Brevet FR2649851A1 — publié le 19910118

Disposition d'un circuit intégré sur un support de circuit L'invention concerne une disposition de circuit intégré sur un support de circuit multicouches à traversées de contact avec des fils de liaison entre les bornes de la puce et du substrat. Une telle disposition est pratiquement connue par le EP-A 0 272 046 ou par la publication PCT WO 87/01510. Le support de circuit qui est de structure multicouches et dont les plans de pistes conductrices sont en contact sélectif entre eux au moyen de traversées (voir EP-A 0 220 508) présente, dans la zone de montage de la puce, un enfoncement à parois latérales en décrochement, dont les -degrés sont constitués par des plans de substrat différents du support de circuit et sont munis de bornes pour les raccordements de liaison aux bornes de raccordement au circuit. Par cet échelonnement réalisé transversalement par rapport à la bordure du circuit, on peut loger le long de la bordure plus de bornes du substrat que dans le sas d'une bande étroite située le long de la bordure du circuit. Dans cet échelonnement large, il est avantageux que les bornes de raccordement au substrat puissent être conçues avec une surface de section transversale de grandeur telle qu'elles peuvent servir simultanément de zones frontales aux étagements traversants associés dans le plan en sandwich du support de circuit, que l'on veut obtenir sur le plan technique. Cependant, on subit non seulement l'inconvénient de l'encombrement important autour du circuit, qui interdit toute disposition dense des composants sur. le support, mais ce qui est surtout désavantageux, c'est que pour la pose des fils de liaison provenant du plan de raccordement du circuit vers les plans de raccordement décalés par rapport à lui sur le support de circuit, aucun dispositif de liaison classique ne soit utilisable et que l'on ait un risque de court circuit accru, du fait du parcours des faisceaux relativement grands dans le 'cas de fils de liaison pontant de petits écarts latéraux. C'est pourquoi en principe on tendrait à 2 2649851 disposer toutes les bornes de raccordement au substrat dans un même plan et chaque fois proches des bornes de raccordement au circuit, comme c'est connu à ce titre dans la technique classique du raccordement des puces constituées de petits circuits. Dans le cas de circuits importants à fort degré d'intégration, il y a cependant le long de leurs bordures tant de bornes de raccordement de ce type, que les bornes de raccordement au substrat géométriquement associées et intimement voisines ne peuvent pas être assez grosses pour réaliser l'étagement traversant de câblage à l'intérieur du support de circuit multicouches. Au vu de ces faits, l'invention a pour but de créer une disposition du type décrit dans le préambule, qui permette de réaliser d'une part un raccordement par fils de liaison qui soit court et qui ait d'autre part des étagements traversants de section transversale de surface aussi grande que possible ainsi qu'à cette occasion un groupement serré des circuits sur le support de circuit. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que les bornes de raccordement au substrat sont disposées dans une bande de raccordement étroite, parallèle à la bordure de la zone de montage de la puce, en une succession, de dimension et de géométrie à peu près identique à celle des bornes de raccordement à la puce sur le circuit, dans le plan de la surface du substrat, en s'étendant sous le circuit, sur les pistes conductrices minces allant des bornes de raccordement au substrat à une bande de bordure de la zone de montage de la puce, en s'y déployant, en finissant sur les extrémités frontales mutuellement décalées des étagements traversants qui présentent une section transversale notablement plus grande que la largeur des pistes conductrices. Selon cette solution, la bande étroite servant à disposer les bornes de raccordement au substrat ne présente que le besoin en surface des bornes de raccordement au circuit et peut pour cette raison être disposée directement parallèlement à ceux-ci, à l'extérieur de la bordure de la puce, sur la surface du support de circuit. Les bornes de 3 2649851 raccordement au substrat situées dans ce plan supérieur sont reliées par des pistes conductrices aux extrémités frontales des étagements traversants qui ne nécessitent pas de place sur le support de circuit, à l'extérieur du circuit, parce qu'ils sont placés dans une bande de bordure relativement large de la zone de montage de la puce, au-dessous du circuit. Ils peuvent y être réalisés avec des dimensions de section transversale et une orientation mutuelle optimales et munis d'un noyau conducteur qui assume une fonction d'évacuation calorifique en plus de la fonction de liaison électrique. Avantageusement, le support de circuit de type sandwich est constitué d'un empilement de feuilles céramiques qui ont à peu près la forme du papier lorsqu'elles sont à l'état non-brûlé, qui sont imprimées avec des modèles de pistes conductrices selon les exigences en matière de technique des circuits, après avoir ménagé les traversées qui sont alignées ultérieurement et qui sont remplies d'un matériau de noyau. Le support de circuit en céramique, qui est mécaniquement résistant, est constitué lorsque l'empilement comprimé a été cuit et fritté. Du fait de ce traitement thermique, le substrat céramique n'offre pas seulement une étanchéité hermétique (du fait de sa forte proportion en verre), mais aussi, la structure de piste conductrice à couche épaisse qui tout d'abord n'est pas électriquement conductrice est également devenue électriquement conductrice sur les plans individuels. Pour les couches de substrat individuelles, on fait avantageusement appel à un matériau qui est disponible sur le marché sous l'appellation commerciale GREEN TAPE de la société DU PONT. Pour la réalisation des pistes conductrices de liaison, entre les raccordements de substrat et les extrémités frontales des étagements traversants, on peut produire selon la technique à couche mince une structure en film obtenue par vaporisation, comme il est connu avec le revêtement par explosion à haut niveau d'énergie DYBO de la société Schering. Mais d'autres procédés à structure fine sont utilisables, comme l'application additive de cuivre chimique de la société 4 2649851 Schering ou l'ensemencement par échange de poudre d'or connu sous l'appellation DU PONT PCS. Par rapport à la technique à film mince classique, ces procédés produisant une couche relativement mince afin de réaliser les fines couches conductrices offrent l'avantage que des courants forts peuvent s'écouler par les petites sections transversales des conducteurs; et qu'en outre ces structures épaisses sont plus insensibles à la formation de fines fissures dues à des sollicitations mécaniques. Le retrait, survenant lors du processus de frittage, du modèle d'éclairement servant aux pistes conductrices est certes de caractère anisotrope vis-à- vis du matériau, mais on sait que, quantitativement, une compensation peut être réalisée, au moyen d'une géométrie déformée de façon correspondante, en appliquant les plstes conductrices par éclairement avant d'effectuer le processus de frittage. Ceci vaut en particulier pour la position des traversées, afin d'éviter que les trous situés dans les couches individuelles de substrat présentent entre eux un décalage tel que le noyau de conduction traversant ne se produirait pas lors de l'empilement des trous remplis. Selon une autre caractéristique de l'invention, les traversées de grande section transversale sont réalisées sous forme de perçages réalisés dans les couches individuelles du support de circuit et sont remplies d'un noyau conducteur de l'électricité et de la chaleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les pistes conductrices sont réalisées sur la couche supérieure d'un empilement de lames de céramiques réalisé selon la technique à couche épaisse. Selon une autre caractéristique de l'invention, les bandes de bornes de raccordement situées à l'extérieur de la bordure du circuit de branchement, avec leurs fils de liaison les reliant aux bornes de raccordement du circuit sont recouvertes au moyen d'un cadre étroit. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, limitée à l'essentiel, d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du - 2649851 dessin annexé, très abstrait mais respectant à peu près l'échelle. La figure unique du dessin montre une représentation partielle en vue de dessus d'un support de circuit multicouches sur lequel est monté un circuit intégré. Dans le circuit intégré 11 (puce à circuit intégré), représenté à plus grande échelle et en partie, de structure quadratique avec des bornes 12 placées dans une bande de raccordement 26 étroite le long de chacune de ses bordures latérales 13, il s'agit de ce que l'on appelle un circuit de grande capacité, qui se distingue par la présence sur celui-ci d'une multiplicité de fonctions techniques de traitement des signaux et par le fait du grand nombre en résultant de bornes de raccordement 12 servant à l'amenée du niveau de tension de fonctionnement et des informations d'entrée ainsi qu'à l'émission des informations de traitement. La face inférieure du circuit I1l est fixée (ce qui n'est pas visible sur le dessin), de manière connue, au moyen d'un adhésif bon conducteur de la chaleur, directement, respectivement avec interposition si nécessaire d'une couche isolante électriquement (sous une couche conductrice servant au verso au raccordement de la tension au circuit (11) , dans une zone de montage 22 prédéterminée (le collage) sur la surface 14 d'un support de circuit 15 (substrat) multicouches. Sur ses couches supports individuelles, montées les unes au-dessus des autres, celui-ci présente des structures de pistes conductrices pour la liaison entre elles de bornes de raccordement à la puce 12 déterminées et pour la liaison aux bornes de raccordement d'autres circuits disposés de manière correspondante sur le support 15. La liaison transversale entre les plans individuels des pistes conductrices à l'intérieur du support de circuit 15 multicouches s'effectue au moyen de ce que l'on appelle des traversées 16 (zones), donc au moyen de pergages 17 qui présentent un matériau conducteur de l'électricité pour mettre en contact traversant un noyau 18. Les zones frontales des traversées 16 qui atteignent la surface 14 du substrat sont reliées 6 2649851 électriquement à la -surface 14 du substrat à l'aide de bornes de raccordement au substrat 20 (zones de collage). Les bornes de raccordement au substrat 20 sont disposées dans une bande étroite 26 parallèle à la bordure 13 du circuit, à l'extérieur de la surface de celui-ci, en suivant un modèle qui est au moins géométriquement analogue au modèle de disposition des bornes de raccordement à la puce 12, en coincidant avantageusement avec lui, en adoptant une succession identique et un échelonnement dense (voir sur le dessin l'association géométrique des bornes de raccordement au substrat 20 représentés quadratiques avec les bornes de raccordement à la puce 12 qui sont représentés sous forme de petits anneaux). La liaison électrique entre les bornes de raccordement à la puce et au substrat 12-20 qui sont chaque fois géométriquement associés s'effectue de manière connue, par exemple par des fils de liaison 21 ou au moyen d'un procédé dit Tape Automatic Bonding. Pour pouvoir loger le nombre de bornes de raccordement 12. (et par conséquent 20), qui est fonctionnellement nécessairement grand, le long d'une bordure de circuit 13, les dimensions en largeur des bornes de raccordement 12,20 ne peuvent pas être notablement plus grandes que les pistes conductriceés 19 s'étendant les unes à côté des autres sur la surface 14 du substrat. En pratique, les dimensions des bornes de raccordement sont choisies si petites que par exemple une pose automatique des fils de liaison 21 peut justement encore être réalisée avec des dispositifs de liaison du commerce. Ces dimensions de section transversale sont cependant trop faibles pour réaliser les traversées 16. Car, pour des raisons technologiques, les perçages 17 qui sont ménagés dans les couches individuelles du support de circuit 15 avant l'achèvement du sandwich ne peuvent pas présenter des diamètres d'une taille aussi réduite qu'on le voudrait, afin que le décalage réciproque, qui n'est pas à exclure, entre les couches individuelles du sandwich n'aboutisse pas à une interruption du noyau 18 à contact traversant, respectivement à une mise en contact avec des pistes 7 2649851 conductrices voisines dans le plan respectif du support, placées. près les unes des autres mals qul ne sont pas concernées. S1 l'on voulait même agrandir les bornes de raccordement au substrat 20 pour leur donner des sections transversales telles qu'on pourrait les insérer en même temps en tant qu'extrémité frontale des traversées 16, on ne pourrait conserver ensuite la trame des bornes de raccordement à la puce 12; car par suite de l'accroissement de diamètre, la longueur d'une bordure de puce 13 ne suffirait pas à disposer toutes les traversées 16 en ligne les unes à côté des autres. C'est pourquoi les traversées 16 devraient être échelonnées également transversalement par rapport à la bordure de puce 13, donc les déployer dans une bande plus large dans deux directions sur la surface 14 du substrat. Mais cecl irait cependant d'une part à l'encontre d'une disposition très proche des circuits 11 sur le support de circuit 15, parce qu'autour d'un circuit 11, la bande de raccordement plus large servant aux traversées 16 déployées se trouverait sollicitée; et que d'autre part, il serait désavantageux que des liaisons entre traversée et substrat placés plus loin de la bordure du circuit 13, entraînent une plus grande longueur pour les fils de liaison aux bornes de raccordement à la puce 12, ce qui serait problématique du point de vue de la technique de fabrication et de la possibilité de sollicitation mécanique, du fait que les fils sont extrêmement minces. C'est pourquoi, au lieu de cela, on place le déploiement des traversées 16 à section transversale de surface relativement grande (à savoir dans une bande 25 le long de la bordure 13), mais au-dessous de la zone de montage 22 du circuit 11 sur la surface 14 du substrat. De là, les pistes conductrices 19 passent en une succession dense de bornes de raccordement au substrat 20 (associés aux bornes de raccordement de puce 12), de sorte que le besoin en place de la bande de bornes de raccordement 26 n'y est que de l'ordre de grandeur de la surface des bornes de raccordement à la puce 12 même,.comme on le volt sur la figure. Par contre, dans la zone de montage' 22, donc sous le circuit 11, on dispose de suffisamment de place pour 8 2649851 optimiser la taille et la disposition réciproques des traversées 16 eu égard aux exigences technologiques lors de l'élaboration du support de circuit 15 multicouches, donc pour répartir sur la bande de bordure 25 qui est large les surfaces frontales des traversées qui sont bien plus grandes que celles des pistes conductrices 19 qui sont étroites. Certes, une bande de bordure 25 large de la zone de montage 22 est A présent disposée (le long de la bordure 13 du circuit) de par la disposition des traversées 16 et de leurs pistes conductrices 19. Au centre 23 de la zone de montage 22 il demeure cependant encore de la place libre pour disposer une évacuation de chaleur, ayant la forme d'un estampage d'évacuation de chaleur 24, qui évacue, de manière connue, la chaleur correspondant aux pertes lors du fonctionnement du circuit 11 hors du plan de la zone de montage 22, à l'intérieur du support de circuit 15 et le transfère par exemple sur des zones de pistes conductrices offrant une grande surface. Dans la bande de bordure 25 par contre, le problème posé par l'évacuation de la chaleur n'est pas si important, parce qu'ici l'atmosphère environnante agit sur la bordure du circuit de branchement qui est d'une 'grande surface. Au reste, une évacuation supplémentaire de la chaleur vers l'intérieur du support de circuit 15 s'y effectue au moyen d'une suite relativement dense de noyaux 18 de traversées, qui pénètrent à des profondeurs différentes dans le substrat et qui sont constitués d'un matériau bon conducteur de l'électricité et de la chaleur. La bande de bornes de raccordement 26 étroite qui est située le long de la bordure de circuit 13 et qui est encore nécessité à l'extérieur de la surface de montage de puce 22 pour les bornes de raccordement au substrat 20 et les extrémités limitrophes de leurs pistes conductrices 19 peut être recouverte au moyen d'un cadre d'étroitesse correspondante, après réalisation des fils de liaison 21, cadre à côté duquel on peut raccorder directement sur la surface du support de circuit 14 une bande de raccordement 9 2649851 servant pour un circuit de branchement à monter au voisinage. 2649851 REVENDICATIONS 1.Disposition d'un circuit intégré (11) sur un support de circuit multicouches à traversées de contact (15) avec des fils de liaison entre les bornes de raccordement à la puce et au substrat (12-2Q), caractérisée en ce que les bornes de raccordement au substrat (20) sont disposées dans une bande de raccordement (26) étroite, parallèle à la bordure (13) de la zone de montage (22) de la puce; en une succession, de dimension et de géométrie à peu près identique à celle des bornes de raccordement à la puce (12) sur le circuit, dans le plan de la surface du substrat (14), en s'étendant sous le circuit (11), sur les pistes conductrices minces (19) allant des bornes de raccordement au substrat (20) à une bande de bordure (25) de la zone de montage (22) de la puce, en s'y déployant, en finissant sur les extrémités frontales mutuellement décalées des traversées (16) qui présentent une section transversale notablement plus grande que la largeur des pistes conductrices (19). 2.Disposition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les traversées (lb) de grande section transversale sont réalisées sous forme de perçages (17) dans les couches individuelles du support de circuit (15) et sont remplies d'un noyau (18) conducteur de l'électricité et de la chaleur. 3.Disposition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les pistes conductrices (19) sont réalisées sur la couche supérieure d'un empilement de lames de céramiques réalisé selon la technique à couche épaisse. 4.Disposition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes de bornes de raccordement (26) situées à l'extérieur de la bordure du circuit de branchement (13), avec leurs fils de liaison (21) les reliant aux bornes de raccordement au circuit de branchement (12) sont recouvertes au moyen d'un cadre étroit.