Brevet FR2667983A1 — publié le 19920417

La présente invention concerne de façon générale le montage des composants électroniques, et plus précisément le conditionnement sans fil de connexion d'une pastille de circuit intégré. Le conditionnement d'une pastille de circuit intégré rencontre l'intérêt croissant des fabricants de composants électroniques Les réalisateurs des conditionnements rencontrent des problèmes de plus en plus sérieux lorsque la densité des circuits augmente sur une pastille de circuit intégré de dimension donnée La densité de circuits d'une pastille particulière joue par exemple un rôle essentiel sur le nombre de signaux d'entrées-sorties associés au fonctionnement de la pastille Une augmentation du nombre d'entrées-sorties affecte un certain nombre de facteurs qui doivent être pris en considération par les réalisateurs des conditionnements. D'abord, le nombre élevé d'entrées-sorties nécessite une densité d'interconnexion élevée de manière correspon- dante, en ce qui concerne les couplages électriques à l'intérieur du boîtier et par rapport à des couplages électriques formés entre le boîtier et le circuit externe. Un schéma dense d'interconnexion risque de présenter des courts-circuits électriques. Un second facteur découle du premier Une pastille de circuit intégré ayant un schéma dense d'interconnexion est associée habituellement à un faible rendement de fabrication Ainsi, une réalisation de conditionnements qui facilitent les essais au niveau de la pastille est souhaitable. Un troisième facteur concerne la dissipation ther- mique Une pastille dense de circuit intégré nécessite souvent un boîtier plus gros si bien que celui-ci risque de dissiper une plus grande quantité de chaleur que les boîtiers utilisés pour des pastilles de circuit intégré moins denses Un but toujours présent de l'industrie électronique est la miniaturisation En conséquence, les réalisateurs de conditionnements essaient de réaliser des conditionnements qui nécessitent une quantité minimale de matière sur une carte de circuit imprimé. Un autre facteur important est le coût Bien que le conditionnement affecte notablement le coût d'une pastille conditionnée de circuit intégré, le conditionnement ne doit pas être prédominant dans le coût total. Les boîtiers les plus courants sont les boîtiers à deux lignes de connexion (DIP), les supports de pastilles sans fil de connexion, les supports de pastilles à fils de connexion, et les grilles de broches Le schéma d'intercon- nexion avec les plages de contact de la pastille peut être réalisé à l'aide de fils miniatures de liaison raccordés aux plages de contact ou par de la soudure formée sur des pastilles à protubérances, les saillies formées au niveau des plages étant soudées Dans tous les cas, le schéma d'interconnexion est difficile à connecter à un appareil de test avant la fin du conditionnement Le conditionnement lui-même est par exemple formé de matière plastique ou céramique Des dispositifs de ce type sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 4 423 468, 4 493 145, 4 697 204 et 4 682 207. Une autre technique d'interconnexion est appelée "liaison automatique par ruban" et est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 899 207 Cette technique met en oeuvre plusieurs doigts conducteurs ayant des fils internes disposés suivant un dessin correspondant aux plages d'entrées-sorties d'une pastille particulière de circuit intégré Les fils internes sont soudés à des plages d'entrées- sorties, alors que des fils externes dirigés radialement à l'extérieur sont liés à une carte de circuit imprimé ou analogue Un avantage de la liaison automatique par ruban est que la pastille de circuit intégré peut être facilement testée avant fixation aux fils externes de liaison à la carte de circuit imprimé. La présente invention a pour objet -la réalisation d'un procédé d'interconnexion et de conditionnement de pastilles de circuit intégré qui facilite les tests au niveau de la pastille et qui favorise la miniaturisation et l'augmentation du rendement L'invention a aussi pour objet la mise en oeuvre d'un tel procédé à-un faible coût. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de conditionnement éliminant la nécessité de l'utilisation d'un support d'une pastille de circuit intégré avant la liaison de la pastille à un substrat Une pastille de circuit intégré comporte une surface active ayant un ensemble de plages de contact d'entrées-sorties destinées à faire communiquer la pastille avec un autre circuit Selon l'invention, la pastille est retournée par rapport à son orientation normale et sa surface active est ainsi proche du substrat sur lequel la pastille doit être montée. Une couche d'une matière isolante de l'électricité est formée sur la pastille retournée de manière que la matière isolante recouvre une surface passive opposée à la surface active et recouvre les surfaces latérales de la pastille, mais laisse la surface active exposée Un masque est alors formé afin qu'il recouvre la surface active encore exposée et les surfaces latérales Le masque com- porte des fentes qui dépassent des plages de contact d'entrées-sorties de la pastille jusqu'aux bords de la surface active et descendent le long de la matière isolante qui recouvre les surfaces latérales Un métal est déposé par pulvérisation dans les fentes du masque Le métal déposé forme des pistes ayant des premières extrémités au niveau des plages de contact d'entrées-sorties et des secondes extrémités qui se terminent pratiquement avec la pastille conditionnée du côté opposé à la surface active. Le masque est alors retiré et laisse les pistes conduc- trices qui ont une forme en L le long des surfaces laté- rales et de la surface active Ces pistes de forme en L peuvent être déposées par utilisation d'autres techniques. Par exemple, les pistes peuvent être formées sur la matière isolante par utilisation de techniques photolithographiques ou par une technique de pulvérisation et d'attaque, connues dans ce domaine. La pastille encore inversée est placée sur un substrat avec des plages de contact qui correspondent aux secondes extrémités des pistes conductrices Les plages de contact du substrat sont soudées aux secondes extrémités des pistes conductrices afin qu'elles assurent la communi- cation électrique entre un autre circuit relié au substrat et la pastille de circuit intégré Le substrat peut être une carte de circuit imprimé ou peut être un support de plusieurs pastilles qui peut être fermé de manière hermé- tique et monté sur une carte de circuit imprimé. Un avantage de l'invention est que le condition- nement sans support permet l'exécution de tests au niveau de la pastille de circuit intégré Dans des modules à plusieurs pastilles, plusieurs pastilles sont installées et interconnectées avec certaines relations fonctionnelles. Les modules à plusieurs pastilles augmentent la densité de conditionnement et la vitesse de fonctionnement mais, étant donné le plus grand nombre de pastilles, un module à plusieurs pastilles risque plus de contenir un défaut qu'un boîtier à une seule pastille Comme la présente invention expose les pistes d'une pastille individuelle, la pastille peut être facilement testée avant interconnexion dans un module à plusieurs pastilles. Un autre avantage est que le boîtier a une petit "empreinte", c'est-àdire que les plages de contact formées sur un substrat auquel la pastille doit être reliée peuvent être disposées dans une petite zone, et laissent une grande partie de la matière du substrat à d'autres dispositifs Un autre avantage est relatif au coût de fabrication Un système de montage en deux étapes pour l'interconnexion d'une pastille à un support de pastille puis pour l'inter- connexion du support de pastille à une carte mère est habituel dans la technique L'invention élimine la néces- sité de la première étape et économise ainsi des coûts de main-d'oeuvre et de matière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'une pastille de circuit intégré et d'un masque placé au-dessus de la pastille et utilisé pour une étape de conditionnement de la pastille selon l'invention; la figure 2 est une vue en élévation latérale, en coupe partielle, de la pastille de la figure 1, suivant la ligne 2-2; la figure 3 est une vue en perspective du masque et de la pastille de la figure 1, après pulvérisation du métal dans les ouvertures du masque; et la figure 4 est une vue en perspective de la pas- tille de la figure 3, fixée à un substrat. On se réfère aux figures 1 et 2 qui représentent une pastille 10 de circuit intégré comprenant plusieurs plages 12, 14, 16 et 18 de contact d'entrées-sorties destinées à permettre la communication électrique entre le circuit de la pastille 10 et le circuit externe Habituellement, la pastille comprend un plus grand nombre de plages de contact 12 à 18 En fait, elle peut comporter des centaines de plages de contact Cependant, le nombre de plages de contact n'est pas primordial dans le cadre de l'invention et, par raison de clarté, on n'en a représenté qu'un nombre limité. Dans une première étape, la pastille 10 de circuit intégré est retournée afin que la surface active 20 ayant les plages de contact 12 à 18 soit tournée vers le bas Une matière isolante 22, par exemple un oxyde, est alors déposée sur la surface passive et les surfaces latérales de la pastille La couche isolante 22 a pour rôle de mieux isoler la pastille d'un substrat auquel la pastille est connectée En outre, comme décrit plus en détail dans la suite, la couche isolante supporte des pistes conductrices partant des plages de contact d'entrées-sorties 12 à 18. La figure 1 représente un masque 24 aligné sur la pastille 10 de circuit intégré Le masque a des dimensions telles qu'il peut s'ajuster par coulissement sur la pas- tille en logeant la surface active 20 et les surfaces latérales 26 de la pastille Lors de la construction du masque 24, une pièce métallique plate, de préférence de molybdène, est découpée à ses coins de manière que les bords externes de la matière puissent être ensuite repliés vers le bas en donnant la configuration du masque repré- senté sur la figure 1 Avant pliage des bords, plusieurs fentes 28, 30, 32 et 34 sont découpées dans la matière plate, à l'aide d'un laser Les fentes sont formées afin qu'elles délimitent un dessin correspondant au dessin des plages de contact d'entrées-sorties 12 à 18 Les extrémités internes des fentes rejoignent les plages de contact Les bords de la matière sont alors repliés vers le bas afin qu'ils forment le masque 24 qui a une partie supérieure 26 et quatre côtés 38 comme représenté sur la figure 1 Après revêtement de la surface passive et des surfaces latérales de la pastille 10 de circuit intégré et après formation du masque 24, celui-ci est placé sur la pastille. On se réfère maintenant à la figure 3; les extré- mités internes des fentes 28 à 34 sont alignées sur les plages de contact d'entrées-sorties 12 à 18 de la pastille. Le masque et la pastille sont alors placés dans une chambre de pulvérisation afin que des pistes métalliques localisées soient formées Dans un mode de réalisation préféré, les pistes ont une composition à base de trois métaux, le titane, le platine et l'or Le masque métallique 24 est alors retiré de la pastille afin qu'il laisse un ensemble comprenant la pastille, revêtue sur sa surface passive et ses surfaces latérales par une couche isolante, avec des pistes conductrices 40, 42, 44 et 46 mieux représentées sur la figure 4. Les pistes conductrices 40 à 46 sont des organes ayant une forme en L partant des plages de contact d'entrées-sorties 12 à 18 de la pastille 10 et qui sont au contact de la surface active 20 et des surfaces latérales 26 de la pastille Les pistes conductrices se terminent de préférence aux bords inférieurs des surfaces latérales, mais ceci n'est pas primordial Il est primordial par contre que les pistes conductrices puissent être facilement soudées aux plages de contact 48 et 50 d'un substrat, sur un tel substrat 52 La liaison des pistes conductrices aux plages 48 et 50 de contact du substrat peut être réalisée par tout dispositif connu dans la technique Par exemple, on peut utiliser une technologie de montage en surface De la soudure préalablement déposée sur le substrat 52 peut être chauffée à une température élevée afin que la soudure fonde à nouveau, et la solidification ultérieure de la soudure assure la liaison convenable des pistes conduc- trices 40 à 46 aux plages 48 à 50 de contact du substrat. Les plages 48 et 50 de contact du substrat sont reliées par les pistes, non représentées, à d'autres circuits du substrat 52 Ainsi, les pistes conductrices 40 à 46 en L permettent la communication électrique entre la pastille 10 de circuit intégré et le circuit externe Le substrat 52 peut être une carte de circuit imprimé ou un substrat contenu dans un module à plusieurs pastilles, le substrat comprenant aussi d'autres pastilles de circuit intégré et éventuellement un joint enfermant hermétiquement les pastilles. Bien qu'on ait décrit et représenté l'invention dans le cas de l'utilisation d'un masque 24 par dépôt de pistes conductrices 40 à 46 ayant une forme en L, d'autres tech- niques peuvent être utilisées pour la formation des pistes conductrices Par exemple, on peut utiliser des techniques photolithographiques On peut aussi pulvériser un métal sur la couche, isolante 22 puis l'attaquer pour former les pistes conductrices en L. Un avantage de l'invention est que, après dépôt des pistes conductrices en L 40 à 46, la pastille 10 de circuit intégré peut subir des tests poussés et un déverminage au four Les pistes conductrices forment des contacts qui sont plus accessibles que les plages de contact d'entrées- sorties 12 à 18 de la pastille Ainsi, un connecteur de type élastomère peut être utilisé pour les essais Un tel connecteur peut être repoussé contre les surfaces latérales 26 de la pastille 10 lors des tests Les tests au niveau de la pastille permettent de ne connecter à un module à plusieurs pastilles que des pastilles de circuit intégré qui fonctionnent convenablement D'autres avantages sont des économies de main d'oeuvre et de matière dues à la connexion directe de la pastille au substrat. REVENDICATIONS 1 Conditionnement de circuit intégré sans support, caractérisé en ce qu'il comprend: - une pastille ( 10) de circuit intégré ayant des surfaces opposées active et passive et ayant plusieurs surfaces latérales, la surface active ayant un ensemble de plages de contact ( 14-18), une couche ( 22) d'une matière isolante de l'électri- cité placée sur la surface passive et sur les surfaces latérales, la surface active restant exposée, et plusieurs pistes conductrices exposées en L ( 40-46) ayant des premières parties connectées à l'ensemble de plages de contact à la surface active et ayant des secondes parties partant des premières parties en direction sensi- blement perpendiculaire vers la surface passive et fixées à la couche isolante sur les surfaces latérales, les secondes parties ayant des extrémités qui se terminent pratiquement avec la couche isolante sur les surfaces latérales. 2 Conditionnement selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les plages de contact ( 12-18) de la pastille sont des plages d'entrées-sorties. 3 Conditionnement selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les pistes conductrices ( 40-46) sont métalliques et contiennent de l'or. 4 Procédé de fabrication d'un dispositif électro- nique sans support destiné à être connecté directement à un substrat, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la disposition d'une pastille ( 10) de circuit intégré ayant une première et une seconde grande face qui sont opposées et plusieurs surfaces latérales, la première grande face ayant un ensemble de plages conductrices de contact ( 12-18), la formation d'une couche ( 22) d'une matière iso- lante de l'électricité sur la seconde grande face et les surfaces latérales de la pastille, et la formation de pistes ( 40-46) d'une matière métal- lique sur la première grande face et les surfaces latérales de manière que chaque piste métallique parte de l'une des plages de contact de la première grande face et soit disposée sur la couche isolante formée sur les surfaces latérales et se termine pratiquement avec la couche iso- lante formée sur la seconde grande face, si bien que les pistes peuvent être connectées à un substrat placé au contact de la couche isolante à la seconde grande face. 5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de formation des pistes ( 40-46) est réalisée par un procédé de pulvérisation destiné à former des pistes localisées. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pistes ( 40-46) sont localisées par utilisation d'un masque ( 24) ayant des fentes ( 28-34) qui correspondent au dessin voulu pour les pistes. 7 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend la disposition d'un masque ( 24) sur la première grande face et la couche isolante formée sur les surfaces latérales, le masque ayant des fentes ( 28-34) allant des plages de contact aux bords de la première grande face et se prolongeant parallèlement aux surfaces latérales de la pastille. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la pulvérisation d'un métal dans les fentes ( 28-34) afin que les pistes soient formées. 9 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de formation des pistes comprend le dépôt d'or. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le masque ( 24) est formé de molybdène.