FR2817445A1 - Dispositif muni d'un circuit integre de puissance et son utilisation associee - Google Patents

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Abstract

Pour assurer une bonne dissipation thermique d'un composant (1) de puissance d'un émetteur récepteur dans un téléphone (10) mobile, et intégré dans ce dernier, en respectant des contraintes de dimensions maximales, un blindage de ce composant est mis en place de manière à assurer la fonction de radiateur avec notamment l'aide d'une mousse (9) thermique assurant la liaison thermique entre le composant et le blindage.

Description

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Dispositif muni d'un circuit intégré de puissance et son utilisation associée
La présente invention a pour objet un dispositif muni d'un circuit intégré de puissance, notamment associé à un émetteur récepteur. Elle a aussi pour objet une utilisation de ce dispositif. Elle s'applique principalement au domaine des transmissions où un circuit de puissance d'un émetteur récepteur est associé à un dispositif de blindage électromagnétique. Elle s'applique tout particulièrement au domaine de la téléphonie mobile. En effet dans ce domaine, l'intégration de certains composants électroniques s'oppose directement au refroidissement ou au moins à un refroidissement suffisant de ces composants. Le but de l'invention est de permettre un refroidissement efficace du circuit de puissance d'un émetteur récepteur, et ce principalement dans la téléphonie mobile.
Actuellement, il existe plusieurs solutions permettant d'assurer un refroidissement suffisant des circuits intégrés de puissance. Une première solution réside dans le choix du boîtier du circuit intégré. En effet, il existe des boîtiers avec des connexions sous forme de languettes présentes sur les côtés du circuit intégré. Généralement, les languettes nombreuses sont réparties sur deux côtés opposés, voire sur les quatre côtés, le circuit intégré se présentant sous la forme d'un pavé avec quatre côtés et deux faces en regard. Dans bien des cas, ce type de circuit intégré est suffisamment large pour permettre un refroidissement suffisant par l'une des faces ou les deux.
Cette réalisation présente cependant des problèmes. En effet, les dimensions de tels circuits représentent un frein à l'intégration du fait du débattement des languettes.
Une deuxième solution, résolvant le problème de la première solution, consiste à utiliser un boîtier de type BGA (Ball Grid Array en anglaisarrangement à billes de soudure). Un boîtier BGA est un boîtier dont les connexions sont réalisées à partir de billes disposées sur une face du circuit intégré. Le boîtier BGA présente l'avantage d'avoir de faibles dimensions par rapport au précédent boîtier. Le problème des boîtiers BGA reste cependant celui de leur dissipation thermique. Une solution consisterait à prendre un tel boîtier BGA plus grand, mais cela reviendrait à fortement augmenter le prix de revient d'un tel boîtier.
Une troisième solution pourrait consister à utiliser la face du boîtier en
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contact avec le support (un circuit imprimé généralement) sur lequel est placé le composant pour évacuer la chaleur. Si une telle face n'est pas en contact avec le support, on choisit la face la plus proche de ce support. Pour cela, on dépose entre cette face et le support une pâte d'évacuation thermique. Une telle pâte, connue, présente une grande conductivité thermique afin de favoriser l'évacuation de la chaleur dégagée par le composant. Le problème de cette réalisation est sa mise en oeuvre et son coût. En effet, la mise en place de la pâte avant la soudure du composant au support est une opération délicate. En outre, le composant considéré doit être muni d'une plaque métallique de diffusion de la chaleur, ce qui est cher.
Les boîtiers de ce type sont ainsi plus coûteux que les boîtiers BGA.
Par ailleurs, un composant de puissance fonctionne souvent avec des signaux en provenance d'un émetteur récepteur. De tels signaux sont par exemple des signaux radiofréquences. Un blindage électromagnétique est donc nécessaire. En effet, le composant de puissance va rayonner des signaux parasites qui vont alors polluer d'autres composants électroniques, dont le composant de puissance lui-même Un tel blindage revient à former autour du composant de puissance une enceinte étanche vis à vis de signaux radioélectriques, c'est-à-dire que des signaux parasites ne peuvent pas en sortir ni y entrer.
Une autre solution permettant d'améliorer la dissipation thermique consisterait à placer sur le composant un radiateur. Toutefois, un espace entre la face recevant le radiateur et un blindage est alors limité. Ainsi, les performances du radiateur dépendent de cet espace. En outre, le blindage se comporte comme une étuve et contribue donc à une augmentation de la température aux abords du composant de puissance et in fine du composant lui-même.
L'invention a pour objet de remédier à ces problèmes en proposant un moyen de dissipation coopérant avec le blindage afin d'améliorer la dissipation thermique de la chaleur produite par un circuit intégré, intégré notamment dans un boîtier BGA, et muni d'un tel blindage.
L'invention concerne donc un dispositif muni d'un circuit intégré de puissance, notamment pour un circuit d'émission réception, dissipant de la chaleur, et d'un dispositif de blindage associé pour lutter contre des parasites électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour que
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le dispositif de blindage soit en contact thermique avec le circuit intégré de puissance afin notamment d'assurer une fonction de dissipation thermique.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen de la figure 1 qui l'accompagne. La figure 1 est montrée à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 montre : - Figure 1 : une représentation simplifiée d'une réalisation d'un émetteur récepteur selon l'invention.
La figure 1 montre un circuit intégré de puissance 1, notamment servant pour un circuit d'émission réception ou encore émetteur récepteur 2 relié par exemple à une antenne 3 d'émission réception. Cet émetteur récepteur rayonne des perturbateurs électromagnétiques. Le circuit de puissance 1, dissipant de la chaleur comme un circuit électronique de puissance, est un composant électronique réalisé sous forme d'un circuit intégré. Un boîtier de ce circuit est de préférence de type BGA, c'est-à-dire un boîtier dont les connexions sont assurées par des billes de soudure 4-1, 4-2 à 4-n disposées sur une face 5 de ce boîtier 3. Ce type de boîtier est généralement réalisé sous la forme d'un pavé avec deux faces 5 et 6 opposées ainsi qu'avec quatre surfaces dont une aire est beaucoup plus faible, formant ainsi des côtés du boîtier 3. Les billes 4-1 à 4-n permettent de relier le circuit intégré de puissance 1 à un circuit imprimé 7 afin de communiquer avec d'autres éléments présents sur ce circuit imprimé 7.
En outre, un dispositif 8 de blindage ou blindage 8 électromagnétique assure d'une part une protection du circuit intégré de puissance 1 vis à vis d'un environnement électromagnétique dans lequel il est placé, et d'autre part une protection de cet environnement par rapport à des signaux parasites générés par ce circuit intégré de puissance 1. Ce blindage 8 se présente généralement sous la forme d'une feuille métallique, éventuellement grillagée, dont une dimension d'une grille dépend des fréquences des signaux parasites à bloquer. Ce blindage est généralement disposé de manière à ne laisser que peu d'espace libre entre la face 6, correspondant au-dessus du boîtier 3, et le blindage 8 à cause des contraintes d'encombrement. En conséquence, il est assez mal aisé de placer dans cet espace un radiateur permettant d'évacuer la chaleur produite par le circuit intégré de puissance 1 présent dans l'émetteur récepteur.
Selon une caractéristique de l'invention, le circuit intégré de puissance
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1 coopère avec le blindage 8 afin d'assurer une fonction de dissipation thermique. Dans une réalisation la plus simple, le blindage 8 est mis en contact avec la face 6. Ainsi, la chaleur produite par le circuit intégré de puissance 1 notamment est évacuée principalement par conduction. En effet, le blindage 8 est généralement réalisé dans un métal, c'est-à-dire un bon conducteur de chaleur. Il peut s'agir d'un matériau en acier voire d'un alliage à base d'aluminium par exemple. Dans ce cas, le boîtier du circuit s'il est conducteur doit être porté à un potentiel électrique sans effets électromagnétiques perturbateurs. Cette première réalisation selon l'invention, bien que simple, peut encore être améliorée car, telle quelle, elle nécessite un contact plan entre le blindage 8 et la surface 6.
C'est pourquoi, selon une variante préférée de l'invention, le blindage 8 coopère avec le circuit intégré de puissance 1 par l'intermédiaire d'un moyen 9 de conduction de la chaleur. De manière préférée, ce moyen 9 est une mousse thermique ou encore appelé joint thermique, de préférence isolante électriquement. Ce joint présente l'avantage d'être élastique. Ainsi, il pourra subir une pression de contact de la part du blindage 8 afin d'assurer un contact homogène d'une part entre le blindage 8 et la mousse thermique 9 et d'autre part entre la mousse thermique 9 et la surface 6 du circuit intégré de puissance 1, ce qui présente l'avantage d'un montage très simple sans structure mécanique complexe.
Ce circuit intégré de puissance 1 est utilisé de préférence dans un téléphone mobile 10. En effet, l'invention permet d'assurer une fonction de dissipation thermique ainsi qu'une fonction de blindage tout en respectant des contraintes relatives à une nécessité d'intégration toujours plus importante.
L'invention s'applique donc à tout système dissipant de la chaleur et muni d'un dispositif de blindage contre la réception et ou l'émission de perturbations électromagnétiques.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS 1-Dispositif muni d'un circuit intégré (1) de puissance, dissipant de la chaleur, et d'un dispositif (8) de blindage associé pour lutter contre des parasites électromagnétiques caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour que le dispositif de blindage soit en contact thermique avec le circuit intégré de puissance.
  2. 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le blindage est mis en contact directement avec le circuit intégré de puissance.
  3. 3-Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le blindage est mis en contact avec le circuit intégré de puissance par l'intermédiaire d'un moyen (9) intermédiaire de conduction de la chaleur.
  4. 4-Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen de conduction est une mousse thermique.
  5. 5-Dispositif selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que le moyen intermédiaire est isolant électriquement.
    Figure img00050001
  6. 6-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit émetteur récepteur rayonnant des signaux électromagnétiques perturbateurs.
  7. 7-Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 dans un téléphone (10) mobile.
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