Brevet FR2592222A1 — publié le 19870626

1. La présente invention concerne un module pour semi-conducteur et, plus particulièrement, un module pour semi-conducteur dans lequel des puces de semi-conducteur sont montées sur un substrat de câblage à couches multi- ples. On a développé des modules pour semi-conducteur présentant des structures diverses dans lesquels des puces de semi-conducteur sont montées sur un substrat de câblage à couches multiples. Par exemple, un module multi-puces pré- sentant de meilleures caractéristiques thermiques est décrit par Kohara et collaborateurs dans un article intitulé "High-Thermal Conductive Module" dans la 35ème Conférence sur les Composants Electroniques, compte- rendu de 1985, pages 180-186. De plus, une nouvelle technologie de conditionne- ment de puces à intégration à grande échelle est décrite par Watari et collaborateurs dans un articule intitulé "Packaging Technology For The NEC SX Supercomputer"' dans les pages 192-198 du compte-rendu cité ci-dessus. Les modules classiques pour semi-conducteur ont 2. adopté une structure permettant de fixer des puces de semi- conducteur sur un substrat, la face étant dirigée vers le bas, pour permettre à une pastille de chaque puce d'adhérer à un chapeau. Avec l'emploi d'une telle structure, comme les parties adhérentes ou liées ne peuvent faire l'objet d'une reconnaissance ou d'une confirmation par un moyen vi- suel, il y a lieu de faire appel à des techniques de préci- sion pour les travaux d'assemblage. De plus, étant donné qu'il y a également augmentation du nombre des parties indi- viduelles qui sont liées, les étapes de montage sont plus nombreuses, ce qui se traduit par une fiabilité plus faible du module lui-même. Un objet de la présente invention est d'éliminer les inconvénients de l'art antérieur exposés ci-dessus afin de fournir un module pour semi-conducteur ayant une structu- re qui permet d'exécuter facilement les travaux d'assembla- ge et les opérations de connexion, et cela d'une manière sim- plifiée. Un module pour semi-conducteur selon la présente invention comprend un substrat de câblage à plusieurs cou- ches comportant sur sa face arrière une multitude de bornes d'entrée/sortie et à sa surface des bornes connectées aux bornes d'entrée/sortie, respectivement, un chapeau monté au-dessus du substrat de câblage au moyen d'au moins une rat- te de manière à créer un espace entre le chapeau et le subs- trat de câblage, une puce de semi-conducteur fixée au côté en regard de l'espace formé par le chapeau, et des fils ayant une extrémité fixée aux bornes de la puce, respective- ment, et étirés à l'avance de sorte qu'on peut les confir- mer visuellement depuis le dessus du chapeau, les fils ayant leurs autres extrémités connectées aux bornes en surface, respectivement. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite avec le dessin ci-joint qui est une vue en perspective, partiellement en crevé, 3. d'un mode de réalisation d'un module pour semi-conducteur selon la présente invention. On décrira maintenant en détail un mode de réali- sation d'un module pour semi-conducteur selon la présente invention, en liaison avec la figure annexée. La figure est une vue en perspective, en partie en crevé, qui illustre l'ensemble du module pour semi-conduc- teur selon ce mode de réalisation. Comme on peut le voir dans la figure, le module comporte une puce de semi-conduc- teur 1, des fils 2 étirés depuis la puce 1, un chapeau car- ré 3, des pattes 4 ou montants fixés aux quatre coins du cha- peau 3, respectivement, un substrat de câblage 5 à plusieurs couches comportant au moins une couche isolante en matériau minéral isolant, agencé de manière à définir un espace 6 en- tre le chapeau 3 et le substrat de câblage 5, des bornes 7 pour les fils 2, et un puits thermique 8 monté sur le chapeau 3. La puce de semiconducteur 1 est fixée à la surface qui est opposée au substrat de câblage 5, c'est-à-dire à la sur- face en regard de l'espace 6 du chapeau 3. Les fils respec- tifs 2 de la puce de semi-conducteur 1 sont étirés vers l'exté- rieur de sorte qu'on peut les reconnaître visuellement avec facilité à partir du haut.De plus, les bornes 7 sont connec- tées à des bornes d'entrée/sortie (non représentées) prévues sur la face arrière du substrat 5, respectivement. L'opération d'assemblage du module illustré pour semi-conducteur s'effectue de la manière suivante. Tout d'abord, on fixe une pastille de la puce 1 sur la surface intérieure en regard de l'espace 6 du chapeau 3 par un procé- dé de liaison, etc. Ensuite, on fixe les pattes 4 au subs- trat 5 à couches multiples par un procédé de liaison, etc., pour relier ensuite les fils 2 de la puce 1 aux bornes 7 montées sur la surface du substrat de câblage 5 par liaison sous pression ou soudage, etc. Enfin, on installe le puits thermique 8 de refroidissement sur chacun des chapeaux 3, ou sur plusieurs chapeaux. Avec ce type d'assemblage du 4. module pour semi-conducteur, on peut obtenir les avantages suivants: (1) il est possible de fixer facilement la pastil- le de la puce 1 sur la surface intérieure en regard de l'es- pace 6 du chapeau 3 par un procédé de liaison,etc.; (2) il est également possible de fixer facilement les pattes 4 du chapeau 3 au substrat de câblage 5 par un procédé de liai- son, etc., d'une manière similaire à la précédente; (3) étant donné que le module pour semi-conducteur présente une structure permettant de reconnattre facilement les fils respectifs 2 de la puce par une observation visuelle à partir du haut du chapeau 3, il est possible de connecter facilement les fils 2 aux bornes respectives 7 du substrat 5 par un procédé de liai- son avec pression ou de soudage. Par conséquent, le travail d'assemblage est facilité et le nombre des étapes de montage est réduit. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le substrat de câblage à couches multiples utilise un matériau minéral comme matériau isolant. De plus, on peut employer un substrat qui utilise comme matériau isolant une résine de polyimide ou un matériau obtenu par addition d'une poudre fine d'un composé minéral, par exemple de silice ou d'alumine etc., dans la résine de polyimide. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 5. REVENDICATIONS 1 - Module pour semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un substrat de câblage (5) à plusieurs couches, présentant sur sa face arrière plusieurs bornes d'entrée et de sortie et sur sa surface des bornes (7) reliées aux bornes d'entrée et de sortie, respectivement, - un chapeau (3) monté sur la surface du substrat de câblage par l'intermédiaire d'au moins une patte (4) de façon à définir un espace (6) entre le substrat de câblage et lui-même; - une puce de semi-conducteur (1) fixée à la surfa- ce intérieure en regard de l'espace formé par le chapeau, et - des fils (2) ayant une extrémité connectée aux bornes de la puce, respectivement, les fils étant étirés à l'avance vers l'extérieur de façon à pouvoir être confirmés visuellement à partir du dessus du chapeau, les fils ayant leurs autres extrémités connectées aux bornes (7),respective- ment. 2 - Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de refroidissement (8) monté sur le chapeau (3). 3 - Modulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chapeau (3) est carré et présente à ses quatre angles des pattes (4) de même longueur, les fils respectifs (2) étant étirés vers l'extérieur à partir des quatre côtés du chapeau et cambrés à son dessous, les parties extrêmes ainsi cambrées étant reliées aux bornes (7), respectivement. 4 - Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on l'assemble en procédant aux étapes consistant à fi- xer la puce (1) à laquelle ont été connectées les extrémités respectives des fils (2) et comportant les pattes (4) sur sa surface, à fixer les pattes, dans cet état, à la sur- face du substrat de câblage (5) puis à connecter les autres 2S92222 6. extrémités respectives des fils aux bornes (7). - Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat de câblage (5) comporte au moins une couche isolante constituée d'un matériau isolant minéral. 6 - Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat de câblage (5) comporte au moins une couche isolante constituée d'une résine de polyimide. 7 - Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat de câblage (5) comporte au moins une couche isolante obtenue en ajoutant une poudre fine de ma- tériau minéral à une résine de polyimide. 8 - Module selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau minéral est constitué de silice ou d'alumine.