Brevet FR2675632A1 — publié le 19921023

La présente invention est relative au condition- nement de circuits intégrés et se rapporte plus particu- lièrement au conditionnement de tels circuits sur des plaquettes de circuits imprimés. Les circuits intégrés se présentent généralement sous forme de pastilles ou puces pourvues de bornes de connexion d'entrée et de sortie en forme de picots. Ces pastilles sont placées dans des boîtiers de conditionnement et de connexion comprenant sur leurs côtés des groupes de bandes métalliques ou pattes assurant la liaison électrique entre les bornes d'entrée et de sortie de la pastille et la plaquette de circuit imprimé sur laquelle le circuit intégré doit être monté. Les boîtiers de conditionnement qui assurent l'adaptation entre le circuit intégré et la plaquette de circuit imprimé sont coûteux. Par ailleurs, un circuit intégré conditionné dans son boîtier présente un encombrement important, ce qui est difficilement compatible avec les tendances à réaliser des circuits les plus compacts possibles. L'invention vise à remédier aux inconvénients des moyens de conditionnement pour circuits intégrés connus en créant un dispositif de conditionnement qui allie un faible prix de revient à un encombrement réduit, notamment lors de la connexion de plusieurs circuits intégrés entre eux et à une robustesse accrue des conne- xions périphériques. Elle a donc pour objet un dispositif de condi- tionnement de circuits intégrés, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une plaquette de circuit imprimé sur laquelle est fixée une plaquette de rehausse comportant au moins une fenêtre, pour former avec la surface de la plaquette de circuit imprimé se trouvant en regard de la fenêtre, le fond et les parois latérales d'un logement pour au moins un circuit intégré, connecté avec le circuit imprimé porté par la plaquette définissant le fond du logement à l'aide de fils conducteurs, le logement conte- nant le circuit intégré étant rempli d'une résine recou- vrant totalement le circuit intégré, et en ce que ladite plaquette de circuit imprimé est découpée à sa périphérie selon une ligne de trous de traversée pourvus d'un revête- ment métallique et connectés à des conducteurs imprimés de la plaquette, les rainures métallisées résultant du découpage constituant des bornes de connexion du disposi- tif. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: les Fig 1 à 4 sont des vues schématiques en perpective des diverses phases de formation d'un disposi- tif de conditionnement de circuits intégrés suivant l'invention; la Fig 5 est une vue schématique à plus grande échelle, en perspective et en coupe partielle d'un dispo- sitif de conditionnement suivant l'invention; la Fig 6 est une vue partielle en perspective d'un détail du dispositif de la Fig 5; la Fig 7 est une vue en perspective avec arra- chement partiel d'un dispositif de conditionnement suivant l'invention assurant l'interconnexion de deux circuits intégrés entre eux; et la Fig 8 est une vue à plus grande échelle d'un détail du dispositif de la Fig 7. On se reportera tout d'abord aux Fig 1 à 4 qui montrent les diverses phases de fabrication d'un disposi- tif de conditionnement de circuits intégrés suivant l'invention. Comme indiqué à la Fig 1, on commence tout d'abord à assembler une plaquette 1 en résine époxy, de forme rectangulaire, avec une plaquette 2 de même nature pourvue de fenêtres 3 de réception de pastilles ou puces de circuits intégrés. Dans l'exemple envisagé de la plaquette 1 définissant avec les fenêtres 3 de la plaquette 2 des logements 4 pour les circuits intégrés a une épaisseur de 0,6 mm. La plaquette 2 a une épaisseur de 1,2 mm. Les plaquettes 1 et 2 sont assemblées par exemple par collage. La plaquette 1 est une plaquette de circuit imprimé dont les conducteurs destinés à assurer la conne- xion entre les circuits intrégrés et l'extérieur ne sont pas représentés. Sur la Fig 2, on a représenté la structure de réception de circuits intégrés résultant de l'assemblage des deux plaquettes 1 et 2 de la Fig l. Il s'agit d'une structure à deux logements 4 destinés chacun à un circuit intégré. Sur la Fig 3, on a représenté la structure de la Fig 2 dans un des logements 4 de laquelle est placé un circuit intégré 5 non connecté tandis que dans l'autre logement est placé un circuit intégré 5 raccordé à la plaquette inférieure 1 par des fils conducteurs 6. A la périphérie de la structure de la Fig 3 sont percés des trous de traversée 7 disposés à intervalles réguliers et aboutissant chacun à un conducteur du circuit imprimé non représenté, porté par la plaquette 1. Ces trous 7 existent déjà dans les plaquettes 1 et 2 avant leur assemblage. La Fig 4 représente le dispositif de condition- nement suivant l'invention terminé. On voit que les logements contenant les circuits intégrés ont été remplis d'une couche de résine 8. Par ailleurs, les trous de traversée 7 ont été garnis d'un revêtement conducteur qui sera décrit par la suite et la structure composite a été découpée selon un périmètre défini par les lignes de trous 7 pour faire ainsi apparaître des bornes 9 de connexion de la structure avec l'extérieur, réparties à la périphérie de la structu- re. La vue en perspective représentée à la Fig 5 montre plus clairement les diverses caractéristiques du dispositif de conditionnement suivant l'invention. Sur cette figure, la portion du dispositif contenant le circuit intégré 5 de gauche a été coupée pour montrer la superposition des diverses couches formées par les plaquettes 1 et 2 et, à l'intérieur du logement 4, par le circuit intégré 5. On voit également les conducteurs incurvés 6 reliant le circuit intégré 5 avec la plaquette inférieure 1 dont la face opposée à la plaquette 2 constitue la face sur laquelle est réalisée la connexion entre les conduc- teurs et le circuit imprimé qu'elle porte, par exemple par report à plat de pâte à braser. Dans la partie de droite de la Fig 5, on voit que le logement 4 contenant le circuit intégré de droite est rempli d'une résine isolante 8. Quant à la tranche de la structure, elle est délimitée par un ensemble de bornes conductrices 9 qui résultent chacune comme représenté plus en détail à la Fig 6 de la formation dans chacun des trous de traversée 7, d'un revêtement métallique 10 et du découpage de la structure selon les lignes définies par les trous 7 garnis de leur revêtement conducteur, la moitié du revêtement qui reste sur la structure formant d'une part borne d'entrée ou de sortie du dispositif et assurant d'autre part l'in- terconnexion entre les circuits imprimés portés par les différentes faces des plaquettes de la structure. On va maintenant se reporter aux Fig 7 et 8 sur lesquelles est représenté un dispositif de conditionnement de circuits intégrés suivant l'invention, réalisé sous la forme d'un circuit imprimé multicouches. Le dispositif de conditionnement proprement dit comporte deux plaquettes de circuit imprimé 11 et 12 assemblées par pressage au moyen d'un couche de colle 13. Sur la structure formée par les deux plaquettes 11 et 12 est fixée avec interposition d'une couche de colle de pressage 14, une plaquette supérieure 15 ou plaquette de rehausse dans laquelle est ménagée une fenêtre rectangu- laire 16. La plaquette de circuit imprimé 12 constitue le fond d'un logement 17 pour des circuits intégrés, tandis que la périphérie de la fenêtre 16 forme la paroi latérale de ce logement dans lequel sont disposés deux circuits intégrés tels que le circuit 18 connectés aux plaquettes de circuits imprimés sousjacentes 11,12 par des fils conducteurs 19. Dans le présent exemple, le logement 17 est commun à deux circuits intégrés entre lesquels sont en outre disposés des composants discrets tels que par exemple des condensateurs 20. Sur le fond du logement 17, on aperçoit à droite des conducteurs 21 de la plaquette de circuit imprimé 12, avec lesquels sont connectés des fils 19 de liaison du circuit intégré 18 avec le reste du dispositif. Le logement 17 est rempli d'une résine époxy 22 qui affleure la surface supérieure de la plaquette de rehausse 15 et dans laquelle sont noyés les composants intégrés et discrets du dispositif. L'épaisseur de la plaquette de rehausse 15 est suffisante pour que les composants qui y sont disposés soient totalement recouverts par la couche de résine 22 et soient protégés mécaniquement et électriquement par celle- ci. A sa périphérie, la structure composite formée par les plaquettes 11 et 12 de circuits imprimés et les couches de colle 13 et 14, est découpée par sciage le long de lignes définies par des séries de trous de traversée 23 garnis d'un revêtement conducteur 24, comme mieux repré- senté à la Fig 8 On aboutit ainsi à l'obtention sur la tranche de la structure de rainures ou canaux conducteurs de l'électricité qui assurent la connexion électrique entre les circuits imprimés 25, 26, 27, 28 disposés sur les deux faces de chacune des plaquettes de circuits imprimés 11, 12 et également de ce fait avec les circuits intégrés et les composants discrets se trouvant dans le logement 17 (Fig 7). La structure qui vient d'être décrite est disposée sur une carte mère 30 qui porte un circuit imprimé dont les pistes 31 sont connectées à la structure de conditionnement par soudage On voit sur la Fig 8, une soudure 32 entre une piste 31 de la carte mère 30 et un canal de traversée 23,24 dans lequel la soudure a tendance à remonter. L'agencement qui vient d'être décrit présente vis à vis des dispositifs connus les avantages suivants. Il permet de réduire la surface nécessaire aux interconnexions grâce à l'emploi de connexions entre différents niveaux constituées par des trous métallisés et l'utilisation de plusieurs niveaux de connexion pour le conditionnement de circuits intégrés. Il permet également de réduire au minimum la hauteur du module de conditionnement, en assurant le contrôle de la hauteur de la résine d'encapsulation des puces de circuits intégrés grâce au remplissage d'une hauteur prédéterminée de la cavité ou logement de récep- tion des puces, en supprimant les picots métalliques de connexion latéraux, en assurant la connexion du module sur une carte mère par refusion de pâte à braser déposée par sérigraphie entre deux plages planes de contact. Les connexions verticales des couches conductri- ces supérieures aux plages de soudure inférieures réali- sées à la périphérie du module en utilisant la technologie de métallisation sélective des tranches ou chants du module mince contribuent également à l'obtention d'une structure compacte. La suppression des picots découpés périphériques est assurée par l'utilisation des trous de traversée métallisés puis sciés le long de la périphérie du module et formant ainsi des bornes d'entrée et de sortie de l'ensemble obtenu. REVENDICATIONS 1 Dispositif de conditionnement de circuits intégrés, caractérisé en cce qu'il comporte au moins une plaquette de circuit imprimé ( 1; 11,12) sur laquelle est fixée une plaquette de rehausse ( 2; 15) comportant au moins une fenêtre ( 3; 16), pour former avec la surface de la plaquette de circuit imprimé se trouvant en regard de la fenêtre, le fond et les parois latérales d'un logement ( 4; 17) pour au moins un circuit intégré ( 5; 18), connecté avec le circuit imprimé porté par la plaquette définissant le fond du logement à l'aide de fils conducteurs ( 6; 19), le logement contenant le circuit intégré étant rempli d'une résine ( 8; 22) recouvrant totalement le circuit intégré, et en ce que ladite plaquette de circuit imprimé ( 1; 11,12) est découpée à sa périphérie selon une ligne de trous de traversée ( 7) pourvus d'un revêtement métallique ( 10; 24) et connectés à des conducteurs imprimés ( 25,26, 27, 28) de la plaquette, les rainures métallisées ( 9; 24) résultant du découpage constituant des bornes de connexion du dispositif. 2 Dispositif de conditionnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plu- sieurs plaquettes de circuits imprimés ( 11,12) superposés dont les circuits imprimés ( 25,26,27,28) sont interconnec- tés sélectivement par des canaux ou rainures ( 23,24) résultant de la découpe de trous de traversée pourvus d'un revêtement métallique disposés à la périphérie du disposi- tif. 3 Dispositif de conditionnement suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le logement ( 17) de réception de circuit intégré reçoit plusieurs circuits intégrés ( 18) connectés par des fils conducteurs ( 19) aux conducteurs ( 21) de la plaquette de circuit imprimé définissant le fond du logement ( 17) pour lesdits circuits intégrés. 4 Dispositif de conditionnement suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est reçu sur une carte de circuit imprimé mère ( 30) dont les pistes conductrices ( 31) sont connectées aux bornes périphériques ( 23,24) de la tranche du dispositif, par soudage.