Brevet FR2785761A1 — publié le 20000512

La présente invention concerne les procédés pour réaliser des connexions électriques entre deux points comme une borne d'entrée, par exemple d'un appareil de mesure, et un élément de contact, par exemple d'un circuit électronique à semi-conducteur. Il est bien connu que la technologie des semi-conducteurs tend à miniaturiser de plus en plus tous les circuits électroniques de quelque nature qu'ils soient. Comme conséquence des avancées considérables de la miniaturisation des circuits électroniques, se pose le problème des tests, essentiellement de fonctionnement, des circuits comme les microprocesseurs ou analogues. En effet, pour pouvoir effectuer ces tests, les techniciens doivent réaliser des liaisons électriques temporaires entre ces circuits et les moyens, par exemple d'alimentation en énergie électrique, de mesure, contrôle, etc. Or, il est impensable d'utiliser dans ce cas des connexions électriques habituelles car, lors de la déconnexion des circuits après qu'ils aient été testés, il pourrait se produire une dégradation irrémédiable des contacts sur lesquels les connexions temporaires avaient été réalisées. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de mettre en oeuvre un procédé permettant de réaliser de grandes densités de connexions électriques, avantageusement de type temporaires, qui trouve une application préférentielle à la réalisation des platines de tests de circuits comme les semiconducteurs, processeurs ou analogues. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé pour réaliser des connexions électriques, caractérisé par le fait qu'il consiste : -à placer, sur une première face d'une embase en un matériau électriquement isolant, une piste électriquement conductrice, -à déposer, sur ladite première face de l'embase, une couche d'un matériau électriquement isolant de façon à emprisonner la piste entre cette première face de 1'embase et une première face de ladite couche, -à réaliser un puits dans ladite couche à partir de sa seconde face opposée à sa première qui est en contact avec la première face de 1'embase, de façon que le sommet du puits débouche sur cette seconde face de ladite couche et que son fond atteigne au moins une partie de ladite piste, -à réaliser, sur la seconde face de la couche, un dépôt d'un matériau électriquement conducteur, ce dépôt recouvrant au moins une partie de cette seconde face de la couche ainsi qu'au moins une partie de la paroi et du fond du puits de façon que la partie de dépôt située dans le puits réalise une continuité de conduction électrique entre la piste affleurant au fond du puits et le sommet de ce puits, -å effectuer une rectification de la seconde face de la couche de façon à enlever la partie de dépôt située sur cette seconde face de la couche et à réduire l'épaisseur de cette couche pour ne laisser que la partie de dépôt située dans le puits, et -à déposer une bande de matériau électriquement conducteur sur la face rectifiée de la couche, cette bande recouvrant au moins partiellement le sommet du puits pour tre au contact de la partie de dépôt située dans le puits. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels : Les figures 1 à 9 illustrent les phases successives d'une mise en oeuvre préférentielle du procédé selon l'invention pour réaliser des connexions électriques, et La figure 10 représente une vue schématique d'une application d'une connexion électrique réalisée avec le procédé selon l'invention, à la vérification des semi-conducteurs, processeurs ou analogues. Les Demandeurs tiennent à préciser que ces figures représentent un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres mises en oeuvre possibles qui répondent à la définition de cette invention, notamment telle que donnée dans la première revendication. Ils précisent en outre que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte"au moins un"moyen ayant une fonction donnée, le mode de mise en oeuvre du procédé peut comporter plusieurs de ces moyens. Ils précisent aussi que, si le mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention tel qu'illustré utilise plusieurs moyens de fonction identique et que si, dans la description, il n'est pas spécifié que le procédé doit obligatoirement utiliser un nombre particulier de ces moyens, le procédé selon l'invention pourra tre défini comme utilisant"au moins un"de ces moyens. Le procédé selon l'invention, dont les phases d'une mise en oeuvre sont illustrées sur les figures 1 à 9, permet de réaliser des connexions électriques, par exemple entre une borne d'entrée 1 d'une platine 41 et un contact 2 d'un circuit électronique ou analogue à tester 42, figure 10. Le procédé consiste tout d'abord à placer, par collage, par dépôt, par électrolyse, ou analogue, sur une première face 3 d'une embase 4 en un matériau électriquement isolant comme du verre epoxy ou analogue, une piste 5 électriquement conductrice, par exemple en cuivre ou analogue, dont une extrémité est apte à tre reliée à la borne d'entrée 1 de la platine. Il est entendu dans la présente description que, par piste, on entend tout conducteur électrique qui permet de véhiculer un courant électrique, quelle que soit sa forme, la matière qui la compose et sa façon de la placer sur la première face 3 de 1'embase 4. Sur cette première face 3 de 1'embase 4 est ensuite déposée une couche 6 d'un matériau électriquement isolant, comme du verre epoxy ou analogue, de façon à emprisonner la piste 5 entre la première face 3 de 1'embase 4 et la face 7 de la couche 6, figure 3. Cette couche peut avoir par exemple une épaisseur de l'ordre du millimètre, ou mme moins. Le procédé consiste à réaliser ensuite un puits 9 dans cette couche 6, à partir de sa face 8 opposée à la face 7 qui est en contact avec la face 3 de 1'embase 4, de façon que le sommet 10 du puits 9 débouche sur cette face 8 et que son fond 11 atteigne au moins une partie de la piste 5, figure 4. Dans une mise en oeuvre avantageuse, la réalisation du puits est obtenue en focalisant un faisceau laser de puissance de façon à vaporiser la matière de la couche 6 jusqu'à atteindre la piste 5. De façon préférentielle, préalablement à sa mise en place sur la première face 3 de 1'embase 4, la piste 5 est recouverte d'une gaine électriquement isolante 20. Le puits 9 est alors réalisé de façon que son fond 11 atteigne la piste 5 par élimination, aussi, d'au moins une partie de la portion de gaine isolante en contact avec la face 7 de la couche 6. Lors d'une mise en oeuvre du procédé, les Demandeurs ont utilise une piste conductrice d'environ 63p de diamètre recouverte d'une gaine ayant un diamètre de 120p. Quand le puits 9 est réalisé au moyen d'un faisceau laser comme mentionné ci-avant, le faisceau laser est choisi pour vaporiser à la fois le matériau de la couche 6 et celui de la gaine 20, sans attaquer la piste elle-mme pour lui conserver toute son intégrité. Le puits 9 a par exemple un diamètre d'environ 0,4 mm, dimension qu'il est très facile d'obtenir par focalisation d'un faisceau laser comme celui donné par un générateur laser du type C02 ou analogue. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans le cas où la piste 5 est recouvert d'une gaine est illustrée dans toutes les figures 1 à 9, bien que cette réalisation ne soit donnée qu'à titre optionnel. La phase du procédé suivant celle illustrée sur la figure 4 à réaliser, sur la face 8 de la couche 6, un dépôt 12 d'un matériau électriquement conducteur, par exemple un dépôt de cuivre ou analogue. A titre d'exemple, l'épaisseur de ce dépôt 12 est de l'ordre de 17N. Ce dépôt recouvre au moins une partie de la face 8 de la couche 6 ainsi qu'au moins une partie de la paroi 13 et du fond 11 du puits 9, de façon que la partie de dépôt 14 située dans le puits réalise une continuité de conduction électrique entre la piste 5 affleurant au fond 11 du puits et son sommet 10. t ! est bien évident qu'il est préférable que la partie de dépôt 14 recouvre toute la paroi 13 du puits 9 et tout le fond 11, figure 5, pour assurer une bonne connexion avec la partie de la piste 5, dénudée ou originellement nue, affleurant au fond 11 du puits. Dans une mise en oeuvre possible, ce dépôt est avantageusement obtenu par sérigraphie ou par dépôt sous vide selon la technique du plasma ou celle de l'évaporation. La phase suivante du procédé consiste à effectuer une rectification 16 de la face 8 de la couche 6, figures 6 et 7, de façon à enlever la partie du dépôt 12 située sur cette face 8 de la couche 6, éventuellement en réduisant d'une quantité très faible l'épaisseur de cette couche 6, pour ne laisser que la partie de dépôt 14 située dans le puits 9. Cette rectification est par exemple obtenue par un polissage du type optique ou analogue, au moyen d'un rodage mécanique-chimique ou abrasif. Dans une autre mise en oeuvre avantageuse possible du procédé, après la réalisation du dépôt 12, 14 du matériau électriquement conducteur et avant la rectification de la face 8 de la couche 6 comme décrit ci-dessus, dans le but essentiel de protéger la partie de dépôt 14 tapissant la paroi 13 et le fond 11 du puits, le puits est rempli avec un matériau électriquement isolant 31, figure 6, comme du verre epoxy ou analogue. La structure obtenue est alors celle qui est illustrée sur la figure 7. Le procédé consiste ensuite à déposer une bande 15 d'un matériau électriquement conducteur sur la face rectifiée 16 de la couche 6, cette bande étant déposée pour recouvrir au moins partiellement le sommet 10 du puits 9 de façon qu'elle soit au contact de la partie de dépôt 14 située dans le puits 9. Avantageusement, cette bande 15 est de forme oblongue, trapézoïdale ou analogue, son extrémité 18 qui correspond à la grande base étant au contact du sommet 10 du puits et donc de la partie de dépôt 14. De cette façon, i ! existe une continuité de conduction électrique entre la piste 5, la partie de dépôt 14 et la bande 15, figure 8. La bande 15 est avantageusement déposée par sérigraphie ou par dépôt sous vide selon la technique du plasma ou celle de l'évaporation, de préférence combinées avec la technique du masque et/ou de la gravure. Dans une autre mise en oeuvre possible de l'invention, plus particulièrement pour l'application aux tests des semi-conducteurs comme mentionné ci-avant, le procédé peut tre complété par le positionnement, sur l'extrémité 17 de la bande 15 opposée à celle 18 qui est au contact du sommet 10 du puits 9, d'une aiguille électriquement conductrice 19, cette aiguille étant fixée de façon qu'elle soit sensiblement perpendiculaire au plan de la face rectifiée 16 de la couche 6, figures 8,9 et 10. La mise en oeuvre du procédé telle que décrite ci-dessus permet la réalisation d'une seule connexion. Cependant, il est bien évident que le procédé peut tre mis en oeuvre plusieurs fois sur une mme embase 4, pour obtenir, comme représenté en vue de dessus sur la figure 9, une pluralité d'aiguilles réparties sur une très petite surface, celle qui est nécessaire par exemple pour tester un processeur ou analogue, figures 9 et 10, mme si les puits 9 sont, eux, répartis sur une plus grande surface. Le procédé selon l'invention permet alors de relier temporairement les nombreux points de contact 2 de circuits comme des processeurs ou analogues, à des instruments d'alimentation, mesure, contrôle, etc, via les pointes 40 des aiguilles 19. Pour effectuer ces tests, il est en effet possible de réaliser une platine 41, figure 10, comportant autant d'aiguilles 19 que de contacts 2 pour le circuit semi-conducteur 42 à tester, ces aiguilles étant disposées de façon que les pointes 40 correspondent spatialement aux positions de tous les contacts 2. Toutes les pistes 5 sont alors reliées aux bornes d'entrée 1 de la platine 41, ellesmmes pouvant tre reliées de façon classique aux instruments d'alimentation, mesure, contrôle, etc. Le circuit à tester 42 est positionné sur un plateau (non représenté) déplaçable par rapport à la platine 41, de façon que, dans son déplacement, les contacts 2 viennent respectivement se positionner sur les pointes 40 des aiguilles 19. Ces aiguilles étant reliées électriquement, comme explicité ciavant, aux bornes d'entrée 1 de la platine 41, elles sont reliées aux instruments d'alimentation, mesure, contrôle, etc. A titre d'exemple, les Demandeurs ont pu réaliser, avec le procédé selon l'invention décrit ci-dessus, une platine comportant 1800 aiguilles réparties sur une surface de 2500 mm2, ce qui permet de tester les processeurs ou mémoires actuels sans endommager leurs contacts de sortie. REVENDICATIONS 1-Procédé pour réaliser des connexions électriques, caractérisé par le fait qu'il consiste : -å placer, sur. une première face (3) d'une embase (4) en un matériau électriquement isolant, une piste (5) électriquement conductrice, -à déposer, sur ladite première face (3) de ladite embase (4), une couche (6) d'un matériau électriquement isolant de façon à emprisonner ladite piste (5) entre la première face (3) de 1'embase (4) et une première face (7) de ladite couche (6), -à réaliser un puits (9) dans ladite couche (6) à partir de sa seconde face (8) opposée à sa première (7) qui est en contact avec la première face (3) de l'embase, de façon que le sommet (10) du puits débouche sur cette seconde face (8) de ladite couche (6) et que son fond (11) atteigne au moins une partie de ladite piste (5), -à réaliser, sur la seconde face (8) de la couche (6), un dépôt (12) d'un matériau électriquement conducteur, ce dépôt recouvrant au moins une partie de cette seconde face (8) de la couche (6) ainsi qu'au moins une partie de la paroi (13) et du fond (11) du puits (9), de façon que la partie de dépôt (14) située dans le puits réalise une continuité de conduction électrique entre la piste affleurant au fond (11) du puits et le sommet (10) de ce puits, -à effectuer une rectification (16) de la seconde face (8) de la couche (6) (Figures 6 et 7) de façon à enlever ! a partie de dépôt (12) située sur cette seconde face (8) de la couche (6) et à réduire l'épaisseur de cette couche (6) pour ne laisser que la partie de dépôt (14) située dans le puits (9), et -à déposer une bande (15) de matériau électriquement conducteur sur la face rectifiée (16) de la couche (6), cette bande recouvrant au moins partiellement le sommet (10) du puits (9) pour tre au contact de la partie de dépôt (14) située dans le puits. 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, préalablement à sa mise en place sur la première face (3) de l'embase (4), la piste (5) est recouverte d'une gaine électriquement isolante (20), le puits (9) étant alors réalisé de façon que son fond (11) atteigne la piste (5) par élimination d'au moins une partie de la gaine isolante (20). 3-Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, après la réalisation du dépôt (12, 14) du matériau électriquement conducteur et avant la rectification de la seconde face (8) de la couche (6), le puits (9) est rempli d'un matériau électriquement isolant (31). 4-Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la bande (15) est de forme oblongue, une extrémité (18) de cette bande (15) étant au contact du sommet (10) du puits. 5-Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il consiste en outre à positionner, sur l'extrémité (17) de la bande (15) opposée à celle (18) qui est au contact du sommet (10) du puits (9), une aiguille (19) électriquement conductrice dans une position sensiblement perpendiculaire au plan de la face rectifiée (16) de la couche (6). 6-Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le puits (9) est réalisé au moyen d'un faisceau laser. 7-Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la bande (15) est déposée par l'une des techniques suivantes : sérigraphie, dépôt sous vide. 8-Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le dépôt (12,14) du matériau électriquement conducteur est réalisé par l'une des techniques suivantes : sérigraphie, dépôt sous vide. 9-Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'il consiste à utiliser en outre la technique du masque. 10-Procédé selon l'une des revendications 7 et 9, caractérisé par le fait qu'il consiste à utiliser en outre la technique de la gravure.