Brevet FR2293061A1 — publié le 19760625

La présente invention concerne les structures d'assemblage de circuits intégrés et se rapporte plus particulièrement à des structures d'assemblage de circuits intégrés dans lesquelles les bandes conductrices du substrat ou module présentent un degré élevé de résistance à l'effet corrosif de vapeurs auxquelles l'assemblage de circuits intégrés peut être soumis dans son milieu de fonctionnement. Le problème de l'effet des vapeurs corrosives, en particulier des vapeurs de soufre et des vapeurs sulfureuses, sur les bandes conductrices des substrats d'assemblage de circuits intégrés, a tendance à se manifester lorsque les éléments ou assemblages de circuits intégrés sont utilisés dans un environnement ayant une atmosphère fortement chargée en vapeur de soufre ou autres vapeurs corrosives.Le problème de la corrosion par le soufre a eu plus particulié- rement tendance à se produire dans le cas où des microplaquettes de circuits intégrés sont portées par des substrats en céramique ou autres matières isolantes munis de configurations de bandes conductrices contenant de l'argent. Plusieurs solutions possibles aux problèmes de la corrosion des bandes conductrices en argent ont déjà été envisagés. Une solution possible consiste à supprimer pratiquement l'argent des configurations de bandes conductrices et à le remplacer par l'un des métaux plus onéreux tel que l'or ou le platine. Une telle solution accroîtrait naturellement considérablement les coûts de fabrication de l'assemblage. Une autre solution consiste à utiliser des structures d'assemblage de circuits intégrés qui sont hermétiquement scellées. Une telle structure est également onéreuse et difficile à réaliser. La présente invention a pour objet une solution qui consiste à piéger les vapeurs sulfureuses corrosives. Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de réaliser une structure d'assemblage de circuits intégrés dans laquelle les bandes conductrices du substrat support ne sont pas soumises aux effets indésirables des vapeurs corrosives. Un autre but de la présente invention est de réaliser un tel assemblage protégé contre la corrosion sans qu'il soit necessaire de réaliser une fermeture, totalement hermétique et relativement onéreuse, de l'assemblage. Un autre but de la présente invention est de réaliser un assemblage de circuits intégrés comportant des bandes conductrices contenant de l'argent formées sur un substrat, ces bandes étant protégées au maximum contre les effets corrosifs des vapeurs sulfureuses. Conformément à la présente invention, une structure d'assemblage de circuits intégrés de base qui comprend un substrat électriquement isolant comportant sur une surface une configuration de bandes métalliques conductrices et une ou plusieurs microplaquettes de circuits intégrés montées sur cette surface, comprend en outre, une couche diélectrique recouvrant cette surface et en contact avec les bandes conductrices, une partie au moins de cette couche diélectrique comprenant une suspension d'un métal qui entre dans la composition de la configuration de bandes conductrices. Cette suspension est une suspension du métal de la configuration de plages conductrices qui est soumis aux effets corrosifs de la vapeur.Les dimensions particulières de la concentration de la suspension sont telles que la nature diélectrique de la partie de la couche contenant la suspension n'est pratiquement pas modifiée. Il est sans importance que la suspension métallique change la propriété diélectrique de la partie de couche tant que cette partie reste de nature diélectrique ou électrtquement isolante. Dans la structure de la présente invention, le métal en suspension se révèle fonctionner efficacement pour piéger, par exemple pour réagir avec, les vapeurs corrosives de façon à consommer les vapeurs corrosives et a empêcher que de telles vapeurs n'attaquent le même métal dans la configuration de bandes conductrices. L'utilisation de la présente invention est particulièrement avantageuse pour protéger les configurations de bandes conductrices contenant de l'argent, des effets corrosifs du soufre ou des gaz sulfureux. Dans un tel cas, de l'argent sous forme particulaire est suspendu dans la couche diélectrique. Le métal piégeur peut être présent dans la totalité de la couche diélectrique ou, alternativement, une partie de couche diélectrique ne comportant pas de métal peut être déposée directement sur la surface du substrat et en contact avec les bandes conductrices métalliques, et une partie de couche contenant du métal peut être alors déposée sur la partie diélectrique inférieure. Il est important, dans la structure de la présente invention que le métal piégeur soit incorporé à ou en contact avec la couche diélectrique qui est elle-même en contact avec les bandes conductrices métalliques du substrat qui doivent être protégées. Une telle structure est plus efficace qu'une structure dans laquelle la couche contenant le métal est désposée a l'intérieur du boitier de l'assemblage de circuits intégrés mais espacée de la couche diélectrique recouvrant le substrat. Dans de telles structures espacées, la couche contenant le métal est située sur la surface intérieure d'un boîtier ou enveloppe enfermant le substrat. Dans de telles structures, il existe normalement un espace entre le boîtier et le substrat recouvert. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente inventions ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés ~ texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un assemblage de circuits intégrés contenant la structure de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation d'une structure d'assemblage de circuits intégrés contenant la structure de la présente invention. Le mode de réalisation de la présente invention sera décrit dans son application en tant que perfectionnement à une structure d'assemblage de circuits intégrés de base décrite dans le brevet No. 1 414 836 déposé le 6 août 1964 et son certicat d'addition No. 89 790 déposé le 4 avril 1966 par la demanderesse en France. La figure 1 du dessin annexé a la présente demande est une vue schématique simplifié d'une structure similaire à celle représentée dans le brevet et le certificat d'addition précités qui est modifiée pour illustrer la structure de la présente invention. Par conséquent, en décrivant la structure, les détails de construction et de fabrication qui sont à l'évidence les mêmes que ceux décrits dans le brevet et le certificat d'addition précités seront omis pour la plus grande partie, et les détails concernant les modifications de structures résultant de la présente invention seront décrits d'une manière plus détaillée.De même que la structure du brevet et du certificat d'addition précités, la structure représentée sur la figure 1 comporte un substrat en céramique 20, des broches 21, un couvercle ou boîtier 22 et une couche d'obturation du fond 23 qui peut être en une matière telle qu'un caoutchouc de silicone. Des configurations de bandes conductrices 24, sont formées sur la surface du substrat. Ces configurations de bandes conductrices, aux fins de la présente illustration, contiennent de l'argent, leur composition contenant une partie principale d'argent. Des microplaquettes de circuits intégrés 25 sont montées sur les bandes conductrices 24 au moyen de joints de soudure 26. La surface du substrat en céramique 20, munie des microplaquettes 25 et des bandes conductrices 24, est recouverte d'une couche inférieure 27 qui est constituée par un revêtement diélectrique n'introduisant pas de contraintes du type décrit dans le certificat d'addition précité. Aux fins de la présente illustration, le revêtement n'introduisant pas de contraintes 27 est celui fabriqué et vendu par la Société Dow Corning Corporation sous la marque "Sylgard". Cette matière est une matière dielec trique chimique du type gel qui ne durcit pas aux températures auxquelles le module doit être utilisé. Le revêtement 27 est composé par un polymère linéaire de dimethyle siloxane du type silicone décrit dans le brevet et le certificat d'addition précités.D'autres matières diélectriques n'introduisant pas de contraintes peuvent être utilisées à la place du polymère de silicone. La couche 27 a une épaisseur suffisante pour recouvrir la surface du substrat 20 y compris les bandes conductrices 24 et les microplaquettes 25. La couche 27 est recouverte d'une couche 28 qui est constituée par une suspension de particules d'argent dans une matière diélectrique. La matière diélectrique est de préférence une matière plastique du type vulcanisable à la température ambiante. L'une quelconque des compositions de caoutchouc de silicone vulcanisable à la temperature ambiante décrite dans le brevet et le certificat d'addition précités peut être utilisée. Les compositions vulcanisables à la température ambiante sont constituées par la matière première de caoutchouc de silicone qui contient un titanate organique. Un caoutchouc de silicone de ce type vulcanisable à la tempéra- ture ambiante disponible dans le commerce est vendu par la société Dow Corning Corporation sous la marque "RTV 3140". La composition contient environ 10 parties en poids d'argent pour 90 parties en poids de la composition "RTV". Les particules d'argent ont une dimension particulaire de l'ordre de 5 à 7 ijm de diamètre. La couche 28 contenant la suspension d'argent peut avoir une teneur en argent comprise entre 5 et 25% en poids. De telles teneurs en poids en argent ne modifient pas sensiblement la nature diélectrique de la couche 28, c'est-à-dire qu'elles restent de nature électriquement isolante. Il est bien entendu que bien que la présente invention ait été décrite en se référant aux effets corrosifs de gaz sulfureux sur l'argent, la structure de la présente invention peut etre adaptée pour réduire les problèmes de corrosion dans le cas où d'autres métaux et d'autres vapeurs corrosives sont en jeux. Par exemple, le soufre et les vapeurs sulfureuses ont des effets corrosifs sur le cuivre. Ainsi, dans les cas ou les bandes conductrices du substrat contiennent du cuivre, une suspension de cuivre dans une matière plastique telle que la matière RTV ou une autre matière plastique appropriée, peut être utilisée dans la structure. Conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 2, une unique couche de matière diélectrique 28' contenant le métal en suspension peut être utilisée a la place des couches 27 et 28 de la figure 1. La couche 28' peut avoir la même composition que la couche 28 de la figure 1. A tous autres égards, la structure de la figure 2 est sensiblement la même que celle de la figure 1. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. REVENDICATIONS 1.- Structure d'assemblage de circuits intégrés caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat électriquement isolant sur une surface duquel est formée une configuration de bandes conductrices ayant une composition qui comprend au moins un métal; au moins une microplaquette de circuits intégrés montée sur cette surface; et une couche diélectrique recouvrant cette surface et en contact avec la configuration de bandes conductrices, au moins une partie de cette couche diélectrique comprenant une suspension d'un des métaux entrant dans la composition des bandes conductrices, la dimension particulaire et la concentration de la suspension étant telles que la nature diélectrique de ladite partie n'est pas sensiblement modifiée. 2.- Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que la totalité de la couche diélectrique comprend ladite suspension. 3.- Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que la couche diélectrique comprend une partie inférieure en contact avec les bandes conductrices, cette partie inférieure ne contenant pas la suspension précitée et une partie supérieure recouvrant cette partie inférieure et comprenant cette suspension. 4.- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la composition des bandes conductrices comprend de l'argent et en ce que de l'argent est en suspension dans la matière diélectrique précitée. 5.- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un boîtier enfermant la surface et la couche di électrique précitées. 6.- Structure d'assemblage de circuits intégrés caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat électriquement isolant sur une surface duquel est formée une configuration de bandes conductrices ayant une composition comprenant au moins un métal; au moins une microplaquette de circuits intégrés montée sur cette surface; une couche diélectrique recouvrant cette surface et en contact avec les bandes conductrices; et une couche contenant l'un des métaux entrant dans la composition des bandes conductrices recouvrant la couche diélectrique, cette couche contenant un métal étant électriquement isolé des bandes conductrices par la couche diélectrique. 7.- Structure selon la revendication 6 caractérisée en ce que la composition des bandes conductrices comprend de l'argent et en ce que le métal de la couche contenant un métal est de l'argent. 8.- Structure selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier enfermant la surface et la couche diélectrique précitées.