Brevet FR2611412A1 — publié le 19880902

CARTE STRATIFIEE D'INTERCONNEXION. La présente invention se rapporte à la structure d'alimentation d'une carte stratifiée d'interconnexion qui facilite une disposition dense de plaquettes à intégration à grande échelle (LSI). De façon générale, une carte stratifiée d'interconnexion comporte, en son intérieur, des couches d'interconnexion qui sont reliées à de nombreuses broches d'entrée et de sortie qui, à leur tour, sont à découvert à l'extérieur sur l'une des faces de la carte d'interconnexion. Un certain nombre de plaquettes à intégration à grande échelle LSI sont montées sur la face de la carte de circuit imprimé opposée aux broches d'entrée et de sortie. Il est habituel d'alimenter de telles plaquettes LSI à partir de broches d'entrée et de sortie des signaux et de broches d'alimentation puissance et par l'intermédiaire des couches intérieures d'interconnexion, comme exposé dans le brevet U.S. 4 612 602 à titre d'exemple. Dans le type décrit ci-dessus de structure d'alimentation d'une carte stratifiée d'interconnexion, une partie des broches d'entrée et de sortie sont exclusivement affectées à l'entrée et à la sortie des signaux tandis que les autres sont exclusivement affectées à l'alimentation puissance. Un inconvénient avec une telle structure d'alimentation est que les électrodes disponibles pour l'entrée et la sortie des signaux et celles disponibles pour l'alimentation puissance sont peu nombreuses et par conséquent ne peuvent pas faire face à une demande croissante pour une disposition dense des plaquettes LSI. Un but de l'invention est donc de proposer une structure d'alimentation d'une carte stratifiée d'interconnexion qui soit capable de faire face à la demande d'une disposition dense des .plaquettes LSI. Un autre but de l'invention est de proposer une structure d'alimentation d'une carte stratifiée d'interconnexion qui permette d'augmenter à la demande le nombre d'électrodes pour l'entrée et la sortie des signaux et celui d'électrodes pour l'alimentation puissance. Un autre but encore de l'invention est de proposer une structure d'alimentation de façon générale améliorée d'une carte stratifiée de circuit d'interconnexion. Conformément à l'invention, on propose une carte stratifiée d ' interconnexion comportant, pour l'entrée et la sortie des signaux, des broches et, pour l'alimentation puissance, des broches qui sont disposées sur l'arrière d'un substrat céramique multicouche, les broches #prévues pour l'entrée et la sortie des signaux étant reliées à la surface du substrat par des trous traversants prévus à travers le substrat, les broches prévues pour l'alimentation puissance étant reliées à la surface du substrat par des trous métallisés par l'intermédiaire de couches conductrices qui sont prévues dans le susbstrat, caractérisée en ce que la surface des couches conductrices qui sont prévues dans le substrataug mente ou diminue successivement pour former des plots d'alimentation puissance en une configuration du type gradin, à une extrémité latérale du substrat. En outre, conformément à l'invention, on propose une carte stratifiée d'interconnexion comportant des couches d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance, des broches pour l'entrée et la sortie des signaux et des broches pour l'alimentation puissance, caractérisée en ce que les couches d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance sont à découvert à une extrémité latérale de la carte d'interconnexion et en ce que des plots d'alimentation puissance sont prévus sur l'extrémité latérale découverte. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, A ainsi que d'autres, de l'invention apparaîtront davan- tage à partir de la description détaillée qui suit prise en liaison avec les dessins joints sur lesquels: - la figure 1 est une coupe montrant une carte stratifiée d'interconnexion concrétisant l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation montrant la liaison entre la carte d'interconnexion de la figure 1 et une carte de circuit imprimé; - la figure 3 est une vue perspective d'une autre réalisation de l'invention; et - la figure 4 est une élévation montrant la liaison entre la carte d'interconnexion de la figure 3 et une carte de circuit imprimé. En se reportant à la figure 1, elle représente une carte stratifiée d'interconnexion conforme à l'invention et repérée de façon générale par le repère 10. Telle que représentée, la carte d'interconnexion 10 comporte un substrat multicouche 12 fabriqué en céramique et comportant à son intérieur des couches 14 d'interconnexion avec l'alimentation puissance. De façon spécifique, le substrat 12 est fabriqué en stratifiant une pluralité de feuilles céramiques sur chacune desquelles est imprimée une couche conductrice et dont la surface diffère de l'une à l'autre. Les couches 14 d'alimentation puissance sont à découvert à l'extérieur, selon une configuration du type gradin, sur une extrémité latérale du substrat 12, constituant ainsi des plots 16 pour l'alimentation puissance.Les feuilles céramiques peuvent avoir chacune une épaisseur d'environ 100 microns tandis que les couches conductrices peuvent avoir chacune une épaisseur d'environ 10 microns et être réalisées avec de l'or, un alliage argent-palladium, du tungstène, etc. Les plots 16 d'alimentation puissance découverts que l'on peut relier à l'extérieur sont individuellement reliés aux couches 18 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance, qui sont également prévues dans le substrat 12. Des broches 20, prévues pour l'alimentation puissance, sont rigidement montées à l'arrière du substrat 12 et fabriquées en le même matériau que les couches 18 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance.Les broches 20 sont reliées individuellement aux couches 18 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance par l'intermédiaire de trous traversants 22 qui présentent chacun un diamètre d'environ 200 microns. Les plots 16 qui sont sur l'extrémité latérale du substrat 12 et les broches 20 qui sont à l'arrière du substrat 12 sont rangées sur la base du type d'alimentation puissance utilisé et sont reliés à la source intérieure d'alimentation puissance du substrat 12. En outre, cette source d'alimentation puissance est reliée aux réseaux d'interconnexion 26, définis sur une fine couche multicouche 24 d'interconnexion, par l'intermédiaire de trous traversants 22. La couche d'interconnexion 24, formée sur la surface du substrat 12, inclut, entre couches, des éléments isolants dont le principal composant est un polyimide. Les rubans d'interconnexion des réseaux d'interconnexion 26 ont une largeur d'environ 25 microns chacun. Des broches 28 pour l'entrée et la sortie des signaux sont également rigidement montées à l'arrière du substrat 12 et reliées aux réseaux d'interconnexion 26 par l'intermédiaire des trous traversants 22. Les rubans d'interconnexion de la source d'alimentation puissance et les rubans d 'interconnexion des signaux, qui sont reliés par l'intermédiaire de la couche stratifiée d 'interconnexion 24, sont reliés, à la surface de la couche d'interconnexion 24, aux conducteurs 32 d'une plaquette LSI 30 rigidement montée sur la couche d'interconnexion 24. En configurant la périphérie du susbstrat 12 en gradins sur une base de 1 millimètre pour faire apparaitre à l'extérieur la couche d'interconnexion de l'alimentation puissance, il est possible de prévoir, tout autour du substrat 12, des plots 16 d'alimentation puissance correspondant à environ 300 broches et de réduire la chute de tension dans le substrat 12 à environ un vingtième. En outre, une telle configuration rend disponibles pour l'entrée et la sortie des signaux les broches précédemment affectées à l'alimentation puissance. Comme représenté sur la figure 2, un connecteur 34 dont la forme permet de le connecter aux plots 16 qui sont autour du substrat multicouche 12, est connecté au substrat 12. Ce connecteur 34 sert à fixer en place le substrat 12 et à fixer sur le substrat 12 un module de refroidissement prévu pour refroidir la plaquette LSI 30. De façon spécifique, le connecteur 34 comporte des électrodes élastiques 36 qui sont individuellement pressées contre les plots 16 du substrat 12. Les électrodes 36 sont reliées à une vis 40 qui sert à fixer le substrat 12 sur la carte 38 de circuit imprimé. De cette façon la vis 40 assure l'alimentation puissance à partir de la carte de circuit imprimé 38 et permet donc de fournir une intensité relativement importante. Un autre avantage que l'on peut obtenir avec la vis 40 est qu'elle élimine un contact électrique incomplet. Dans la réalisation ci-dessus, les feuilles céramiques qui constituent les couches 18 d'interconnexion de la source d'alimentation puissance du substrat 12 ont leur surface qui va successivement en diminuant en allant vers l'avant du substrat 12. En variante, cette configuration peut être telle que les surfaces aillent en diminuant successivement en allant vers l'arrière du substrat 12. En se reportant à la figure 3, elle représente une autre réalisation de l'invention. La carte d'interconnexion, repérée de façon générale par 50, comporte un substrat multicouche 52 fabriqué en céramique. Tel que représenté, le substrat 52 comporte trois couches 54 d'interconnexion de la source d'alimentation puissance dont un composant important est le tungstène, des broches 58 d'entrée et de sortie des signaux et des broches 60 d'alimentation puissance individuellement reliées aux couches 54 d'interconnexion de la source d'alimentation puissance par des trous traversants 56 et principalement fabriquées en tungstène, ainsi qu'une fine couche 64 reliée par des trous métallisés 36 et dans laquelle se trouvent des réseaux d'interconnexion 62 plaqués or.Des plaquettes LSI 68 comportant chacune des conducteurs 66 à relier au réseau d'interconnexion 62 sont montées sur la surface supérieure de la fine couche 64. Les couches 54 d'interconnexion de la source d'alimention puissance sont à découvert à une extrémité latérale du substrat 52. Des éléments isolants, fabriqués en résine synthétique à base de polyimide, sont prévus entre les fines couches 64. Dans cette réalisation particulière, trois plots 70 d'alimentation puissance sont définis à l'extrémité découverte des couches 54 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance.On peut obtenir tous les plots 70 d'alimentation puissance en formant un film sur l'extrémité découverte des couches 54 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance par vaporisation sous vide après fabrication du substrat 52, application d'un agent photorésistant sur cette extrémité, fusion de l'agent photorésistant par photolithographie pour former un film conducteur de dimensions 2 millimètres par 2 millimètres et placage du film conducteur avec de l'or. Comme représenté sur la figure 4, les plots 70 sont électriquement reliés à une carte de circuit imprimé 78 par l'intermédiaire des électrodes 74 des connecteurs 72 et des vis 76. Comme les plots 70, on peut former les réseaux d'interconnexion 62 en déposant un film sur le conducteur par vaporisation sous vide et application de photolithographie.Chaque ruban conducteur des réseaux d'interconnexion 32 a une dimension d'environ 25 microns, les trous traversants 56 ont un diamètre d'environ 20 microns chacun et les couches 54 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance ont une épaisseur d'environ 100 microns chacune. Avec la strucutre d'alimentation de la carte d'interconnexion 50 conforme à cette réalisation, il est possible de diminuer le nombre de broches 60 affectées à l'alimentation puissance et d'augmenter le nombre de broches 58 affectées à l'entrée et à la sortie des signaux. Ceci permet d'affecter un plus grand nombre d'électrodes à l'entrée et à la sortie des signaux ainsi qu'à l'alimentation puissance. En outre, étant donné que les plots 70 cosrespondent à 100 broches 60 d'alimentation puissance, la chute de tension qui se produit dans le substrat du fait de l'alimentation puissance se réduit à environ un dixième. Les électrodes d'alimentation puissance étant constituées par les plots 70 et les broches 60, on utilise sélectivement ces électrodes en correspondance avec le type de l'alimentation puissance utilisée. Le nombre de couches 54 d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance et celui des plots 70 ne sont pas limités à ceux représentés et décrits et, en variante, peuvent être par exemple de cinq ou de six. En résumé, on voit qu'une carte stratifiée d'interconnexion de l'invention permet d'obtenir une valeur minimale de la chute de tension dans un substrat céramique multicouche et permet de diminuer le nombre de broches prévues pour l'alimentation puissance tout en augmentant le nombre de broches d'entrée et de sortie de signaux. Différentes modifications apparaltront possibles à l'homme de l'art après avoir reçu les enseignements de cet exposé, sans s'écarter de son objet. REVENDICATIONS 1. Carte stratifiée d'interconnexion (10) comportant, pour l'entrée et la sortie de signaux, des broches (28) et, pour l'alimentation en puissance des broches (20) qui sont disposées sur l'arrière d'un substrat céramique multicouche (12), lesdites broches (28) prévues pour l'entrée et la sortie des signaux étant reliées à la surface dudit substrat (12) par des trous traversants (22) prévus à travers ledit substrat (12), lesdites broches (20) prévues pour l'alimentation puissance étant reliées à ladite surface dudit substrat (12) par des trous traversants (22) par 1 intermédiaire de couches conductrices (18) qui sont prévues dans ledit substrat (12), caractérisée en ce que la surface des couches conductrices (18) qui sont prévues dans ledit substrat (12) augmente ou diminue successivement pour former des plots d'alimentationen puissance en une configuration du type gradin, à une extrémité latérale dudit substrat (12). 2. Carte stratifiée d'interconnexion (50) comportant des couches (54) d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance, des broches (58) pour l'entrée et la sortie des signaux et des broches (60) pour l'alimentation puissance, caractérisée en ce que lesdites couches (54) d'interconnexion avec la source d'alimentation puissance sont à découvert à une extrémité latérale de ladite carte d'interconnexion (50) et en ce que des plots (70) d'alimentation puissance sont prévus sur ladite extrémité latérale découverte.