Brevet FR2246156A1 — publié le 19750425

La présente invention concerne un microcircuit de calage et son procédé de fabrication. Elle concerne également l'application d'un tel microcircuit aux connexions d'un dispositif semiconducteur tel qu'un transistor ou un circuit intégré à un second dispositif tel qu'un boîtier par exemple. Pour réaliser cette connexion, on doit actuellement relier, un à un, les plots de connexion du premier dispositif aux plots de connexion correspondants du second dispositif au moyen dlun fil conducteur. Etant donné la miniaturisation des circuits à connecter, la manipulation de ces fils, un par un, est une opération longue, délicate et difficile à automatiser. De plus les fils dont la longueur n'est pas toujours rigoureusement calibrée, risquent de créer des court-circuits soit entre eux, soit entre l'un d'eux et le boîtier ainsi que des inductances parasites qui peuvent nuire aux performances de l'ensemble. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne un microcircuit de calage, fabriqué à la demande, en fonction de la géométrie des éléments à connecter et du schéma de calage à réaliser. Un microcircuit de câblage conforme à l'invention, se présente sous la forme d'un cadre en matériau isolant, de préférence souple, dans lequel sont noyés les conducteurs dont les extrémités débouchent à l'intérieur d'ouvertures pratiquées dans ledit cadre ou à 1' extérieur de ce cadre. Ce microcircuit est positionné par rapport aux deux dispositifs à connecter de telle sorte que chaque extrémité des conducteurs se superpose a un des plots de connexion de l'un ou l'autre des dispositifs à connecter.Une opération de soudure classique réalisée#au niveau de chacun des plots assure la liaison mécanique et électrique. On évite ainsi la manipulation des conducteurs un par un. De plus, la fabrication en série de microcircuits selon l'invention, est relativement facile ; la mise n place de ces derniers comme la soudure des différents plots peuvent etre réalisés par des moyens automatiques. les risques de court-circuit et d'inductances parasites sont réduits au minimum. La présente invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles la figure 1 représente schématiquement un exemple de microcircuit de câblage selon l'invention les figures 2 à 7 représentent différentes étapes de fabri cation d'un microcircuit selon 11 invention les figures 8 et 9 représentent respectivement en plan et en coupe une application d'un microcircuit du type de celui qui est décrit dans la figure 1 la figure 10 représente une seconde variante d'un microcircuit selon 1 'invention les mêmes éléments portent les memes références dans toutes les figures. La figure 1 représente schématiquement un microcircuit de calage comportant, à titre d'exemple, six conducteurs. D'une manière générale, le nombre et la géométrie des conducteurs correspondent au schéma de câblage qui doit être réalisé. Un cadre 1 se présentant sous la forme d'une plaquette en matériau isolant, de préférence souple tel qu'une résine polyimide par exemple supporte et isole entre eux les conducteurs dont un seulement (3) porte une référence.Une des extrémités de ces conducteurs, comme 11 extrémité 5 du conducteur 3 débouche à l'intérieur d'une ouverture 2 pratiquée à l'intérieur du cadre 1. Les autres extrémités, comme 1'extrémité 4 du conducteur 3 débouchent à l'extérieur du cadre 1. les conducteur#s peuvent avoir des dimensions très faibles, par exemple une épaisseur voisine de 20 microns et une largeur de l'ordre de 100 microns. Les-dimensions de l'ouverture 2 ainsi quele positionnement des conducteurs sont déterminés par la géométrie des plots à connecter. La réalisation d'un microcircuit de câblage, du type de celui qui vient-d'etre décrit est mise en oeuvre au moyen du procédé dont les principales étapes sont décrites ci-dessous et illustrées par les figures 2 à 7. La première étape consiste à déposer sur un substrat métallique et provisoire 10 comme le montrent les figures 2 et 3, respectivement en plan et en coupe, les conducteurs selon le tracé imposé par le schéma de calage, Ce dépôt peut être effectué par électrolyse à traversun masque selon des procédés bien connus. les figures 4 et-5 illustrent l'étape suivante de fabrica- tion du microcircuit de la figure 1. Elle fait appel à la technique de sérigraphie : un cadre de soie 20 dont on a rendu opaques certaines zones hachurées sur le8figures aumoyen d'une gélatine, est positionné sur la pièce constituée par le support provisoire 10 et les conducteurs. Au moyen d'une spatule, on fait pénétrer à travers les mailles non obturées du cadre de soie, la résine polyimide. Au niveau des zones obturées, a résine ne passe pas, il en résulte donc une ouverture libre de toute résine. Cette opération étant terminée, on enlève le cadre de soie 20, on procède à la polymérisation de la résine. La figure 6 illustre le dispositif ainsi obtenu, Durant la dernière étape, on attaque le métal constituant le support provisoire 10 au moyen d'un réactif chimique qui n'a aucune action sur le métal constituant les conducteurs tels que 3. Le premier métal constituant le support 10 peut etre par exemple du cuivre et le second métal constituant les conducteurs peut être de l'or. Dans ce cas, le réactif#utiiisé est par exemple du persulfate d'ammonium et on obtient alors le microcircuit de câblage selon l'invention représenté en coupe sur la figure 7 et qui correspond au microcircuit décrit précédemment et illus- tré en plan sur la figure 1. Comme cela a déji été dit précédemment, une des principales applications du microcircuit conforme à l'invention est la conne xion des plots de contact d'un circuit intégré aux plots correspondants de son boîtier. Comme le montre la figure 8, on positionne le microcircuit de câblage préalablement fabriqué, par rapport au circuit intégré 60 à connecter, de telle sorte que chaque extrémité des conducteurs du microcircuit soit en-contact avec les différents plots du circuit intégré.Les plots (a, b, c, d, e, f,) se trouvent donc positionnés aux plots correspondants du circuit intégré de telle sorte qu'une soudure par thermocom- pression ou ultrasons en assure la liaison mécanique et électri gie. Dans le cas où il s'agit de la liaison d'un transistor à son boîtier, comme le montre la figure 9, les deux bornes ou plots de sortie du transistor 70 et 71 doivent être reliés aux bornes 73 et 74 du boîtier. Pour cela, un microcircuit de câblage, selon l'invention, comportant un cadre I en matériau isolant portant deux conducteurs 75 et 76 préalablement fabriqués en vue de cette application, est positionné sur le transistor de telle sorte que l'extrémité de chaque conducteur colncide avec les plots de soties du transistor (70 et 71) correspondant aux deux premières électrodes. La troisième électrode du transistor 80, est elle-meme reliée mécaniquement et électriquement à l'embase 85 du boîtier dont le couvercle n'est pas représenté sur la figure.Cette embase est isolée électriquement des plots 73 et 74 du bottier par des pièces de liaison isolantes 81 et 820 Dans lesexemples décrits précédemment, les extrémités des conducteurs débouchent dans une ouverture pratiquée à l'intérieur du cadre en matériau isolant et à l'extérieur de ce cadre. Dans un autre type de microcircuit de câblage selon l'invention, comme le montre la figure 10, les premières extrémités des conducteurs débouchent également dans une première ouverture mais les autres extrémités au lieu de déboucher à 11 extérieur du cadre débouchent dans d'autres ouvertures pratiquées comme la première dans le cadre lui-meme. le procédé de fabrication d'un tel microcircuit. ne diffère de -celui qui a été précédemment décrit que par la géométrie des zones obturées du cadre de soie intervenant#dans l'étape faisant appel à la technique de la sérigraphie. Dans cette variante, le cadre 1 comprend une première ouverture 2 dans laquelle débouchent les extrémités (a, b, c, d, etc. ..) tandis que dans quatre autres ouvertures 100, 101, 102, 103, débouchent les extrémités opposées (p, q, r, s, etc...) de ces mêmes conducteurs. La première ouverture 2 est dimensionnée pour recevoir le circuit intégré à connecter 200. #ous ces exemples mettent bien en évidence les avantages présentés par l'invention et, en particulier, la faculté de manipuler tous les conducteurs ensemble, étant donné le fait fils sont préalablement noyés dans une résine isolante selon un tracé déterminé. le bottier décrit dans les exemples de réalisation ci-dessus, peut être remplacé par tout autre circuit tel qu'un circuit imprimé classique par exemple ou une plaquette de céramique comportant des conducteurs en or déposés par évaporation ou sérigraphie. Dans ce cas, le circuit intégré est raccordé à la plaquette de céramique ou au circuit intégré, par l'intermédiaire du microcircuit de câblage conforme à l'invention, par thermocompression ou ultrasons, à chaque extrémité des conducteurs. REVENDICATI0NS 1. Microcircuit de câblage comportant une plaquette faite d'un matériau isolant supportant au moins un conducteur ayant une première et une seconde extrémité,caractérisd en ce que ladite plaquette est solidaire dudit conducteur et munie d'une première ouverture dans laquelle débouche ladite première extrémité. 2. Microcircuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde extrémité débouche-à l'extérieur de ladite plaquette. 3. Microcircuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde extrémité débouche à l'intérieur d'une seconde ouverture faite dans ladite plaquette. 4. Procédé de réalisation d'un microcircuit de câblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes a) dépit au moins d'un conducteur selon un tracé déterminé sur un substrat provisoire fait en un premier métal facilement attaquable par un agent chimique, ledit conducteur étant réalisé en un second métal inattaquable par ledit agent chimique b) d'une part, positionnement sur l'ensemble constitué par ledit substrat et ledit conducteur, du cSté dudit conducteur, d'un cadre de soie, ledit cadre de soie comportant des zones rendues opaques ;; d'autre part, mise en place d'une couche de résine polymérisable traversant les mailles dudit cadre de soie à l'exception desdites zones opaques c) enlèvement dudit cadre de soie et polymérisation de ladite résine d) attaque dudit premier métal au moyen dudit agent chimique juequ'à complète disparition dudit substrat provisoire. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier métal est du cuivre, ledit second métal est de l'or, ladite résine est unerésine-du#type polyimide. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit tracé correspond au schéma dudit câblage. 7. Procédé selon l'une des revenaications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que. lesdites sones opaques correspondent aux ouvertures dans lesquelles débouchent lesdites extrémités desdits conducteurs. 8. Dispositif comprenant un premier élément muni d'au moins un premier plot de sortie, et un second élément muni d'au mains un second plot de sortie destiné à être relié électriquement audit premier plot, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un-microcircuit de câblage selon l'une des revendications précédentes, positionné entre ledit premier et ledit second élément de telle sorte que l'une des extrémités dudit conducteur soit solidaire dudit premier plot et l'autre extrémité dudit conducteur soit solidaire dudit second plot. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit premier élément est un transistor et ledit second élément est un bottier destiné à le recevôir. 10. Dispositif selon 19 revendication 8, caractérisé en ce que ledit premier élément est un circuit intégré et ledit second élément est un boffiier destiné à le recevoir-. 11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit premier et ledit second élément sont deux circuits intégrés destinés à autre connectés l'un à l'autre. 12. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit premier élément est un circuit intégré et ledit second élément un circuit imprimé.