Brevet FR2563049A1 — publié le 19851018

La présente invention concerne les boîtiers des cir- cuits intégrés et plus précisément ceux qui sont destinés aux circuits intégrés à très grande échelle. De tels boîtiers comportent essentiellement une en- ceinte destinée à loger un circuit intégré et plusieurs fils passant à travers la paroi de l'enceinte, l'extrémité interne de chaque fil étant destinée à être raccordée à un circuit intégré logé dans l'enceinte et l'extrémité externe de chaque fil étant destinée à être raccordée à l'extérieur, par exemple à un conducteur d'une plaquette de circuit imprimé. Normale- ment, l'enceinte doit pouvoir être fermée d'une manière hermé- tique après introduction du circuit intégré dans l'enceinte et raccordement des fils au circuit intégré. Dans un type connu de tels boîtiers, les fils sortent de l'enceinte par l'intermédiaire d'un joint formé entre les surfaces plates de deux parties d'un matériau céramique formant l'enceinte. En conséquence, lorsque le boîtier est placé sur une plaquette de circuit, les fils sont légèrement espacés de la plaquette et doivent être déformés dans une certaine mesure afin que le soudage des conducteurs sur la plaquette soit facilité. Cette opération de déformation pro- voque souvent une défaillance du joint hermétique formé entre les fils et les parties céramiques. Un autre problème posé par ces boîtiers est la fragi- lité croissante des fils lorsque la densité des fils augmente, avec augmentation résultante de la possibilité de la détério- ration ou d'un mauvais positionnement des extrémités externes en saillie des fils pendant la manipulation du boîtier, au cours d'essais de contrôle et de la fixation du boîtier sur une plaquette de circuit. La présente invention a pour objet un boîtier de circuit intégré résolvant les problèmes précités. Selon la présente invention, un bottier de circuit intégré comprend une paire de parties associées de manière étanche l'une à l'autre afin qu'elles forment une enceinte destinée à loger un circuit intégré, et plusieurs fils desti- nés à assurer des connexions électriques entre un circuit intégré logé dans l'enceinte et des points qui se trouvent à l'extérieur de l'enceinte, les fils passant par le joint formé entre lesdites parties, caractérisé en ce que, à l'ex- térieur d'au moins une partie du joint,-chaque fil est retenu par l'enceinte afin qu'il suive un trajet incline. De préférence, chaque fil a une première partie in- clinée vers l'extérieur par rapport à une partie au moins du joint et, vers l'extérieur de la première partie inclinée, chaque fil a une seconde partie inclinée complémentaire de manière que les parties des fils qui se trouvent dans l'en- ceinte se trouvent pratiquement dans un premier plan, et les parties des fils qui se trouvent en dehors de l'enceinte se trouvent pratiquement dans un second plan parallèle au premier mais distant de celui-ci. De préférence, le second plan est pratiquement co- planaire à une surface externe de l'enceinte. La première et la seconde partie inclinée sont avan- tageusement des parties sensiblement repliées à angle droit. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite paire de parties comprend une première partie plane et une seconde partie qui comporte une portion planeayant un flasque périphérique, la portion planede la seconde partie étant scellée sur la première partie, son flasque se logeant étroitement autour de la périphérie de la première partie, et les fils sont serrés entre les surfaces adjacentes de la première et de la seconde partie, la première et la seconde partie inclinée de chaque fil suivant le bord externe de la première partie et le bord interne du flasque de la seconde partie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un bol- tier selon l'invention et de son procédé de fabrication, donnée à titre purement illustratif et en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan du boîtier; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue agrandie en plan du bottier à un certain stade de sa fabrication; la figure 4 est une vue agrandie en plan d'une partie d'une variante de boîtier à un certain stade de la fabrica- tion; et la figure 5 est une coupe d'une autre variante de boîtier. Le boîtier représenté sur les dessins comporte une partie de base 1 sous forme d'une plaque rectangulaire d'un matériau céramique, par exemple d'alumine, et une partie rectangulaire 3 formant un capuchon céramique. Le capuchon 3 à une partie plane 5 ayant une ouverture centrale rectangu- laire 7 et un flasque 9 formé tout autour de la périphérie externe de la partie plan 5, le flasque 9 ayant une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur de la base 1. La partie plane 5 du capuchon 3 est scellée sur la base 1 par un joint de verre 10 décrit dans la suite du pré- sent mémoire, un cadre 11 formant des fils de connexion étant serré entre le capuchon et la base. Le cadre de connexion 11 qui est avantageusement formé dans une mince feuille d'alliage nickel-fer par attaque photolithographique, comporte un grand nombre de fils 13 qui dépassent à l'extérieur à partir d'un point qui se trouve légèrement à l'intérieur du bord de l'ouverture centrale 7 formée dans le capuchon 3, les fils étant répartis en quatre groupes rejoignant chacun un côté différent de la partie 1 de base. Chaque fil 13 est maintenu à distance des fils, sur tous les côtés, les fils s'écartant en éventail de leur extrémité interne vers le bord de la base 1. Les fils sont alors disposes parallèlement les uns aux autres, à distance les uns desautres, et ils recoupent le bord de la base 1 à angles droits, ces parties parallèles des fils étant supportées juste au-delà du bord de la base 1 par un cadre rectangulaire 15 de support formé d'un matériau isolant, par exemple une matière plastique, avantageusement d'un polyimide. Chacun des fils 13, à l'endroit o il dépas- se de la base 1, a deux parties complémentaires distantes repliées à angle droit afin qu'elles suivent les bords ex- ternes de la base 1 et le bord interne du flasque 9 du capu- chon 3. Les fils 13 s'écartent alors en éventail à nouveau vers un point qui se trouve à une faible distance d'un second cadre rectangulaire 17 de support, les fils passant de l'autre côté de ce cadre 17 et légèrement audelà de celui-ci, en étant parallèles. Chaque fil 13, entre l'extrémité externe de la seconde partie en éventail et le second cadre 17, a une zone rectangulaire élargie 19 formant une plage de contact permettant les essais. Par exemple, le cadre de connexion comporte deux cents fils 13, cinquante fils étant placés sur chacun des quatre côtés du bottier, avec un pas de 0,2 mm à l'extrémité interne et un pas de 0,5 mm à l'extrémité externe. A partir de chacun des coins de la base 1 et dans le joint formé entre la base 1 et le capuchon 3, une bande 21 du même matériau que les fils 13 mais de plus grande sec- tion est disposée à 45 , chaque bande 21 ayant un trou 23 qui y est formé à un endroit de sa longueur afin que le posi- tionnement précis du boîtier soit facilité lors de l'utilisa- tion, chaque bande étant fixée auccadresde support 15 et 17 à l'endroit de leur recoupement. Lors de l'utilisation du boîtier, une paillette de circuit intégré (non représentée) est placée au centre sur la base 1 et les contacts de la paillette sont raccordés aux extrémités internes des fils 13 par des fils volants. Les circuits peuvent alors être testés à l'aide des plages 19 de contact et des trous 23 pour l'alignement. Un couvercle 25 sous forme d'une plaque céramique rectangulaire (qui n'est représenté que sur la figure 2) peut alors être scellé sur l'ouverture centrale 7 du capu- chon 3, par mise en oeuvre de toute technique commode de scellement, afin que l'enceinte soit fermée hermétiquement. Apres scellage du couvercle 25, les parties des fils 13 et des bandes 21 qui dépassent de l'enceinte peuvent être raccourcis, par exemple afin que les plages 19 et le cadre 17 de support soient supprimés, les trous 23 étant cependant conservés afin qu'ils facilitent l'alignement des fils du boîtier sur les conducteurs d'une plaquette de circuit im- primé auxquels ils doivent être soudés. Il faut noter que le boîtier est placé sur le plaquette de circuit imprimé avec la face de la base 1 pratiquement coplanaire aux extrémités des fils 13 à l'extérieur du boîtier, au contact de la plaquette, si bien que les fils nécessitent une manipulation minimale pour leur positionnement en position de soudage. En outre, étant donné les pliures à angle droit des fils 13, la manipulation des fils qui se trouvent en dehors de l'enceinte n'applique que des contraintes extrême- ment faibles sur le joint hermétique formé entre la base 1 et le capuchon 3 à l'endroit o les fils 13 passent dans le joint. Il apparaît que, étant donné la conduction thermique par contact des parties des fils à l'extérieur du joint avec la base ou le capuchon ou les deux, le joint formé entre la base et le capuchon et le cadre de connexion ne subit pas un choc thermique important pendant le soudage. Le procédé de fabrication du boîtier est maintenant décrit en référence essentiellement à la figure 3 qui repré- sente le bottier avant le scellement du capuchon 3 sur la base 1, la figure 3 ne représentant qu'un seul groupe des fils 13 de connexion par raison de simplicité. Lors de la fabrication du boîtier, le cadre de connexions est initiale- ment réalisé afin qu'il comprenne un rebord rectangulaire externe solidaire 27 qui raccorde et supporte les extrémités externes des fils 13 et les bandes 21, le rebord ayant, à chaque coin, un trou 29 de positionnement. Le cadre 11 est initialement réalisé avec quatre bandes 31 quiassurent chacune la connexion et le support des extrémités internes d'un groupe différent des quatre groupes de fils 13. Après la fabrication du cadre 1 de connexion, les deux cadres 15 et 17 de support sont fixes au cadre et les deux coudes à angle droit sont formés dans les fils. Le cadre 11 est alors fixé de manière étanche à la base 1 du boîtier à l'aide d'un film d'une fritte de verre déposé sur la face convenable de la base 1, par toute technique classique conve- nable, ou à l'aide d'une préforme de verre disposée entre la base 1 et le cadre 11. L'ensemble est alors chauffé soug pression de manière que le verre pénètre entre les fils indi- -5 viduels 13 du cadre 11 et assure sa coopération étanche avec la partie de base 1, le volume de verre utilisé étant suffi- sant pour que la surface du verre se trouve au niveau de la surface du cadre 1, à distance de la base 1. Les quatre bandes d'interconnexion interne 31 et le rebord d'intercon- nexion externe 27 sont alors supprimés. On peut noter que, avant cette dernière opération, les trous 23 et 29 peuvent être utilisés pour le positionnement. Une préforme supplémentaire de verre est alors utilisée pour le soudage du capuchon 3 du bottier sur l'ensemble com- prenant le cadre de connexion et la base. La figure 4 représente une variante du bottier décrit précédemment à titre illustratif, dans laquelle les extrémités internes des fils 13 sont raccordées à des plages métallisées 33 formées sur la surface convenable de la base 1 du bottier, les plages formant ainsi les prolongements vers l'intérieur des fils de connexion, les fils volants provenant du circuit intégré paillette étant soudés à ces prolongements lors de l'utilisation du boîtier. Les fils du cadre 11 ont alors une longueur qui suffit uniquement au recouvrement des plages métallisées 83 formées sur la base 1, à leurs extrémités internes, les parties en recouvrement des fils et de la métal- lisation étant liées par thermocompression avant soudage du cadre sur la base 1 à l'aide d'une fritte de verre ou d'une préforme de verre comme décrit précédemment. On se réfère à la figure 5 qui représente une autre variante du boîtier décrit précédemment dans laquelle un bouchon métallique brasé ou un autre organe 35 ayant une conductibilité thermique élevée est disposé dans un trou formé au centre de la base 1, dans lequel le circuit intégré est disposé lors du fonctionnement, afin que la conduction de la chaleur à partir du circuit soit accrue. REVENDICATIONS 1. Boîtier de circuit intégré comprenant deux parties (1, 3) scellées l'une à l'autre afin qu'elles forment une enceinte destinée à loger un circuit intégré, et plusieurs fils de connexion (13) destinés à assurer les connexions électriques entre un circuit intégré logé dans l'enceinte et des points extérieurs à l'enceinte, ces fils (13) passant par la soudure desdites parties (1, 3), caractérisé en ce que, à l'extérieur d'une partie au moins de la soudure, chaque fil (13) est maintenu par l'enceinte (1, 3) afin qu'il suive un trajet incliné. 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parties (1, 3) ont une configuration telle que chaque fil (13) a une première partie inclinée vers l'ex- térieur d'une partie au moins de la soudure et, à l'extérieur de la première partie inclinée, chaque fil (13) a une seconde partie inclinée complémentaire de manière que les parties de fils (13) qui se trouvent dans l'enceinte (1, 3) se trouvent pratiquement dans un premier plan et que les parties de fils qui se trouvent en dehors de l'enceinte se trouvent pratique- ment dans un second plan parallèle au premier mais distant de celui-ci. 3. Boîtier selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première et la seconde partie inclinée sont repliées pratiquement à angle droit. 4. Boîtier selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le second plan est sensiblement copla- naire à une surface externe de l'enceinte (1, 3). 5. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite paire de parties (1, 3) comprend une première partie plane (1) et une seconde parli( (3) qui comporte une partie plane (5) ayant un flasque périphérique (9), la partie plane (5) de la seconde partie (3) étant soudée à la première partie, le flasque s'ajustant étroitement autour de la périphérie de la première partie (1), les fils (13) étant serrés entre des surfaces ajacentes de la première et de la seconde partie (1, 3), la première et la seconde partie inclinée de chaque fil (13) suivant le bord externe de la première partie (1) et le bord interne du flasque (9) de la seconde partie (3). 6. Boîtier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie plane (5) de la seconde partie 13) a une ouverture (7) destinée à contenir un circuit intégré raccordé aux extrémités internes des fils (13) et destinée à être fermée de manière étanche par un couvercle (25) afin qu'une enceinte fermée logeant le circuit intégré soit déli- mitée. 7. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en dehors de l'enceinte, les fils (13) sont supportés par au moins un cadre (15, 17) formé d'un matériau isolant. 8. Boîtier selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cadre (15, 17) est formé d'un polyimide. 9. Boîtier sleon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte deux cadres (15, 17),l'un (17) étant placé à l'extérieur du second (15), les fils (13) étant placés en éventail entre les deux cadres (15, 17). -. Boîtier selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque fil (13) comporte une plage élargie de contact (19) entre les deux cadres (15, 17). 11. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bande (21) de matière qpi s'ajoute aux fils (13) et qui a une section supérieureà ces fils, cette bande étant fixée au cadre ou à chaque cadre (15, 17) et à l'enceinte (1, 3). 12. Boîtier selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite bande (21) a au moins un trou (23) facili- tant le positionnement du boîtier lors de l'utilisation. 13. Boîtier selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que ladite bande (21) et les fils de connexion (13) sont constitués par des parties d'un cadre de connexion (11) comprenant lesdits fils (13) et la bande (21) avec un rebord externe (27) qui raccorde et supporte les extrémités externes des fils (13) et de la bande (21). 14. Boîtier selon la revendication 13, caractérisé en ce que la bord externe (27) a au moins un trou (29) faci- litant le positionnement du boîtier lors de l'utilisation. 15. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que lesdites parties (1, 3) ont une forme générale rectangulaire, et quatre bandes (21) dépas- sent chacune d'un coin de l'enceinte formé par lesdites par- ties (1, 3). 16. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à leurs extrémités inter- nes, les fils (13) sont raccordés à des plages métallisées (33) formées sur l'une (1) desdites parties (1, 3), ces plages (33) formant des prolongements vers l'intérieur desdits fils (13). 17. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une (3) desdites parties (1, 3) comporte un élément rapporté (35) formé d'un matériau ayant une conductibilité thermique relativement élevée par rapport à celle du reste de la première partie (3), si bien que la conduction de la chaleur à distance du circuit intégré logé dans le boîtier est facilitée.