Brevet FR2115393A1 — publié le 19720707

L'invention est relative à un procédé pour le raccordement électrique d'une pastille semi-conductrice à un support. On sait raccorder électriquement une pastille semiconductrice à un support par le procédé dit "flip chip" dans lequel des parties saillantes conductrices ,soudables, sont prévues sur les régions de la pastille qui doivent être reliées électriquement au support; la pastille est ensuite retournée de manière que ces parties saillantes soient présentées du côté du support; ces parties saillantes sont mises en contact avec des îlots de soudure déposés d'une manière correspondante sur le support, et ltensemble est ensuite chauffé pour faire fondre la soudure et former les connexions électriques désirées entre la pastille et le support. Conformément à l'invention, un procédé pour le raccordement électrique d'une pastille semi-conductrice à un support, dans lequel la pastille est munie de parties saillantes conductrices soudables,prévues sur les régions de la pastille qui doivent être raccordées électriquement au support, comporte les phases suivantes : préparation d'un certain nombre de surfaces conductrices sur les régions correspondantes du support à raccorder à la pastille, chacune de ces surfaces comportant une partie servant de borne et une partie présentant un rétrécissement étroit; dépôt de soudure fondue sur ces parties servant de bornes, les dimensions des parties présentant un rétrécissement étant telles qu'elles s'opposent à tout écoulement de soudure fondue hors des parties servant de bornes, moyennant quoi, lors de la solidification de la soudure, il se forme des flots de soudure en relief sur chacune de ces parties servant de bornes; mise en contact des parties saillantes de la pastille avec les lots de soudure correspondants des parties servant de bornes du support; et chauffage de l'ensemble pour faire fondre la soudure et relier électriquement la pastille aux surfaces conductrices du support. De préférence, le procédé comporte la phase supplémentaire de préparAtion de digues, formées en un matériau qui n'est pas mouillé par la soudure, déposées sur les diverses parties présentant un rétrécissement. De préférence, la longueur de chacune des parties présentant un rétrécissement est choisie de manière à ne pas être inférieure à une fois et demie la longueur de la partie servant de borne correspondante. De préférence, la largeur de chacune des parties présentant un rétrécissement est choisie de manière à ne pas être supérieure à la moitié de la largeur de la partie servant de borne correspondante. D'une manière avantageuse, chaque surface conductrice comporte un certain nombre de parties présentant un rétrécissement étroit,disposées de telle manière que la largeur totale de ces parties ne soit pas supérieure à la largeur de la partie servant de borne correspondante. L'invention est relative en outre à un circuit à semiconducteur comportant un support et une pastille semi-conductrice raccordée électriquement à ce support par le procédé décrit cidessus. L'invention est décrite plus en détail cidessous à l'aide de modes de réalisation illustratifs mais nullement limitatifs, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: -La figure 1 est une vue en plan d'un certain nombre de surfaces conductrices formées au cours d'une phase d'un procédé conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 2 est une vue latérale, à plus grande échelle, d'une partie de la figure 1; -la figure 3 est une vue en perspective d'une surface conductrice formée au cours d'une phase d'un procédé conforme à un second mode de réalisation de l'invention et -la figure 4, enfin, est une vue latérale de la surface conductrice représentée sur la figure 3 dans une phase ultérieure du procédé. Le premier mode de réalisation, représenté par les figures 1 et 2 d'un procédé pour le raccordement électrique d'une pastille semi-conductrice à un support, dans lequel la pastille (non représentée sur les figures) est formée avec des tampons de soudure sur les régions de cette pastille qui doivent être raccordées au support, comporte la préparation sur le support ( non représenté sur les figures) d'un certain nombre de surfaces conductrices 11, dont trois ont été représentées sur la figure 1. Chacune de ces surfaces 11 est réalisée en un matériau capable d'être mouillé par la soudure et délimite une partie servant de borne 12 reliée au reste de sa surface correspondante il par une partie présentant un rétrécissement étroit 13.De préférence la longueur de chaque partie présentant un rétrécissement 13 est choisie de manière à ne pas être inférieure à 1,5 fois la longueur de la partie servant de borne correspondante 12 et, d'une manière caractéristique, est égale à 3 fois la longueur de cette partie servant de borne 12. De préférence,la largeur de chaque partie 13 est choisie de manière à ne pas être supérieure à la moitié de la largeur de la partie 12 correspondante. D'une manière caractéristique, la surface de chaque partie présentant un rétrécissement 13 est égale à 1,5 fois la surface de la partie servant de borne correspondante 12.Dans un cas particulier, (non représenté sur les figures) une partie servant de borne carrée 12, dans laquelle la longueur d'un côté est de 0,25 mm, est reliée au reste de la surface correspondante 11 par une partie présentant un rétrécissement rectangulaire 13, de 0,10 mm de large et de 1,01 mm de long. Toutefois, il y a lieu de remarquer que la configuration de la partie servant de borne 12 peut être autre que carrée et pourrait par exemple être circulaire et, de même, que la configuration de la partie présentant un rétrécissement 13 peut être autre que rectangulaire. De la soudure fondue 14 est ensuite déposée sur chacune des surfaces conductrices 11 et, du fait que la forme d'une goutte de soudure fondue déposée sur une sur face mouillable par la soudure est influencée par la surface et la forme géométrique de cette surface, la soudure fondue déposée sur une surface conductrice 11 prendra la configuration représentée sur la figure 2. Dans ces conditions, un ilot en relief 14a de soudure fondue est formé sur chaque partie servant de borne 12, tandis qu'un revêtement très mince seulement de soudure est formé sur chaque partie présentant un rétrécissement 13.Bien qu'une grande quantité de soudure fondue s'accumule aussi sur le reste de chaque surface conductrice 11, la présence de la partie présentant un rétrécissement 13 séparant chaque partie servant de borne 12 du reste de la surface associée 11, maintiendra l'écoulement de soudure fondue écarté de la partie servant de borne 12. On laisse la soudure des ilots en relief 14a se solidifier et, de cette manière, on peut être assuré qu'un volume suffisamment grand de soudure est prévu dans chaque flot de soudure solidifiée, pour permettre le raccordement électrique de cet îlot à un tampon de soudure déposé sur la pastille semi-conductrice,sans retrait sur lui-même,du tampon de soudure produisant un trajet de court-circuit entre la surface conductrice 11 correspondante et la pastille. Les connexions électriques recherchées entre la pastille semiconductrice et le support sont ensuite effectuées en retournant la pastille,de manière que les tampons de soudure soient présentés du côté du support, en mettant en contact les tampons avec les îlots de soudure solidifiée déposés sur les surfaces 11 correspondantes, et en chauffant ensuite l'ensemble afin de faire fondre la soudure et former les connexions électriques désirées. Le second mode de réalisation,représenté par les figures 3 et 4,comporte la formation initiale sur un support (non représenté), d'un certain nombre de surfaces conductrices ll,celles-ci ayant la même configuration et les mêmes dimensions que dans le cas pré- cédent. Une digue 14, formée en un verre qui n'est pas mouillé par la soudure,est ensuite prévue sur chacune des parties présentant un rétrécissement 13,des surfaces conductrices 11,de manière que chaque digue traverse toute la partie présentant un rétrécis sement, correspondante, et la soudure fondue est ensuite déposée sur chacune des surfaces conductrices 11.La soudure fondue déposée sur chaque surface conductrice Il prend la configuration représentée sur la figure 2, moyennant quoi un îlot en relief 15a de soudure fondue est formé sur la partie servant de borne 12 cor respondantestandis qu'un revêtement mince de soudure seulement est formé sur la partie présentant un rétrécissement 13,correspondanbL Une grande quantité de soudure fondue s'accumulera aussi sur le reste de la surface conductrice 11, mais la présence de la digue de verre 14 et le fait que chaque partie servant de borne 12 est séparée du reste de sa surface 11 associée par une partie présentant un rétrécissement étroit 13, maintient l'écoulement de soudure fondue écarté de la partie servant de borne 12.On laisse ensuite la soudure déposée sur les îlots en relief 15a se solidifier, après quoi,les connexions électriques entre le support et une pastille semi-conductrice munie de tampons de soudure dans les régions de cette pastille qui doivent être raccordées électriquement au support,peuvent être effectuées de la manière décrite ci-dessus. Il y a lieu de remarquer qu'on pourrait utiliser en cas de nécessité plus d'une partie présentant un rétrécissement 13 pour relier une partie servant de borne 12 au reste de la surface conductrice 11 correspondante et,dans ce cas,il est préférable que la largeur totale des parties présentant tin rétrécissement correspondant à chaque surface 11 ne soit pas supérieure à la moitié de la largeur de la partie servant de borne 12 correspondante. Il y a lieu de remarquer que les parties saillantes conductrices soudables prévues sur les régions d'une pastille semiconductrice, qui doivent être raccordées électriquement à un support au moyen du procédé conforme à l'invention,n'ont pas besoin d'être constituées par de la soudure. Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, le matériau constituant les parties saillantes est naturellement de la soudure,mais,selon une variante, des billes de cuivre pourraient être soudées aux régions correspondantes de la pastille à raccorder au support, ces billes de cuivre définissant alors les parties saillantes de matériau conducteur soudable prévues sur la pastille. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. -REVENDICATIONS 1.- Procédé, pour le raccordement électrique d'une pastille semi-conductrice à un support, dans lequel la pastille est munie de parties saillantes conductrices soudables sur les régions de la pastille qui doivent être raccordées au support, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes : préparation d'un certain nombre de surfaces conductrices sur les régions correspondantes du support à raccorder à la pastille, chacune de ces surfaces comportant une partie servant de borne et une partie présentant un rétrécissement étroit; dépôt de soudure fondue sur ces parties servant de bornes, les dimensions des parties présentant un rétrécissement étant telles qu'elles s'opposent à tout écoulement de soudure fondue hors des parties servant de bornes, moyennant quoi, lors de la solidification de la soudure, un flot en relief est formé sur chacune des parties servant de bornes; mise en contact des parties saillantes de la pastille avec les ilots de soudure des parties servant de bornes correspondantes du support; et chauffage de l'ensemble pour faire fondre la soudure et raccorder électriquement la pastille aux surfaces conductrices du support. 2.- Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'il comporte la phase supplémentaire de préparation de digues, formées en un matériau qui n'est pas mouillé par la soudure, sur les parties présentant un rétrécissement,correspondantes 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la longueur de chacune des parties présentant un rétrécissement est choisie de manière à n'être pas inférieure à une fois et demie la longueur de la partie servant de borne correspondante. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de chacune des parties présentant un rétrécissement est choisie de manière à n'être pas supérieure à la moitié de la largeur de la partie servant de borne correspondante. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque surface conductrice comporte un certain nombre de parties présentant un rétrécissement étroit agencé de manière que leur largeur totale ne soit pas supérieure à la moitié de la largeur de la partie servant de borne correspondante. 6.- Circuit à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comporte un support et une pastille semi-conductrice raccordée électriquement à ce support par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.