Brevet FR2558643A1 — publié le 19850726

La présente invention concerne un substrat de câblage à couches multiples pour le montage sur sa surface de circuits à intégration à grande échelle Un exemple de substrat classique de câblage à couches multiples pour le montage sur sa surface de circuits à intégration à grande échelle est décrit dans un article intitulé "Combination of thick-film dielectric/ thin film conductor for fine pattern formation of multilayer substrate" (combinaison d'un diélectrique à couche épaisse/conducteur à couche mince pour formation de motifs fins de substrat à couches multiples) par Takashi Tamura et collaborateurs, publié dans PROCEEDINGS OF THE 1980 INTERNATIONAL MICROELECTRONICS CONFERENCE, Pages 308 à 312.Dans un substrat classique, la connexion électrique entre les substrats est obtenue par l'intermédiaire de lamelles spécifiques qui sont prévues sur la surface de chaque substrat, et des matériaux isolants minéraux sont utilisés comme isolant. La pate du conducteur à couche épaisse sert de matériau de remplissage des trous d'interconnexion. Cependant, comme il y a eu augmentation du nombre de bornes de chaque circuit à intégration à grande échelle pour obtenir une plus grande intégration des circuits à intégration à grande échelle qu'on monte actuellement sur le substrat, un tel substrat employant des lamelles spécifiques a l'inconvénient que ces lamelles occupent inévitablement une aire importante sur la surface du substrat et qu'on finit par avoir un accroissement des dimensions du substrat.En outre, comme les matériaux isolants minéraux et la pâte du conducteur à couche épaisse utilisée comme matériau de remplissage des trous d'interconnexions doivent être chauffés à une température supérieure à 9000C, le problème de la résistance à la chaleur se trouve soulevé. En outre, compte tenu du fait que la couche isolante minérale a une surface rugueuse et une grande capacité inductive spécifique, on a à faire face à de nombreux problèmes de fiabilité et de conception des motifs fins. Un objet de la présente invention est, par conséquent, de prévoir un substrat de câblage à couches multiples qui soit exempt des inconvénients cités ci-dessus des substrats de l'art antérieur. Selon un aspect de la présente invention, on prévoit un substrat comprenant : une section à couche lamifiée en feuille brute comportant une pluralité de tiges de connexion montées sur un côté de la section, une pluralité de trous traversants correspondant aux tiges, respectivement, dans une relation un à un, et une couche de distribution d'énergie;une pluralité de sections à couche de câblage laminées sur la section lamifiée en feuille brute, chacune ayant une couche conductrice et une couche d'isolement en résine polyimide formée sur la couche conductrice; des matières de remplissage de trous d'interconnexion réalisées avec un mélange d'or et de polyimide et formées à l'intérieur de la couche d'isolement de manière à connecter sélectivement la couche conductrice de la section à couche de câblage supérieure avec la couche oenductrioe de la section à couche de câblage inférie une; et une couche conductrice la plus élevée foree sur la section de la couche de câblage la plus élevée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe d'une couche conductrice; et Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe d'une couche conductrice la plus haute. Dans les figures, les mêmes numéros de réf éren- ce représentent les mêmes éléments structurels. En liaison avec la figure 1, un mode de réalisation de l'invention comprend e une section li à couche lamifiée en feuille brute qui comporte une pluralité de tiges de connexion 12 montées avec une densité élevée sur une surface de la section, une pluralité de trous traversants 203 reliés aux tiges 12 dans une relation un à un, et des couches 104 de distribution d'énergie ayant une faible résistance électrique; une section 13 à couche de câblage comprenant une première couche conductrice 101 formée sur la section 11, une couche isolante 301 comport##ant une pluralité de premiers trous d'interconnexion aux parties correspondant à des parties prédéterminées de la couche 101, et des matières 201 de remplissage de trous d'interconnexion réalisées en matériau or-polyimide noyé dans les trous d'interconnexion; une section 14 à couche de câblage comprenant une seconde couche conductrice 102 formée sur la couche 301, une couche isolante 302 présentant une pluralité de seconds trous d'interconnexion aux parties correspondant à des parties prédéterminées de la couche 102, et des matières 202 de remplissage de trous d'interconnexion 202 réalisées en matériau or-polyimide noyé dans les seconds trous d'interconnexion, et une troisième couche conductrice 103 formée sur la couche 302. En liaison maintenant avec la figure 2, les couches 101 et 102 comprennent chacune trois pellicules, à savoir une pellicule 602 en chrome (Cr), une pellicule 601 en palladium (Pd) et une pellicule 600 en or (Au), et l'épaisseur des couches 101 et 102 est 50 - 5000 nm. La couche 103 est utilisée principalement comme lamelle pour fils de connexion de puces à intégration à grande échelle. En liaison avec la figure 3A, une première structure de la couche 103 comprend une pellicule 402 en chrome, une pellicule 401 en palladium et une pellicule 400 en cuivre (Cu), et peut ttre soudée. En liaison avec la figure 3B, une seconde structure de la couche 103 comprend une pellicule 504 en chrome, une pellicule 503 en palladium, une pellicule 502 en cuivre, une pellicule 501 en nickel (Ni), et une pellicule 500 en or et peut être soumis à une liaison par thermocompression. La section 11 est constituée principalement d'oxyde d'aluminium (A1203) ou d'oxyde de silicium (Si02), et son épaisseur est comprise entre 1 et 3 mm. La couche 104 est constituée d'un matériau ayant une faible résistance électrique et les trous traversants 203 sont en molybdène (Mo) ou analogue. Les couches 301 et 302 sont formées de manière à assurer un isolement entre les couches conductrices et sont réalisées en résine de polyimide. Par conséquent, les couches d'isolement peuvent avoir une rugosité de surface minimisée, une capacité inductive spécifique réduite et une résistance électrique plus grande en les formant par un procédé à faible température. Les valeurs de la résistance électrique, de la forme et de l'adhérence des matières de remplissage des trous d'interconnexion 201 et 202 peuvent être maîtrisées par contrôle du rapport du mélange entre l'or et le polyimide. Par exemple, Si les teneurs en or et en polyimide sont choisies de manière à être, respectivement, de 8=, et 15 %, on obtient une matière de remplissage, de trou d'interconnexion qui présente une faible résistance électrique et une adhérence excellente. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Substrat decahlaçe à couches multiples, caractérisé en ce qu'il comprend :une section (11) à couche lamifiée à feuille brute comportant une pluralité de tiges de connexion (12) sur un côté de la section, une pluralité de trous traversants (203) reliés aux tiges dans une relation un à un, et des couches (104) de distribution d'énergie; une pluralité de sections à couche de câblage (13) laminées sur la section à couche lamifiée en feuille brute, chacune ayant une couche conductrice (101) et une couche isolante (301) en résine de polyimide formée sur la couche conductrice; des matières (201) de remplissage de trous d'interconnexion formées à l'intérieur de la couche isolante de manière à connecter sélectivement la couche conductrice (102) de la section à couche de câblage supérieure à la couche conductrice (101) de la section à couche de câblage inférieure et réalisées avec un mélange d'or et de polyimide; et une couche conductrice la plus élevée (103) qui est formée sur la section à couche de câblage la plus élevée, 2 - Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches conductrices (101, 102) sont chacune structurées par laminage d'une pellicule en chrome (602), d'une pellicule en palladium (601) et d'une pellicule en or (600), les pellicules étant dans cet ordre. 3 - Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche conductrice la plus élevée (103) est structurée par laminage d'une pellicule en chrome (504),d'une pellicule en palladium (503)., d'une pellicule en cuivre (502) ,d'une pellicule en nickel (501) et d'une pellicule en or (500), les pellicules étant dans cet ordre. 4 - Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche conductrice la plus élevée (103) est structurée par un laminage d'une pellicule en chrome (402), d'une pellicule en palladium (401) et d'une pellicule en cuivre (400), les pellicules étant dans cet ordre.