réalisé en un matériau à faible conductivité thermique et est collé sur le substrat d'absorption de chaleur, une plaque de base (3) destinée au montage des dispositifs à semiconducteur est réalisée en un matériau de conductivité thermique élevée et est collée sur le substrat d'absorption de chaleur, un couvercle creux (4) recouvre l'espace situé au-dessus de la plaque de base afin de former une enceinte (5) entre la plaque de base et le couvercle, un moyen de fermeture étanche ferine hermétiquement l'enceinte, et plusieurs fils d'interconnexion sont formés à travers le couvercle afin de connecter électriquement un circuit placé sur la plaque de base et un circuit placé sur le substrat et pour contrôler les signaux de fonctionnement des dispositifs à semiconducteur.

Description

La présente invention concerne un module de circuit intégré hybride
contenant un circuit intégré hybride et, plus particulièrement, un module de circuit intégré hybride qui présente une fiabilité élevée, est bien adapté à la production en
série, et est peu coûteux à fabriquer.
Ces dernières années, divers types de circuits intégrés hybrides ont été mis au point et commercialisés en vue d'applications allant des basses fréquences aux hyperfréquences, comme on peut en trouver dans les amplificateurs pour télévision par câble fonctionnant dans les bandes de 50 MHz à 1000 MHz, les amplificateurs pour émetteurs de téléphones portables de 800 MHz à 1000 MHz, les amplificateurs destinés à fonctionner à 1 GHz ou dans les hyperfréquences supérieures, etc. Pour arriver à une utilisation générale de ces circuits intégrés hybrides, il est impératif d'améliorer la fiabilité des modules de circuits intégrés hybrides
dans lesquels les circuits intégrés hybrides sont contenus.
Dans des modules de circuits intégrés hybrides de la technique antérieure, comme celui décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n' 4 965 526, un substrat d'alumine est utilisé comme substrat de circuit intégré hybride, sur lequel sont montés des dispositifs à semiconducteur, comme des transistors de silicium (Si) ou des transistors à effet de champ de GaAs, des résistances sous forme de puces, des résistances en couches minces, des condensateurs sous forme de puces, des inductances sous forme de puces, des transformateurs, etc. On notera que, par l'expression "composant sous forme de puce", ou, "composant du type puce", on entend ici un composant pour montage en
surface et non pas, naturellement une puce du type circuit intégré.
De plus, pour améliorer la fiabilité, on recouvre tout le circuit intégré
hybride à l'aide de matière plastique, que l'on scelle ensuite à l'aide d'une résine.
En outre, dans le module de circuit intégré hybride de la technique antérieure, les électrodes sur lesquelles des composants de circuit sont soudés sont
mises sous des formes adaptées aux formes des composants de circuit particuliers.
Le fait d'utiliser un substrat d'alumine pour le substrat du circuit intégré hybride, comme dans la technique antérieure, est sûrement avantageux pour le montage de composants de circuit qui peuvent produire de la chaleur, puisque le
substrat d'alumine est un bon conducteur thermique.
Toutefois, non seulement un substrat d'alumine est en lui-même coûteux, mais le motif d'interconnexion doit être fait par plaquage d'or, puisque les composants sous forme de puces, par exemple un transistor sous forme de puce, ne
peuvent pas être montés sur le substrat d'alumine en l'absence d'un plaquage d'or.
Le plaquage d'or rend le module de circuit intégré hybride coûteux à fabriquer. Un autre problème lié à l'utilisation du substrat d'alumine est que la forte conductivité thermique du substrat d'alumine affecte la possibilité de soudage des composants de circuit et, par conséquent, réduit le rendement de production en série. Pour résoudre ces problèmes, on peut construire le substrat du circuit intégré hybride en utilisant un matériau à base de verre-époxy, qui est peu coûteux et qui présente une faible conductivité thermique. Toutefois, une telle mise en oeuvre demande une conception qui puisse résoudre efficacement le problème de
la chaleur produite par les composants de circuit.
En outre, une structure dans laquelle on recouvre tout le circuit intégré hybride au moyen d'une matière plastique que l'on scelle ensuite à l'aide d'une résine, comme dans la technique antérieure, amène à long terme un problème de dégradation de la fiabilité du dispositif à semiconducteur du fait de l'herméticité
insuffisante, car la matière plastique offre une médiocre résistance à l'humidité.
De plus, la structure dans laquelle on donne aux électrodes auxquelles les composants de circuit sont fixés des formes qui s'adaptent aux formes des composants de circuit particuliers, comme dans la technique antérieure, pose un problème en ce que le rendement de production en série en est diminué, car, parmi les composants de circuit, les composants sous forme de puces sont les plus
difficiles à retirer.
Ainsi, lorsqu'il devient nécessaire de remplacer un composant du type puce destiné à effectuer un ajustement de résistance, ou autre, après le montage, du fait qu'il ne donne pas la valeur de résistance voulue, ou autre, par exemple, on chauffe les parties de montage du composant de type puce et on le dessoude à l'aide d'un fer à souder. Ici, le problème est que ce n'est pas un travail facile que de chauffer les deux extrémités en même temps, si bien qu'on a des difficultés à retirer
le composant sous forme de puce.
Dans de tels cas, les procédés connus pour retirer le composant du type puce ont consisté à chauffer les deux parties en même temps à l'aide de deux fers à
souder ou d'un fer à souder spécial possédant une tête de soudage fourchue.
Le but de l'invention est de produire un module de circuit intégré hybride qui peut assurer une fiabilité élevée, qui est bien adaptée à la production en
série, et qui est peu coûteux à fabriquer.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un module de circuit intégré hybride, dans lequel des composants de circuit comportant des dispositifs à semiconducteur et des composants du type puces pour montage en surface sont intégrés et qui est collé sur un substrat de dissipation de chaleur, comprenant un substrat qui sert à monter des composants du type puce, une plaque de base qui sert à monter des dispositifs à semiconducteur, un couvercle creux destiné à réaliser une enceinte entre la plaque de base et le couvercle, un moyen de fermeture étanche servant à fermer hermétiquement l'enceinte, une pluralité de fils d'interconnexion servant à connecter électriquement le circuit se trouvant sur la plaque de base et le circuit se trouvant sur le substrat, et une paire de fils d'interconnexion destinés au contrôle des signaux de fonctionnement des dispositifs à semiconducteur. Le substrat servant au montage des composants du type puce possède une faible conductivité thermique et est collé sur le substrat de dissipation de chaleur. La plaque de base servant au montage des dispositifs à semiconducteur possède une conductivité thermique élevée et est collée sur le substrat de dissipation de chaleur. Le couvercle creux servant à réaliser une enceinte entre la plaque de base et le couvercle ferme un espace situé au-dessus de la plaque de base. Le moyen de fermeture étanche servant à fermer hermétiquement l'enceinte est utilisé en une face de jonction de la plaque de base et du couvercle. La pluralité de fils d'interconnexion et la paire de fils de contrôle
sont formées à travers le couvercle tout en étant isolés de celui-ci.
Alors, lorsqu'il est nécessaire d'ajuster le courant de polarisation d'un dispositif à semiconducteur, on construit des résistances de polarisation pour le dispositif à semiconducteur à partir d'une résistance de polarisation principale devant avoir une capacité élevée de support de tension électrique, et d'une résistance de polarisation ajustable qui ne doit pas nécessairement avoir une forte capacité de support de tension électrique, et on loge la résistance de polarisation principale à l'intérieur de l'enceinte tandis qu'on monte la résistance de polarisation
ajustable sur le substrat de circuit intégré à l'extérieur de l'enceinte.
De préférence, une électrode sur laquelle est monté un composant du type puce destiné à un ajustement est formée de façon à présenter une partie d'électrode saillante, autre qu'une partie de montage de composant, faisant saillie de manière à approcher l'autre électrode sur laquelle le composant du type puce est monté. Selon l'invention, les dispositifs à semiconducteur devant être intégrés dans le module de circuit intégré hybride sont logés à l'intérieur de l'enceinte hermétiquement fermée qui est disposée sur le substrat de dissipation de chaleur et, pour être adaptés à cette configuration, les fils d'interconnexion sont formés à travers le couvercle de façon à électriquement connecter le circuit contenu dans l'enceinte avec le circuit extérieur. Alors, des résistances de polarisation associées à
un dispositif à semiconducteur sont construites à partir d'une résistance de polari-
sation principale qui doit posséder une importante capacité de support de tension électrique, et d'une résistance de polarisation ajustable qui ne doit pas nécessaire- ment avoir une grande capacité de support de tension électrique, et la résistance de polarisation principale est logée à l'intérieur de l'enceinte tandis que la résistance de polarisation ajustable est montée sur le substrat de circuit intégré à l'extérieur de l'enceinte.
De cette manière, selon l'invention, seuls les dispositifs à semi-
conducteur qui sont logés dans l'enceinte sont hermétiquement enfermés, au lieu qu'on enferme hermétiquement tout le circuit intégré hybride, si bien que, en formant le couvercle en un matériau métallique ou autre, on peut obtenir une herméticité suffisante en scellant le couvercle par soudage, si bien qu'il devient
possible d'empêcher la dégradation des performances des dispositifs à semi-
conducteur et qu'on obtient une fiabilité élevée.
Dans cette structure, pour pouvoir traiter la grande quantité de chaleur produite par les résistances de polarisation qui sont associées aux dispositifs à semiconducteur, on monte la résistance de polarisation principale, qui peut produire beaucoup de chaleur, à l'intérieur de l'enceinte formée en contact avec le substrat de dissipation de chaleur, de sorte qu'on réussit à dissiper la chaleur; d'autre part, on monte la résistance de polarisation ajustable, qui ne produit pas beaucoup de chaleur, sur le substrat de circuit intégré à l'extérieur de l'enceinte,
afin de pouvoir ajuster le courant de polarisation.
La structure ci-dessus présentée permet en outre d'utiliser un substrat de circuit intégré à base de verre-époxy, lequel présente une faible conductivité thermique, ce qui améliore la capacité de soudage et contribue à augmenter le rendement de production en série. De plus, puisque le substrat de circuit intégré à base de verre-époxy est en luimême peu coûteux et permet de former le motif
d'interconnexion par plaquage de cuivre, la structure est peu coûteuse à fabriquer.
En outre, dans le module de circuit intégré selon l'invention, les électrodes sur lesquelles sont montés les composants du type puce destinés à l'ajustement du courant de polarisation des dispositifs à semiconducteur et les électrodes sur lesquelles sont montés des composants du type puce destinés à réaliser l'ajustement d'adaptation d'impédance sont chacune formées de façon à avoir une partie d'électrode saillante, autre qu'une partie de montage de composant, qui fait saillie de manière à approcher l'autre électrode sur laquelle ce même composant du type puce est monté; ainsi, lorsque survient le besoin de remplacer l'un quelconque de ces composants du type puce, on peut chauffer la partie d'électrode saillante en même temps que l'autre électrode à l'aide d'un fer à souder ordinaire, ce qui facilite grandement le remplacement du composant de type puce
et sert donc à augmenter le rendement de production en série.
Comme décrit, selon l'invention, on peut réaliser un nouveau module de circuit intégré qui possède une fiabilité élevée, est bien adapté à la production
en série et est peu coûteux à fabriquer.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise
à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure IA est une vue en perspective éclatée montrant la structure d'un module de circuit intégré hybride selon la technique antérieure; la figure lB est une vue en coupe verticale montrant la structure d'un module de circuit intégré hybride selon la technique antérieure; la figure 2 est une vue en plan de dessus montrant des parties électriques d'une carte de circuit selon la technique antérieure; la figure 3A est une vue en élévation latérale, partiellement en section droite, qui montre la structure de base d'un module de circuit intégré hybride selon l'invention; la figure 3B est une vue en plan du module de circuit intégré hybride de la figure 3A; la figure 3C est une vue en élévation latérale, partiellement en section droite, qui montre une structure modifiée du module de circuit intégré hybride de la figure 3A; la figure 4 est une vue en perspective éclatée montrant la structure d'un exemple d'un module de circuit intégré hybride selon l'invention; la figure 5A est une vue en perspective montrant la structure du module de circuit intégré hybride de la figure SA o certaines parties ont été omises; la figure 5B est une vue en coupe verticale prise dans le sens des flèches, sensiblement suivant la ligne V-V de la figure SA; la figure 6 est une vue en plan montrant un mode de réalisation d'un ensemble de composants monté sur un substrat du module de circuit intégré hybride de la figure SA; la figure 7 est une vue en plan partielle agrandie montrant un mode de réalisation modifié d'un ensemble de composants disposé sur l'enceinte de la figure 6; la figure 8 est une vue en plan partielle agrandie montrant un autre mode de réalisation modifié de l'ensemble de composants se trouvant sur l'enceinte de la figure 6; la figure 9A est un schéma de circuit partiel du composant monté sur l'enceinte de la figure 7; la figure 9B est un schéma de circuit partiel du composant monté sur l'enceinte de la figure 8; la figure 10A montre des vues en plan partielles représentant une configuration d'électrode classique et un exemple de configuration d'électrode améliorée selon l'invention; la figure 10B montre des vues en plan partielles représentant une configuration d'électrode classique et un autre exemple de configuration d'électrode améliorée selon l'invention; la figure 11A est une vue en plan partielle montrant un processus de remplacement d'un composant du type puce monté sur l'électrode de la figure 10A; la figure 11B est une vue en plan partielle montrant un processus de remplacement du composant du type puce monté sur l'électrode de la figure 10B; la figure 12 est une vue en plan partielle du côté gauche du substrat du module de circuit intégré hybride de la figure 6, qui montre la configuration d'électrode améliorée selon l'invention; la figure 13 est une vue en plan partielle du côté droit du substrat du module de circuit intégré hybride de la figure 6, qui montre la configuration d'électrode améliorée selon l'invention; la figure 14 est un vue en plan du substrat d'un module de circuit intégré hybride présentant une configuration d'électrode classique; la figure 15A est une vue en plan partielle de la partie supérieure gauche du substrat de la figure 6, montrant la configuration d'électrode améliorée selon l'invention; la figure 15B est une vue en plan partielle de la partie supérieure droite du substrat de la figure 6, montrant la configuration d'électrode améliorée selon l'invention; et la figure 15C est une vue en plan partielle de la partie inférieure centrale du substrat de la figure 6, montrant la configuration d'électrode améliorée
selon l'invention.
On rappelera que, dans cette description, on entend, par l'expression
"composants du type puce", les composants destinés à être montés en surface et
non pas des circuits intégrés, appelés aussi parfois "puces".
Avant de décrire les modes de réalisation préférés, on va donner des explications concernant le module de circuit intégré hybride de la technique
antérieure, en liaison avec les figures 1A à 2.
La figure 1A est une vue en perspective éclatée montrant la structure d'un module de circuit intégré hybride de la technique antérieure. Sur la figure 1A, le numéro de référence 2 désigne un corps de dissipation de chaleur, le numéro 3A désigne un substrat de circuit intégré hybride fait d'alumine, le numéro 4A désigne un couvercle de matière plastique du substrat de circuit intégré hybride 3A, et le numéro 6 désigne un trou montage. Le substrat de circuit intégré hybride 3A, fait d'alumine, est monté sur le corps 2 de dissipation de chaleur, et il est recouvert par
le couvercle de matière plastique 4A.
La figure lB est une vue en coupe verticale montrant la structure du module de circuit intégré hybride de la technique antérieure qui est présentée sur la figure 1A. Les composants de circuit sont montés sur le substrat d'alumine 3A, et tout le circuit intégré hybride est recouvert par le couvercle de matière plastique 4A, lequel est ensuite scellé avec une résine 9 pour assurer une fiabilité améliorée. Toutefois, la structure dans laquelle on recouvre tout le circuit intégré hybride avec un couvercle en matière plastique 4A et on le scelle à l'aide d'une résine 9, comme dans la technique antérieure, pose, à long terme, un problème de
dégradation de la fiabilité des dispositifs à semiconducteur du fait d'une hermé-
ticité insuffisante.
De plus, lorsque le substrat du circuit intégré hybride est fait d'alumine, laquelle possède une conductivité thermique importante, ceci est sûrement avantageux du point de vue de la dissipation de la chaleur produite par les composants de circuit montés sur le substrat. Toutefois, non seulement le substrat d'alumine est en lui-même coûteux, mais le motif d'interconnexion doit être formé par plaquage d'or, ce qui rend le module de circuit intégré hybride très coûteux à
fabriquer.
La figure 2 est une vue en plan de dessus qui montre des parties électriques placées sur un substrat 3A de la technique antérieure. Sur la figure 2, C désigne des condensateurs du type puce, E désigne une électrode, S désigne des dispositifs à semiconducteur, par exemple des transistors de silicium et des transistors à effet de champ en GaAs, T désigne des transformateurs, et les parties à hachurage croisé désignent des résistances en couches minces. Comme on peut le voir sur la figure 2, dans le module de circuit intégré hybride de la technique antérieure, les électrodes, sur lesquelles des composants de circuit sont montés, ont reçu des formes qui sont adaptées aux formes des composants de circuit
particuliers.
Toutefois, la structure dans laquelle on donne aux électrodes, auxquelles les composants de circuit sont fixés, des formes qui sont adaptées aux formes des composants de circuit particuliers, comme dans la technique antérieure, pose un problème en ce que le rendement de production en série s'abaisse, puisque
les composants du type puce sont alors difficiles à retirer.
Ainsi, lorsqu'il devient nécessaire de remplacer un composant du type puce destiné à un ajustement de valeur de résistance qui a déjà été monté, ou un autre élément, du fait que le composant ne donne pas la valeur de résistance voulue, ou autre, par exemple, on chauffe les parties de montage du composant de type puce et on fait fondre la soudure en utilisant un fer à souder. Ici, le problème est que ce n'est pas un travail facile que de chauffer en même temps les deux
parties, de sorte qu'il est difficile de retirer le composant de type puce.
Les figures 3A et 3B montrent une structure de base du module de circuit intégré hybride selon l'invention. La figure 3A est une vue en élévation latérale, partiellement en section droite, et la figure 3B est une vue en plan de
dessus du module de circuit intégré hybride présenté sur la figure 3A.
Comme on peut le voir sur les figures 3A et 3B, le module de circuit intégré selon l'invention comprend un substrat 1 de circuit intégré hybride, un substrat 2 de dissipation de chaleur, une plaque de base 3 et un couvercle 4, la plaque de base 3 et le couvercle 4 formant ensemble une enceinte 5. Le substrat 1 de circuit intégré hybride est fait d'un matériau à base de verre-époxy et est collé sur le substrat à dissipation de chaleur 2 fait d'aluminium ou d'un matériau analogue. La partie centrale du substrat 1 de circuit intégré hybride est découpée de manière à former une ouverture 1A. La plaque de base 3 faite d'un matériau possédant une conductivité thermique/électrique élevée, par exemple le Kovar (alliage Fe-Ni-Cr-Co), est collée au substrat de dissipation de chaleur 2 via l'ouverture 1A. Le couvercle 4 est fait du même matériau que la plaque de base et est collé, par soudage, de façon à enfermer hermétiquement l'espace supérieur de la
plaque de base 3 et à réaliser une mise à la terre électrique.
Dans la structure ci-dessus présentée, le couvercle 4 et la plaque de base 3 sont collés ensemble de manière à former une enceinte 5 dans laquelle de l'azote gazeux est enfermé hermétiquement. Sur la figure, le numéro 6 désigne un
trou de montage qui est formé à travers le substrat de dissipation de chaleur 2.
La figure 3C montre une structure modifiée du module de circuit intégré hybride de la figure 3A. Dans ce mode de réalisation, un creux peu
profond 3B est formé sur le substrat de dissipation de chaleur 2.
La figure 4 est une vue en perspective éclatée montrant la structure d'un exemple d'un module de circuit hybride selon l'invention. Le module de circuit intégré hybride selon ce mode de réalisation comprend un substrat 1 de circuit intégré hybride qui possède une. ouverture 1A dans sa partie centrale, un substrat 2 de dissipation de chaleur comportant des trous de montage 6, une plaque de base 3 faite de Kovar, une première paroi d'enceinte 41, une deuxième paroi d'enceinte 42, et un plafond d'enceinte 43. Le substrat 1 de circuit intégré hybride est fait d'un matériau à base de verre-époxy et est collé sur le substrat de dissipation de chaleur 2 fait d'aluminium ou d'un matériau analogue. La plaque de base 3, qui possède une conductivité thermique et une conductivité électrique élevées est collée au substrat de dissipation de chaleur 2 via l'ouverture 1A. Le couvercle 4 comprend la première paroi 41, la deuxième paroi 42 et le plafond 43, qui sont faits de la même matière que la plaque de base. La première paroi 41, la deuxième paroi 42 et le plafond 43 sont empilés sur la plaque de base 3 et sont liés par soudage de façon à enfermer hermétiquement le dessus de la plaque de base 3
et à y former une enceinte 5.
La figure SA est une vue en perspective montrant la structure du module de circuit intégré hybride de la figure SA, o la deuxième paroi 42 et le plafond 43 ont été omis, tandis que la figure 5B est une vue en coupe verticale prise suivant la ligne V-V de la figure 5A, dans le sens des flèches. Des fils d'interconnexion 14 et 15 sont destinés à relier électriquement l'enceinte 5 et l'extérieur de celle-ci. Les composants de circuit qui produisent de la chaleur sont disposés sur la plaque de base 3. Des trous passants lB destinés à la fixation de
broches 1C sont formés sur le bord du substrat 1 de circuit intégré hybride.
La figure 6 représente un mode de réalisation d'un ensemble de composants monté sur un substrat du module de circuit intégré hybride de la figure 5A. Sur la figure 6, la partie 7 désigne la face de jonction de la première
paroi 41, comme représenté sur les figures SA et 5B.
Dans ce mode de réalisation, tous les dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13 associés au substrat 1 de circuit intégré hybride sont logés à l'intérieur de l'enceinte 5. Plusieurs fils d'interconnexion 14 sont disposés sur la face de jonction 7 de la première paroi 41 de façon à assurer le transfert des signaux entre les dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13 et les autres composants de circuit montés sur le substrat 1, tandis qu'une paire de fils d'interconnexion 15 sont également prévus sur la face de jonction 7 de la première paroi 41 pour permettre de contrôler les tensions de fonctionnement des dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13 depuis l'extérieur de l'enceinte 5. Les fils d'interconnexion 14 et 15
sont électriquement isolés vis-à-vis de l'enceinte 5.
Ainsi, le substrat 1 de circuit intégré hybride représenté sur la figure 6 est caractérisé en ce que tous les dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13 montés sur le substrat 1 de circuit intégré hybride sont logés à l'intérieur de l'enceinte 5, tandis que les autres composants de circuit, par exemple un diviseur de signaux 16, un circuit 17 de combinaison de signaux et des convertisseurs
d'impédance 18 et 19 sont montés sur le substrat 1 de circuit intégré hybride.
Avec la structure ci-dessus présentée, le module de circuit intégré hybride selon l'invention, qui contient le substrat 1 de circuit intégré hybride présenté sur la figure 6 est construit de façon à n'enfermer hermétiquement que les dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13. Ainsi, tout le circuit intégré hybride n'est pas hermétiquement enfermé, selon l'invention. Par conséquent, on peut réaliser une herméticité suffisante en construisant l'enceinte 5 en un matériau métallique, ou autre, ce qui rend possible d'empêcher la dégradation des caractéristiques des dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13, et d'obtenir ainsi
une fiabilité élevée.
De plus, puisque le substrat 1 de circuit intégré hybride est construit à l'aide d'un matériau à base de verre-époxy peu coûteux, qui permet de former le motif d'interconnexion par plaquage de cuivre, la structure est elle-même peu
coûteuse à fabriquer.
La figure 7 représente un mode de réalisation modifié de l'ensemble de composants présent dans l'enceinte 5. Le substrat 1 de circuit intégré hybride selon ce mode de réalisation présenté sur la figure 7 possède les particularités suivantes: (1) les dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13 montés sur le substrat 1 de circuit intégré hybride sont tous logés à l'intérieur de l'enceinte 5; (2) une résistance de polarisation 20 et un condensateur 21 de connexion à la terre, qui sont associés au dispositif à semiconducteur 10, sont
disposés à l'intérieur de l'enceinte 5 à proximité immédiate du dispositif à semi-
conducteur 10; et (3) une résistance de polarisation 22 et un condensateur 23 de mise à la terre, qui sont associés au dispositif à semiconducteur 12, sont disposés à l'intérieur
de l'enceinte 5 à proximité immédiate du dispositif à semiconducteur 12.
La figure 9A est un schéma de circuit partiel des composants montés
sur l'enceinte 5 de la figure 7.
La structure ci-dessus présentée empêche la formation de capacités et d'inductances parasites et, par conséquent, assure un fonctionnement correct des
dispositifs à semiconducteur 10 et 12.
La figure 8 présente un autre mode de réalisation modifié de l'ensemble de composants monté sur la partie d'enceinte de la figure 6. Le substrat 1 de circuit intégré hybride de ce mode de réalisation présenté sur la figure 8 possède les particularités suivantes: (1) les dispositifs à semiconducteur 10, 11, 12 et 13 montés sur le substrat 1 de circuit intégré hybride sont tous logés à l'intérieur de l'enceinte 5;
(2) les résistances de polarisation prévues pour le dispositif à semi-
conducteur 11, comprenant la résistance de polarisation 24 à laquelle ilest demandé d'avoir une forte capacité de support de tension, sont disposés à l'intérieur de l'enceinte 5; (3) la résistance de polarisation ajustable 25, pour laquelle une forte capacité de support de tension n'est pas demandée, est disposée à l'extérieur de l'enceinte 5; (4) les résistances de polarisation prévues pour le dispositif à semiconducteur 13, comprenant la résistance de polarisation 26 qui doit avoir une forte capacité de support de tension, sont disposées à l'intérieur de l'enceinte 5; et (5) la résistance de polarisation ajustable (27), pour laquelle il n'est pas demandé une forte capacité de support de tension, est disposée à l'extérieur de
l'enceinte 5.
Sur la figure 8, la référence 28 désigne un condensateur de mise à la terre associé au dispositif à semiconducteur 11, qui se trouve à l'intérieur de l'enceinte 5, et la référence 29 désigne un condensateur de mise à la terre associé au dispositif à semiconducteur 13, lui aussi placé à l'intérieur de l'enceinte 5. La figure 9B est un schéma de circuit partiel des composants montés sur la partie
d'enceinte 5 de la figure 8.
Cette structure permet que la grande quantité de chaleur produite par les résistances de polarisation 24 et 26 soient conduites jusqu'au substrat de dissipation de chaleur 2 (non représenté sur la figure 8) via l'enceinte 5, ce qui assure le refroidissement des résistances de polarisation 24 et 26, tout en permettant l'ajustement du courant de polarisation à l'aide des résistances de
polarisation ajustables 25 et 27 disposées à l'extérieur de l'enceinte 5.
Dans le module de circuit intégré hybride, comme on peut le voir dans le mode de réalisation de la figure 8, des résistances du type puce, des condensateurs du type puce ou des inductances du type puce peuvent, après avoir été soudés, être enlevés pour être remplacés pour des raisons d'ajustement du
courant de polarisation ou d'adaptation d'impédance.
Selon l'invention, pour faciliter ce travail de remplacement, une électrode 31, sur laquelle est monté un composant du type puce 30 destiné à être ajusté, est formé de manière à présenter une partie d'électrode saillante 32, comme on peut le voir sur les figures 10A et 10B. La partie d'électrode saillante 32 est formée au moins dans le cas d'une électrode 31 de façon à approcher l'autre électrode 31 sur laquelle est monté le même composant du type puce 30. Sur les figures 10A et 10B, une configuration d'électrode classique est présentée sur le côté droit et un exemple de configuration d'électrode améliorée selon l'invention
est présenté sur le côté gauche.
Avec cette structure, lorsqu'il y a besoin de remplacer le composant du type puce 30 servant à l'ajustement, on chauffe ensemble, avec un fer à souder 33, une paire de parties d'électrodes saillantes 32 (comme on peut le voir sur la figure 11A) ou bien la partie d'électrode saillante32 et l'électrode 31 la plus rapprochée (comme on peut le voir sur la figure 11B). Alors, la soudure fond sous l'effet de la chaleur conduite via la partie d'électrode saillante 32 et le composant
du type puce 30 peut être facilement retiré.
Selon un exemple particulier, si une résistance R3, une résistance R6, une résistance R17 et une résistance R18 sont des parties destinées à l'ajustement, comme on peut le voir dans la structure de substrat présentée sur les figures 12 et 13, chacune des électrodes 31 sur lesquelles sont montées la résistance R3, la résistance R6, la résistance R17 et la résistance R18 est conformée de façon à présenter une partie d'électrode saillante, indiquée par les références 32A et 32B sur la figure 12 et par les références 32C et 32D sur la figure 13. Ces parties saillantes d'électrodes 32A à 32D sont formées de telle manière qu'elles sont proches de l'autre électrode 31 sur laquelle le composant du type puce 30 considéré
est monté.
La figure 14 représente un substrat du module de circuit intégré hybride présentant une configuration d'électrode selon la technique antérieure. Dans le schéma de la figure 14 selon la technique antérieure, les électrodes 31 sont formées de façon à être adaptées aux formes des composants du type puce. Par exemple, les électrodes 31 autour desquelles une inductance du type puce L2, des résistances du type puce R54 et R58 et un condensateur du type puce C62 sont
formés présentent des formes carrées pour être adaptées aux formes des compo-
sants du type puce.
Au contraire de cela, selon l'invention, si les composants du type puce L2, R54, R58 et C62 sont les parties destinées à servir pour l'ajustement, alors, par exemple, chacune des électrodes 31, sur lesquelles l'inductance L2, la résistance R54, la résistance R58 et le condensateur C62 sont montés, est formée de façon à présenter une partie d'électrode saillante 32E, 32F, 32G ou 32H, comme représenté sur les figures 15A, 15B et 15C. Les parties d'électrode saillante 32E, 32F, 32G et 32H sont formées de manière à s'approcher de l'autre électrode 31 sur
laquelle est monté le composant de type puce considéré.
Comme décrit ci-dessus, selon l'invention, au lieu d'enfermer de façon
hermétique la totalité du circuit intégré hybride, seuls les dispositifs à semi-
conducteur devant être intégrés sont enfermés de façon hermétique; ainsi, en formant l'enceinte en un matériau métallique, ou autre, on peut obtenir une herméticité suffisante, ce qui permet d'empêcher la dégradation des performances
des dispositifs à semiconducteur et d'obtenir ainsi une fiabilité élevée.
Avec cette structure, pour pouvoir traiter la grande quantité de chaleur produite par les résistances de polarisation qui sont associées aux dispositifs à semiconducteur, les résistances de polarisation qui peuvent produire une grande quantité de chaleur sont montées à l'intérieur de l'enceinte, laquelle est formée en contact avec le substrat de dissipation de chaleur, de façon à réaliser la dissipation de la chaleur; d'autre part, les résistances de polarisation destinées à l'ajustement, qui ne produisent pas beaucoup de chaleur, sont montées sur le substrat de circuit intégré hybride à l'extérieur de l'enceinte, de façon à permettre l'ajustement du
courant de polarisation.
La structure ci-dessus présentée permet également l'utilisation d'un substrat de circuit intégré hybride à base de verre-époxy qui possède une faible conductivité thermique, ce qui améliore les performances de soudage et contribue à augmenter le rendement de production en série. De plus, puisque le substrat de circuit intégré hybride à base de verre- époxy est en lui-même peu coûteux et permet la formation du motif d'interconnexion par plaquage de cuivre, la structure est peu coûteuse à fabriquer. De plus, selon l'invention, le remplacement de composants du type puce, à savoir composants pour montage en surface, servant à l'ajustement est extrêmement facile, ce qui contribue également à augmenter le rendement de
production en série.
Par conséquent, selon l'invention, on peut réaliser un module de circuit intégré qui possède une fiabilité élevée, est bien adapté à la production en série et
est peu coûteux à fabriquer.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Module de circuit intégré hybride, dans lequel des composants de circuit comportant des dispositifs à semiconducteur (10 à 13) et des composants du type puce pour montage en surface (30) sont intégrés, et qui est collé sur un substrat de dissipation de chaleur (2), caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat (1) collé sur le substrat de dissipation de chaleur(2) et servant au montage des composants du type puce (30); une plaque de base (3) possédant une conductivité thermique élevée, qui est collée sur le substrat de dissipation de chaleur (2) et sert au montage des dispositifs à semiconducteur (10 à 13); un couvercle creux (4) destiné à couvrir l'espace situé au-dessus de la plaque de base (3) afin que soit formée une enceinte (5) entre la plaque de base (3) et le couvercle (4); un moyen de fermeture étanche servant à sceller de façon étanche la face de jonction située entre la plaque de base (3) et le couvercle (4) afin de fermer hermétiquement l'enceinte (5); plusieurs fils d'interconnexion (14) qui sont formés à travers le couvercle (4) et servent à connecter électriquement un circuit placé sur la plaque de base (3) et un circuit placé sur le substrat (1); et une paire de fils d'interconnexion (15) qui sont formés à travers le couvercle (4) et servent à contrôler les signaux de fonctionnement des dispositifs à semiconducteur.
2. Module de circuit intégré hybride selon la revendication 1, caractérisé en ce que: le substrat (1) possède une ouverture (1A) en son centre et la plaque de base (3) est placée dans l'ouverture (1A) sans contact avec le bord de
l'ouverture (1A).
3. Module de circuit intégré hybride selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que: une résistance de polarisation (20, 22) et un condensateur de mise à la terre (21, 23) associés à un dispositif à semiconducteur (10 à 13) sont disposés à
l'intérieur de l'enceinte (5) à proximité immédiate du dispositif à semi-
conducteur (10 à 13).
4. Module de circuit intégré hybride selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend:
des résistances de polarisation associées à un dispositif à semi-
conducteur (10 à 13), consistant en une résistance de polarisation principale (24, 26) qui doit avoir une forte capacité de support de puissance électrique et une résistance de polarisation d'ajustement (25, 27) qui ne doit pas nécessairement avoir une forte capacité de support de puissance électrique, la résistance de polari- sation principale (24, 25) étant logée à l'intérieur de l'enceinte (5), et la résistance de polarisation d'ajustement (25, 27) étant montée sur le substrat de circuit
intégré (1) à l'extérieur de l'enceinte (5).
5. Module de circuit intégré hybride selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que:
au moins une électrode (31) sur laquelle est monté un composant du type puce particulier(30) est formée de façon à avoir une partie d'électrode saillante (32) afin d'approcher l'autre électrode (31) sur laquelle le composant du
type puce considéré (30) est monté.
6. Module de circuit intégré hybride dans lequel des composants de circuit, comportant des dispositifs à semiconducteur (10 à 13) et des composants du type puce à monter en surface (30), sont intégrés sur un substrat (1) de circuit intégré, caractérisé en ce que: au moins une électrode (31) sur laquelle est monté un composant du type puce particulier (30) est formée de façon à avoir une partie d'électrode saillante (32) afin d'approcher l'autre électrode (31) sur laquelle est monté le
composant du type puce (30) considéré.
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