Brevet FR2538961A1 — publié le 19840706

EMBASE POUR CIRCUIT INTEGRE La présente invention a pour objet une embase pour circuit intégré. On connaît déjà de J'art antérieur des embases pour circuit intégré comportant des conducteurs de sortie organisés suivant une rangée selon un pas donné qui, selon les technologies actuellement utilisées, ne peut être en pratique inférieur à 1,27 mm Pourtant, l'évolution des circuits intégrés et leur mise en oeuvre de plus en plus fréquente sous la forme de circuits hybrides a pour conséquence qu'il est de plus en plus nécessaire d'augmenter le nombre de conducteurs de sortie disponibles sur chaque boîtier. La présente invention a pour objet une embase pour circuit intégré permettant d'augmenter le nombre de conducteurs de sortie disponibles sur chaque bottier. Dans ce but, elle est caractérisée en ce qu'elle comporte n (avec N supérieur ou égal à 2) rangées de conducteurs de sortie disposées à intervalle régulier sur le pourtour d'un boîtier selon un pas donné, ces conducteurs présentant des portions terminales dépassant du boîtier en vue de la connexion électrique de celui-ci sur un circuit d'utilisation et en ce que les rangées sont décalées les unes par rapport aux autres de 1/nième' de pas. Selon un mode de réalisation, deux rangées formant une rangée supérieure et une rangée inférieure sont disposées sur au moins une face latérale du boîtier, Les portions terminales des conducteurs de sortie d'une des rangées peuvent être repliées vers l'embase et ceux de l'autre rangée vers l'extérieur de l'embase Par exemple, les portions terminales des conducteurs de sortie de la rangée supé- rieure sont repliées vers l'extérieur de l'embase. Selon un mode de réalisation, au moins une rangée est disposée sur au moins une face latérale du boîtier et au moins une autre rangée sur le bord de la face inférieure du boîtier qui jouxte ladite face latérale Les portions terminales des conducteurs de sortie ce la rangee disposée sur la face laterale du boîtier peuvent être repliées vers le boîtier et celles des conducteurs de sortie de la rangee disposées sur la face inférieure du boîtier peuvent être repliées vers l'extérieur du boîtier. Selon un mode de réalisation, l'embase comporte deux rangées de conducteurs de sortie disposées sur la face inférieure du boîtier. Ainsi, l'embase peut être en céramique et se distingue plus particu- lièrement en ce que les conducteurs sont du type sérigraphies et en ce que ceux-ci comportent deux grilles superposées pour la con- nexion électrique depuis l'intérieur de l'embase jusqu'aux parois latérales de celles-ci, la grille supérieure étant raccordée électri- quement à la partie inférieure de l'embase par des premières portions conductrices situées sur le bord du boîtier, disposées chacune dans une rainure, et se prolongeant par une patte située sous l'embase en vue de la connexion électrique de celles-ci, et la grille inférieure étant raccordée électriquement à la partie inférieure de l'embase par des secondes portions conductrices disposées dans des trous débouchant sur la face inférieure de l'embase, les secondes portions conductrices se prolongeant par une patte située sous l'embase en vue de la connexion électrique de celles-ci, les trous et les rainures étant décalés l'un par rapport à l'autre latéralement d'un demi-pas. Dans les modes de réalisation o l'embase comporte des contacts repliés, ce repliement peut être réalisé autour d'un contour sensiblement parallélépipédique en matériau isolant de manière à protéger mécaniquement les conducteurs lors de la manipulation et de la mise en place de l'embase par soudure, et à donnerà l'ensemble une certaine élasticité permettant d'absorber les contraintes ther- miques. Dans tous les cas, le repliement peut être réalisé pour au moins une des -rangées autour d'un contour sensiblement parallélé- pipédique en matériau isolant et pour au moins une autre rangée après passage des conducteurs dans des ouvertures ménagées dans ledit contour. Le contour peut comporter des faces latérales dont une au moins porte des rainures dans lesquelles les conducteurs sont guidés en amont de leurs extrémités repliées Le contour peut être constitué par une pièce isolante maintenue en place par les connec- teurs repliés autour d'elle. Le boîtier peut être en matériau conducteur, comporter une plaquette intermédiaire disposée à l'intérieur du boîtier et destinée à recevoir au moins un circuit intégré, et au moins deux rangées de passages isolants décalées à travers lesquelles passent lesdits con- ducteurs de sortie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés o: la figure 1 représente en perspective une embase selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 représente en perspective une embase selon un autre mode de réalisation de l'invention; les figures 3 a et 3 b représentent respectivement un détail de la figure 2 et l'empreinte des conducteurs sur le circuit imprimé sur lequel l'embase doit être soudée; la figure 4 représente une variante de la figure 1 dans le cas d'un boîtier métallique; les figures 5 a et 5 b représentent respectivement un détail en perspective des conducteurs de sortie du boîtier de la figure 5, et un bloc de connexions également en perspective; les figures 6 a, 6 b et 6 c représentent respectivement une variante d'un bloc représenté à la figure 5 b, et des coupes suivant AA et BB de la figure 6 a; les figures 7 a et 7 b représentent chacune une feuille céramique à l'état cru pour la réalisation d'un boîtier céramique selon l'invention et représenté en coupe aux figures Sa -et 8 b; la figure 7 c représente un secteur de la figure 7 b; la figure 8 c représente en vue de dessous un détail de l'embase des figures sa et 8 b; la figure Ed représente en vue de dessus un secteur présen- tant un cadre sérigraphie. Selon la figure 1, un boîtier 1 pourvu d'un couvercle 3 présente sur ses faces latérales une rangee de connexions 5 disposée selon un pas donné et sur chacun des bords de sa face inférieure une rangée de conducteurs de sortie de même pas que la précédente mais décalée d'un demi pas par rapport a celle-ci Les portions terminales des conducteurs de sortie 5 sont repliées vers l'intérieur du boîtier, alors que les portions terminales des conducteurs de sortie 9 sont repliées vers l'extérieur du boîtier, de manière à produire une structure inter-digitée Sur le circuit imprimé sur lequel l'embase est fixée par soudure, les empreintes sont disposées de la même façon que pour les embases de l'art antérieur mais à un pas qui sera la moitié du pas précédemment utilisé, ce qui permet de multiplier par deux le nombre de conducteurs de sortie dont dispose l'embase, c'est-à-dire de disposer les conducteurs de sortie à un pas effectif de 0,635 mm. Suivant la figure 2, deux rangées de conducteurs de sortie 25 et 26 sont disposées sur chacune des faces latérales du boîtier 1 Ces rangées sont décalées Les portions terminales des conducteurs de sortie 25 qui constituent la rangée supérieure sont repliées vers l'extérieur du boîtier, et les portions terminales des conducteurs de sortie 26 qui constituent la rangée inférieure sont repliées vers l'intérieur du boîtier. Selon la figure 3 a, les pattes 25 présentent une portion terminale 27 repliée à 906 vers l'extérieur du boîtier après passage dans une ouverture 30 d'un bloc de connexions 26 alors que les conducteurs de sortie 26 présentent une portion terminale présen- tant deux courbures à angle droit, une première courbure 28 destinée à former le contact proprement dit et éventuellement une deuxième courbure 29 se repliant dans une rainure du bloc de connexions 6, après passage également dans une ouverture 30 du bloc de connexions 6 Les empreintes sur le circuit imprimé sur lequel sera soudé l'embase se présentent sous la forme de deux rangées de pas p déphasées l'une de l'autre de p/2. Selon la figure 4, le boltier 1, en matériau conducteur, est fermé par un couvercle 3 egalement en matériau conducteur Des ouvertures 2 sont ménagées sur la face inférieure du boîtier et sur Jes faces latérales de manière a laisser passer des conducteurs de sortie 9 et 5 tels que ceux representés à la figure 1 Une plaquette intermédiaire 4 reçoit un circuit intégré 7 relié par des fils de câblage 8 à une extrémité de conducteurs 9 et 5 situés sur le dessus de la plaquette intermédiaire 4 Les conducteurs 5 présentent à partir de leur extrémité de connexions 10, une section droite Il permettant leur passage à travers les ouvertures 2 qui sont rendues étanches par des passages isolants par exemple des perles de verre. A sa sortie de l'ouverture 2, le conducteur 5 est replié une première fois perpendiculairement en 12 de manière à l'orienter vers la partie inférieure du bottier puis, après une portion droite 13, une nouvelle fois autour d'un bloc de connexions 6, la portion plane 14 repliée à autour du bloc 6 formant la partie active du conducteur de sortie qui sera soudée sur un circuit imprimé L'extrémité 15 du conducteur de sortie 5 peut être en outre repliée autour du bord du bloc de connexions 6 opposé à la section plane 13 En ce qui concerne le conducteur de sortie 9, il est replié en 17 à 90 de manière à permettre son passage par une ouverture 2 de la face inférieure du boîtier I Il traverse l'ouverture 2 sur une portion rectiligne l puis est ensuite replié en 19 vers l'extérieur du bottier de façon qu'une portion rectiligne 20 vienne former contact élec- trique à la partie inférieure du bloc de connexions 6, l'extrémité 21 de la portion rectiligne 20 pouvant etre en outre repliée autour du bloc 6 au niveau du bord opposé à celui que tangente la portion rectiligne 18 o Le bloc 6 en matériau isolant est ainsi maintenu mécaniquernent en place par les deux séries de contacts alternées 5 et 9 qui forment une structure inter-digitée'et ils protègent en mêeme temps ceux-ci contre les contraintes et les chocs mécaniques aussi bien que thermiques auxquels pourra être soumis le boîtier Le bloc 6 peu't être en vitrocérarn ou en alumineo Il est particulie- rement avantageux que le bloc 6 soit en matériau plastique de manière que l'ensemble formé par le bloc et les conducteurs soit susceptible d'absorber les différences de dilatation thermique éven- tuelles entre le boîtier et le substrat sur lequel il est dessiné à être soudé On pourra choisir un plastique tenant en température tel qu'un polysulfone. On remarquera que la fabrication de ce boîtier peut être réalisée de manière classique, en mettant en oeuvre une cuisson des perles de verre dans les ouvertures 2 de manière à réaliser l'étan- chéité du boîtier On réalise cette cuisson avant repliement des connexions. La figure 5 a montre un détail en perspective du mode de réalisation de la figure 4 o le bloc 6 est représenté en pointillés. Selon la figure 5 b, ce bloc présente des rainures 30 et 31 destinées à recevoir les portions rectilignes 13 et 18 des conducteurs de sortie 5 et 9 Ce mode de réalisation permet d'obtenir un meilleur maintien réciproque du bloc 6 et des conducteurs de sortieo Selon les figures 6 a à 6 c% les extrémités 15 et 21 des conducteurs de sortie 5 et 9 sont introduits dans les trous borgnes respectivement 32 et 33 ménagés en face des rainures 30 et 31 à la face inférieure du bloc de connexions 6. Selon la figure 7 a, une feuille 38 en céramique crue comporte un certain nombre de secteurs carrés 39 dont le contour est défini par un grand nombre de perçages L O égal à la moitié ou à peu près à la moitié (ici à la moitié plus deux) du nombre de sorties du boîtier, espacés du pas des connexions de chaque secteur 39 comportant en son centre une ouverture 51 '. Selon la figure 7 hb, une feuille 35 en céramique crue comporte un certain nombre de secteurs carrés 36 dont le contour est défini par une premièe rangée extérieure de perçages 37 en nombre égal a la moitié du nombre de sorties du boîtier et espacés du pas des connexions Les percages 37 sinscrivent suivant un carré de m Ame dimension que celui que forment les perçages 40 Sur un carré de cÈté plus petit, s'inscrit une deuxième rangée intérieure de perçages 57 en nombre à peu près égal à la moitié du nombre des sorties du boîtier et espacés du pas des connexions Les perçages 57 sont décalés d'un demi-pas par rapport aux perçages 37 Chaque secteur 36 comporte en son centre une ouverture 51 " plus petite que l'ouverture 51 '. Les faces supérieures de chaque feuille 38 et 35 sont séri- graphiées de manière classique pour créer un motif de connexion respectivement 45 entre les trous 40 et l'ouverture 51 ' et 41 entre les trous 57 et l'ouverture 51 " Des aiguilles sont de manière connue en soi introduites dans les ouvertures 37, 40 et 57 pour y faire pénétrer la pâte à sérigraphier et la faire déposer sur les bords desdites ouvertures Les feuilles à traiter sont, à cet effet, dispo- sées de manière connue en soi au-dessus d'une réserve de pâte à sérigraphier dans laquelle plongent les aiguilles Selon une variante également connue, la pâte à sérigraphier est aspirée à travers l'écran de sérigraphie pourvu à cet effet de trous alignés avec ceux à métalliser Les feuilles 38 et 35 sont ensuite superposées de manière à faire co Tncider les secteurs 39 et 36. Le sandwich est complété par superposition d'une part d'une feuille supérieure comportant des secteurs carrés 49 pourvus chacun d'une ouverture centrale 51, plus large que l'ouverture 51 ', et présentant autour de celle-ci un cadre 61 sérigraphie permettant la brasure ultérieure d'un capot, et d'autre part d'une feuille inférieure portant des secteurs carrés 62 Chacun des secteurs carrés 62 comporte une série externe d'ouvertures 63, et une série interne d'ouvertures 65 s'inscrivant chacun sur le contour d'un carré de même c 8 té que respectivement ceux définis par les perçages 37 et 57 Les ouvertures 63 et 65 sont également métallisées, de manière à former des métallisations respectivement 47 ' et 42 ', par de la pâte à sérigraphier, comme les ouvertures 37, 57 et 40 D'autre part, la partie inférieure de chaque secteur 62 comporte des métallisations sérigraphiées 48 et 43 formant des pattes de connexion en liaison électrique avec les métallisations des ouvertures 63 et 65 respec- tivement. Après cuisson -de la céramique et rupture des blocs ainsi obtenus le long des lignes de clivage constituées par les perçages superposés, on obtient des embases 50 tels que représentées aux figures Sa et 8 b On notera que sur ces figures, on a laisse subsister pour faciliter la compréhension des traits de séparation entre les secteurs 49, 39, 36 et 62 En réalité, étant donné que la céramique est cuite, l'ensemble forme un bloc homogène. Selon les figures Sa et Sb, deux rangées de connexions 45 et 41 superposées sont raccordées à la face inférieure de l'embase par des métallisations décalées d'un demi-pas et disposées pour les unes sur les faces latérales de l'embase 50 et pour les autres dans des ouvertures internes La première série de ces connexions 46, 47, 47 ' est disposée dans une rainure 37, 40 définie par les bords subsistants des perçages 37, 40 et 63 après clivage La deuxième série de ces connexions 42, 42 ' est disposée dans des ouvertures internes à l'embase et venant de la superposition des ouvertures 57 et 65. Chaque connexion de la rangée inférieure de connexions com- porte une première section rectiligne 41 s'étendant entre les sec- teurs 39 et 36 depuis une première extrémité o elle est destinée à être connectée à un composant disposé au fond de la cuvette 51 ", cette connexion étant facilitée par une zone 55 formant gradin, c'est-à-dire que les ouvertures 51 " sont légèrement plus grandes que les ouvertures 51 ', jusqu'à un bord extérieur o elle est en contact électrique avec une deuxième section rectiligne 42 disposée dans une ouverture correspondante 57 Cette deuxième section rectiligne se prolonge par une troisième section 42 ' disposée dans une ouver- ture correspondante 65, puis par une patte 43 s'étendant sur une petite distance sous la face inférieure 44 de l'embase 50 en vue de sa soudure sur un substrat La feuille portant les secteurs 62 a été, à cet effet, sérigraphiée sur sa face inférieure comme représenté à la figure 8 c. Chaque connexion de la rangée supérieure de connexions comporte une première section rectiligne 45 s'étendant entre le secteur 38 et le secteur 49 depuis une première extrémité o elle est destinée à Etrejconnectée à un composant disposé au fond de la cuvette 51 ', cette connexion étant facilitée par une-zone 56 formant gradin, c'est-à-dire que l'ouverture 51 du secteur 49 est légèrement plus grande que l'ouverture 51 ' du secteur 39, jusqu'à un bord extérieur du boîtier o elle est en contact électrique avec une deuxième section rectiligne 46 disposée dans une des rainures 40 obtenues par la séparation des blocs réalisée après cuisson en brisant ceux-ci le long des lignes données par les ouvertures 40 Cette deuxième section rectiligne se prolonge avec continuité électrique par une troisième section rectiligne 47 disposée dans la rainure 37 située dans le prolongement de ladite rainure 40, puis par une quatrième section rectiligne 47 ' disposée dans la rainure 63 située dans le prolongement de ladite rainure 37, et se termine, bien entendu toujours avec continuité électrique, par une patte conduc- trice 48 et s'étendant sur une petite distance sous la face inférieure 44 de l'embase 50 en vue de sa soudure sur un substrat. Sur les figures, on a représenté les pattes 43 dirigées vers l'intérieur du boîtier La technique de sérigraphie a une finesse suffisante pour que ces pattes 43 soient dirigées vers l'extérieur du boîtier, de manière à être inter-digitées avec les pattes 48 Dans ce cas, elles s'étendent préférentiellement jusqu'au bord du boîtier de manière à permettre une inspection visuelle D'autre part, on évitera en pratique de métalliser les perçages 63 situés dans les angles de l'embase. La céramique peut être à base de 96 % 6 d'alumine à laquelle on ajoute un liant, un dispersant et un défloculant, ainsi qu'un minéra- lisateur (Mg O ou Ca) pour abaisser la température de frittage à 1500 16001 C L'encre de sérigraphie peut comporter (en poids) 100 parties de tungstène, 2,5 parties de nitrocellulose (liant), 12,5 parties de lactate de butyle (dispersant) et 0,5 partie d'huile de mehnaden (dispersant et défloculant). A titre d'exemple, les métallisations ont des épaisseurs de 10 à microns, la métallisation 70 est un carré de 7,62 mm de côté, de même que l'ouverture 51 " L'ouverture 51 ' est un carré de 10 mm de côté et l'ouverture 51, un carré de 12,40 mm de côté Les dimen- sions extérieures du boîtier sont celles nécessitées par la mise en place des connexions au pas de 1,27 mm pour chaque rangée. il REVENDICATIONS 1 Embase pour circuit intégré, caractérisée en ce qu'elle comporte N (avec N > 2) rangées de conducteurs de sortie disposés à intervalles réguliers sur le pourtour d'un boîtier selon un pas donné, ces conducteurs présentant des portions terminales dépassant du boîtier en vue de la connexion électrique de celui-ci sur un circuit d'utilisation, et en ce que ces rangées sont décalées les unes par rapport aux autres de 1/n Iéme de pas. 2 Embase selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux rangées formant une rangée supérieure et une rangée infé- rieure sont disposées sur au moins une face latérale du boîtier. 3 Embase selon la revendication 2, caractérisée en ce que les portions terminales des conducteurs de sortie d'une des rangées sont repliées vers l'embase et ceux de l'autre rangée vers l'extérieur de l'embase. 4 Embase selon la revendication 3, caractérisée en ce que les portions terminales des conducteurs de sortie de la rangée supé- rieure sont repliées vers l'extérieur de l'embase. Embase selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins une rangée est disposée sur au moins une face latérale du boîtier et au moins une autre rangée sur la face inférieure du boîtier au voisinage du bord qui jouxte ladite face latérale. 6 Embase selon la revendication 5, caractérisée en ce que les portions terminales des conducteurs de sortie de la rangée disposée sur la face latérale du boîtier sont repliées vers le boîtier et celles des conducteurs de sortie de la rangée disposée sur la face infé- rieure du boîtier sont repliées vers l'extérieur du boîtier. 7 Embase selon l'une des revendications précédentes, carac- térisée en ce qu'elle comporte deux rangées disposées sur la face inférieure du boîtier. 8 Embase selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est en céramique, en ce que les conducteurs sont du type sérigra- phiés et en ce que ceux-ci comportent deux grilles superposées pour la connexion électrique depuis l'intérieur de l'embase jusqu'aux parois latérales de celles-ci, la grille supérieure étant raccordée électriquement à la partie inférieure de l'embase par des premières portions conductrices situées sur le bord du boîtier, disposées chacune dans une rainure, et se prolongeant par une patte située sous l'embase en vue de la connexion électrique de celles-ci, et la grille inférieure étant raccordée électriquement à la partie infé- rieure de ltembase par des secondes portions conductrices disposées dans des trous débouchant sur la face inférieure de l'embase, les secondes portions conductrices se prolongeant par une patte située sous l'embase en vue de la connexion électrique de celles-ci, les trous et les rainures étant décalés l'un par rapport à l'autre latéralement d'un demi-pas. 9 Embase selon l'une des revendications 3, 4, 6 ou 7 j carac- térisée en ce que ce repliement est réalisé autour d'un contour sensiblement parallélépipédique en matériau isolant. 10 Embase selon l'une des revendications 3, 4, 6 ou 7, caracté- risée en ce que pour au moins une des rangées les conducteurs de sortie sont repliés autour d'un contour sensiblement parallélépi- pédique en matériau isolant et pour au moins une autre rangée après passage des conducteurs dans des ouvertures ménagées dans ledit contour. 11 Embase selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le contour comporte des faces latérales dont une au moins porte des rainures dans lesquelles les conducteurs sont guidés en amont de leurs extrémités repliées. 12 Embase selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que le-contour est constitué par une pièce isolante maintenue en place uniquement par les connecteurs repliées autour d'elle. 13 Embase selon la revendication 12, caractérisée en ce que la pièce isolante est en matériau plastique. 2-538961 14 Embase selon l'une des revendications précédentes, carac- térisée en ce que le boîtier est en matériau conducteur, en ce qu'il comporte une plaquette intermédiaire disposée à l'intérieur du boîtier et destinée à recevoir au moins un circuit intégré, et au moins deux rangées de passages isolants décalées l'une par rapport à l'autre et à travers lesquelles passent lesdits conducteurs de sortie.