WO2020012101A1 - Procede de fabrication d'un module electronique de puissance pour une électronique embarquée sur aeronef - Google Patents

Procede de fabrication d'un module electronique de puissance pour une électronique embarquée sur aeronef Download PDF

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WO2020012101A1
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conductor
fixed
connection pad
centering pin
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Stéphane SOREL
Gael Blondel
Erick Henry
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Safran Electrical & Power
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Definitions

  • the present invention relates in particular to a method of manufacturing an electronic power module for electronics on board an aircraft, as well as such a power module.
  • the state of the art includes in particular the document FR-A1 -2 864 419.
  • An electronic power module comprises a metallized substrate which generally comprises an electrically insulating layer, made of ceramic material, arranged between two metal layers.
  • the two metallic layers can be deposited on the electrically insulating layer by different techniques such as for example by brazing (or in English terminology “Active Metal Brazing” or even "AMB >> ), by direct bonding of copper (or in English terminology - Saxon “Direct Bonded Copper” or “DSC”), or by direct aluminum bond (or in English terminology “Direct Bonded Aluminum” or "DBA”).
  • One of the metal layers of the substrate forms a power circuit on which power semiconductor components, called power chips, are assembled. This layer is also connected via connection pads to electrical connection conductors of the module.
  • FIG. 1 very schematically shows the steps of fixing a power module.
  • a first step (a) power chips 10 are added and fixed on the metallized substrate 12.
  • the conductors 14 are fixed on the substrate 12 which is generally arranged in or on a frame 16 forming a base or support and preferably thermally conductive.
  • the second fixing step (b) poses a problem.
  • the conductors 14 are positioned on the connection pads 18 of the substrate 12. As can be seen in FIGS. 2 and 3, each connection pad 18, wider than the end of the conductor 14, must be positioned so that the peripheral edge of this connection pad 18 is not too close to the end of the conductor, which would not be acceptable (case of FIG. 3).
  • this peripheral edge must extend around and at a distance from the end of the conductor so that the fixing paste 20 and in particular of solder forms all around the conductor 14 a bonding leave 20a guaranteeing good fixing of the conductor to the substrate 12 (case of Figure 2).
  • This paste 20 provides the electrical connection between the conductor 14 and the connection pad 18.
  • connection pads 18 If the dispersions of the positions of the substrate and of the conductors are large, it is then necessary to increase the size of the connection pads 18. However, when one seeks to densify the routing of a substrate 12, the enlargement of each connection pad 18 contributes to increasing the size of the substrate, all the more so as the number of connection pads in a given direction is high.
  • the substrate 12 and the conductors 14 can be held in position by virtue of the aforementioned frame 16 during the second fixing step (b).
  • FIG. 4 illustrates sub-steps which take place during the fixing step (b).
  • Each conductor 14 is positioned in the frame 16, engaging part of the conductor 14 in a receiving housing 22 formed in the frame 16 (step (i)).
  • a brazing paste 24 is deposited on the opposite ends of the conductors 14 (step (ii)), then the substrate 12 equipped with the chips 10 is positioned on or in the frame 16 (step (iii)) and the assembly is heated in a vacuum oven (step (iv)) to drive melting the paste and fixing the conductors to the substrate.
  • this positioning principle combines the positioning faults D1, D2 of the cutting of the peripheral edges 12a, 16a of the substrate 12 and of the frame 16, the sliding play J of the substrate in the frame, the positioning defect D3 of the connection pads with respect to these peripheral edges, as well as the positioning defect D4 of the patterns of the brazing pastes relative to the patterns of the connection pads.
  • this amounts to a total clearance X of 0.9 mm which is necessary for carrying out the assembly with a success rate of 100%.
  • the present invention makes it possible to respond in a simple, efficient and economical manner to this problem.
  • the present invention relates to a method of manufacturing an electronic power module for electronics on board an aircraft, this power module comprising at least one metallized substrate on which are fixed power chips as well as electrical connection conductors , including the steps of:
  • step (c) the positioning of the end of each conductor on the connection pad is carried out with respect to the position of said at least one centering pin on the metallized substrate.
  • the insert pin is fixed, preferably permanently, on the substrate and is dedicated to positioning the conductors on the substrate.
  • the positioning of the conductors as a function of the position of the or each centering pin makes it possible to reduce positioning faults and to envisage an optimization of the compactness as well as the cost of assembly.
  • the method according to the invention may include one or more of the following characteristics and / or steps, taken in isolation from one another or in combination with each other:
  • step (b) said at least one centering pin is fixed in step (b) on a connection pad of the metallized substrate
  • said at least one centering pin has a general mushroom shape and comprises a head, one end of which is connected to an enlarged base which is intended to be fixed to said substrate,
  • - Said head has a general cylinder shape, a free end, opposite to said base, has a convex rounded shape to facilitate its insertion into a housing of a module manufacturing frame
  • said base has the general shape of a flattened cylinder and comprises a circular surface, preferably lower, applied and fixed against said substrate,
  • each conductor is fixed to a connection pad by soldering, sintering or gluing,
  • said at least one centering pin is fixed to the substrate by soldering, sintering or gluing,
  • each conductor is fixed by brazing at a temperature T1 on a connection pad, and said at least one centering pin is fixed by brazing at a temperature T2 on another connection pad, the temperature T1 being lower than the temperature T2,
  • -step (c) includes sub-steps of:
  • the frame serves as a guide which will cooperate both with the conductors, as in the prior art, but also with the or each centering pin.
  • the positioning of the conductors with respect to the or each centering pin is thus achieved through the frame in this embodiment.
  • the present invention also relates to a power module for electronics on board an aircraft, this module being obtained by the method as described above and comprising at least one centering pin permanently fixed to said metallized substrate.
  • the present invention also relates to on-board electronics on aircraft, comprising a power module as described above.
  • FIG. 1 very schematically represents steps in the manufacturing of an electronic power module for on-board electronics on aircraft
  • FIGS. 2 and 3 are schematic sectional views of a substrate and of a conductor fixed by brazing on this substrate, and respectively show two different positions of the conductor with respect to a connection area of the substrate,
  • FIG. 4 comprises several schematic sectional views of the various elements used for the manufacture of an electronic power module, and illustrate in particular one of the stages of the process represented in FIG. 1,
  • FIGS. 5 and 6 are schematic sectional views of different elements used for the manufacture of an electronic power module, and illustrate in particular the end of one of the steps of the process shown in Figure 1, according to the technique anterior, and
  • FIGS 7 and 8 are schematic sectional views of different elements used for the manufacture of an electronic power module, and illustrate in particular one of the steps of the process shown in Figure 1, according to the invention.
  • an electronic power module is manufactured by a process which comprises steps similar to those of a process of the prior art.
  • chips 10 are fixed on a metallized substrate 12 which conventionally comprises an electrically insulating layer 12a, for example of ceramic material, arranged between two metallic layers 12b, then (c) conductors 14 are fixed to the metallized substrate 12, each conductor having a first end positioned and fixed to a connection pad 18 of the metallized substrate 12.
  • a metallized substrate 12 which conventionally comprises an electrically insulating layer 12a, for example of ceramic material, arranged between two metallic layers 12b, then (c) conductors 14 are fixed to the metallized substrate 12, each conductor having a first end positioned and fixed to a connection pad 18 of the metallized substrate 12.
  • the method further comprises, simultaneously or just after step (a), a step of:
  • step (b) fixing at least one centering pin 26 on the metallized substrate 12, the positioning of the end of each conductor 14 on the connection pad 18 being carried out in step (c) relative to the position of this centering pin 26 on the metallized substrate.
  • the chips 10 can be fixed on the substrate 12 and in particular on connection pads 18 of this substrate by soldering, sintering or gluing.
  • the chips can be fixed by diffusion brazing or by high temperature brazing (HMP (Tgo 298 ° C), AuSn (Tgo 280 ° C), AuGe (Tgo 345 ° C)).
  • HMP high temperature brazing
  • AuSn Tgo 280 ° C
  • AuGe Tgo 345 ° C
  • a nano or micro silver paste can be used as part of an adhesive bonding.
  • the conductors 14 can also be fixed to the connection pads 18 of the substrate by soldering, sintering or gluing.
  • the conductors can be fixed by low temperature soldering (HMP (Tgo 298 ° C), AuSn (Tgo 280 ° C), AuGe (Tgo 345 ° C)).
  • HMP Tgo 298 ° C
  • AuSn Tgo 280 ° C
  • AuGe Tgo 345 ° C
  • low temperature sintering with a nano or micro silver paste is also possible.
  • step (b) the or each centering pin 24 can be fixed on the substrate 12 and in particular on a connection pad 18 of this substrate by soldering, sintering or gluing.
  • step (a) the examples of brazing, sintering and bonding pastes used in the context of fixing the chips 10 also apply here. It is thus understood that the chips 10 and the or each pin 26 can be fixed simultaneously and by the same technique or same paste on the substrate 12.
  • the or each centering pin 26 may have a general mushroom or inverted T shape, as in the example shown, and include a head 26a, one end of which is connected to an enlarged base 26b which is intended to be fixed on a connection pad 18 of the substrate 12.
  • the base 26b has a general shape of cylinder or disc and comprises a circular surface, preferably lower, applied and fixed against the substrate.
  • step (b) comprises the sub-steps illustrated in FIG. 4 and consisting first of all in positioning each conductor 14 in a frame 16, by engaging one end or part of the conductor in a housing reception 22 formed in the frame (step (i)).
  • a brazing paste 24 is then deposited on the opposite ends of the conductors (step (ii)), then the substrate equipped with the chips but also with one or more centering pins 26 is positioned on or in the frame.
  • step (iii) one end of the or each centering pin 26 is engaged in an orifice 28 in the frame 16 and the first end of each conductor 14 is located opposite a connection pad 18 and separated from it by the dough ( Figure 8).
  • the assembly can then be placed in a heating oven, for example under vacuum, in order to fix the end of each conductor 14 to the corresponding connection pad 18 (step (iv)).
  • the frame 16 can be used only for fixing the conductors 14 or else be part of the power module and be fixed to the substrate.
  • the correct positioning of the or each pin 26 can be achieved by the correct choice of the size of the connection pad 18 on which it is fixed and the surface tension of the paste fixing used, and / or by an optical control during this fixing on the substrate.
  • the clearance of the solder pads is reduced from 0.9 mm with the prior art, to 0.2 mm with the invention.
  • the definition of the geometries associated with each centering pin 26 may be the result of different compromises.
  • each centering pin 26 is preferably sufficiently a. large (> 0.5 mm) so that pin 26 is guided in frame 16, b. low ( ⁇ 10 mm) so as not to interfere with the wiring of the chips 10 on the substrate 12.
  • each centering pin 26 is preferably sufficiently
  • connection pad 18 the size of the connection pad 18 relative to the geometry of the centering pin 26 which allows the centering of the pin on the pattern of these ranges by capillarity effect of the dough. It will preferably be ensured that the difference between the geometry of the pin and the brazing range is less than 0.4 mm. When the fixing of the pin is carried out by brazing, it will ensure good wettability of the solder either by the finish of the pin or by a tinning compatible with the chosen solder. Centering the pin is made easier if the pin is light enough to be moved by tension surface of the dough. Preferably, the thickness of the base 26b of the pin is less than or equal to 3 mm.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un module électronique de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef, ce module de puissance comportant au moins un substrat métallisé (12) sur lequel sont fixées des puces de puissance (10) ainsi que des conducteurs (14) de liaison électrique, comprenant les étapes de : (a) fixation des puces sur le substrat métallisé, (c) fixation des conducteurs sur le substrat métallisé, chaque conducteur comportant une première extrémité positionnée et fixée sur une plage de connexion du substrat métallisé, caractérisé en ce qu'il comprend, simultanément ou juste après l'étape (a), une étape de : (b) fixation d'au moins un pion de centrage (26) sur le substrat métallisé, et en ce que, à l'étape (c), le positionnement de l'extrémité de chaque conducteur sur la plage de connexion est réalisé par rapport à la position dudit au moins un pion de centrage sur le substrat métallisé.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D’UN MODULE ELECTRONIQUE DE PUISSANCE POUR UNE ÉLECTRONIQUE EMBARQUÉE SUR AERONEF
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention concerne notamment un procédé de fabrication d’un module électronique de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef, ainsi qu’un tel module de puissance.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[0002] L’état de la technique comprend notamment le document FR-A1 -2 864 419.
[0003] Un module électronique de puissance comprend un substrat métallisé qui comprend en général une couche électriquement isolante, en matériau céramique, agencée entre deux couches métalliques. Les deux couches métalliques peuvent être déposées sur la couche électriquement isolante par différentes techniques comme par exemple par brasage (ou en terminologie anglo-saxonne « Active Métal Brazing » ou encore « AMB >>), par liaison directe du cuivre (ou en terminologie anglo-saxonne « Direct Bonded Copper » ou encore « DSC »), ou encore par liaison directe d’aluminium (ou en terminologie anglo-saxonne « Direct Bonded Aluminium » ou encore « DBA »).
[0004] Une des couches métalliques du substrat forme un circuit de puissance sur lequel des composants à semiconducteurs de puissance, appelés puces de puissance, sont assemblés. Cette couche est en outre reliée via des plages de connexion à des conducteurs de connexion électrique du module.
[0005] La figure 1 représente de manière très schématique des étapes de fixation d’un moduie de puissance. Lors d’une première étape (a), des puces de puissance 10 sont rapportées et fixées sur le substrat métallisé 12. Lors d’une seconde étape (b), les conducteurs 14 sont fixés sur le substrat 12 qui est en générai disposé dans ou sur un cadre 16 formant une embase ou support et de préférence thermiquement conducteur. [0006] Dans la technique actuelle, la seconde étape de fixation (b) pose problème. Lors de cette étape, les conducteurs 14 sont positionnés sur les plages de connexion 18 du substrat 12. Comme cela est visible aux figures 2 et 3, chaque plage de connexion 18, plus large que l’extrémité du conducteur 14, doit être positionnée de sorte que le bord périphérique de cette plage de connexion 18 ne soit pas trop proche de l’extrémité du conducteur, ce qui ne serait pas acceptable (cas de la figure 3). Au contraire, ce bord périphérique doit s’étendre autour et à distance de l’extrémité du conducteur pour que la pâte de fixation 20 et en particulier de brasure forme tout autour du conducteur 14 un congé de liaison 20a garantissant une bonne fixation du conducteur au substrat 12 (cas de la figure 2). Cette pâte 20 assure la liaison électrique entre le conducteur 14 et la plage de connexion 18.
[0007]Si les dispersions des positionnements du substrat et des conducteurs sont grandes, il est alors nécessaire d’augmenter la taille des plages de connexion 18. Cependant, lorsque l’on cherche à densifier le routage d’un substrat 12, l’élargissement de chaque plage de connexion 18 contribue à augmenter la taille du substrat, et ce d’autant plus que le nombre de plages de connexion dans une direction donnée est élevé.
[0008]Cette augmentation de la taille du substrat 12 se fait au détriment de la compacité, du coût mais également dans une certaine mesure de la fiabilité de l’assemblage. En effet, l’assemblage des différents matériaux du module est soumis à des variations de température qui induisent des contraintes entre les matériaux de coefficients de dilatation différents.
[0009] Pour réduire la taille des plages de connexion 18, il est alors nécessaire d’améliorer le positionnement relatif du substrat 12 et des conducteurs 14 qui y sont fixés. En pratique, le substrat 12 et les conducteurs 14 peuvent être maintenus en position grâce au cadre 16 précité lors de la seconde étape de fixation (b).
[0010] La figure 4 illustre des sous-étapes qui ont lieu lors de l’étape de fixation (b). Chaque conducteur 14 est positionné dans le cadre 16, en engagent une partie du conducteur 14 dans un logement de réception 22 formé dans le cadre 16 (étape (i)). Une pâte de brasage 24 est déposée sur les extrémités opposées des conducteurs 14 (étape (ii)), puis le substrat 12 équipé des puces 10 est positionné sur ou dans le cadre 16 (étape (iii)) et l’ensemble est chauffé dans un four sous vide (étape (iv)) pour entraîner la fusion de la pâte et la fixation des conducteurs au substrat.
[0011] Dans la technique actuelle, les extrémités des conducteurs 14 qui sont revêtues de pâte 24 et destinées à être fixées aux plages de connexion 18, sont positionnées vis-à-vis de ces plages de connexion par la coopération du bord périphérique 12a du substrat 12 avec le bord périphérique 16a en regard du cadre 16 (figure 4).
[0012]Cependant, comme cela est illustré aux figures 5 et 6, ce principe de positionnement cumule les défauts de positionnement D1 , D2 de la découpe des bords périphériques 12a, 16a du substrat 12 et du cadre 16, le jeu J de glissement du substrat dans le cadre, le défaut de positionnement D3 des plages de connexion par rapport à ces bords périphériques, ainsi que le défaut de positionnement D4 des motifs des pâtes de brasage par rapport aux motifs des plages de connexion. Dans l’exemple particulier représenté dans les dessins, cela revient à un jeu total X de 0.9 mm qui est nécessaire pour réaliser l’assemblage avec un taux de réussite de 100%.
[0013] La présente invention permet de répondre de manière simple, efficace et économique à ce problème.
EXPOSÉ DE L’INVENTION
[0014] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un module électronique de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef, ce module de puissance comportant au moins un substrat métallisé sur lequel sont fixés des puces de puissance ainsi que des conducteurs de liaison électrique, comprenant les étapes de :
(a) fixation des puces sur le substrat métallisé,
(b) fixation des conducteurs sur le substrat métallisé, chaque conducteur comportant une première extrémité positionnée et fixée sur une plage de connexion du substrat métallisé, caractérisé en ce qu’il comprend, simultanément ou juste après l’étape (a), une étape de :
(i) fixation d’au moins un pion de centrage sur le substrat métallisé,
(ii) et en ce que, à l’étape (c), le positionnement de l’extrémité de chaque conducteur sur la plage de connexion est réalisé par rapport à la position dudit au moins un pion de centrage sur le substrat métallisé.
[0015] Le pion rapporté est fixé, de préférence à demeure, sur le substrat et est dédié au positionnement des conducteurs sur le substrat. Le positionnement des conducteurs en fonction de la position du ou de chaque pion de centrage permet de réduire les défauts de positionnement et d’envisager une optimisation de la compacité ainsi que du coût de l’assemblage.
[0016] Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- ledit au moins un pion de centrage est fixé à l’étape (b) sur une plage de connexion du substrat métallisé,
- ledit au moins un pion de centrage a une forme générale en champignon et comprend une tête dont une extrémité est reliée à une embase élargie qui est destinée à être fixée audit substrat,
- ladite tête a une forme générale de cylindre dont une extrémité libre, opposée à ladite embase, a une forme arrondie convexe pour faciliter son insertion dans un logement d’un cadre de fabrication du module
- ladite embase a une forme générale de cylindre aplati et comprend une surface circulaire, de préférence inférieure, appliquée et fixée contre ledit substrat,
- l’extrémité de chaque conducteur est fixée sur une plage de connexion par brasage, frittage ou collage,
- ledit au moins un pion de centrage est fixé au substrat par brasage, frittage ou collage,
- l’extrémité de chaque conducteur est fixée par brasage à une température T1 sur une plage de connexion, et ledit au moins un pion de centrage est fixé par brasage à une température T2 sur une autre plage de connexion, la température T1 étant inférieure à la température T2,
-l’étape (c) comprend des sous-étapes de :
(i) positionnement de chaque conducteur dans un cadre, ce cadre comportant un logement de réception d’une seconde extrémité de chaque conducteur,
(ii) dépôt de pâte de brasage, de frittage ou de colle sur la première extrémité de chaque conducteur qui reste en saillie dans ledit cadre,
(iii) positionnement du substrat dans le cadre, ou du cadre sur le substrat, de sorte qu’une extrémité dudit au moins un pion de centrage soit engagée dans un orifice dudit cadre et que la première extrémité de chaque conducteur soit située en vis-à-vis d’une plage de connexion et séparée de celle-ci par ladite pâte, et
(iv) fixation de l’extrémité de chaque conducteur à la plage de connexion.
[0017] On comprend ainsi que le cadre sert de guide qui va coopérer à la fois avec les conducteurs, comme dans la technique antérieure, mais aussi avec le ou chaque pion de centrage. Le positionnement des conducteurs vis-à-vis du ou de chaque pion de centrage est ainsi réalisé par l’intermédiaire du cadre dans ce mode de réalisation.
[0018] La présente invention concerne également un module de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef, ce module étant obtenu par le procédé tel que décrit ci-dessus et comportant au moins un pion de centrage fixé à demeure sur ledit substrat métallisé.
[0019] La présente invention concerne encore une électronique embarquée sur aéronef, comportant un module de puissance tel que décrit ci-dessus.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0020] L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente de manière très schématique des étapes de fabrication d’un module électronique de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef,
- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe d’un substrat et d’un conducteur fixé par brasage sur ce substrat, et montrent respectivement deux positions différentes du conducteur vis-à-vis d’une plage de connexion du substrat,
- la figure 4 comprend plusieurs vues schématiques en coupe des différents éléments utilisés pour la fabrication d’un module électronique de puissance, et illustrent en particulier l’une des étapes du procédé représenté à la figure 1 ,
- les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en coupe de différents éléments utilisés pour la fabrication d’un module électronique de puissance, et illustrent en particulier la fin de l’une des étapes du procédé représenté à la figure 1 , selon la technique antérieure, et
- les figures 7 et 8 sont des vues schématiques en coupe de différents éléments utilisés pour la fabrication d’un module électronique de puissance, et illustrent en particulier l’une des étapes du procédé représenté à la figure 1 , selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE RÉALISATION
[0021] Les figures 1 à 6 ont été décrites dans ce qui précède.
[0022] Selon l’invention, un module électronique de puissance est fabriqué par un procédé qui comprend des étapes similaires à celles d’un procédé de la technique antérieure.
[0023] C’est le cas des étapes (a) et (b) illustrées à la figure 1 selon lesquelles :
(a) des puces 10 sont fixées sur un substrat métallisé 12 qui comprend classiquement une couche 12a électriquement isolante, par exemple en matériau céramique, agencée entre deux couches métalliques 12b, puis (c) des conducteurs 14 sont fixés sur le substrat métallisé 12, chaque conducteur comportant une première extrémité positionnée et fixée sur une plage de connexion 18 du substrat métallisé 12.
[0024] Le procédé comprend en outre, simultanément ou juste après l’étape (a), une étape de :
(b) fixation d’au moins un pion de centrage 26 sur le substrat métallisé 12, le positionnement de l’extrémité de chaque conducteur 14 sur la plage de connexion 18 étant réalisé à l’étape (c) par rapport à la position de ce pion de centrage 26 sur le substrat métallisé. [0025] A l’étape (a), les puces 10 peuvent être fixées sur le substrat 12 et en particulier sur des plages de connexion 18 de ce substrat par brasage, frittage ou collage. Dans le premier cas, les puces peuvent être fixées par un brasage par diffusion ou par un brasage à haute température (HMP (Tgº 298°C), AuSn (Tgº 280°C), AuGe (Tgº 345°C)). Dans le cas d’une fixation par frittage, une nano ou micro pâte d’argent peut être utilisée. Enfin, dans le cadre d’une fixation par collage, il est possible d’utiliser une pâte ou colle époxy conductrice chargée en or, argent ou autre matériau électroconducteur.
[0026] A l’étape (c), les conducteurs 14 peuvent également être fixés sur les plages de connexion 18 du substrat par brasage, frittage ou collage. Dans le premier cas, les conducteurs peuvent être fixés par un brasage basse température (HMP (Tgº 298°C), AuSn (Tgº 280°C), AuGe (Tgº 345°C)). Dans le cas d’une fixation par frittage, un frittage basse température avec une nano ou micro pâte d’argent est également envisageable. Enfin, dans le cadre d’une fixation par collage, il est possible d’utiliser une pâte ou colle du type précité. [0027] A l’étape (b), le ou chaque pion de centrage 24 peut être fixé sur le substrat 12 et en particulier sur une plage de connexion 18 de ce substrat par brasage, frittage ou collage. Dans le cas où l’étape b) est réalisée simultanément à l’étape (a), les exemples de pâtes de brasage, frittage et collage utilisés dans le cadre de la fixation des puces 10, s’appliquent également ici. [0028] On comprend ainsi que les puces 10 et le ou chaque pion 26 peuvent être fixés simultanément et par la même technique ou même pâte sur le substrat 12.
[0029] Dans le cas où les différentes étapes de fixation (a), (b) et (c) seraient réalisées par brasage, on comprend en outre que la température T1 de brasage des étapes (a) et (b) est supérieure à la température T2 de brasage de l’étape (c). Cela permet de ne pas altérer la fixation des puces 12 et du ou de chaque pion 24 lors de la fixation des conducteurs 14. Autrement dit, le ou chaque pion 24 n’est pas susceptible de se déplacer lors de la fixation des conducteurs 14 car il restera solidaire du substrat 12.
[0030] Le ou chaque pion de centrage 26 peut avoir une forme générale en champignon ou en T inversé, comme dans l’exemple représenté, et comprendre une tête 26a dont une extrémité est reliée à une embase 26b élargie qui est destinée à être fixée sur une plage de connexion 18 du substrat 12. Dans l’exemple représenté, l’embase 26b a une forme générale de cylindre ou de disque et comprend une surface circulaire, de préférence inférieure, appliquée et fixée contre le substrat.
[0031] En pratique, l’étape (b) comprend les sous-étapes illustrées à la figure 4 et consistant tout d’abord à positionner chaque conducteur 14 dans un cadre 16, en engageant une extrémité ou une partie du conducteur dans un logement de réception 22 formé dans le cadre (étape (i)). Une pâte de brasage 24 est ensuite déposée sur les extrémités opposées des conducteurs (étape (ii)), puis le substrat équipé des puces mais aussi d’un ou de plusieurs pions de centrage 26 est positionné sur ou dans le cadre. Lors de cette dernière étape (iii), une extrémité du ou de chaque pion de centrage 26 est engagé dans un orifice 28 du cadre 16 et la première extrémité de chaque conducteur 14 est situé en vis-à-vis d’une plage de connexion 18 et séparée de celle-ci par la pâte (figure 8). L’ensemble peut alors être mis dans un four de chauffage, par exemple sous vide, pour réaliser la fixation de l’extrémité de chaque conducteur 14 à la plage de connexion 18 correspondante (étape (iv)). La cadre 16 peut être utilisé uniquement pour la fixation des conducteurs 14 ou bien faire partie du module de puissance et être fixé au substrat. [0032] Lors de l’étape (b), le bon positionnement du ou de chaque pion 26 peut être réalisé par le bon choix de la taille de la plage de connexion 18 sur laquelle il est fixé et la tension superficielle de la pâte de fixation utilisée, et/ou par un contrôle optique lors de cette fixation sur le substrat.
[0033] Dans un exemple particulier de réalisation de l’invention, où la géométrie de la plage de connexion possède une déviation de 50 pm et le centrage du pion 26 lors de la brasure est réalisé à 50 pm, avec un jeu mécanique d’outil de 0.2 mm, on réduit le jeu des plages de brasure de 0.9 mm avec la technique antérieure, à 0.2 mm avec l’invention.
[0034] La définition des géométries associées à chaque pion de centrage 26 est peut être le résultat de différents compromis.
1 ) La hauteur de chaque pion de centrage 26 est de préférence suffisamment a. grande (>0.5 mm) pour que le pion 26 soit guidé dans le cadre 16, b. faible (<10 mm) pour ne pas gêner le câblage des puces 10 sur le substrat 12.
2) La surface de contact de chaque pion de centrage 26 est de préférence suffisamment
a. faible (<1 cm2) pour ne pas affecter la surface disponible du substrat
12,
b. grande (>2 mm2) pour assurer un bon parallélisme du substrat 12 lors du brasage.
[0035] Enfin, c’est avant tout le bon choix de la taille de la plage de connexion 18 par rapport à la géométrie du pion de centrage 26 qui permet le centrage du pion sur le motif de ces plages par effet de capillarité de la pâte. On veillera de préférence à ce que l’écart entre la géométrie du pion et de la plage de brasure soit inférieur à 0,4 mm. Lorsque la fixation du pion est réalisée par brasage, on assurera une bonne mouillabilité de la brasure soit par la finition du pion soit par un étamage compatible avec la brasure choisie. Le centrage du pion est d’autant facilité si le pion est suffisamment léger pour être déplacé par la tension superficielle de la pâte. De préférence, l’épaisseur de l’embase 26b du pion est inférieure ou égale à 3 mm.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’un module électronique de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef, ce module de puissance comportant au moins un substrat métallisé (12) sur lequel sont fixées des puces de puissance (10) ainsi que des conducteurs (14) de liaison électrique, comprenant les étapes de :
(a) fixation des puces sur le substrat métallisé,
(c) fixation des conducteurs sur le substrat métallisé, chaque conducteur comportant une première extrémité positionnée et fixée sur une plage de connexion du substrat métallisé,
caractérisé en ce qu’il comprend, simultanément ou juste après l’étape (a), une étape de :
(b) fixation d’au moins un pion de centrage (26) sur le substrat métallisé, et en ce que, à l’étape (c), le positionnement de l’extrémité de chaque conducteur sur la plage de connexion est réalisé par rapport à la position dudit au moins un pion de centrage sur le substrat métallisé.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel ledit au moins un pion de centrage (26) est fixé à l’étape (b) sur une plage de connexion (18) du substrat métallisé (12).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un pion de centrage (26) a une forme générale en champignon et comprend une tête (26a) dont une extrémité est reliée à une embase (26b) élargie qui est destinée à être fixée audit substrat.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite embase (26b) a une forme générale de cylindre aplati et comprend une surface circulaire appliquée et fixée contre ledit substrat (12).
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’extrémité de chaque conducteur (14) est fixée sur une plage de connexion (18) par brasage, frittage ou collage.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit au moins un pion de centrage (26) est fixée au substrat (12) par brasage, frittage ou collage.
7. Procédé selon les revendications 5 et 6 prises en combinaison, dans lequel l’extrémité de chaque conducteur (14) est fixée par brasage à une température T2 sur une plage de connexion (18), et ledit au moins un pion de centrage (26) est fixé par brasage à une température T2 sur une autre plage de connexion, la température T1 étant inférieure à la température T2.
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’étape (c) comprend des sous-étapes de :
(i) positionnement de chaque conducteur (14) dans un cadre, ce cadre (16) comportant un logement (22) de réception d’une seconde extrémité de chaque conducteur,
(ii) dépôt de pâte de brasage (24), de frittage ou de colle sur la première extrémité de chaque conducteur qui reste en saillie dans ledit cadre,
(iii) positionnement du substrat (12) dans le cadre, ou du cadre sur le substrat, de sorte qu’une extrémité dudit au moins un pion de centrage (26) soit engagée dans un orifice (28) dudit cadre et que la première extrémité de chaque conducteur soit située en vis-à-vis d’une plage de connexion (18) et séparée de celle-ci par ladite pâte, et
(iv) fixation de l’extrémité de chaque conducteur à la plage de connexion.
9. Module électronique de puissance pour une électronique embarquée sur aéronef, ce module étant obtenu par le procédé selon l’une des revendications précédentes et comportant au moins un pion de centrage (26) fixé à demeure sur ledit substrat métallisé.
10. Électronique embarquée sur aéronef, comportant un module de puissance selon la revendication 9.
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