FR2853202A1 - METHOD FOR PRODUCING HIGHLY HERMETIC ELECTRONIC OR OPTOELECTRONIC PACKAGES INCLUDING AT LEAST ONE THERMOELECTRIC EFFECT REGULATION AND DISSIPATION SYSTEM - Google Patents

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Abstract

Procédé de réalisation de boîtiers électroniques ou optoélectroniques thermo-régulants, hautement hermétiques, de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec un fond céramique en forme de plaque plane ou d'alvéole, intégrant au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier), dont l'une au moins des faces externe et interne participe à la création dudit Peltier externalisé et / ou internalisé.Process for producing thermo-regulating electronic or optoelectronic boxes, highly hermetic, of ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic bottom in the form of a flat plate or cell, integrating at least one regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier), of which at least one of the external and internal faces participates in the creation of said externalized and / or internalized Peltier.

Description

Procédé de réalisation de boîtiers électroniques ouMethod for producing electronic boxes or

optoélectroniques hautement hermétiques intégrant au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique Domaine de l'invention L'invention concerne un procédé de réalisation de boîtiers 10 électroniques ou optoélectroniques, de bonne résistance mécanique, thermo-régulants, assurant l'obtention de boîtiers hautement hermétiques pour résister aux agressions développées dans leur environnement de fonctionnement, en particulier des agents agressifs liquides ou gazeux, des variations importantes 15 de température et de pression, capables de supporter un vide poussé sans fuites, et intégrant au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier).  Field of the Invention The invention relates to a method for producing electronic or optoelectronic packages, of good mechanical strength, thermoregulating, ensuring the obtaining highly hermetic housings to resist attacks developed in their operating environment, in particular aggressive agents, liquid or gaseous, significant variations in temperature and pressure, capable of withstanding a high vacuum without leaks, and incorporating at least one regulation and heat dissipation by thermoelectric effect (Peltier).

L'invention concerne plus particulièrement un procédé de réalisation de boîtiers électroniques ou optoélectroniques, thermo-régulants, de bonne résistance mécanique, les rendant hautement hermétiques aux agressions de leur environnement de fonctionnement, de type céramique / céramique ou céramique / 25 métal, dont le fond en céramique, peut avoir la forme d'une plaque plane ou alvéolaire, et dont l'une au moins des faces interne et externe participe en tout ou partie à au moins un système intégré de régulation et de dissipation thermique par un effet thermoélectrique (Peltier), ledit fond en céramique 30 formant l'une des plaques constitutives dudit Peltier.  The invention relates more particularly to a process for producing electronic or optoelectronic boxes, thermoregulating, of good mechanical resistance, making them highly hermetic to the aggressions of their operating environment, of ceramic / ceramic or ceramic / metal type, the ceramic base, can have the shape of a flat or cellular plate, and at least one of the internal and external faces of which contributes in whole or in part to at least one integrated system of regulation and of heat dissipation by a thermoelectric effect ( Peltier), said ceramic base 30 forming one of the constituent plates of said Peltier.

L'invention concerne également les boîtiers électroniques ou optoélectroniques thermo-régulants hautement hermétiques, de bonne résistance mécanique, de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec fond céramique, participant en tout ou partie à au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier), obtenus selon le procédé et destinés à recevoir différents composants électriques 5 et / ou électroniques et / ou optoélectroniques, en vue de les rassembler et de les protéger.  The invention also relates to highly hermetic thermoregulating electronic or optoelectronic boxes, of good mechanical resistance, of ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with ceramic bottom, participating in whole or in part in at least one regulation and dissipation system. thermal by thermoelectric effect (Peltier), obtained according to the method and intended to receive various electrical and / or electronic and / or optoelectronic components, with a view to collecting and protecting them.

L'invention concerne enfin l'application des boîtiers électroniques ou optoélectroniques, thermo-régulants, hautement 10 hermétiques, obtenus par le procédé, dans les domaines tels que par exemple l'aérospatial, les technologies de transport, la téléphonie, l'électronique ou autres.  The invention finally relates to the application of electronic or optoelectronic, thermoregulating, highly hermetic packages obtained by the process, in fields such as, for example, aerospace, transport technologies, telephony, electronics or other.

Etat de la technique Les boîtiers électroniques ou optoélectroniques sont en général formés d'un fond céramique intégrant des circuits électriques tridimensionnels, sur lequel est brasé un cadre ou un capot, 20 boîtiers dont les caractéristiques recherchées sont d'avoir des coefficients de dilatation thermique faibles et souhaitablement d'être et de rester hermétiques aux gaz, dont la vapeur d'eau, malgré les cycles thermiques ou cycles de pression et dépression auxquels ces boîtiers peuvent être soumis dans leur 25 environnement d'implantation et de fonctionnement.  STATE OF THE ART Electronic or optoelectronic boxes are generally formed of a ceramic bottom integrating three-dimensional electrical circuits, on which is brazed a frame or a cover, 20 boxes whose desired characteristics are to have low coefficients of thermal expansion and desirably to be and remain hermetic to gases, including water vapor, despite the thermal cycles or pressure and vacuum cycles to which these housings can be subjected in their installation and operating environment.

Les composants intégrés dans ces types de boîtiers concernent de plus en plus des systèmes électroniques ou optoélectroniques qui demandent à opérer sous des températures contrôlées et régulées, 30 afin de réduire, dans la mesure du possible, les aléas de fonctionnement qui résultent de différences de température engendrées en interne lors de leur fonctionnement, les composants électroniques ou optoélectroniques présents dans lesdits boîtiers, générant des calories qu'il faut éliminer.  The components integrated in these types of housings increasingly relate to electronic or optoelectronic systems which require operating under controlled and regulated temperatures, in order to reduce, as far as possible, the operational hazards which result from temperature differences generated internally during their operation, the electronic or optoelectronic components present in said boxes, generating calories which must be eliminated.

L'état de la technique enseigne déjà que l'adjonction à l'intérieur de tels boîtiers, de systèmes de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier), 5 permet de réduire la charge thermique appliquée aux divers composants électroniques ou optoélectroniques présents à l'intérieur du boîtier.  The state of the art already teaches that the addition, inside such cases, of regulation and heat dissipation systems by thermoelectric effect (Peltier), 5 makes it possible to reduce the thermal load applied to the various electronic or optoelectronic components present. inside the housing.

Les systèmes de régulation et de dissipation thermique par effet 10 thermoélectrique (Peltier) sont constitués de deux plaques de céramique, l'une des plaques étant la plaque chaude et l'autre la plaque froide, ces deux plaques en céramique étant munies de pistes conductrices et reliées entre elles par des semiconducteurs au contact des pistes conductrices, et étant 15 alimentés en courant électrique. Cette alimentation en courant électrique, au travers du circuit des semi-conducteurs, engendre un effet thermique véhiculant les calories de la plaque froide vers la plaque chaude. La plaque chaude est elle-même fixée sur le fond du boîtier, et joue le rôle de capteur et de dissipateur 20 de calories, ledit fond du boîtier étant lui-même relié à, par exemple, une partie métallique support, externe au boîtier.  The thermoelectric (Peltier) regulation and heat dissipation systems consist of two ceramic plates, one of the plates being the hot plate and the other the cold plate, these two ceramic plates being provided with conductive tracks and connected together by semiconductors in contact with the conductive tracks, and being supplied with electric current. This supply of electric current, through the semiconductor circuit, generates a thermal effect conveying the calories from the cold plate to the hot plate. The hot plate is itself fixed to the bottom of the housing, and plays the role of sensor and heat sink 20, said bottom of the housing itself being connected to, for example, a metal support part, external to the housing.

De par la nécessité de devoir placer un nombre de composants de plus en plus important dans un espace restreint, parce que les 25 boîtiers sont de plus en plus miniaturisés, mais aussi parce que les boîtiers sont de plus en plus plats, l'état de la technique révèle et décrit différentes solutions pour la réalisation de boîtiers infiniment plus dissipants les calories et, dès lors, intégrant un système de régulation et de dissipation thermique 30 par effet thermoélectrique (Peltier).  Due to the need to place an increasing number of components in a limited space, because the 25 cases are more and more miniaturized, but also because the cases are more and more flat, the state of the technique reveals and describes different solutions for the production of infinitely more heat dissipating packages and, therefore, incorporating a regulation and heat dissipation system 30 by thermoelectric effect (Peltier).

Un premier document (demande de brevet US 2002 /0003819 Ai) décrit le positionnement du Peltier dans une fenêtre ouverte dans le fond du boîtier, la plaque inférieure, c'est à dire la plaque chaude, du Peltier venant s'ajuster dans cette fenêtre du fond du boîtier pour permettre de diminuer l'épaisseur totale.  A first document (patent application US 2002/0003819 Ai) describes the positioning of the Peltier in an open window in the bottom of the housing, the bottom plate, ie the hot plate, of the Peltier coming to fit in this window from the bottom of the case to reduce the total thickness.

L'implantation d'un Peltier dans cette ouverture constitue une nouveauté par rapport à l'état de la technique qui préconise 5 jusqu'alors la seule fixation de la plaque inférieure du Peltier sur le fond du boîtier le contenant comme l'est tout autre composant électronique, comme par exemple un circuit intégré.  The installation of a Peltier in this opening constitutes a novelty compared to the state of the art which previously recommends only fixing the lower plate of the Peltier on the bottom of the case containing it like any other. electronic component, such as an integrated circuit.

Malgré son intérêt, cette solution entraîne des inconvénients 10 dont certains sont majeurs. L'un d'entre eux est la nécessité d'avoir une grande précision dans les tolérances de cotes, entre l'épaisseur de la plaque inférieure du Peltier c'est à dire la plaque chaude et le fond du boîtier qui dès lors possède cette fenêtre munie d'un cadre interne assurant le positionnement du 15 Peltier à la fois en hauteur et dans le plan horizontal. Cette obligation géométrique fait que tout décalage de niveau entre le fond du boîtier et la plaque inférieure du Peltier peut provoquer des ruptures du fond céramique, par nature fragile, dès lors que s'effectue la fixation du boîtier sur un support 20 externe, mais également restreindre les flux thermiques si le fond du Peltier n'est pas réellement en contact avec le support externe dissipant sur lequel il est fixé. Par ailleurs, comme un boîtier en particulier optoélectronique doit posséder une herméticité poussée, l'existence d'une ouverture supplémentaire 25 dans son fond augmente les risques de perte d'herméticité.  Despite its advantage, this solution has drawbacks 10 some of which are major. One of them is the need to have great precision in the dimensional tolerances, between the thickness of the bottom plate of the Peltier, that is to say the hot plate and the bottom of the case, which therefore has this window provided with an internal frame ensuring the positioning of the 15 Peltier both in height and in the horizontal plane. This geometrical obligation means that any level difference between the bottom of the case and the lower Peltier plate can cause ruptures of the ceramic bottom, by fragile nature, as soon as the case is fixed on an external support, but also restrict heat flows if the bottom of the Peltier is not really in contact with the dissipating external support on which it is fixed. Furthermore, as a particularly optoelectronic package must have a high hermeticity, the existence of an additional opening 25 in its bottom increases the risks of loss of hermeticity.

Un autre document (demande de brevet US 2002/0085598 Al) décrit le positionnement d'un Peltier sur le fond d'un boîtier optoélectronique, dont la plaque inférieure, dite plaque chaude 30 est fixée sur ledit fond. Pour gagner un espace de liberté dans la hauteur de l'enceinte du boîtier, la plaque supérieure du Peltier, c'est à dire la plaque froide, est utilisée comme plaque support pour les composants électroniques ou optoélectroniques contenus dans le boîtier, alors que dans l'état de la technique, il est connu qu'une plaque intermédiaire est généralement ajoutée au contact de la face supérieure du Peltier, pour recevoir les éléments optoélectronique disposés au sein du boîtier. Dans cette solution il peut apparaître que les 5 échanges thermiques entre le fond du Peltier et le fond du boîtier sont fonction de l'excellence de l'interface entre ces deux fonds aussi bien en terme de géométrie des fonds qu'en terme de leur conductivité thermique.  Another document (patent application US 2002/0085598 A1) describes the positioning of a Peltier on the bottom of an optoelectronic box, the lower plate of which, said hot plate 30 is fixed on said bottom. To gain space in the height of the enclosure, the upper Peltier plate, i.e. the cold plate, is used as a support plate for the electronic or optoelectronic components contained in the housing, whereas in the state of the art, it is known that an intermediate plate is generally added in contact with the upper face of the Peltier, to receive the optoelectronic elements disposed within the housing. In this solution it may appear that the 5 heat exchanges between the bottom of the Peltier and the bottom of the case are a function of the excellence of the interface between these two bottoms both in terms of geometry of the bottoms and in terms of their conductivity thermal.

Un autre document (demande de brevet japonais N0JP5067844) propose un progrès important à l'égard de l'état de la technique, qui consiste à utiliser la plaque de fond en céramique du boîtier comme plaque inférieure ou plaque chaude, du Peltier, cette plaque inférieure du Peltier étant mise aux 15 côtes du cadre ou du capot du boîtier.  Another document (Japanese patent application N0JP5067844) proposes an important advance with regard to the state of the art, which consists in using the ceramic bottom plate of the housing as a bottom plate or hot plate, of Peltier, this plate lower of the Peltier being placed on the 15 sides of the frame or the housing cover.

Toutefois, si cette dernière solution est effectivement source de gains d'espace en hauteur, et potentiellement source de gains économiques, par l'utilisation commune d'une seule plaque 20 céramique pour deux fonctions, c'est-à-dire la plaque céramique inférieure du Peltier devenant la plaque céramique de fond du boîtier, il semble qu'elle ne puisse répondre, dans son architecture de boîtier à cadre ou capot assemblé à la plaque de fond céramique, aux exigences de haute herméticité et de grande 25 résistance mécanique pour le boîtier.  However, if the latter solution is indeed a source of space savings in height, and potentially a source of economic savings, by the common use of a single ceramic plate for two functions, that is to say the ceramic plate lower of the Peltier becoming the ceramic bottom plate of the case, it seems that it cannot meet, in its architecture of a box with a frame or cover assembled with the ceramic bottom plate, the requirements of high hermeticity and great mechanical resistance for The box.

Ainsi, l'état de la technique, et en particulier les documents précités examinés, ne décrivent pas précisément les moyens à mettre en oeuvre lors du montage des boîtiers électroniques ou 30 optoélectroniques, pour que ces boîtiers disposent d'une herméticité suffisante pour affronter des conditions d'exploitation difficiles.  Thus, the state of the art, and in particular the aforementioned documents examined, does not precisely describe the means to be used during the mounting of the electronic or optoelectronic boxes, so that these boxes have a hermetic seal sufficient to face difficult operating conditions.

Car, tous ces boîtiers électroniques ou optoélectroniques ont une architecture de plus en plus affinée et complexe qui découlent des obligations d'être moins volumineux, plus légers, et de contenir de plus en plus de composants électroniques ou 5 optoélectroniques. Ces obligations s'imposent aux boîtiers pour des motifs économiques et des contraintes d'exploitation.  Because, all these electronic or optoelectronic boxes have an increasingly refined and complex architecture which result from the obligations to be less bulky, lighter, and to contain more and more electronic or optoelectronic components. These obligations are imposed on the boxes for economic reasons and operational constraints.

Toutefois, des conséquences réelles se manifestent dans les boîtiers électroniques et optoélectroniques mis sur les marchés, ces conséquences pouvant être des vices de fonctionnement des 10 composants électroniques ou optoélectroniques contenus et / ou des pertes d'herméticité et / ou des fragilités mécaniques lorsque les conditions d'exploitation comportent des variations de température et / ou de pression, des conditions de vide, des actions de vibrations quand les boîtiers sont exploités, par 15 exemple, dans des véhicules automobiles, des moyens de transport collectifs, tels que bateaux, trains, avions, ou encore des fusées, des satellites ou autres.  However, real consequences are manifested in the electronic and optoelectronic packages placed on the market, these consequences being possibly operational defects of the contained electronic or optoelectronic components and / or loss of hermeticity and / or mechanical fragility when the conditions operating conditions include variations in temperature and / or pressure, vacuum conditions, vibration actions when the housings are operated, for example, in motor vehicles, collective means of transport, such as boats, trains, planes, or rockets, satellites or whatever.

Or, il existe une demande de plus en plus exigeante sur le 20 marché de boîtiers électroniques ou optoélectroniques à très haute herméticité et d'excellente résistance mécanique et ce, en particulier, pour des boîtiers thermo-régulants à système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) dont le fond céramique est formé par 25 la plaque inférieure chaude du Peltier. Cette haute herméticité au vide est à assurer quels que soient les cycles thermiques, de pression et de vibrations auxquels le boîtier est soumis, dès lors que certains des composants électroniques ou optoélectroniques doivent opérer dans des conditions de vide 30 poussé et / ou dans des atmosphères contrôlées.  However, there is an increasingly demanding demand on the market for electronic or optoelectronic packages with very high hermeticity and excellent mechanical resistance, and this, in particular, for thermoregulating packages with regulation and heat dissipation system. by thermoelectric effect (Peltier) whose ceramic bottom is formed by the hot bottom plate of the Peltier. This high vacuum tightness is to be ensured whatever the thermal, pressure and vibration cycles to which the housing is subjected, since some of the electronic or optoelectronic components must operate under conditions of high vacuum and / or in atmospheres controlled.

Objectifs de l'invention Dès lors, l'invention poursuit un certain nombre d'objectifs, pour répondre aux besoins d'utilisation de tels boîtiers thermo5 régulants, y compris dans des conditions extrêmes, de telle sorte qu'elle puisse éliminer au mieux les inconvénients précités et qu'elle apporte des solutions aménagées et améliorées par rapport aux divers moyens mis en oeuvre dans les boîtiers électroniques ou optoélectroniques thermo-régulants.  Objectives of the invention Consequently, the invention pursues a certain number of objectives, in order to meet the needs for use of such thermo5 regulating boxes, even under extreme conditions, so that it can best eliminate the aforementioned drawbacks and that it provides adapted and improved solutions compared to the various means used in thermoregulating electronic or optoelectronic boxes.

Tout au long de la description de l'objet de l'invention, la haute herméticité du boîtier s'exprimera par un taux de fuite à l'hélium inférieur à 10-8 cm3 par seconde sous 1 atmosphère de pression différentielle à une température ambiante de 230C 15 lorsque mesurée selon les normes Standards Militaires Américains MIL-STD-883, méthode 1014 Condition A. Un premier objet de l'invention est de créer un procédé de réalisation de boîtiers thermo-régulants électroniques ou 20 optoélectroniques, de haute herméticité et de bonne résistance mécanique, de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec un fond céramique, contenant au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier).  Throughout the description of the subject of the invention, the high hermeticity of the housing will be expressed by a helium leakage rate of less than 10-8 cm3 per second under 1 atmosphere of differential pressure at room temperature of 230C 15 when measured according to the standards American Military Standards MIL-STD-883, method 1014 Condition A. A first object of the invention is to create a process for producing thermo-regulating electronic or optoelectronic boxes, of high hermeticity and of good mechanical resistance, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic base, containing at least one regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier).

Un autre objet de l'invention est de créer un procédé de réalisation de boîtiers thermo-régulants électroniques ou optoélectroniques de haute herméticité, de bonne résistance mécanique, de type céramique / céramique ou céramique / métal, 30 avec un fond céramique qui consiste à utiliser comme fond de boîtier l'une ou l'autre des plaques inférieures ou supérieures du Peltier. Une manière simplifiée de visualiser ce type de boîtier est de considérer que le fond en céramique, appelé à recevoir d'autres composants électriques, électroniques et optoélectroniques est assemblé avec un "demi-Peltier", ce demiPeltier étant formé de l'autre plaque céramique du Peltier et des semis-conducteurs, assemblés avec cette autre plaque. Un tel assemblage avec le fond céramique du boîtier crée par exemple au 5 moins un Peltier interne ou externe au boîtier, quand le "demiPeltier" est associé à la face interne ou à la face externe du fond céramique du boîtier, ou deux Peltier interne-externe au boîtier quand deux "demi-Peltier" sont associés aux faces interne et externe du fond céramique du boîtier.  Another object of the invention is to create a process for producing thermo-regulating electronic or optoelectronic boxes of high hermeticity, of good mechanical resistance, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic base which consists in using as the housing bottom, either of the lower or upper plates of the Peltier. A simplified way to visualize this type of case is to consider that the ceramic base, called to receive other electrical, electronic and optoelectronic components, is assembled with a "half-Peltier", this half-Peltier being formed from the other ceramic plate Peltier and semiconductor, assembled with this other plate. Such an assembly with the ceramic base of the housing creates, for example, at least one Peltier internal or external to the housing, when the "demiPeltier" is associated with the internal face or the external face of the ceramic base of the housing, or two internal Peltiers - external to the case when two "half-Peltier" are associated with the internal and external faces of the ceramic bottom of the case.

Un autre objet de l'invention est de créer un procédé de réalisation de boîtiers thermo-régulants électroniques ou optoélectroniques de haute herméticité, de bonne résistance mécanique et à forte capacité de dissipation thermique, du type 15 céramique / céramique ou céramique / métal, dont au moins l'une des faces externe et interne du fond céramique est utilisée comme l'une ou l'autre des plaques inférieur ou supérieur d'au moins un Peltier et dont la surface est occupée en tout ou partie par au moins un Peltier.  Another object of the invention is to create a process for producing thermo-regulating electronic or optoelectronic packages of high hermeticity, of good mechanical resistance and with high heat dissipation capacity, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, including at least one of the external and internal faces of the ceramic base is used like one or the other of the lower or upper plates of at least one Peltier and the surface of which is occupied in whole or in part by at least one Peltier.

Un autre objet de l'invention est de créer un procédé de réalisation de boitiers thermorégulants électroniques ou optoélectroniques, de bonne résistance mécanique, du type céramique / céramique ou céramique / métal, ayant un fond en 25 céramique, de haute herméticité, c'est-à-dire présentant un taux de fuite à l'hélium qui doit être inférieur à 10-8 cm3 par seconde sous une atmosphère de pression différentielle, à température ambiante de 230C, lorsque mesurée selon la norme Standards Militaires Américains MIL-STD-883, méthode 1014 Condition A. 30  Another object of the invention is to create a process for producing thermoregulating electronic or optoelectronic boxes, of good mechanical strength, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, having a ceramic bottom, of high hermeticity, it is that is to say having a helium leakage rate which must be less than 10-8 cm3 per second under an atmosphere of differential pressure, at ambient temperature of 230C, when measured according to the American Military Standards standard MIL-STD-883 , method 1014 Condition A. 30

Sommaire de l'inventionSummary of the invention

Tous les objectifs énoncés précédemment peuvent être atteints grâce au boîtier électronique ou optoélectronique, objet de l'invention.  All the objectives set out above can be achieved thanks to the electronic or optoelectronic box, object of the invention.

Selon l'invention, le procédé de réalisation de boîtiers électroniques ou optoélectroniques thermo-régulants hautement hermétiques, de bonne résistance mécanique et à forte capacité 10 de dissipation thermique, de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec un fond céramique, intégrant au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) qui se composent chacun: * d'un fond céramique constituant l'une des plaques du système thermoélectrique (Peltier), * d'un cadre ou d'un capot céramique ou métallique, associé au fond céramique, * de broches de connections montées dans le boîtier par l'intermédiaire d'inserts céramique dans le cas ou le cadre est métallique, ou intégrées dans la céramique du fond ou de la paroi du cadre lorsque le cadre est en céramique, 25 * de moyens de fixation du boîtier sur un support, * éventuellement d'au moins un orifice dans le cas de boîtiers optoélectronique, * d'une autre plaque céramique associée à des semi-conducteurs, cet assemblage formant la partie du système thermoélectrique (Peltier) associé au fond céramique, - 10 est caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes a) de création de feuilles de céramique crue par coulage d'une suspension minérale comprenant des matériaux céramiques 5 pulvérulents dispersés dans une phase organique liquide formée d'une matrice organique liquide et d'au moins un solvant organique et de séchage des feuilles formées pour évacuer le au moins un solvant organique, b) de création sur le plan (X,Y) des feuilles de céramique crue séchées, de pistes métalliques, pour former tous les circuits conducteurs, les pistes de scellage ou soudure et les pistes de brasage, au moyen d'une suspension de particules métalliques, ou encre, formée par dispersion d'au moins un 15 métal réfractaire pulvérulent, dans une phase organique liquide formée d'une matrice organique liquide et d'au moins un solvant, puis séchage des pistes pour en évacuer le au moins un solvant, c) de création de voies verticales internes ou vias dans la troisième dimension (Z), par perçage des feuilles en céramique crue séchées et remplissage des voies par une encre ou pâte de métallisation formée au moyen d'une suspension de particules métalliques dispersées dans une phase organique 25 liquide se composant d'une matrice organique liquide et d'au moins un solvant, d) de création d'un bloc homogène pour former le fond en céramique crue par empilement des différentes feuilles en 30 céramique crue façonnées, découpées, pourvues de leurs pistes métalliques et de voies verticales remplies d'encre, puis par compression de l'empilement et par frittage du bloc homogène céramique comprimé à une température d'au moins 1350OC. - il  According to the invention, the process for producing highly hermetic thermoregulating electronic or optoelectronic boxes, of good mechanical strength and with high heat dissipation capacity, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic base, integrating into the minus a thermoelectric regulation and heat dissipation system (Peltier) which each consist of: * a ceramic base constituting one of the plates of the thermoelectric system (Peltier), * a ceramic frame or cover or metallic, associated with the ceramic bottom, * connection pins mounted in the case via ceramic inserts in the case where the frame is metallic, or integrated in the ceramic of the bottom or of the frame wall when the frame is made of ceramic, 25 * of means for fixing the housing to a support, * possibly of at least one orifice in the case of optoelectronic housings, * d another ceramic plate associated with semiconductors, this assembly forming the part of the thermoelectric system (Peltier) associated with the ceramic base, - 10 is characterized in that said method comprises the steps a) of creation of sheets of raw ceramic by pouring a mineral suspension comprising powdery ceramic materials dispersed in a liquid organic phase formed of a liquid organic matrix and of at least one organic solvent and drying the sheets formed to remove the at least one organic solvent, b) creation on the plane (X, Y) of dried raw ceramic sheets, of metal tracks, to form all the conducting circuits, the sealing or soldering tracks and the soldering tracks, by means of a suspension of metallic particles, or ink, formed by dispersing at least one powdery refractory metal, in a liquid organic phase formed of a liquid organic matrix and at least one solvent, then drying of the tracks to remove the at least one solvent, c) creation of internal vertical channels or vias in the third dimension (Z), by drilling the dried raw ceramic sheets and filling the channels with a ink or metallization paste formed by means of a suspension of metallic particles dispersed in a liquid organic phase consisting of a liquid organic matrix and at least one solvent, d) creation of a homogeneous block to form the base in raw ceramic by stacking the various sheets of raw ceramic shaped, cut, provided with their metal tracks and vertical tracks filled with ink, then by compression of the stack and by sintering of the homogeneous ceramic block compressed at a temperature d '' at least 1350OC. - he

e) d'assemblage par brasure sur le fond céramique fritté du cadre céramique ou métallique et des broches d'interconnexions à une température comprise entre 2750C et 8000C., f) d'assemblage par soudure des semi-conducteurs d'au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) sur l'une au moins des faces externe et interne du fond céramique, au droit des pistes 10 initialement créées, à une température comprise entre 130'C et 2400C. ' Dès lors, l'invention concerne un procédé de réalisation de boîtiers thermo-régulants électroniques ou optoélectroniques 15 hautement hermétiques et de bonne résistance mécanique, de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec un fond céramique dont au moins l'une des faces externe ou interne est munie d'au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier), architecturés de 20 telle manière que l'une au moins des faces externe ou interne du fond céramique du boîtier, ou simultanément les faces externe et interne dudit fond constitu(ent) l'une des plaques céramique sur laquelle les composants semi-conducteurs sont soudés sous forme de plots interconnectés, entre ledit fond du boîtier et l'autre 25 plaque du système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier).  e) assembly by soldering on the sintered ceramic bottom of the ceramic or metallic frame and interconnection pins at a temperature between 2750C and 8000C., f) assembly by welding of the semiconductors of at least one system regulation and heat dissipation by thermoelectric effect (Peltier) on at least one of the external and internal faces of the ceramic background, in line with the tracks 10 initially created, at a temperature between 130 ° C. and 2400 C. 'Therefore, the invention relates to a process for producing thermo-regulating electronic or optoelectronic boxes 15 which are highly hermetic and of good mechanical strength, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic base of which at least one of the external or internal faces is provided with at least one regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier), structured in such a way that at least one of the external or internal faces of the ceramic bottom of the housing, or simultaneously the external and internal faces of said bottom constituting one of the ceramic plates on which the semiconductor components are soldered in the form of interconnected pads, between said bottom of the housing and the other plate of the regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier).

L'invention concerne aussi un procédé de réalisation de boîtiers thermorégulants (Peltier) qui possèdent une haute herméticité 30 s'exprimant par un taux de fuite à l'hélium inférieur à 10-8 cm3 par seconde sous une atmosphère de pression différentielle à température ambiante 230C lorsque mesurée selon la norme Standards militaires américains MIL-STD-883, méthode 1014 Condition A. - 12 L'invention concerne, enfin, la création par le procédé de réalisation, de boîtiers thermo-régulants électroniques ou optoélectroniques de haute herméticité, de bonne résistance mécanique, du type céramique / céramique ou céramique / métal, 5 muni d'un fond céramique, dont l'une au moins des faces externe ou interne dudit fond constitue l'une des plaques céramiques d'au moins un Peltier et dont la surface de ladite face est occupée en tout ou partie par au moins un Peltier externe ou interne au boîtier.  The invention also relates to a method for producing thermoregulating packages (Peltier) which have a high hermeticity expressed by a helium leakage rate of less than 10-8 cm3 per second under an atmosphere of differential pressure at room temperature. 230C when measured according to the American military standards MIL-STD-883, method 1014 Condition A. - 12 The invention finally relates to the creation, by the production process, of thermo-regulating electronic or optoelectronic boxes of high hermeticity, of good mechanical strength, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, 5 provided with a ceramic base, at least one of the external or internal faces of said base constitutes one of the ceramic plates of at least one Peltier and of which the surface of said face is occupied in whole or in part by at least one Peltier external or internal to the housing.

Description détaillée de l'invention  Detailed description of the invention

Selon l'invention, il est possible de créer par le procédé de 15 réalisation un boîtier thermo-régulant électronique ou optoélectronique, de haute herméticité, de bonne résistance mécanique, du type céramique / céramique ou céramique / métal, à fond céramique, dont l'une au moins des faces externe et interne dudit fond céramique constitue(nt) l'une des plaques céramique 20 d'au moins un Peltier externe et / ou d'au moins un Peltier interne, lesdites surfaces externe et interne étant occupées en tout ou partie par au moins un Peltier.  According to the invention, it is possible to create, by the production method, an electronic or optoelectronic thermoregulating housing, of high hermeticity, of good mechanical resistance, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with ceramic base, of which the at least one of the external and internal faces of said ceramic base constitutes (s) one of the ceramic plates 20 of at least one external Peltier and / or at least one internal Peltier, said external and internal surfaces being occupied in all or part by at least one Peltier.

Selon l'invention, il est également possible de créer un boîtier 25 thermo-régulant électronique ou optoélectronique, de haute herméticité, du type céramique / céramique ou céramique / métal, dont le fond céramique peut avoir la forme: * d'une alvéole céramique simple ayant en coupe la forme de la 30 lettre U, dont les bords sont orientés vers l'intérieur ou l'extérieur du boîtier, selon que le Peltier est placé de façon interne ou externe au boîtier, ou - 13 * d'une alvéole céramique double ayant en coupe la forme de la lettre H, occupée en tout ou partie par au moins un Peltier dans chaque alvéole, dont les bords sont orientés vers l'intérieur et l'extérieur du boîtier quand deux Peltier sont 5 placés, l'un à l'intérieur du boîtier et l'autre à l'extérieur du boîtier, ou encore, * d'une plaque céramique plane, dont l'une au moins des faces externe ou interne dudit fond céramique, ou simultanément les 10 faces externe 'et interne dudit fond constitue(nt) l'une des plaques céramiques sur laquelle les composants semiconducteurs apparaissent sous forme de plots interconnectés, pris entre ledit fond du boîtier et l'autre plaque du système de régulation et de dissipation thermique par effet 15 thermoélectrique (Peltier).  According to the invention, it is also possible to create an electronic or optoelectronic thermo-regulating housing 25, of high hermeticity, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, the ceramic bottom of which may have the form: * of a ceramic cell simple having in section the shape of the letter U, the edges of which are oriented towards the inside or the outside of the case, depending on whether the Peltier is placed internally or outside the case, or - 13 * of a cell double ceramic having in section the shape of the letter H, occupied in whole or in part by at least one Peltier in each cell, the edges of which are oriented towards the inside and outside of the case when two Peltier are placed, the one inside the case and the other outside the case, or * a flat ceramic plate, at least one of the external or internal faces of said ceramic base, or simultaneously the 10 external faces 'and internal of said fund cons titue (s) one of the ceramic plates on which the semiconductor components appear in the form of interconnected pads, taken between said bottom of the housing and the other plate of the regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier).

Dès lors, selon l'invention, chacune des faces externe et interne précédemment évoquées du fond céramique, peut participer à la création d'au moins un Peltier, c'est-à-dire que chaque 20 face peut être la base de deux Peltier et plus, placés les uns à côté des autres et / ou superposés si nécessaire pour organiser efficacement régulation et dissipation thermique par effet thermoélectrique, selon la taille du boîtier.  Consequently, according to the invention, each of the external and internal faces previously mentioned of the ceramic background, can participate in the creation of at least one Peltier, that is to say that each face can be the base of two Peltiers and more, placed next to each other and / or superimposed if necessary to effectively organize regulation and heat dissipation by thermoelectric effect, depending on the size of the housing.

La réalisation de boîtiers électroniques ou optoélectroniques de type céramique / céramique ou céramique / métal relève de techniques connues.  The production of electronic or optoelectronic boxes of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type is based on known techniques.

Dans le cadre de l'invention, l'un des éléments essentiels de 30 tels boîtiers électroniques ou optoélectroniques est constitué par la plaque de fond en céramique intégrant des circuits électriques tridimensionnels, qui est en général produite par un empilement de feuilles céramique soumises ultérieurement à une opération de frittage. - 14  In the context of the invention, one of the essential elements of such electronic or optoelectronic packages is constituted by the ceramic bottom plate integrating three-dimensional electrical circuits, which is generally produced by a stack of ceramic sheets subsequently subjected to a sintering operation. - 14

Le procédé de réalisation de la plaque céramique de fond opère selon plusieurs étapes distinctes que sont la préparation des matériaux céramique, la formation de feuilles céramiques, le 5 traitement de ces feuilles, l'assemblage des feuilles de céramique crue, le frittage des feuilles en céramique crue assemblées et les traitements post-frittage.  The process for producing the bottom ceramic plate operates in several distinct stages, which are the preparation of ceramic materials, the formation of ceramic sheets, the processing of these sheets, the assembly of the raw ceramic sheets, the sintering of the sheets in raw ceramic assembled and post-sintering treatments.

La technique multicouche de réalisation de la plaque de fond du 10 boîtier céramique, ainsi que du cadre dans le cas de boîtiers céramique / céramique, utilise des feuilles de céramique crues pour créer différentes couches isolantes, qui seront empilées par la suite. Un réseau d'interconnexions est créé par sérigraphie d'encres métalliques sur les feuilles de céramique 15 crues suivant un plan bidimensionnel (axes X, Y), alors que les liaisons verticales dans la troisième dimension (axe Z) sont obtenues par perçage de trous et remplissage de ces derniers par une encre métallique conductrice. Ces créations de pistes planes et de voies verticales métallisées, pour des céramiques à 20 cuisson à haute température, se font au moyen de compositions métalliques à base de tungstène et / ou de Molybdène.  The multilayer technique for producing the bottom plate of the ceramic case, as well as of the frame in the case of ceramic / ceramic cases, uses raw ceramic sheets to create different insulating layers, which will then be stacked. A network of interconnections is created by screen printing of metallic inks on the green ceramic sheets 15 along a two-dimensional plane (axes X, Y), while the vertical connections in the third dimension (axis Z) are obtained by drilling holes and filling them with a conductive metallic ink. These creations of flat tracks and metallized vertical tracks, for high temperature firing ceramics, are made by means of metallic compositions based on tungsten and / or Molybdenum.

Les matériaux céramiques pulvérulents mis en oeuvre dans la préparation d'une suspension céramique en phase liquide 25 (barbotine), intervenant dans le procédé selon l'invention pour la création de feuilles céramique crue, sont essentiellement choisis dans le groupe constitué par les alumines et / ou les nitrures d'aluminium, éventuellement associés à d'autres composant pulvérulents tels que par exemple, le talc, le kaolin, 30 la wollastonite, des pigments tels que l'oxyde de chrome.  The powdery ceramic materials used in the preparation of a ceramic suspension in the liquid phase (slip), involved in the process according to the invention for the creation of raw ceramic sheets, are essentially chosen from the group consisting of aluminas and / or aluminum nitrides, optionally combined with other powdery components such as, for example, talc, kaolin, wollastonite, pigments such as chromium oxide.

La suspension des matériaux pulvérulents céramiques dans la phase liquide organique formée d'au moins un liant organique, d'au moins un solvant organique, d'un dispersant et - 15 éventuellement d'un agent plastifiant et / ou d'un agent lubrifiant, se compose de: * 50 à 75 % en poids du mélange de matériaux céramique 5 essentiellement constitué de A1203 et / ou de nitrure d'aluminium, de telle sorte que après un traitement thermique à haute température, tel qu'un frittage, la teneur en alumine et / ou en nitrure d'aluminium du produit issu du frittage contienne de l'ordre d'au moins environ 92 % en poids 10 d'alumine et / ou de niture d'aluminium à la suite de l'élimination de ladite phase liquide, * de 5 à 15 % en poids d'au moins un liant organique, * de 15 à 45 % en poids d'au moins un solvant organique, * de 0 à 5 % en poids d'au moins un agent plastifiant et / ou d'un agent lubrifiant.  The suspension of ceramic powder materials in the organic liquid phase formed of at least one organic binder, at least one organic solvent, a dispersant and - optionally a plasticizing agent and / or a lubricating agent, consists of: * 50 to 75% by weight of the mixture of ceramic materials 5 essentially consisting of A1203 and / or aluminum nitride, so that after a high temperature heat treatment, such as sintering, the content alumina and / or aluminum nitride of the product from sintering contains of the order of at least about 92% by weight of alumina and / or aluminum niture following the removal of said liquid phase, * from 5 to 15% by weight of at least one organic binder, * from 15 to 45% by weight of at least one organic solvent, * from 0 to 5% by weight of at least one plasticizing agent and / or a lubricating agent.

La dimension diamétrale des grains constituant les matériaux céramiques constituants est bien connue de l'homme de l'art.  The diametral dimension of the grains constituting the constituent ceramic materials is well known to those skilled in the art.

Toutefois, cette dimension diamétrale préférentielle apparaît être comprise entre 0,5 et 5 pm.  However, this preferred diametrical dimension appears to be between 0.5 and 5 μm.

Le liant organique utilisé dans le cadre de l'invention pour la préparation de la suspension des matériaux céramiques dans une phase liquide organique, est choisi de telle sorte qu'il conditionne l'obtention, à partir de ladite suspension, d'une feuille céramique crue non cassante et exempte de rigidité 30 excessive. De plus, ce liant organique est choisi d'une manière telle que lors de l'opération de frittage, il ne laisse pas ou laisse une quantité infime de carbone dans la céramique frittée.  The organic binder used in the context of the invention for the preparation of the suspension of ceramic materials in an organic liquid phase is chosen so that it conditions the obtaining, from said suspension, of a ceramic sheet. raw non-brittle and free from excessive stiffness. In addition, this organic binder is chosen in such a way that during the sintering operation, it does not leave or leaves a minute amount of carbon in the sintered ceramic.

Ce liant organique peut être choisi parmi les polymères connus de l'état de la technique et en particulier dans le groupe des - 16 polymères incluant le polyvinylbutyral, les polymères acryliques ou méthacryliques, acrylates ou méthacrylates, les alcools polyvinyliques, les polyoléfines.  This organic binder can be chosen from the polymers known from the state of the art and in particular from the group of polymers including polyvinyl butyral, acrylic or methacrylic polymers, acrylates or methacrylates, polyvinyl alcohols, polyolefins.

Un agent plastifiant aidant à la formation d'un feuille de céramique crue nonf cassante et exempte de rigidité excessive peut également accompagner le liant organique. L'agent plastifiant, pouvant entrer dans la formation de la suspension de matériaux pulvérulents, peut être choisi dans le groupe 10 constitué par les polyalkylène glycols, tel que par exemple le polyéthylène glycol, l'éthylène glycol, les éthers monoéthyliques de l'éthylène glycol, les alkyls phtalates, en particulier le dibutylphtalate mis en oeuvre seuls ou en mélange.  A plasticizing agent aiding in the formation of a non-brittle raw ceramic sheet free of excessive rigidity may also accompany the organic binder. The plasticizing agent, which can enter into the formation of the suspension of pulverulent materials, can be chosen from group 10 consisting of polyalkylene glycols, such as for example polyethylene glycol, ethylene glycol, monoethyl ethers of ethylene glycol, alkyl phthalates, in particular dibutylphthalate used alone or as a mixture.

Le solvant organique mis en oeuvre dans le cadre de l'invention pour le préparation de la suspension de matériaux céramiques pour former la phase liquide organique, peut être choisi parmi les solvants connus de l'état de la technique et plus particulièrement dans le groupe des solvants formé par les 20 alcools, tels que le méthanol et l'éthanol, les cétones comme la méthyléthylcétone, les solvants halogénés tels que trichloréthane, le trichloréthylène, pris seuls ou en mélange.  The organic solvent used in the context of the invention for the preparation of the suspension of ceramic materials to form the organic liquid phase, can be chosen from the solvents known from the prior art and more particularly from the group of solvents formed by alcohols, such as methanol and ethanol, ketones such as methyl ethyl ketone, halogenated solvents such as trichloroethane, trichlorethylene, taken alone or as a mixture.

Tous les pourcentages en poids des composants intervenant dans 25 la création de la suspension de matériaux céramiques dans une phase liquide organique sont: * définis pour pouvoir obtenir des feuilles de céramique crue offrant une tenue mécanique suffisante dans la gamme des 30 épaisseurs souhaitées, * dans des rapports entre composants minéraux et organiques conduisant à la maîtrise des caractéristiques mécaniques souhaitées pour contrôler la cinétique d'évaporation des - 17 divers solvants quand la suspension céramique passe de son état liquide au moment de la formation de la feuille à un état solide souple après ladite évaporation.  All the percentages by weight of the components involved in the creation of the suspension of ceramic materials in an organic liquid phase are: * defined in order to be able to obtain raw ceramic sheets offering sufficient mechanical strength in the range of the desired thicknesses, * in relationships between mineral and organic components leading to control of the desired mechanical characteristics to control the evaporation kinetics of the various solvents when the ceramic suspension changes from its liquid state at the time of the formation of the sheet to a flexible solid state after said evaporation.

Pour la création des feuilles céramique crue, la suspension de matériaux céramiques dans la phase organique liquide est coulée sur un support, en général une feuille de faible épaisseur en matière synthétique, puis passée sous une lame qui va répartir la suspension sur le support afin deproduire une bande de 10 céramique crue d'épaisseur spécifique et uniforme. Après sa formation, la bande de céramique crue est soumise à l'élimination des solvants organiques par une action de séchage.  For the creation of raw ceramic sheets, the suspension of ceramic materials in the liquid organic phase is poured onto a support, generally a thin sheet of synthetic material, then passed under a blade which will distribute the suspension on the support in order to produce a strip of raw ceramic of specific and uniform thickness. After its formation, the raw ceramic strip is subjected to the elimination of organic solvents by a drying action.

Une fois sèche, et une fois le support délaminé, cette bande devient une couche céramique qui est facilement manipulable en 15 rouleaux ou en feuilles, facilitant les différentes phases d'assemblage et de traitement effectués sur leurs surfaces et / ou à travers elles.  Once dry, and once the support has been delaminated, this strip becomes a ceramic layer which is easy to handle in rolls or in sheets, facilitating the various phases of assembly and treatment carried out on their surfaces and / or through them.

Dès lors que la bande de céramique est sèche, des circuits, dont 20 les uns ont une fonction conductrice et les autres une fonction d'accrochage pour la brasure et / ou le scellage et / ou la soudure des divers éléments entre eux du boîtier à assembler, sont imprimés sur les feuilles céramiques selon des motifs appropriés, au moyen d'encres métalliques à phase organique 25 liquide contenant au moins un solvant organique. Au terme de l'impression des circuits des feuilles céramique crue sont soumises à l'élimination des solvants organiques par une action de séchage.  As soon as the ceramic strip is dry, circuits, some of which have a conductive function and the others a hooking function for soldering and / or sealing and / or soldering of the various elements between them from the housing to assembly, are printed on the ceramic sheets in appropriate patterns, using metallic inks with liquid organic phase containing at least one organic solvent. At the end of the circuit printing, the raw ceramic sheets are subjected to the elimination of organic solvents by a drying action.

Selon l'invention, la création de pistes métallisées sur la feuille céramique crue, qu'elle soit réalisée en alumine ou en nitrure d'aluminium, destinée par assemblage à devenir simultanément le fond du boîtier et une des plaques du Peltier est réalisée par l'une ou l'autre des techniques d'impression ou - 18 de revêtement, en particulier sérigraphique, au moyen des encres comportant dans leur formulation des matériaux métalliques réfractaires, tels que du tungstène, du molybdène mis en oeuvre seuls ou en mélanges.  According to the invention, the creation of metallized tracks on the raw ceramic sheet, whether it is made of alumina or aluminum nitride, intended by assembly to simultaneously become the bottom of the housing and one of the Peltier plates is made by l either of the printing or coating techniques, in particular screen printing, by means of inks comprising in their formulation refractory metallic materials, such as tungsten, molybdenum used alone or in mixtures.

D'autres pistes, telles celles, par exemple, concernant les broches d'interconnexions, et celles destinées à recevoir les semi-conducteurs du "Peltier", sont faites par le même moyen d'impression mettant en oeuvre les mêmes encres métalliques.  Other tracks, such as those, for example, concerning the interconnection pins, and those intended to receive the "Peltier" semiconductors, are made by the same printing means using the same metallic inks.

Ces divers types de pistes doivent, en effet, permettre des brasures et / ou scellages suffisamment résistantes et fiables, qui résistent aux cycles thermiques et aux cycles de variation de pression qui résultent des conditions d'exploitation des 15 boîtiers. Toutes variations thermiques ou variations dans les pressions auxquelles les boîtiers peuvent être soumis engendrent des contraintes mécaniques concentrées aux interfaces, soumettant ces interfaces à des phénomènes de fatigue engendrant des risques de perte d'étanchéité à ce niveau. 20 Dans le cas des broches d'interconnexions, les contraintes de flexion lors des assemblages et des pliures desdites broches nécessitent des résistances élevées à l'accrochage.  These various types of tracks must, in fact, allow soldering and / or seals which are sufficiently resistant and reliable, which withstand the thermal cycles and the pressure variation cycles which result from the operating conditions of the housings. Any thermal variations or variations in the pressures to which the housings can be subjected generate concentrated mechanical stresses at the interfaces, subjecting these interfaces to fatigue phenomena generating risks of loss of tightness at this level. In the case of interconnection pins, the bending stresses during assemblies and bends of said pins require high resistance to hooking.

De même, les feuilles de céramique crue sont munies de trous façonnés verticalement qui, dès lors qu'ils sont remplis au moyen d'une pâte métallique conductrice, à phase organique liquide contenant au moins un solvant organique, forment des voies ou "vias" conductrices permettant à travers les diverses 30 couches de feuilles céramiques, d'assumer la liaison entre les pistes métalliques conductrices des diverses couches céramiques et toutes les fonctions des circuits de communications et d'interconnexions entre les composants internes et l'environnement externe du boîtier. - 19  Likewise, the raw ceramic sheets are provided with vertically shaped holes which, as soon as they are filled with a conductive metallic paste, with liquid organic phase containing at least one organic solvent, form channels or "vias" conductive enabling, through the various layers of ceramic sheets, to assume the connection between the conductive metal tracks of the various ceramic layers and all the functions of the communication and interconnection circuits between the internal components and the external environment of the housing. - 19

Les encres métalliques, pour l'impression des pistes conductrices ou destinées à créer les pistes de scellage et de brasure et les pâtes métalliques pour le remplissage des voies 5 verticales ou vias entre les couches en céramique, sont des suspensions de métaux réfractaires pulvérulents, dans une phase liquide organique de viscosité adaptée à chaque usage.  Metallic inks, for the printing of conductive tracks or intended to create sealing and soldering tracks and metallic pastes for filling vertical or vias tracks between ceramic layers, are suspensions of powdery refractory metals, in an organic liquid phase of viscosity adapted to each use.

Les métaux réfractaires pulvérulents sont préférentiellement 10 choisis dans le groupe constitué par le tungstène et le molybdène, mis en oeuvre seuls ou en combinaison. Ces métaux pouvant facilement résister aux températures pratiquées pour le frittage des feuilles céramiques crues, dont la température minimale est d'au moins 1350 OC.  The powdery refractory metals are preferably chosen from the group consisting of tungsten and molybdenum, used alone or in combination. These metals can easily withstand the temperatures used for sintering raw ceramic sheets, the minimum temperature of which is at least 1350 ° C.

La dimension des particules du tungstène et du molybdène pulvérulents est comprise souhaitablement entre 0,5 et 2,5 pm et préférentiellement compris entre 0,5 et 1,5 pim.  The particle size of the pulverulent tungsten and molybdenum is desirably between 0.5 and 2.5 μm and preferably between 0.5 and 1.5 μm.

La phase organique liquide est formée au moyen des mêmes liants organiques et des mêmes solvants organiques que ceux mis oeuvre dans la préparation de la suspension céramique, étant entendu que les quantités des divers composants en % en poids sont 25 déterminées en fonction de l'utilisation qui sera faire de ladite suspension métallique réfractaire.  The liquid organic phase is formed using the same organic binders and the same organic solvents as those used in the preparation of the ceramic suspension, it being understood that the amounts of the various components in% by weight are determined according to the use which will be made of said refractory metal suspension.

Dès lors que les différentes feuilles céramiques crues ont reçu les motifs sérigraphies respectifs, au moyen de l'encre 30 réfractaire précitée, les différentes feuilles façonnées et découpées à dimension, sont empilées pour former, par compression, un bloc homogène en feuilles céramiques crues, ayant la forme d'une plaque ou d'une alvéole simple ou double en céramique crue, l'élimination de la majeure partie des matières organiques (les liants et les solvants) s'effectuant à faible température, dans une action de séchage, selon une cinétique lente, préalablement à l'opération de frittage.  As soon as the different raw ceramic sheets have received the respective screen printing patterns, by means of the aforementioned refractory ink, the different sheets shaped and cut to size, are stacked to form, by compression, a homogeneous block of raw ceramic sheets, in the form of a single or double plate or cell in raw ceramic, the elimination of most of the organic matter (binders and solvents) taking place at low temperature, in a drying action, according to slow kinetics, prior to the sintering operation.

Les vias qui ont été antérieurement remplies de pâte conductrice constituée d'une suspension de métaux pulvérulents réfractaires dispersés dans une phase organique liquide, deviennent, une fois le frittage effectué, les interconnections électriques verticales entre les circuits horizontaux conducteurs imprimés 10 ou sérigraphies sur les différentes couches de céramique crue, assemblées les unes sur les autres.  The vias which have previously been filled with conductive paste consisting of a suspension of refractory pulverulent metals dispersed in a liquid organic phase, become, once the sintering has been carried out, the vertical electrical interconnections between the horizontal conductive circuits printed 10 or screen printed on the different layers of raw ceramic, assembled one on top of the other.

La plaque ou l'alvéole de fond en céramique crue, selon l'invention résultant de la compression de l'empilement des 15 feuilles crues préparées comme précité, subit alors une opération de frittage à une température d'au moins 13500 C et préférentiellement à une température comprise entre 14500 C et 18000 C. Cette opération de frittage peut se faire sous une atmosphère contrôlée, en général réductrice, et peut s'effectuer sous une charge de telle manière que le retrait qui s'effectue généralement dans les trois dimensions (X, Y, Z), ne puisse s'effectuer seulement que dans l'axe vertical (Z). 25 L'assemblage par brasure du cadre métallique ou en céramique constituant les parois verticales du boîtier, sur la piste de la plaque de fond céramique, s'effectue entre 275 0C et 800 OC, pour donner une haute herméticité au boîtier. Cet assemblage se 30 fait à des températures d'au moins 275 OC, c'est à dire utilise des brasures de type or / étain, ou préférentiellement à des températures d'au moins 350 0C, c'est à dire utilise des brasures or / germanium, ou encore plus préférentiellement à des températures d'au moins 7800C, c'est à dire utilise des brasures - 21 argent / cuivre. De telles brasures sont choisis pour assurer au boîtier et aux composants électroniques ou optoélectroniques contenus une herméticité poussée du boîtier et dès lors, une excellente protection des composants parce que lesdites brasures 5 sont suffisamment ductiles pour résister aux cycles thermiques, de variation de pression, et aux contraintes mécaniques auxquels sont soumis les boîtiers sans risque de voir se créer des craquelures ou des fissures au niveau des assemblages, engendrant des fuites inacceptables lorsque le vide est fait à 10 l'intérieur du boîtier, ou permettant des pénétrations de l'extérieur vers l'intérieur du boîtier.  The raw ceramic bottom plate or cell, according to the invention resulting from the compression of the stack of the 15 raw sheets prepared as above, then undergoes a sintering operation at a temperature of at least 13,500 ° C. and preferably at a temperature between 14500 C and 18000 C. This sintering operation can be carried out under a controlled, generally reducing, atmosphere and can be carried out under a load such that the withdrawal which is generally carried out in three dimensions ( X, Y, Z), can only be done in the vertical axis (Z). 25 The soldering of the metallic or ceramic frame constituting the vertical walls of the housing, on the track of the ceramic bottom plate, takes place between 275 ° C. and 800 ° C., to give a high hermeticity to the housing. This assembly is done at temperatures of at least 275 ° C., that is to say uses gold / tin type solders, or preferably at temperatures of at least 350 ° C., that is to say uses gold solders / germanium, or even more preferably at temperatures of at least 7800C, that is to say uses solder - 21 silver / copper. Such solders are chosen to provide the enclosure and the electronic or optoelectronic components contained with a hermetic seal of the enclosure and therefore excellent protection of the components because said solders 5 are sufficiently ductile to withstand thermal cycles, pressure variation, and the mechanical stresses to which the housings are subjected without the risk of creating cracks or cracks in the assemblies, generating unacceptable leaks when the vacuum is created inside the housing, or allowing penetrations from the outside to inside the housing.

Les broches d'interconnexions, munis ou non d'inserts céramique, suivant que ces broches doivent ou non passer au travers du 15 cadre métallique, sont brasées dans des conditions identiques, afin de permettre que cette opération se fasse en même temps que la brasure du cadre métallique sur le fond du boîtier.  The interconnection pins, whether or not fitted with ceramic inserts, depending on whether or not these pins must pass through the metal frame, are soldered under identical conditions, in order to allow this operation to be carried out at the same time as the soldering metal frame on the bottom of the case.

Dans le cas des boîtiers optoélectroniques, les systèmes de 20 maintien de lentille peuvent utiliser des sertissages ou des brasages.  In the case of optoelectronic packages, the lens holding systems can use crimps or solderings.

Les systèmes de fixation du boîtier sur le support destiné à le recevoir, comprennent différentes pièces métalliques, à faible 25 coefficient de dilatation thermique, telles que pattes de fixation, oreilles, cavaliers, écrous, vis, sangles métallique, brides, qui sont fixées par brasage sur le fond céramique du boîtier ayant préalablement reçu une piste métallique appropriée. De tels assemblages utilisent les mêmes moyens de 30 brasage que ceux précédemment évoqués. Toutefois, pour les applications dans le domaine de l'automobile, des contraintes mécaniques nouvelles, en particulier de résistance aux vibrations sur des périodes de service longues, imposent des résistances mécaniques élevées au niveau de ces interfaces. - 22  The systems for fixing the housing to the support intended to receive it include various metal parts, with a low coefficient of thermal expansion, such as fixing lugs, ears, jumpers, nuts, screws, metal straps, flanges, which are fixed by soldering on the ceramic bottom of the housing having previously received an appropriate metal track. Such assemblies use the same brazing means as those previously mentioned. However, for applications in the automotive field, new mechanical constraints, in particular of resistance to vibration over long service periods, impose high mechanical resistances at these interfaces. - 22

L'assemblage des semi conducteurs du système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) sur la face externe au moins du fond du boîtier au droit des pistes 5 initialement crées, se fait par soudure entre 130 OC et 240 OC.  The assembly of the semiconductors of the regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier) on the external face at least of the bottom of the case in line with the tracks 5 initially created, is done by welding between 130 OC and 240 OC.

Les soudures utilisent des compositions à base d'étain, afin de rester à des températures suffisamment basses pour ne pas risquer d'endommager les composants semi conducteur du Peltier.  The solders use tin-based compositions, in order to remain at temperatures low enough not to risk damaging the semiconductor components of the Peltier.

Ces soudures sont de types étain bismuth, a point de fusion de 10 1400C, ou de type étain plomb, à point de fusion de 232 0C, ou de type étain nickel, à point de fusion de 232 0C.  These solders are of the bismuth tin type, with a melting point of 10 1400C, or of the lead tin type, with a melting point of 232 0C, or of the tin tin type, with a melting point of 232 0C.

Le choix de compositions de soudure est fait de telle manière qu'il n'y ait * ni diffusion métallique dans les semi-conducteurs au moment o s'effectue la soudure, * ni salissure métallique et / ou dépôt d'une phase organique 20 volatile sur la lentille du système optoélectronique lorsque cette lentille est déjà présente dans le cadre préalablement brasé.  The choice of solder compositions is made in such a way that there is * no metallic diffusion in the semiconductors when soldering takes place, * no metallic soiling and / or deposition of an organic phase. volatile on the lens of the optoelectronic system when this lens is already present in the previously brazed frame.

Les mesures de fuite d'hélium permettant de vérifier 25 l'herméticité du boîtier se font une fois le couvercle métallique du boîtier soudé sur le cadre métallique, dans le cas d'un boîtier à cadre métallique ou une fois que le capot est brasé sur la plaque céramique constituant le fond du boîtier.  Helium leakage measurements making it possible to check the hermeticity of the housing are made once the metal cover of the housing is welded to the metal frame, in the case of a metal frame housing or once the cover is brazed to the ceramic plate constituting the bottom of the case.

La détection de la perte d'herméticité pour de tels boîtiers appelés à recevoir des composants électroniques ou optoélectroniques est critique parce que l'entrée de contaminants à l'intérieur du boîtier protecteur risque d'être fortement préjudiciable à la marche des composants incorporés et - 23 réduit la vie effective desdits composants. La vapeur d'eau, par exemple, présente dans le boîtier ou pénétrant dans le boîtier agit comme un contaminant et est un inconvénient majeur pour les composants.  The detection of the loss of hermeticity for such boxes called to receive electronic or optoelectronic components is critical because the entry of contaminants inside the protective box risks being highly detrimental to the functioning of the incorporated components and - 23 reduces the effective life of said components. Water vapor, for example, present in or entering the housing acts as a contaminant and is a major drawback for the components.

L'invention concerne également les boîtiers thermo-régulants électroniques et / ou optoélectroniques thermo-régulants, hermétiques, de bonne résistance mécanique, céramique / céramique ou céramique / métal, avec fond céramique, intégrant 10 au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier), obtenus selon le procédé et destiné à recevoir différents composants électriques et électroniques ainsi qu'optoélectroniques en vue de les rassembler et de les protéger. 15 Le fond céramique de ces boîtiers a la forme * d'une alvéole céramique simple ayant en coupe la forme de la lettre U, dont les bords sont orientés vers 20 l'intérieur ou l'extérieur du boîtier, selon que le Peltier est placé de façon interne ou externe au boîtier, ou * d'une alvéole céramique double ayant en coupe la forme de 25 la lettre H, occupée en tout ou partie par au moins un Peltier dans chaque alvéole, dont les bords sont orientés vers l'intérieur et l'extérieur du boîtier quand deux Peltier sont placés, l'un à l'intérieur du boîtier et l'autre à l'extérieur du boîtier, ou encore 30 * d'une plaque céramique plane, dont l'une au moins des faces externe ou interne dudit fond céramique, ou simultanément les faces externe et interne dudit fond constitue(nt) l'une des plaques céramique sur laquelle - 24 les composants semi-conducteurs apparaissent sous forme de plots interconnectés, pris en sandwich entre ledit fond du boîtier et l'autre plaque du système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier).  The invention also relates to thermo-regulating electronic and / or optoelectronic thermo-regulating, hermetic boxes, of good mechanical strength, ceramic / ceramic or ceramic / metal, with ceramic base, incorporating at least one regulation and heat dissipation system. by thermoelectric effect (Peltier), obtained according to the method and intended to receive different electrical and electronic components as well as optoelectronics in order to collect and protect them. The ceramic bottom of these boxes has the form * of a simple ceramic cell having in section the shape of the letter U, the edges of which are oriented towards the inside or outside of the box, depending on whether the Peltier is placed internally or externally to the housing, or * of a double ceramic cell having in section the shape of the letter H, occupied in whole or in part by at least one Peltier in each cell, the edges of which are oriented inwards and the outside of the case when two Peltiers are placed, one inside the case and the other outside the case, or even 30 * of a flat ceramic plate, at least one of the external or internal faces of said ceramic bottom, or simultaneously the external and internal faces of said bottom constitute (s) one of the ceramic plates on which - 24 the semiconductor components appear in the form of interconnected pads, sandwiched between said bottom of the housing and the other plate of the thermoelectric effect regulation and dissipation system (Peltier).

De tels boîtiers thermo-régulants hautement hermétiques de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec un fond 10 céramique, selon l'invention, intégrant un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) sont employés dans tous les systèmes mettant en oeuvre des composants électroniques ou optoélectroniques sensibles, et qui doivent ainsi être d'abord protégés puis thermo-régulés. 15 Ces boîtiers sont présents dans de nombreuses applications industrielles, dans des systèmes embarqués aussi bien satellites, missiles, avions, moyens de transport en commun, voitures, dans tous les systèmes de télécommunication, de 20 transmission de données, tels que relais, terminaux, centraux.  Such highly hermetic ceramic / ceramic or ceramic / metal type thermo-regulating boxes, with a ceramic bottom, according to the invention, incorporating a thermoelectric effect (Peltier) regulation and heat dissipation system are used in all systems. using sensitive electronic or optoelectronic components, which must first be protected and then thermoregulated. These boxes are present in numerous industrial applications, in on-board systems as well as satellites, missiles, airplanes, means of public transport, cars, in all telecommunications, data transmission systems, such as relays, terminals, exchanges.

Ils peuvent être également présents sur des biens tels qu'équipements industriels et biens de consommation durable, intégrant des éléments capteurs et de conversion et de traitement de signal.  They can also be present on goods such as industrial equipment and durable consumer goods, incorporating sensor elements and signal conversion and processing.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description chiffrée des figures ci-après évoquées, ces figures n'ayant qu'un caractère illustratif non limitatif.  The invention will be better understood from the numerical description of the figures mentioned below, these figures having only a nonlimiting illustrative nature.

La figure 1 est une coupe verticale d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé d'une alvéole contenant un "Peltier" interne. - 25  Figure 1 is a vertical section of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed by a cell containing an internal "Peltier". - 25

La figure 2 est une coupe verticale d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé d'une alvéole contenant un Peltier externe.  Figure 2 is a vertical section of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed of a cell containing an external Peltier.

La figure 3 est une coupe verticale d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé de deux alvéoles contenant un Peltier interne et un Peltier externe.  Figure 3 is a vertical section of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed of two cells containing an internal Peltier and an external Peltier.

La figure 4 est une vue en perspective ouverte sur le devant 10 d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé d'une alvéole contenant un Peltier interne.  Figure 4 is an open perspective view on the front 10 of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed of a cell containing an internal Peltier.

La figure 5 est une détail grossi en perspective provenant de la figure 4.  Figure 5 is an enlarged detail in perspective from Figure 4.

La figure 6 est une coupe verticale d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé d'une plaque céramique participant à un Peltier externe.  Figure 6 is a vertical section of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed of a ceramic plate participating in an external Peltier.

La figure 7 est une coupe verticale d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé d'une plaque céramique participant simultanément à un Peltier interne et un Peltier externe.  Figure 7 is a vertical section of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed of a ceramic plate participating simultaneously in an internal Peltier and an external Peltier.

La figure 8 est une coupe verticale d'un boîtier électronique ou optoélectronique dont le fond céramique est formé d'une plaque participant à un double Peltier externe superposé.  Figure 8 is a vertical section of an electronic or optoelectronic box whose ceramic bottom is formed by a plate participating in a superimposed double external Peltier.

Selon la figure 1, le boîtier électronique ou optoélectronique 30 (1) comporte comme fond de boîtier, une alvéole (2) en céramique comprenant solidairement un fond (3) et un bord (4) tourné vers l'intérieur du boîtier. L'alvéole -céramique (2) constitue l'une des plaques d'un système de régulation et dissipation thermoélectrique comprenant une autre plaque céramique (5) r 2 - 26 associée à des semi-conducteurs (6), cet assemblage qui comprend la plaque céramique (2), la plaque (5) et les semi-conducteurs (6), formant le système thermo-régulant (Peltier).  According to FIG. 1, the electronic or optoelectronic box 30 (1) comprises, as the bottom of the box, a ceramic cell (2) integrally comprising a bottom (3) and an edge (4) facing the inside of the box. The ceramic cell (2) constitutes one of the plates of a thermoelectric regulation and dissipation system comprising another ceramic plate (5) r 2 - 26 associated with semiconductors (6), this assembly which comprises the ceramic plate (2), the plate (5) and the semiconductors (6), forming the thermo-regulating system (Peltier).

Un cadre métallique (7) en alliage de fer avec Nickel 29%, Cobalt 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) est brasé sur l'alvéole céramique (2), l'ensemble cadre (7) et alvéole céramique (2) formant un boîtier électronique ou optoélectronique susceptible d'être fermé par une plaque-capot et contenant le système de 10 régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier).  A metal frame (7) made of iron alloy with Nickel 29%, Cobalt 17% and Manganese 0.2% (Kovar) is brazed to the ceramic cell (2), the frame (7) and ceramic cell (2 ) forming an electronic or optoelectronic box capable of being closed by a cover plate and containing the thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier).

Selon la figure 2, le boîtier électronique ou optoélectronique (1) comporte comme fond de boîtier, une alvéole (8) en céramique comprenant solidairement le fond (3) et le bord (9), tourné vers 15 l'extérieur du boîtier (1). L'alvéole céramique (8) constitue l'une des plaques d'un système de régulation et dissipation thermoélectrique comprenant une autre plaque céramique (10) associée à des semi-conducteurs, cet assemblage qui comprend l'alvéole céramique (8), la plaque (5) et les semi-conducteurs, 20 formant le système thermo-régulant (Peltier).  According to FIG. 2, the electronic or optoelectronic box (1) comprises, as the bottom of the box, a ceramic cell (8) integrally comprising the bottom (3) and the edge (9), turned towards the outside of the box (1 ). The ceramic cell (8) constitutes one of the plates of a thermoelectric regulation and dissipation system comprising another ceramic plate (10) associated with semiconductors, this assembly which comprises the ceramic cell (8), the plate (5) and the semiconductors, forming the thermo-regulating system (Peltier).

Un cadre métallique (7) en alliage de fer avec Nickel 29%, Cobalt 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) est brasé sur l'alvéole céramique (8), l'ensemble cadre (7) et alvéole céramique (8) 25 formant un boîtier électronique ou optoélectronique susceptible d'être fermé par une plaque-capot dont le système de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) est extérieur audit boîtier.  An iron alloy metal frame (7) with Nickel 29%, Cobalt 17% and Manganese 0.2% (Kovar) is brazed to the ceramic cell (8), the frame (7) and ceramic cell (8 ) 25 forming an electronic or optoelectronic box capable of being closed by a cover plate whose thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier) is external to said box.

Selon la figure (3), le boîtier électronique ou optoélectronique (1) comporte comme fond de boîtier deux alvéoles en céramique (2) et (8) adossées solidairement l'une à l'autre par le fond commun (3) muni d'un bord (4) tourné vers l'intérieur du boîtier et d'un bord (9) tourné vers l'extérieur du boîtier.  According to FIG. (3), the electronic or optoelectronic box (1) comprises, as the bottom of the box, two ceramic cells (2) and (8) back-to-back with one another by the common bottom (3) provided with an edge (4) facing the inside of the housing and an edge (9) facing the outside of the housing.

7 - 27 Les alvéoles céramique (2) et (8) constituent chacune l'une des plaques (3) d'un premier système interne de régulation et dissipation thermoélectrique comprenant une autre plaque céramique (5) associée à des semi-conducteurs (6) et d'un deuxième système 5 externe de régulation et dissipation thermoélectrique comprenant une autre plaque céramique (10) associée à des semi-conducteurs (11).  7 - 27 The ceramic cells (2) and (8) each constitute one of the plates (3) of a first internal thermoelectric regulation and dissipation system comprising another ceramic plate (5) associated with semiconductors (6 ) and a second external thermoelectric regulation and dissipation system 5 comprising another ceramic plate (10) associated with semiconductors (11).

Un cadre métallique (7) en alliage de fer avec Nickel 29%, Cobalt 10 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) est brasé sur le bord (4) de l'alvéole (2), l'ensemble cadre (7) alvéoles (2) et (8) en céramique formant le boîtier électronique ou optoélectronique, comprenant deux systèmes thermorégulants (Peltier), l'un interne et l'autre externe au boîtier, ledit boîtier étant susceptible 15 d'être fermé par une plaque-capot (non représentée).  A metal frame (7) made of iron alloy with Nickel 29%, Cobalt 10 17% and Manganese 0.2% (Kovar) is brazed on the edge (4) of the cell (2), the frame assembly (7 ) ceramic cells (2) and (8) forming the electronic or optoelectronic box, comprising two thermoregulating systems (Peltier), one internal and the other external to the box, said box being capable of being closed by a plate - hood (not shown).

Les figures (4) et (5) conformes à la figure (1) révèlent le fond (3), le bord (4), l'alvéole (2) contenant le Peltier dont l'alvéole (3) constitue l'une des plaques, l'autre plaque (5) et les semi20 conducteurs (6) du Peltier, le cadre métallique en alliage de fer avec Nickel 29%, Cobalt 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) (7) et les broches 12, 13 et 14.  Figures (4) and (5) in accordance with Figure (1) reveal the bottom (3), the edge (4), the cell (2) containing the Peltier, the cell (3) of which is one of the plates, the other plate (5) and the semi-conductors (6) of the Peltier, the metallic frame of iron alloy with Nickel 29%, Cobalt 17% and Manganese 0.2% (Kovar) (7) and the pins 12 , 13 and 14.

Selon la figure 6, le boîtier électronique ou optoélectronique (1) 25 comporte comme fond de boîtier, une plaque (22) en céramique. Ce fond céramique (22) constitue, par sa face externe (23) l'une des plaques d'un système de régulation et dissipation thermoélectrique externalisé comprenant une autre plaque céramique (25) associée à des semiconducteurs (26), cet assemblage qui comprend la plaque 30 céramique (22), la plaque (25) et les semi-conducteurs (26), formant le système thermorégulant (Peltier) du boîtier.  According to FIG. 6, the electronic or optoelectronic box (1) 25 comprises, as the bottom of the box, a ceramic plate (22). This ceramic base (22) constitutes, by its external face (23) one of the plates of an externalized thermoelectric regulation and dissipation system comprising another ceramic plate (25) associated with semiconductors (26), this assembly which comprises the ceramic plate (22), the plate (25) and the semiconductors (26), forming the thermoregulating system (Peltier) of the housing.

Un cadre métallique (27) en alliage de fer avec Nickel 29%, Cobalt 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) est brasé sur la plaque céramique (22), l'ensemble cadre (27) et plaque céramique (22) formant un 35 boîtier électronique ou optoélectronique susceptible - 28 d'être fermé par une plaque-capot et contenant le système de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) externalisé Selon la figure 7, le boîtier électronique ou optoélectronique (1) comporte comme fond de boîtier, une plaque (22) en céramique.  An iron alloy metal frame (27) with Nickel 29%, Cobalt 17% and Manganese 0.2% (Kovar) is brazed to the ceramic plate (22), the frame (27) and ceramic plate (22) assembly forming an electronic or optoelectronic box capable of being closed by a cover plate and containing the externalized thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier). According to FIG. 7, the electronic or optoelectronic box (1) has as its bottom housing, a ceramic plate (22).

La plaque céramique (22) constitue, par sa face externe (23), l'une des plaques céramique d'un premier système de régulation et dissipation thermoélectrique externalisé comprenant une autre 10 plaque céramique (25) associée à des semi-conducteurs (26), ce premier assemblage formant ledit système thermo-régulant (Peltier) externalisé, et par sa face interne (24), l'une des plaques céramique d'un deuxième système de régulation et dissipation thermoélectrique internalisé, comprenant une autre 15 plaque céramique (28), associée à des semi-conducteurs (29), ce deuxième assemblage formant ledit système auto-régulant (Peltier) interne.  The ceramic plate (22) constitutes, by its external face (23), one of the ceramic plates of a first externalized thermoelectric regulation and dissipation system comprising another ceramic plate (25) associated with semiconductors (26 ), this first assembly forming said external thermo-regulating system (Peltier), and by its internal face (24), one of the ceramic plates of a second internal thermoelectric regulation and dissipation system, comprising another ceramic plate ( 28), associated with semiconductors (29), this second assembly forming said internal self-regulating system (Peltier).

Un cadre métallique (27) en alliage de fer avec Nickel 29%, 20 Cobalt 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) est brasé sur la plaque céramique (22), l'ensemble cadre (27) et plaque céramique (22) formant un boîtier électronique ou optoélectronique susceptible d'être fermé par une plaquecapot dont le système de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) est extérieur et 25 interne audit boîtier.  An iron alloy metal frame (27) with Nickel 29%, 20 Cobalt 17% and Manganese 0.2% (Kovar) is brazed to the ceramic plate (22), the frame (27) and ceramic plate (22 ) forming an electronic or optoelectronic box capable of being closed by a cover plate whose thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier) is external and internal to said box.

Selon la figure (8), le boîtier électronique ou optoélectronique (1) comporte comme fond de boîtier une plaque en céramique (22).  According to FIG. (8), the electronic or optoelectronic box (1) has a ceramic plate (22) as the bottom of the box.

Ce fond céramique (22) par sa face externe (23) constitue l'une 30 des plaques d'un premier système externalisé de régulation et dissipation thermoélectrique comprenant une autre plaque céramique (25) associée à des semi-conducteurs (26). Cette autre plaque (25) participe à la création d'un deuxième système externe de régulation et dissipation thermoélectrique comprenant - 29 une autre plaque céramique (30) associée à des semiconducteurs (31).  This ceramic bottom (22) by its external face (23) constitutes one of the plates of a first outsourced thermoelectric regulation and dissipation system comprising another ceramic plate (25) associated with semiconductors (26). This other plate (25) participates in the creation of a second external thermoelectric regulation and dissipation system comprising - 29 another ceramic plate (30) associated with semiconductors (31).

Un cadre métallique (27) en alliage de fer avec Nickel 29%, 5 Cobalt 17% et Manganèse 0,2% (Kovar ) est brasé sur la plaque (22), l'ensemble cadre (27), plaque (22) en céramique formant le boîtier électronique ou optoélectronique, comprenant deux systèmes thermo- régulants (Peltier) externes, l'un et l'autre étant superposés. -  An iron alloy metal frame (27) with Nickel 29%, 5 Cobalt 17% and Manganese 0.2% (Kovar) is brazed to the plate (22), the frame assembly (27), plate (22) in ceramic forming the electronic or optoelectronic box, comprising two external thermo-regulating systems (Peltier), one and the other being superimposed. -

Claims (20)

Revendicationsclaims 1. Procédé de réalisation de boîtiers électroniques ou optoélectroniques thermo-régulants hautement hermétiques, de 5 bonne résistance mécanique et à forte capacité de dissipation thermique, de type céramique / céramique ou céramique / métal, avec un fond céramique, intégrant au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) comprenant chacun * un fond céramique constituant l'une des plaques du système thermoélectrique (Peltier), * un cadre ou d'un capot céramique ou métallique, associé au 15 fond céramique, * des broches de connections montées dans le boîtier par l'intermédiaire d'inserts céramique dans le cas ou le cadre est métallique, ou intégrées dans la céramique du fond ou 20 de la paroi du cadre lorsque le cadre est en céramique, * des moyens de fixation du boîtier sur un support, * éventuellement au moins un orifice dans le cas de boîtiers 25 optoélectronique, * une autre plaque céramique associée à des semi-conducteurs, cet assemblage formant la partie du système thermoélectrique (Peltier) associé au fond céramique, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes a) de création de feuilles de céramique crue par coulage d'une suspension minérale comprenant des matériaux - 31 céramiques pulvérulents dispersés dans une phase organique liquide formée d'une matrice organique liquide et d'au moins un solvant, et de séchage des feuilles formées pour évacuer le au moins solvant organique, b) de création sur le plan (X,Y) des feuilles en céramique crue séchées de pistes métalliques, pour former tous les circuits conducteurs, les pistes de scellage ou soudure et les pistes de brasage, au moyen d'une suspension de 10 particules métalliques, ou encre, formée par dispersion d'au moins un métal réfractaire pulvérulent, dans une phase organique liquide formée d'une matrice organique liquide et d'au moins un solvant, puis séchage des pistes pour en évacuer le au moins un solvant, 15 c) de création de voies verticales internes ou vias dans la troisième dimension (Z), par perçage des feuilles en céramique crue séchées et remplissage des voies par une encre ou pâte de métallisation se composant au moyen d'une 20 suspension de particules métalliques dispersées dans une phase organique liquide formée d'une matrice organique liquide et d'au moins un solvant, d) de création d'un bloc homogène pour former le fond en 25 céramique crue par empilement des différentes feuilles en céramique crue façonnées, découpées, pourvues de leurs pistes métalliques et de voies verticales remplies d'encre, puis par compression de l'empilement et par frittage du bloc homogène céramique comprimé, à une 30 température d'au moins 1350'C.  1. Method for producing highly hermetic thermoregulating electronic or optoelectronic boxes, of good mechanical strength and with high heat dissipation capacity, of the ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic base, incorporating at least one regulation and heat dissipation by thermoelectric effect (Peltier) each comprising * a ceramic base constituting one of the plates of the thermoelectric system (Peltier), * a ceramic or metallic frame or cover, associated with the ceramic background, * connection pins mounted in the housing by means of ceramic inserts in the case where the frame is metallic, or integrated in the ceramic of the bottom or of the wall of the frame when the frame is ceramic, * fixing means of the housing on a support, * possibly at least one orifice in the case of optoelectronic housings, * another ceramic plate e associated with semiconductors, this assembly forming the part of the thermoelectric system (Peltier) associated with the ceramic base, characterized in that said method comprises the steps a) of creating raw ceramic sheets by pouring a mineral suspension comprising materials - 31 powder ceramics dispersed in a liquid organic phase formed by a liquid organic matrix and at least one solvent, and by drying the sheets formed to remove the at least organic solvent, b) creation on the plane (X , Y) dried raw ceramic sheets of metal tracks, to form all the conducting circuits, the sealing or soldering tracks and the soldering tracks, by means of a suspension of metallic particles, or ink, formed by dispersion of '' at least one powdery refractory metal, in a liquid organic phase formed by a liquid organic matrix and at least one solvent, then drying of the tracks to evacuate at least one solvent therefrom, 15 c) creation of internal vertical channels or vias in the third dimension (Z), by drilling the dried raw ceramic sheets and filling the channels with an ink or metallization paste consisting of means of a suspension of metallic particles dispersed in a liquid organic phase formed of a liquid organic matrix and of at least one solvent, d) of creating a homogeneous block to form the bottom in raw ceramic by stacking different shaped raw ceramic sheets, cut, provided with their metal tracks and vertical tracks filled with ink, then by compression of the stack and by sintering of the homogeneous compressed ceramic block, at a temperature of at least 1350 ° C. . e) d'assemblage par brasure sur le fond céramique fritté du cadre céramique ou métallique et des broches - 32 d'interconnexions à une température comprise entre 2750C et 8000C, f) d'assemblage par soudure des semi-conducteurs d'au moins 5 un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) sur l'une au moins des faces externe et interne du fond céramique, au droit des pistes initialement créées, à une température comprise entre 1300C et 2400C.  e) assembly by soldering on the sintered ceramic bottom of the ceramic or metallic frame and pins - 32 of interconnections at a temperature between 2750C and 8000C, f) assembly by welding of semiconductors of at least 5 a thermoelectric effect regulation and dissipation system (Peltier) on at least one of the external and internal faces of the ceramic background, in line with the tracks initially created, at a temperature between 1300C and 2400C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension dans une phase organique liquide de matériaux céramiques pulvérulents, mise en oeuvre dans la réalisation des feuilles de céramique cure, se compose de 15 * 50 à 75 % en poids du mélange de matériaux céramique pulvérulents essentiellement constitué de A1203 et / ou de nitrure d'aluminium, de telle sorte que après un traitement thermique de frittage, la teneur en alumine et / ou en 20 nitrure d'aluminium du produit issu du frittage contienne au moins environ 92 % en poids d'alumine et / ou de nitrure d'aluminium.  2. Method according to claim 1, characterized in that the suspension in a liquid organic phase of powdery ceramic materials, used in the production of curing ceramic sheets, consists of 15 * 50 to 75% by weight of the mixture of powdery ceramic materials essentially consisting of A1203 and / or aluminum nitride, so that after a sintering heat treatment, the alumina and / or aluminum nitride content of the product from sintering contains at least about 92 % by weight of alumina and / or aluminum nitride. * de 5 à 15 % en poids d'au moins un liant organique, 25 * de 15 à 45 % en poids d'au moins un solvant organique, * de 0 à 5 % en poids d'au moins un agent plastifiant et / ou d'un agent lubrifiant.  * from 5 to 15% by weight of at least one organic binder, 25 * from 15 to 45% by weight of at least one organic solvent, * from 0 to 5% by weight of at least one plasticizing agent and / or a lubricant. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les matériaux céramiques pulvérulents - 33 ont une dimension diamétrale des grains préférentiellement comprise entre 0,5 et 5 pnm.  3. Method according to either of claims 1 or 2, characterized in that the powdery ceramic materials - 33 have a diametrical dimension of the grains preferably between 0.5 and 5 pnm. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matrice organique de la phase organique liquide de la suspension minérale contient au moins un liant organique choisi dans le groupe des polymères incluant le polyvinylbutyral, les polymères acryliques ou méthacryliques, acrylates ou méthacrylates, les alcools 10 polyvinyliques, les polyoléfines.  4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the organic matrix of the liquid organic phase of the mineral suspension contains at least one organic binder chosen from the group of polymers including polyvinyl butyral, acrylic polymers or methacrylics, acrylates or methacrylates, polyvinyl alcohols, polyolefins. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matrice organique de la phase organique liquide de la suspension minérale contient au moins un agent plastifiant choisi dans le groupe constitué par les polyalkylène glycols, en particulier le polyéthylène glycol, l'éthylène glycol, les éthers monoéthyliques de l'éthylène glycol, les alkyls phtalates, le dibutylphtalate mis en oeuvre seuls ou en mélange. 20  5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the organic matrix of the liquid organic phase of the mineral suspension contains at least one plasticizing agent chosen from the group consisting of polyalkylene glycols, in particular polyethylene glycol, ethylene glycol, monoethyl ethers of ethylene glycol, alkyl phthalates, dibutylphthalate used alone or as a mixture. 20 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la phase organique liquide de la suspension minérale contient au moins un solvant choisi dans le groupe constitué par les alcools, en particulier la 25 méthyléthylcétone, les solvants halogénés en particulier le trichloréthane, le trichloréthylène pris seuls ou en mélange.6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the liquid organic phase of the mineral suspension contains at least one solvent chosen from the group consisting of alcohols, in particular methyl ethyl ketone, the halogenated solvents in in particular trichloroethane, trichlorethylene taken alone or as a mixture. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 30 caractérisé en ce que les feuilles en céramique crue, coulées et séchées, participant à la formation du fond céramique, reçoivent par impression ou revêtement des pistés métallisées conductrices, des pistes métallisées pour brasure, scellage et soudure au moyen d'une encre métallique - 34 conductrice formée d'au moins un métal réfractaire pulvérulent dispersé dans une phase organique liquide.  7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the raw ceramic sheets, cast and dried, participating in the formation of the ceramic background, receive by printing or coating of metallized conductive tracks, metallized tracks for soldering, sealing and welding by means of a conductive metallic ink - 34 formed of at least one powdery refractory metal dispersed in a liquid organic phase. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les feuilles en céramique crue une fois coulées et séchées, participant à la formation du fond céramique, sont munies de trous façonnés verticalement qui sont remplis d'une pâte métallique conductrice formée d'au 10 moins un métal réfractaire pulvérulent dans une phase organique liquide, formant des voies ou "vias" conductrices permettant à travers les diverses couches de feuilles céramiques, d'assumer la liaison entre les pistes métalliques conductrices des diverses couches céramique' et 15 toutes les fonctions des circuits de communications et d'interconnexions entre les composants internes et l'environnement externe du boîtier.  8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the raw ceramic sheets once poured and dried, participating in the formation of the ceramic bottom, are provided with vertically shaped holes which are filled with a paste metallic conductive formed of at least one refractory metal pulverulent in a liquid organic phase, forming conductive channels or "vias" allowing, through the various layers of ceramic sheets, to assume the connection between the metallic conductive tracks of the various ceramic layers and 15 all the functions of the communication and interconnection circuits between the internal components and the external environment of the housing. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les métaux réfractaires mis en suspension dans une phase organique liquide contenant au moins un liant organique et un solvant organique, utilisés dans la suspension céramique, sont choisis dans le groupe constitué par le tungstène et le molybdène, mis en oeuvre 25 seuls ou en mélange.  9. Method according to any one of claims 1 to 8 characterized in that the refractory metals suspended in a liquid organic phase containing at least one organic binder and an organic solvent, used in the ceramic suspension, are chosen from the group consisting of tungsten and molybdenum, used alone or as a mixture. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les feuilles en céramique crue, façonnées et découpées aux dimensions du boîtier, et 30 pourvues de leurs pistes métalliques conductrices et de leurs vias verticales conductrices, sont empilées en blocs homogènes, qui sont soumis à compression et à une opération de frittage à une température préférentiellement comprise entre 14500C et 18000C. - 35  10. A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the raw ceramic sheets, shaped and cut to the dimensions of the housing, and provided with their conductive metal tracks and their conductive vertical vias, are stacked in homogeneous blocks, which are subjected to compression and to a sintering operation at a temperature preferably between 14500C and 18000C. - 35 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le cadre métallique ou céramique et les broches d'interconnexion sont assemblés avec le fond céramique au droit des pistes initialement créées, par 5 brasure du type or / étain, or / germanium, argent / cuivre, entre 2750C et 8000C.  11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the metallic or ceramic frame and the interconnection pins are assembled with the ceramic bottom in line with the tracks initially created, by 5 soldering of the gold / tin type, gold / germanium, silver / copper, between 2750C and 8000C. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'assemblage des semi-conducteurs du 10 au moins un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier) sur l'une au moins des faces externe et interne du fond céramique au droit des pistes initialement créées, se fait par soudure entre 1300C et 2400C, au moyen de compositions à base 15 d'étain / bismuth, d'étain / plomb, et d'étain / nickel.  12. Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the assembly of the semiconductors of the 10 at least one regulation and heat dissipation system by thermoelectric effect (Peltier) on at least one of the external and internal faces of the ceramic bottom to the right of the tracks initially created, is made by welding between 1300C and 2400C, by means of compositions based on tin / bismuth, tin / lead, and tin / nickel. 13. Boîtiers électroniques ou optoélectroniques thermo-régulants hautement hermétiques de type céramique / céramique ou 20 céramique / métal, avec un fond céramique, intégrant un système de régulation et de dissipation thermique par effet thermoélectrique (Peltier), par application de l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le fond céramique est au moins une alvéole ou une plaque 25 plane dont l'une des faces au moins constitue l'une des plaques d'au moins un système de régulation et de dissipation thermo-électrique (Peltier).  13. Highly hermetic thermo-regulating electronic or optoelectronic boxes of ceramic / ceramic or ceramic / metal type, with a ceramic base, incorporating a thermoelectric (Peltier) regulation and heat dissipation system, by application of any one of claims 1 to 12, characterized in that the ceramic base is at least one cell or a flat plate 25 of which at least one of the faces constitutes one of the plates of at least one system of regulation and of heat dissipation electric (Peltier). 14. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce que 30 l'alvéole formant le fond céramique a, en coupe, la forme d'un U, et crée au moins un système de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) interne. - 36  14. Housing according to claim 13, characterized in that the cell forming the ceramic base, in section, has the shape of a U, and creates at least one internal thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier). - 36 15. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce qu l'alvéole formant le fond céramique a, en coupe, la forme d'un U inversé et crée au moins un système de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) externe.  15. Housing according to claim 13, characterized in that the cell forming the ceramic bottom, in section, the shape of an inverted U and creates at least one thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier) external. 16. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'alvéole formant le fond céramique a, en coupe, la forme d'un H et crée au moins deux systèmes de régulation et dissipation thermoélectrique (Peltier) interne et externe.  16. Housing according to claim 13, characterized in that the cell forming the ceramic base has, in section, the shape of an H and creates at least two internal and external thermoelectric regulation and dissipation systems (Peltier). 17. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce que la face externe de la plaque céramique formant le fond céramique crée au moins un système de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) externe. 15  17. Housing according to claim 13, characterized in that the external face of the ceramic plate forming the ceramic base creates at least one external thermoelectric regulation and dissipation system (Peltier). 15 18. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce que la face externe de la plaque céramique formant le fond céramique crée au moins deux systèmes de régulation et de dissipation thermoélectrique (Peltier) externes, placés côte 20 à côte et / ou superposés.18. Housing according to claim 13, characterized in that the external face of the ceramic plate forming the ceramic base creates at least two external thermoelectric regulation and dissipation systems (Peltier), placed side by side and / or superimposed. 19. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce que les faces externe et interne de la plaque céramique formant le fond céramique créent au moins deux systèmes de régulation 25 et dissipation thermoélectrique (Peltier) interne et externe.  19. Housing according to claim 13, characterized in that the external and internal faces of the ceramic plate forming the ceramic base create at least two internal and external thermoelectric dissipation (Peltier) systems. 20. Utilisation des boîtiers selon les revendications 1 à 19, dans des systèmes embarqués, satellites, missiles, avions, 30 moyens de transport en commun, voitures, dans les systèmes de télécommunication, de transmission de données, en particulier relais, terminaux, centraux, dans des biens d'équipements industriels et biens de consommation durable, 3'7 intégrant des éléments capteurs et de conversion et de traitement de signal.  20. Use of the boxes according to claims 1 to 19, in on-board systems, satellites, missiles, planes, means of public transport, cars, in telecommunications systems, data transmission, in particular relays, terminals, exchanges , in industrial equipment goods and durable consumer goods, 3'7 integrating sensor elements and signal conversion and processing.
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