WO2025104403A1 - Module electronique de puissance - Google Patents

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mold
protective layer
face
resin
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Son-Ha TRAN
Toni Youssef
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Safran SA
Safran Electrical and Power SAS
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Safran SA
Safran Electrical and Power SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/01—Manufacture or treatment
    • H10W74/016—Manufacture or treatment using moulds
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W42/00—Arrangements for protection of devices
    • H10W42/121—Arrangements for protection of devices protecting against mechanical damage

Definitions

  • the present disclosure relates to the field of electronic power modules for converting electrical energy.
  • Such modules are intended in particular for supplying power to electrical equipment, in particular in the field of aeronautics.
  • a power electronic module comprises power electronic components which make it possible to supply power to electrical equipment from an electrical network, in particular via electrical conductors in the form of buses.
  • a power electronic module 10 (FIG. 1) conventionally comprises a substrate 12 and power electronic components 14 mounted on a first face 12a of the substrate and electrical connection tracks of the power electronic components 14 to the electrical connectors 16, 18. The whole is conventionally encapsulated in a housing and embedded in an encapsulating material, such as epoxy resin 19.
  • FIG 1A illustrates a power electronic module 10 without the resin 19 while the resin 19 surrounding the power electronic components is shown in Figures 1B and 2.
  • the power electronic module with encapsulation is observed as obtained after molding.
  • This module comprises electrical conductors 16, 18 comprising power connectors 16 and signal connectors 18.
  • the metal electrical connectors are connected to each other by a metal frame 20, the connectors 16, 18 and the frame 20 being made of the same material.
  • the substrate 12 comprises several successive layers, a lower layer of copper or aluminum serving as a mechanical support, a ceramic layer serving as an electrical insulator and an upper layer of copper or aluminum allowing the formation of the electrical connection tracks for connection to the signal connectors 18, this upper metal layer also allowing the electrical connection to the power connectors 16.
  • the substrate equipped with the electronic components and illustrated in Figure 1 B is then plasma cleaned before being placed in a mold ( Figure 3) and preheated to improve the adhesion between a thermosetting resin that will be used during encapsulation by transfer molding, and the substrate.
  • the mold comprises a lower part 22 and an upper part 24. More precisely, the lower part 22 forms a receiving tray for the module 10. It is observed that the electrical connectors 16, 18 extend outside the mold and beyond the junction plane of the lower 22 and upper 24 parts.
  • the bottom wall 26 of the lower part 22 of the mold comprises a convex wall 28 intended to receive the second face of the substrate 12b, that is to say the one opposite the first face 12a.
  • the upper part 24 of the mold is applied to the upper peripheral edge of the lower part 22 of the mold so as to form a watertight joint plane at which the power connectors 16 and the signal connectors 18 are tightened.
  • the upper part 24 of the mold comprises support pins 30 making it possible to support the substrate 12 equipped with the electronic components on the convex wall 28 of the lower part 22 of the mold.
  • the addition of a camber is necessary to counter the camber of the substrate 12 following the manufacture of the latter.
  • the convex wall has an amplitude of approximately 200-250 pm in order to obtain a desired final camber of amplitude less than 100 pm for the substrate.
  • flash zones 32 which can be observed in FIG. 4. These flash zones can have a width of approximately 2.4 mm for a substrate with dimensions of approximately 63.5 mm x 35.6 mm.
  • the present disclosure relates to a manufacturing method comprising: a) Obtaining a substrate comprising a first face on which electronic components are arranged and a second free opposite face, b) Obtaining a mold for injecting a thermosetting resin comprising an upper part and a lower part, a convex wall being formed on a bottom wall of the lower part of the mold, c) Forming a protective layer on the second face of the substrate, this layer being capable of retaining its original mechanical structure up to a temperature of at least 200°C, d) Arranging the substrate obtained at the end of step c) so that the protective layer comes into contact with the convex wall of the lower part of the mold, e) Closing the mold by arranging the upper part of the mold on the lower part of the mold, f) Injecting resin under pressure inside the mold so as to cover the electronic components.
  • a protective layer is formed on the second substrate face which prevents the resin from coming into contact with the second face of the substrate.
  • This protective layer has a certain flexibility allowing it to be crushed without dislocating, thus allowing perfect contact with the convex wall of the lower part of the mold. In this way, no air cavity is formed between the substrate and the convex surface which avoids the introduction of resin. It is thus possible to do without the chemical or mechanical deburring step, which makes the manufacturing process of a power module simpler, faster, less expensive and more environmentally friendly.
  • step d) comprises conforming to the shape of the convex wall. It is understood that step d) therefore consists of conforming the substrate carrying the protective layer so that the entire protective layer is in contact with the convex wall, which avoids the formation of an air cavity and therefore the introduction of resin.
  • the protective layer may have a Young's modulus of between 0.5 and 2 GPa. This range of values allows good mechanical strength of the protective layer because it achieves a good compromise between flexibility and resistance to dislocation, thus making it possible to protect the rear face of the substrate against overflow of the epoxy.
  • the protective layer can cover the entire second surface of the substrate.
  • the peripheral edge of the protective layer may be applied to a peripheral edge of the second face of the substrate.
  • the protective layer may have a thickness less than or equal to 100 ⁇ m, preferably between 50 and 100 ⁇ m.
  • the protective layer may comprise an adhesive film allowing it to be held on the second face of the substrate.
  • the resin may be thermosetting and is chosen from an epoxy resin, a polyimide (PI) resin such as Kapton®, polyamide such as Nomex® paper (type 410) or polytetrafluoroethylene such as Teflon®.
  • the protective layer is then removed from the second side of the substrate.
  • a cleaning operation of the second face of the substrate can also be carried out after removal of the protective layer. This operation makes it possible to remove any residue, in particular adhesive when the protective layer comprises an adhesive film. A visual inspection of the second face of the substrate can also be carried out.
  • FIG. 1 illustrates a power module according to the known technique and comprising a substrate carrying electronic components, the upper part A illustrating the power module with encapsulation and the lower part B illustrating the same power module without encapsulation;
  • FIG. 2 illustrates a power module after resin injection
  • FIG. 3 illustrates the overflow of the epoxy resin on the face of the substrate opposite that carrying the electronic components
  • FIG. 4 schematically illustrates the epoxy resin injection device according to the prior art
  • FIG. 5 and [Fig. 6] schematically illustrate the method of manufacturing a power module according to the invention.
  • Figures 5 and 6 represent a resin injection mold 34 according to the present disclosure.
  • the mold 34 is in the open state before resin injection and in Figure 6, the mold 34 is in the open state after resin injection 36.
  • the mold 34 comprises a lower part 34a and an upper part 34b and is intended to receive the substrate 37 equipped with the electronic components and the electrical power connectors 38 and signal 40.
  • the substrate 37 comprises a first face 37a carrying the electronic power components and a second opposite face 37b.
  • the lower part 34a of the mold 34 comprises a bottom wall 42 and a side wall 44 connected to a peripheral edge of the bottom wall 42.
  • the side wall 44 comprises an upper peripheral edge 44a intended to receive a lower peripheral edge 46 of the part upper part 34b of the mold 34.
  • the upper part 34b of the mold 34 is in the form of a cover intended to close the upper opening of the lower part 34a of the mold 34.
  • the lower part 34a of the mold 34 comprises a boss 48 having a convex upper wall 50 oriented towards the opening of the lower part 34a of the mold 34.
  • This boss 48 has a dimension in width and length such that the substrate 37 will be applied entirely on the convex wall 50.
  • the surface of the convex wall 50 is substantially equal to the second surface 37b of the substrate 37.
  • the upper part 34b of the mold 34 comprises support pins 52 making it possible to press on the first face 37a of the substrate 37 and thus constrain the substrate 37 according to the shape of the convex wall 50 of the bottom wall 42 of the lower part 34a of the mold 34. These pins 52 are positioned on the upper part 34b of the mold 34 so as to press directly on the substrate 37 and not on the power electronic components. These pins 52 extend projecting relative to the upper part 34a of the mold 34.
  • the upper part 34b of the mold 34 also comprises ejectors 54 making it possible to press on the hardened resin after injection and hardening of the resin.
  • the method for manufacturing a power electronic module takes place as follows: a) Obtain a substrate 37 comprising a first face 37a on which electronic components are arranged and a second free opposite face 37b, b) Obtain a mold 34 for injecting a thermosetting resin comprising an upper part 34b and a lower part 34a, a convex wall 50 being formed on a bottom wall 42 of the lower part 34a of the mold 34, c) Form a protective layer 56 on the second face of the substrate 37, this layer 56 being capable of retaining its original mechanical structure up to a temperature of at least 200°C, d) Arrange the substrate 37 obtained at the end of step c) so that the protective layer 56 comes into contact with the convex wall of the lower part of the mold, e) Close the mold 34 by arranging the first part 34b of the mold on the second part, f) Inject resin 36 under pressure inside the mold 34 so as to cover the electronic components.
  • a layer 56 of a material resistant to the temperatures to which the resin is subjected is provided, which may be epoxy.
  • the layer may be Teflon ADEZIF TE205.
  • the layer of protective material could be a polyimide (PI) such as Kapton®, polyamide such as Nomex® paper (type 410) or even Polytetrafluoroethylene such as Teflon®, in particular Teflon® ADEZIF TE205.
  • the layer 56 should have a thickness of less than 100 pm and preferably between 50 and 100 pm.
  • the protective layer 56 may be electrically insulating so as not to have residues at the end of the process which may be a source of partial discharge in the module and a source of short circuit.
  • This layer 56 may be applied to the second face 37b of the substrate 37 by gluing. For this purpose, it may thus comprise an adhesive film. It must have a mechanical strength enabling it to withstand the bearing force produced by the pins 52.
  • the protective layer 56 may be kept in contact with the boss 48, and in particular with the convex wall 50, by means of the pins 52, ensuring a seal between the boss 48, and in particular the convex wall 50 of the mold 34, and the substrate 37.
  • the upper part 34b of the mold 34 is removed using the ejectors 54.
  • the layer 56 is then removed from the second face 37b of the substrate 37.
  • the layer 56 can be easily removed after molding, the adhesion between the layer 56 and the substrate 37 being determined to ensure a seal with the boss 48 after the descent of the upper part 34b of the mold. Cleaning is also carried out to remove any glue residue and a visual inspection of the second face 37b of the substrate 37 is carried out.
  • the substrate 37 encapsulated in resin 36 is thus obtained, this substrate being free of inclusion of resin 36 on the second face thereof. This avoids long and complicated mechanical or chemical deburring operations.

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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un module électronique de puissance comprenant une étape d'application d'une couche de protection sur une face d'un substrat opposée à celle portant des composants électroniques de puissance et à disposer le substrat dans un moule de manière à ce que la couche de protection soit appliquée sur le fond du moule puis à injecter de la résine.

Description

Description
Titre : MODULE ELECTRONIQUE DE PUISSANCE
Domaine technique
[0001] La présente divulgation relève du domaine des modules électroniques de puissance pour la conversion d’énergie électrique. De tels modules sont notamment destinés à l’alimentation en puissance d’un équipement électrique, en particulier dans le domaine de l’aéronautique.
Technique antérieure
[0002] De manière générale, un module électronique de puissance comprend des composants électroniques de puissance qui permettent d’alimenter en énergie un équipement électrique à partir d’un réseau électrique, notamment par l’intermédiaire de conducteurs électriques sous la forme de bus. D’un point de vue structurel, un module électronique de puissance 10 (figure 1 ) comporte classiquement un substrat 12 et des composants électroniques de puissance 14 montés sur une première face 12a du substrat et des pistes de connexion électrique des composants électroniques de puissance 14 aux connecteurs électriques 16, 18. Le tout est classiquement encapsulé dans un boîtier et noyé dans un matériau d’encapsulation, tel que de la résine époxy 19.
[0003] La figure 1A illustre un module électronique de puissance 10 sans la résine 19 tandis que la résine 19 entourant les composants électroniques de puissance est représentée sur les figures 1 B et 2. Sur la figure 2, on observe le module électronique de puissance avec encapsulation tel qu’obtenu après moulage. Ce module comprend des conducteurs électriques 16, 18 comportant des connecteurs de puissance 16 et des connecteurs de signal 18. Les connecteurs électriques métalliques sont reliés les uns aux autres par un cadre métallique 20, les connecteurs 16, 18 et le cadre 20 étant réalisés dans un même matériau. Classiquement, le substrat 12 comprend plusieurs couches successives, une couche inférieure de cuivre ou d’aluminium servant de support mécanique, une couche de céramique servant d’isolant électrique et une couche supérieure de cuivre ou d’aluminium permettant la formation des pistes de connexion électrique pour la liaison aux connecteurs de signal 18, cette couche de métal supérieure permettant également la liaison électrique aux connecteurs de puissance 16.
[0004] Le substrat équipé des composants électroniques et illustré en figure 1 B est ensuite nettoyé par plasma avant d’être placé dans un moule (figure 3) et préchauffé pour améliorer l’adhérence entre une résine thermodurcissable qui va être utilisée pendant l’encapsulation par moulage par transfert, et le substrat. Comme représenté en figure 3, le moule comprend une partie inférieure 22 et une partie supérieure 24. Plus précisément, la partie inférieure 22 forme un bac de réception du module 10. On observe que les connecteurs électriques 16, 18 s’étendent à l’extérieur du moule et au-delà du plan de jonction des parties inférieure 22 et supérieure 24. La paroi de fond 26 de la partie inférieure 22 du moule comprend une paroi convexe 28 destinée à recevoir la seconde face du substrat 12b, c’est-à-dire celle opposée à la première face 12a. La partie supérieure 24 du moule est appliquée sur le bord périphérique supérieure de la partie inférieure 22 du moule de manière à former un plan de joint étanche au niveau duquel sont serrés les connecteurs de puissance 16 et les connecteurs de signal 18.
[0005] On observe que la partie supérieure 24 du moule comprend des broches d’appui 30 permettant de réaliser un appui du substrat 12 équipé des composants électroniques sur la paroi convexe 28 de la partie inférieure 22 du moule. L’ajout d’une cambrure est nécessaire pour contrer la cambrure du substrat 12 consécutive à la fabrication même de celui-ci. La paroi convexe présente une amplitude d’environ 200-250 pm afin d’obtenir une cambrure finale souhaitée d’amplitude inférieure à 100 pm pour le substrat.
[0006] Malgré la présence de broches d’appui 30 et de la paroi d’appui convexe 28, on observe que des cavités d’air peuvent être présentes entre le substrat 12 et la paroi convexe 28. Ces cavités sont principalement dues à la variabilité de cambrure en amplitude et de forme entre les substrats. Il s’ensuit que la forme prédéterminée de la paroi convexe ne convient pas à tous les substrats.
[0007] Sous l’effet de la pression et de la température, la résine injectée dans le moule peut pénétrer sous le substrat et venir remplir les cavités d’air. Cela conduit à la formation de zones de bavure 32 qui peuvent être observées sur la figure 4. Ces zones de bavures peuvent avoir une largeur d’environ 2,4 mm pour un substrat de dimensions d’environ 63,5 mm x 35,6 mm.
[0008] Pour éliminer ces bavures de résine, on a recours à un procédé d’ébavurage. Les procédés d’ébavurage conventionnels utilisent généralement des produits chimiques, de l'eau ou des solides durs immergés dans l'eau comme agents.
[0009] Dans le cas du traitement chimique, des produits chimiques fortement acides ou alcalins sont utilisés pour attaquer l'interface entre l’époxy et la surface du substrat. Ce procédé peut conduire à dégrader la surface du substrat si ces paramètres ne sont pas bien maitrisés. Après une durée de réaction chimique suffisante, un rinçage à l'eau et un jet d'eau peuvent être utilisés pour détacher les bavures de la surface du substrat. On comprend bien que l’utilisation des produits chimiques n’est pas optimale d’un point de vue environnementale du fait de l’utilisation même de produits chimiques mais également de la consommation d’eau associée.
[0010] Dans le cas d'un traitement de sablage abrasif, des billes de verre ou de cristal mélangées avec de l'eau peuvent également être utilisées pour le sablage de la surface supérieure des bavures. Cependant, ce procédé peut entraîner des défauts de surface (bosses ou micro-fissures) et une cambrure supplémentaire du module de puissance qui peuvent affecter sa performance et sa fiabilité.
[0011] Les procédés d’ébavurage sont donc très délicats et également coûteux. Il est donc souhaitable de disposer d’une alternative plus simple à mettre en œuvre, moins polluante et permettant de garantir l’intégrité du substrat tout en évitant la formation de bavures de résine sur le substrat, c’est-à-dire sur la face opposée à celle portant les composants électroniques de puissance.
Résumé
[0012] La présente divulgation concerne un procédé de fabrication comprenant : a) Obtenir un substrat comportant une première face sur laquelle sont disposés des composants électroniques et une seconde face opposée libre, b) Obtenir un moule d’injection d’une résine thermodurcissable comprenant une partie supérieure et une partie inférieure, une paroi convexe étant formée sur une paroi de fond de la partie inférieure du moule, c) Former une couche de protection sur la seconde face du substrat, cette couche étant apte à conserver sa structure mécanique originelle jusqu’à une température d’au moins 200°C, d) Disposer le substrat obtenu à l’issu de l’étape c) de manière à ce que la couche de protection vienne en contact avec la paroi convexe de la partie inférieure du moule, e) Refermer le moule en disposant la partie supérieure du moule sur la partie inférieure du moule, f) Injecter de la résine sous pression à l’intérieur du moule de manière à recouvrir les composants électroniques.
[0013] Selon l’invention, une couche de protection est formée sur la seconde face substrat ce qui empêche que la résine vienne en contact avec la seconde face du substrat. Cette couche de protection possède une certaine souplesse lui permettant d’être écrasé sans se disloquer, permettant ainsi d’avoir un contact parfait avec la paroi convexe de la partie inférieure du moule. De cette manière, aucune cavité d’air n’est formée entre le substrat et la surface convexe ce qui évite l’introduction de résine. Il est ainsi possible de se passer de l’étape d’ébavurage chimique ou mécanique, ce qui rend le procédé de fabrication d’un module de puissance plus simple, plus rapide, moins coûteux et plus respectueux de l’environnement. Dit autrement, l’étape d) comprend la conformation à la forme de la paroi convexe. On comprend que l’étape d) consiste donc à conformer le substrat portant la couche de protection de manière à ce que l’intégralité de la couche de protection soit en contact avec la paroi convexe, ce qui évite la formation de cavité d’air et donc l’introduction de résine.
[0014] La couche de protection peut présenter un module Young compris entre 0,5 et 2GPa. Cette gamme de valeur permet une bonne tenue mécanique de la couche de protection car elle réalise un bon compromis entre souplesse et résistant à la dislocation, permettant ainsi de protéger la face arrière du substrat contre le débordement de l’époxy.
[0015] Selon une autre caractéristique de l’invention, la couche de protection peut recouvrir l'intégralité de la seconde surface du substrat.
[0016] Le bord périphérique de la couche de protection peut être appliqué sur un bord périphérique de la seconde face du substrat.
[0017] La couche de protection peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 100 pm, de préférence comprise entre 50 et 100 pm.
[0018] La couche de protection peut comprendre un film adhésif permettant son maintien sur la seconde face du substrat. [0019] La résine peut être thermodurcissable et est choisi parmi une résine époxy, une résine polyimide (PI) tel que du Kapton®, du polyamide tel que du Nomex® paper (type 410) ou encore du polytetrafluoroethylene tel que du Teflon®.
[0020] Après injection de la résine, on peut réaliser les étapes suivantes :
- la partie supérieure du moule est retirée,
- la couche de protection est ensuite retirée de la seconde face du substrat.
[0021]
[0022] Une opération de nettoyage de la seconde face du substrat peut aussi être réalisée après retrait de la couche de protection. Cette opération permet de retirer les éventuels résidus, notamment d’adhésif lorsque la couche de protection comprend un film adhésif. Un contrôle visuel de la seconde face du substrat peut également être réalisé.
Brève description des dessins
[0023] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0024] [Fig. 1] illustre un module de puissance selon la technique connue et comportant un substrat portant des composants électroniques, la partie supérieure A illustrant le module de puissance avec encapsulation et la partie inférieure B illustrant le même module de puissance sans encapsulation ;
[0025] [Fig. 2] illustre un module de puissance après injection de résine ;
[0026] [Fig. 3] illustre le débordement de la résine époxy sur la face du substrat opposée à celle portant les composants électroniques ;
[0027] [Fig. 4] illustre schématiquement le dispositif d’injection de résine époxy selon la technique antérieure ;
[0028] [Fig. 5] et [Fig. 6] illustrent schématiquement le procédé de fabrication d’un module de puissance selon l’invention.
Description des modes de réalisation
[0029] On se réfère maintenant aux figures 5 et 6 qui représentent un moule 34 d’injection de résine selon la présente divulgation. En figure 5, le moule 34 est à l’état ouvert avant injection de résine et en figure 6, le moule 34 est à l’état ouvert après injection de résine 36.
[0030] Le moule 34 comprend une partie inférieure 34a et une partie supérieure 34b et est destiné à recevoir le substrat 37 équipé des composants électroniques et des connecteurs électriques de puissance 38 et de signal 40. Le substrat 37 comprend une première face 37a portant les composants électroniques de puissance et une seconde face opposée 37b.
[0031] La partie inférieure 34a du moule 34 comprend une paroi de fond 42 et une paroi latérale 44 relié à un bord périphérique de la paroi de fond 42. La paroi latérale 44 comprend un bord périphérique supérieur 44a destiné à recevoir un bord périphérique inférieure 46 de la partie supérieure 34b du moule 34. La partie supérieure 34b du moule 34 se présente comme un couvercle destiné à obturer l’ouverture supérieure de la partie inférieure 34a du moule 34.
[0032] La partie inférieure 34a du moule 34 comprend un bossage 48 présentant une paroi supérieure convexe 50 orientée vers l’ouverture de la partie inférieure 34a du moule 34. Ce bossage 48 présente une dimension en largeur et longueur telle que le substrat 37 viendra s’appliquer intégralement sur la paroi convexe 50. En pratique, on observe que la surface de la paroi convexe 50 est sensiblement égale à la seconde surface 37b du substrat 37.
[0033] La partie supérieure 34b du moule 34 comprend des broches d’appui 52 permettant de réaliser un appui sur la première face 37a du substrat 37 et ainsi contraindre le substrat 37 suivant la forme de la paroi convexe 50 de la paroi de fond 42 de la partie inférieure 34a du moule 34. Ces broches 52 sont positionnées sur la partie supérieure 34b du moule 34 de manière à venir en appui directement sur le substrat 37 et non sur les composants électroniques de puissance. Ces broches 52 s’étendent en saillie par rapport à la partie supérieure 34a du moule 34. La partie supérieure 34b du moule 34 comprend également des éjecteurs 54 permettant de réaliser une poussée sur la résine durcie après injection et durcissement de la résine.
[0034] Le procédé de fabrication d’un module électronique de puissance selon l’invention se déroule de la manière suivante : a) Obtenir un substrat 37 comportant une première face 37a sur laquelle sont disposés des composants électroniques et une seconde face 37b opposée libre, b) Obtenir un moule 34 d’injection d’une résine thermodurcissable comprenant une partie supérieure 34b et une partie inférieure 34a, une paroi convexe 50 étant formée sur une paroi de fond 42 de la partie inférieure 34a du moule 34, c) Former une couche de protection 56 sur la seconde face du substrat 37, cette couche 56 étant apte à conserver sa structure mécanique originelle jusqu’à une température d’au moins 200°C, d) Disposer le substrat 37 obtenu à l’issu de l’étape c) de manière à ce que la couche de protection 56 vienne en contact avec la paroi convexe de la partie inférieure du moule, e) Refermer le moule 34 en disposant la première partie 34b du moule sur la seconde partie, f) Injecter de la résine 36 sous pression à l’intérieur du moule 34 de manière à recouvrir les composants électroniques.
[0035] A la différence de la technique antérieure, on vient disposer une couche 56 d’un matériau résistant aux températures à laquelle est soumise la résine qui peut être de l’époxy. La couche peut être du téflon ADEZIF TE205. La couche de matériau de protection pourrait être un polyimide (PI) tel que du Kapton®, du polyamide tel que du Nomex® paper (type 410) ou encore du Polytetrafluoroethylene tel que du Teflon® en particulier du Téflon ® ADEZIF TE205.
[0036] En pratique, la couche 56 devrait avoir une épaisseur inférieure à 100pm et de préférence comprise entre 50 et 100 pm. [0037] La couche de protection 56 peut être électriquement isolante afin de ne pas avoir des résidus à la fin du procédé qui peuvent être source de décharge partielle dans le module et source de court- circuit. Cette couche 56 peut être appliquée sur la seconde face 37b du substrat 37 par collage. A cette fin, elle pourra ainsi comprendre un film adhésif. Elle doit avoir une tenue mécanique lui permettant de résister à la force d’appui réalisée par les broches 52. Par ailleurs, la couche de protection 56 peut être maintenue en contact avec le bossage 48, et en particulier avec la paroi convexe 50, au moyen des broches 52, assurant une étanchéité entre le bossage 48, et en particulier la paroi convexe 50 du moule 34, et le substrat 37.
[0038] Après injection de la résine 36, la partie supérieure 34b du moule 34 est retirée à l’aide des éjecteurs 54. La couche 56 est ensuite retirée de la seconde face 37b du substrat 37. La couche 56 peut s’enlever facilement après le moulage, l’adhérence entre la couche 56 et le substrat 37 étant déterminée pour assurer une étanchéité avec le bossage 48 après la descente de la partie supérieure 34b du moule. Un nettoyage est également réalisé pour retirer les éventuels résidus de colle et un contrôle visuel de la seconde face 37b du substrat 37 est réalisé. [0039] A l’issue de ces étapes, le substrat 37 encapsulé dans de la résine 36 est ainsi obtenu, ce substrat étant dépourvu d’inclusion de résine 36 sur la seconde face de celui-ci. On évite ainsi les opérations longues et compliquées d’ébavurage mécanique ou chimique.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de fabrication d’un module électronique de puissance comprenant : a) Obtenir un substrat (37) comportant une première face (37a) sur laquelle sont disposés des composants électroniques et une seconde face (37b) opposée libre, b) Obtenir un moule d’injection (34) d’une résine (36) thermodurcissable comprenant une partie supérieure (34b) et une partie inférieure (34a), une paroi convexe (50) étant formée sur une paroi de fond (42) de la partie inférieure (34a) du moule (34), c) Former une couche de protection (56) sur la seconde face (37b) du substrat (37), cette couche (56) étant apte à conserver sa structure mécanique originelle jusqu’à une température d’au moins 200°C, d) Disposer le substrat obtenu à l’issu de l’étape c) de manière à ce que la couche de protection vienne en contact avec la paroi convexe (50) de la partie inférieure (34a) du moule (34), e) Refermer le moule en disposant la partie supérieure (34b) du moule (34) sur la partie inférieure (34a) du moule (34), f) Injecter de la résine (36) sous pression à l’intérieur du moule (34) de manière à recouvrir les composants électroniques.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la couche (56) de protection recouvre l’intégralité de la seconde surface (37b) du substrat (37).
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 2, dans lequel le bord périphérique de la couche de protection (56) est appliqué sur un bord périphérique de la seconde face (37b) du substrat (37).
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la couche de protection (56) présente une épaisseur inférieure ou égale à 100 pm, de préférence entre 50 et 100 pm.
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la couche de protection (56) comprend un film adhésif permettant son maintien sur la seconde face du substrat.
[Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la résine est thermodurcissable et est choisi parmi une résine époxy, une résine polyimide, du polyamide ou encore du polytetrafluoroethylene.
[Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche (56) est électriquement isolante.
[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche de protection présente un module Young compris entre 0,5 et 2GPa.
[Revendication 9] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel après injection de la résine (36), on réalise les étapes suivantes :
- la partie supérieure (34b) du moule 34 est retirée,
- la couche de protection (56) est ensuite retirée de la seconde face (37b) du substrat (37). [Revendication 10] Procédé selon la revendication 9, dans lequel une opération de nettoyage de la seconde face du substrat (37b) est réalisée.
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