Brevet FR2134517A1 — publié le 19721208

213451.7 L'inventic-n. concerne les dispositifs semi-conducteurs,. et plus particulièrementj un bloc de circuit intégré. De nombreux perfectionnements ont été apportés aux blocs de circuits intégrés, c'est-à-dire au boîtier et à la protection de ces dispositifs, et aux connexions électriques avec 5 l'extérieur. Les techniques généralement connues sont les liaisons par tils3 les liaisons planaires, les liaisons par faisceauxde conducteurs, les liaisons par croisillon^ etc. utilisées avec les blocs de verre, de céramique, de matière plastique et de métal. La présente invention constitue un perfectionnement aux blocs du type à faisceauxde conducteurs. 10 Un semi-conducteur à faisceaux de conducteurs comporte une plaquette en matériau semi-conducteur pourvue d'éléments de circuits actifs et passife, avec des connexions aux éléments du circuit sous la forme de conducteurs en faisceaux relativement massifs montés en porte à iaux sur les bords de la plaquette. Les blocs généralement utilisés pour ces dispositifs 15 comportent un substrat isolant, en matière céramique, par exemple, sur lequel est imprimée une configuration de conducteurs, et plusieurs fils extérieurs couplés aux conducteurs imprimés. Les faisceaux de conducteurs de la plaquette sont reliés aux conducteurs imprimés, et le bloc est fermé avec un couvercle métallique ou en céramique, ou bien une matière plastique au silicor.e ou époxy, 20 ou similaire. La complexité des circuits intégrés et le nombre de connexions aux plaquettes semi-conductrices peut croître rapidement à cause des nouvelles applications découvertes peur ces dispositifs. Cependant., le progrès a été retardé, du fait de l'espacement des conducteurs auxquels Les faisceaux sent 25 reliés, cet espacement ne pouvant pas être aussi petit que celui compris entre les faisceaux. Le problème est identique dans les dispositifs hybrides dans lesquels plus d'un dispositif à faisceaux est relié aux conducteurs imprimés sur un seul substrat. Dans une solution connue à ce problème, un dispositif à 30 faisceaux de conducteurs ou autre dispositif semi-conducteur dont les bornes sont proches l'une de l'autre est relié à des conducteurs espacés d'un intervalle plus important à l'aide d'un assemblage de connexions intermédiaires comportant un substrat isolant en céramique, en matière plastique ou similaire, sur lequel est dessinée une configuration de conducteurs. Dans 35 ce montage, l'économie se perd car des matériaux supplémentaires sont nécessaires et des modifications ou des additions à l'équipement de production existant sont nécessaires. En outre, si les divers matériaux ne sont pas 72 14721 2134517 thermiquement compatibles, ils tendent.loisqu'il 3 agissent 1 un sur l'autre, à créer des contraintes et des défauts de contact. Dans la construction conforme à 1'invention, des conducteurs en faisceaux proches l'un de l'autre sur une plaquette reliés à des 5 conducteurs plus largement espacés, à l'aide d:un ensemble d:interconnexions qui comporte plusieurs faisceaux de conducteurs divergents sur ur, corps semiconducteur placé entre la plaquette et les conducteurs plus espacés. Cette réalisation peut également comporter une étape de formation des faisceaux de conducteurs sur le corps par des procédés photolithographiques. 10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective, partiellement découpée, d'un bloc conforme à l'invention; 15 - .la figure 2 est une vue en plan partielle du bloc de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe le long de la ligne 3-3 de la figure 2; - les figures 4 à 10 constituent une série de vues, les 20 figures 4 à 6 et 8 à 10 étant en coupe et la figure 7 en plan, représentant le procédé de fabrication de l'ensemble d'interconnexions du nouveau bloc; et - la figure 11 est une vue en perspective partielle d'un autre mode de réalisation du bloc de l'invention. Une forme du bloc de circuit intégré conforme à lfinvent ion 25 est indiquée en 10 sur le dessin. Dans ce mode de réalisation, le bloc 10 comporte une borne 11 constituée d'un substrat 12 en verre, en céramique ou similaire, dont une surface 14 comporte une configuration métallisée de conducteurs 16. Les conducteurs 16 peuvent être formés de manière classique en déposant un matériau conducteur à travers un masque dans la configuration 30 souhaitée. Une façon de former les conducteurs 16 consiste à effectuer une impression à l'écran de soie. Plusieurs conducteurs extérieurs 18 sont fixés aux conducteurs 16, par brasage par exemple. Les conducteurs 18 peuvent servir à relier le dispositif 10 à un circuit extérieur, tel que des conducteurs sur un panneau 35 de circuit imprimé ou similaire. Un ensemble d'interconnexions 20,représenté parrapport à d'autres éléments sur les figures 1, 2 et 3, porte sur une surface 21 des conducteurs en faisceaux en porte à faux 22. Dans ce mode de réalisation, 72 14721 2134517 la surface 21 est la surface d'un revêtement isolant 23 sur un corps de matériau semi-conducteur 2«. les extrémités éloignées les unes des autres des conducteurs 22 peuvent être couplées aux conducteurs îb sur le substrat 12. Le bloc peut être refermé par un. couvercle en céramique 25 '.figure 1) qui comporte des renfoncements 26 s'adaçt.art aux éléments centraux du bl~c. La figure 3 représente une plaquette semi-conductrice 2? comportant plusieurs faisceaux de conducteurs périphériques 28, drrr.t les extrémités éloignées le* unes de» autres sznt fixées aux extrémités des conducteurs 22. La plaquette 2-' est une plaquette classique, et peut: être fabriquée par tout pro lé da:'le suhstra». 12. Ce rer.fcncen:ent 2.9 a i.'.e - piêJe'c-*. m ev J.-ir • . f iat. de !a ? .» ra-'.e l*. et les conducteur» 16 At : t/minent i la 1 i.-cits Je ccr.duc ï eur s !.6. La distar.ee centre à centre ded taistea I, ensemble 20 est de préférence fabriqué en un matériau semi-conducteur par le même procédé que la plaquette 27. Cette fabrication, peut être menée dans une usine existante équipée pour la fabrication Je diîp sitifs à faisceaux de conducteurs, sans qu'il soit nécessaire de dépenser des capitaux supplémentaires, et sans qu'il sclt née essaiîe de taire ?uh ir un entraînement spécial par le personnel. Un procédé ccri-enabie est illustré sur les figures 4 à 10. lorsque le matériau -ïeir.i -crnduc t.eur chcisl est du -.ilivium, le procédé consiste tcul J'abcrd à utiliser une plaquette de silicium 30, dont une partie est représentée sur la figure 4. Dans un ber d'économie, la plaquette 30 peut être une plaquette rejetee à partir d'une chaîne de iart i - 840 original 72 14721 2134517 cation d'un dispositifs bien que toute plaquette de silicium puis-.e c;r.venir. D'autres matériaux semi-conducteurs peuvent être utilisés, mais ce matériau doit être identique à celui, utilisé pour la plaquette 27, de ir.ar.ière à cbter.ir une équivalence thermique entre les deux. La première étape consiste à former 5 un revêtement isolant 2 3 sur une surface 34 de la plaquette 30. La surface extérieure 21 du revêtement 23 porte les faisceaux de conducteurs 22. La plaquette oxydée 30 est alors revêtue de couches 36> 38 et 40, respectivement en titane, en platine, ou en palladium et er>_ cr. On se reportera maintenant à la figure 5. Ces couches sont dépesées de manière clas-10 sique par évaporation des métaux respectifs sous vide. La couche de titane O 36 peut avoir une épaisseur de 2.000 à 5.000 A, la couche de platine ou de palladium une épaisseur comprise entre environ 1.500 et 5.000 A, et la vouche O d'or 40, 2.000 A ou davantage. Un revêtement par masque est ensuite appliqué, représenté par les blocs de masque 42 sur la figure 5, pour obtenir une cr.n-15 figuration souhaitée des conducteurs. Cette configuration peut s'adapter au circuit pour chaque plaquette particulière. Bien qu'une seule configuration soit représentée sur les dessins, il est bien entendu que cette configuration peut se répéter plusieurs fois sur la plaquette 30, comme dans les procédés classiques de fabrication en groupe. 20 Les parties exposées des couches 40 et 38 sont ensuite retirées par décapage dans un solvant choisi pour l'or, le platine, et le palladium, mais non pour le titane. Ce solvant peut être, par exemple, de l'eau régale. Le résultat est représenté sur la figure 6 où le revêtement de titane 36 est alors expesé dans les régions qui r.'ont pas été recouvertes 25 par le revêtement photorésistant 42. La configuration en plan des couches 38 et 40 peut avoir l'apparence représentée sur la figure 7. Les matériaux visibles sur la figure 7 sont la couche de titane 36 et la couche d'or 40. Comme représenté, un grand nombre des conducteurs ne s'étend pas complètement de la périphérie à 30 la partie centrale de l'échantillon. Ce montage aide à l'adaptation du dispositif à différents circuits sur la plaquette 27. L'opérateur peut commencer dans chaque cas par un échantillon circulaire des conducteurs périphériques courts, puis s'étendre sélectivement vers la partie centrale de 1'échantillon. 35 L'étape suivante du procédé consiste à plaquer les extré mités extérieures des conducteurs sur la plaquette 30. Ceci esc effectué, comme représenté sur la figure 8, en appliquant un revêtement de masque non 72 14721 2134517 conducteur 44 là où le placage n-est pas souhaité. La plaquette 30 est ensuite placée dans un bain électrolytique en or; le contact d'anode est réalisé avec la couche de titane 36; et une seconde couche d;or 46 d'une épaisseur d'environ 0,012 mm est placée sur le revêtement en or 40. Le 5 revêtement 44 est ensuite retiré, laissant la configuration, à faisceaux de conducteurs représentée sur la figure 9, L'arrière de la plaquette 30 peut ensuite être décapé eu meulé pour réduire son épaisseur. L'étape n'est pas représentée. Ensuites un revêtement résistant aux décapants 48 est appliqué sur i:arrière de la plaquette 10 30 (figure 9) et cette plaquette 30 est décapée à travers ce revêtement, le long des lignes pcintillées 50 sur la figure 9, pour séparer la p'aquette en plusieurs ensembles 20 et pour établir le montage en prrfce à fa'-x des faisceaux de conducteurs 22. La fabrication de 1'ensemble 20 est alors terminée. Les faisceaux de conducteurs 28 sur la plaquette 27 sont 15 ensuite reliés aux faisceaux de conducteurs 22 de manière connue pour obtenir la configuration représentée sur la figure 10. L'ensemble est inversé, placé sur les conducteurs 16 et fixé dans la position représentée sur La figure 3. Puis, le bloc est terminé en appliquant le couvercle 25. Un autre mode de réalisation du bloc conforme à l'invention 20 est représenté en 52 sur la figure 11. Le blcc 52 diffère du bloc 10 en ce qu'un substrat en céramique n'est pas utilisé. Au lieu de cela, les conducteurs représentés en 54 sont en contact avec les faisceaux de conducteurs 22 sur l'ensemble 20. Dans ce bloc, l'ensemble, tel que représenté sur la figure 10, est inversé et relié directement aux conducteurs 54 après quoi, tout. 25 l'ensemble est placé dans un pot en matière plastique moulable. Ce nouveau bloc est très économique car il utilise des matériaux classiques, et parce que des plaquettes de rejet peuvent être utilisées pour le matériau de l'ensemble 20. L'espace compris entre les faisceaux de conducteurs sur l'ensemble 20 peut être aussi petit que l'espace compris 30 entre les faisceaux de conducteurs 28 sur la plaquette 27, la même technologie étant utilisée pour former les deux séries de faisceaux de conducteurs. Ce procédé permet par conséquent d'obtenir un grand nombre de connexions peur une plaquette. Il va de soi que l'invention décrite est susceptible de 35 nombreuses modifications ou variantes saris pour autant sortir de son cadre. 72 14721 2134517 REVENDICATIONS 1. Ensemble de conducteurs intermédiaires pour une borne, comportant plusieurs conducteurs espacés l'un de l'autre et ur. circuit intégré comportant un corps semi-conducteur sur lequel sont montéset duquel font saillie plusieurs faisceaux de conducteurs en porte à faux; cet ensemble de 5 conducteurs comprenant plusieurs faisceaux de conducteurs divergents portés par un corps, caractérisé en ce que le corps est également semi-conducteur, les conducteurs divergents étant montés de façon isolée sur le corps, leurs extrémités les plus espacées les unes des autres étant en porte à faux et faisant saillie du corps pour être reliées à leurs extrémités éloignées aux 10 conducteurs espacés de la borne, les extrémités proches des conducteurs divergents pouvant être connectées à des extrémités distantes correspondantes du circuit intégré. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que son corps semi-conducteur est en un matériau identique à celui du corps 15 semi-conducteur du circuit intégré. 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un revêtement isolant commun sur son corps semi-conducteur sert à monter de façon isolante ce corps par rapport aux conducteurs divergents. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le 20 semi-conducteur est du silicium, et en ce que le revêtement isolant est du bioxyde de silicium. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité éloignée de chaque faisceau de conducteurs divergents est relativement plus épaisse que l'extrémité proche. 25 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacun des conducteurs en faisceaux divergents comporte des couches superposées de titane, de platine ou de palladium, et d'or évaporé, une région extérieure de chaque conducteur en faisceaux étant plaquée d'une couche d'or. 30 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il utilise une borne dans laquelle les conducteurs sont des couches déposées sur un substrat isolant, et plusieurs conducteurs métalliques sont reliés aux premiers conducteurs pour dépasser la périphérie du substrat, de manière à être reliés à un circuit extérieur. 72 14721 2134517 8. Ensemble selon .la revendication 7, caractérisé en ce que le substrat isolant comporte un renfoncement, l'ensemble étant plus grand que la surface du renfoncement et étant superposé à ce renfoncement, Le circuit intégré étant placé à l'intérieur du renfoncement. 5 9. Procédé de liaison de l'ensemble selon la revendication 8 à la borne et au circuit intégré, caractérisé en ce qu'il consiste à relier les conducteurs en porte à faux du dispositif aux extrémités proches des conducteurs divergents de l'ensemble, puis à inverser la borne pour que scn renfoncement soit placé à la partie supérieure, et à relier les extrémités 10 éloignées en porte à faux des conducteurs divergents aux conducteurs de la borne, ces derniers conducteurs étant espacés autour du renfoncement, de manière à ce qu'il s'adapte au circuit intégré. 10. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en t..e que les conducteurs divergents sont formés par photolithographie sur ie revêtement 15 isolant. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 ou 10, caractérisé en ce que le revêtement isolant commun a été formé sur le corps de l'ensemble en oxydant thermiquement une surface de celui-ci. 12. Procédé de fabrication de l'ensemble selon l'une quelconque 20 des revendications 6 ou 10, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer un revêtement de titane d'isolement sur le. corps de l'ensemble, à déposer un revêtement de platine ou de palladium sur le revêtement de titane, à déposer une couche d'or sur le revêtement de platine ou de palladium, à appliquer un revêtement par masque dans la configuration des faisceaux de conducteurs 25 divergents à la couche d'or, à décaper l'or et le platine eu le palladium avec un décapant choisi à partir des régions non masquées, pour délimiter les faisceaux de conducteurs, à appliquer un second revêtement par masque pour laisser uniquement les extrémités extérieures des faisceaux exposées* à déposer électrolytiquement. une couche d'or sur les extrémités extérieures 30 des faisceaux de conducteurs, à retirer le revêtement phetorésistant et à décaper le titane exposé avec un décapant sélectif. 13. Procédé de fabrication d'un semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à former sur une borne plusieurs conducteurs ayant un espacement prédéterminé entre eux, à former une plaquette de circuit intégré 35 comportant plusieurs faisceaux de conducteurs en porte à faux sur le bord périphérique, les faisceaux de conducteurs ayant un espacement prédéterminé, inférieur à l'espace compris entre les conducteurs de la borne, à former 72 14721 2134517 par photolithographie sur un corps de connecteur intermédiaire en même matériau que la plaquette ayant un revêtement isolant sur une suriace, une configuration divergente de faisceaux de conducteurs dont l'espacement le plus petit est égal à l'espace compris entre les faisceaux de conducteurs sur la plaquette, et dont l'espacement le plus grand est égal à celui des conducteurs de la borne, et finalement à relier les faisceaux de conducteurs sur la plaquette aux faisceaux de conducteurs sur le corps intermédiaire, et à relier les faisceaux de conducteurs sur le corps intermédiaire aux conducteurs de la borne.