Brevet FR2671424A1 — publié le 19920710

Elément composite pour la connectique en électronique et procédé de fabrication d'un tel élément La présente invention concerne un élément composite pour la connectique en électronique et un procédé de fabrication d'un tel élément. La densification des composants électroniques a conduit au concept de connectique à trois dimensions, les pièces étant empilées et interconnectées au moyen de plaques intercalaires qui sont des éléments composites constitués d'une matrice isolante, par exemple en verre, dans laquelle est réalisé un réseau de contacts métalliques débouchant sur les deux faces de l'élément. A l'heure actuelle on réalise un tel élément en prenant une matrice isolante généralement en verre, en la perçant par une technique de gravure chimique et en remplissant les trous ainsi obtenus par un métal pour définir alors des chemins conducteurs. La présente invention a pour but de mettre en oeuvre des éléments composites pour la connectique en électronique qui soient de réalisation plus souple que les éléments connus et qui soient plus performants. La présente invention a pour objet un élément composite pour la connectique en électronique constitué d'un matériau vitreux incluant des chemins conducteurs, caractérisé par-le fait que ledit matériau vitreux a une formulation chimique sensiblement identique à celle d'un oxyde supraconducteur à haute température critique, et que lesdits chemins conducteurs sont des zones o ledit matériau se trouve sous forme cristallisée. A titre d'exemple, ladite formulation chimique est du type Bi Sr Ca Cu 2 Oz, Bi 2-x Pb X Sr 2 Ca 2 u O, avec zy V 8 et yt V 10. Le matériau vitreux est électriquement isolant tandis que les zones cristallisées sont supraconductrices et, à température ambiante, présentent un caractère métallique. Typiquement la résistivité du matériau vitreux est de l'ordre de 107 i cm à 109 i cm et celle des zones cristallisées à la température ordinaire est de l'ordre de 10-2 i cm à 10 3 I cm à la température ambiante. On a ainsi un connecteur monolithique avec un circuit conducteur -2- programmé. A titre d'exemple, l'élément selon l'invention se présente sous la forme d'un ruban dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques dizaines de micromètres. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément composite précédemment défini. Ainsi, on part de l'élément à l'état vitreux et on le chauffe localement au niveau desdites zones de manière à porter ces dernières à la température de cristallisation. De préférence, l'ensemble de l'élément est chauffé à une température voisine de la température de transition vitreuse et il n'y a à apporter qu'un complément d'énergie pour amener lesdites zones à l'état cristallisé. Selon un mode avantageux de mise en oeuvre on utilise pour chauffer lesdites zones un laser à balayage programmé. La matrice vitreuse environnante, qui est un bon isolant thermique, reste à une température inférieure à la température de transition vitreuse tandis que le faisceau laser porte localement le matériau vitreux à une température proche de la température de cristallisation et opère rapidement cette dernière Le r 8 le du faisceau laser est dans ce cas de délimiter au mieux la dimension latérale des zones à cristalliser, soit en surface, soit en profondeur pour un contact débouchant. Les paramètres de l'écriture laser (longueur d'onde, durée, intensité et fréquence des impulsions, dimensions du spot et vitesse de balayage) sont totalement déterminés par les besoins du circuit et la nature du matériau vitreux. Les contats en surface requièrent de préférence une irradiation sous faisceau laser focalisé, à courte longueur d'onde, notamment pour l'écriture de lignes micrométriques. Par contre les contacts débouchants, de diamètre typique supérieur ou égal à 10 gm, sont avantageusement réalisés avec un faisceau laser parallèle. La réalisation simultanée de contacts en surface et de contacts débouchants dans un même connecteur peut être envisagée si leurs 3 largeurs et leurs diamètres de ligne présentent le même ordre de grandeur, supérieur à 10 pm. Le procédé selon l'invention permet en outre de retoucher aisément un connecteur par ajout de lignes en surface ou de contacts débouchants. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif mais nullement limitatif. On réalise des contacts de surface en forme de lignes micrométriques sur une matrice vitreuse en Bi 6 Pb 4 Sr 2 Ca 2 Cu 3 10 dont la température de transition vitreuse est 577 K et dont la température de cristallisation est 724 K. On met en oeuvre un laser pulsé à yag dopé au néodyme de longueur d'onde de 1,06 Km ou 0,53 Mm (dans ce dernier cas le laser est associé à un doubleur de fréquence). La durée de chaque impulsion est de 200 ns, la cadence des impulsions est de 103 à 104 Hz et la densité d'énergie de chaque impulsion est inférieure à 1 Joule/cm 2. La vitesse de balayage est de l'ordre de quelques centimètres par seconde. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au matériau, ni au laser qui viennent d'être indiqués On pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent Ainsi, dans le cas o l'oxyde supraconducteur concerné n'est pas sujet à une perte importante d'oxygène, le faisceau laser peut être remplacé par un faisceau d'électrons. 4- REVENDICATIONS 1/ Elément composite pour la connectique en électronique constitué d'un matériau vitreux incluant des chemins conducteurs, caractérisé par le fait que ledit matériau vitreux a une formulation chimique sensiblement identique à celle d'un oxyde supraconducteur à haute température critique, et que lesdits chemins conducteurs sont des zones o ledit matériau se trouve sous forme cristallisée. 2/ Elément composite selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite formulation chimique est du type Bi 2 Sr 2 Ca Cu 2 O (avec z AJ 8) ou Bi 2 x Pb Sr 2 Ca 2 Cu 3 Oy (avec y V O). ) 2-x x 2 2 3 y( Y) 3/ Elément composite selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il se présente sous la forme d'un ruban dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques dizaines de micromètres. 4/ Procédé de fabrication d'un élément composite selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on part dudit élément à l'état vitreux, qu'on le chauffe localement au niveau desdites zones de manière à porter ces dernières à la température de cristallisation du verre. / Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'ensemble de l'élément est porté à une température voisine de la température de transition vitreuse, de manière qu'il n'y ait à apporter qu'un complément d'énergie pour amener lesdites zones à l'état cristallisé. 6/ Procédé de fabrication selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que lesdites zones sont chauffées par faisceau laser. 7/ Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites zones constituent des contacts de surface ou des contacts débouchants. 8/ Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit élément composite est retouché par ajout de contacts de surface ou débouchants.