Brevet FR2803098A3 — publié le 20010629

FR 2803098 A3 20010629 FR 9916320 A 19991223 Tampon thermique pour puce de circuit intégré La technique PBGA ("Plastic Ball Grid Array", matrice de billes en plastique) est une technique d'encapsulation de circuits inté grés. Dans la structure de PBGA, une grande quantité de chaleur est facilement dégagée quand le composant fonctionne. Le tampon thermi que exposé classique des produits PBGA comporte une structure de section épaisse. Lorsqu'un tampon thermique exposé est ajouté à l'inté rieur du produit PBGA, un corps d'isolation en résine synthétique de couleur noire est prévu entre le tampon thermique et la surface de la puce. Ainsi, le chemin de transfert thermique de la chaleur dégagée par la surface de puce passe à travers une couche de corps en caout chouc synthétique relativement épaisse (l'épaisseur étant le double de celle de la puce) afin de transmettre la chaleur provenant de l'intérieur du PBGA au tampon thermique et de la dissiper. Le corps caoutchouc de résine synthétique n'étant pas un bon conducteur, l'effet du transfert de chaleur est inférieur à celui du stockage de chaleur. Ainsi, ceci provoque le stockage de l'énergie thermique à l'intérieur du corps en résine synthétique. Cependant, les fonctions des puces sont sans cesse améliorées et la quantité de chaleur produite pendant le fonctionnement des com posants augmente. L'épaisseur du tampon thermique exposé classique est constante, et une distance le sépare de la puce (comme montré en figure 1). Ainsi, l'efficacité de la dissipation thermique est limitée et devrait être améliorée. La présente invention propose un tampon thermique d'une matrice de billes en plastique à la surface d'une puce. Ce tampon com- prend un corps saillant sur son côté intérieur, une couche d'anti-oxy- dant appliquée sur le corps saillant, un substrat comportant un point de connexion à la masse connecté à un doigt de câblage du tampon ther mique, une colle l'argent reliant la puce et le substrat, la colle à l'ar gent étant chauffée pour durcir pour monter la puce sur le substrat, un adhésif thermoconducteur élastique appliqué sur la surface du corps saillant ou la surface de la puce, le corps saillant étant câblé avec la surface de la puce en utilisant un dispositif de câblage, et le corps saillant étant monté sur la surface de la puce pour former une structure de corps de câblage élastique en utilisant un procédé de collage de ma tériau. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins d'accom pagnement dans lesquels la figure 1 est une vue schématique d'un tampon thermique exposé classique d'une matrice de billes en plastique; la figure représente une matrice de billes en plastique com portant un tampon thermique selon la présente invention; la figure 3 est une vue schématique illustrant la connexion du corps saillant du tampon thermique et de la puce selon la présente in vention. Les figures 2 et 3 représentent une structure de tampon ther mique 6 d'une matrice de billes en plastique (PBGA) selon la présente invention montée à la surface d'une puce. Selon la présente invention, le tampon thermique 6 est monté au sommet de la puce 2 et du substrat 7, et recouvre toute la puce 2. A un certain emplacement sur le tampon thermique 6, en correspondance avec la puce 2, est prévu un corps saillant 61. Une région de doigt de câblage soudé est prévue, ainsi qu'une saillie 64 afin d'accroître le vo lume du tampon thermique 6. Sur la figure 3 est représentée l'adhésion entre le tampon thermique 6 du substrat PBGA 7 et la surface de la puce 2. Les élé ments essentiels de la présente structure sont le substrat 7, la puce 2, et le tampon 6. La couche intérieure du tampon thermique 6 (excepté le corps saillant 61) est dotée d'une couche plaquée 63 par galvanoplastie ou par électrodéposition pour prévenir l'oxydation de surface du tam pon thermique 6. Si la couche plaquée 63 est une surface en résine de polymère, elle a l'effet d'un courant antistatique. Entre le corps saillant 61 du tampon thermique 6 et la puce 2, la surface de celle- ci est revêtue d'une couche anti-oxydante 11 pour empêcher l'oxy dation de la couche de surface corps saillant 61 dans le procédé de fabrication, qui provoque un phénomène de dénudage avec un agent adhésif thermoconducteur 5. L'agent adhésif thermoconduc- teur 5 subit un traitement de durcissement dans une pièce chauffan te pour former une couche adhésive flexible. Ainsi, non seulement le tampon thermique peut être monté sur la surface de la puce 2, mais il possède aussi une résistance contre la contrainte résultant des variations de température. En référence à la figure 2, le procédé de montage du tampon thermique 6 sur la surface de la puce 2 comprend les étapes consistant à: (a) obtenir un tampon thermique 6 présentant une taille qui peut s'adapter à la puce 2 et à la taille d'une région de câblage soudé 4, le côté intérieur du tampon 6 étant pourvu d'un corps saillant 61 et d'une saillie 64; (b) disposer une couche d'anti-oxydant 11 à la surface du corps saillant 61 collé à la surface de la puce 2 et au tampon thermi que 6; (c) prévoir un substrat PBGA 7 pour correspondre avec un doigt de câblage du tampon thermique 6 de manière telle qu'un point 76 de connexion à la masse de la surface 7 est connecté au doigt de câ blage 62 du tampon thermique 6; (d) relier la puce 2 et le substrat 7 en utilisant une colle à l'argent 1, la colle à l'argent 1 étant chauffée pour durcir pour monter la puce sur le substrat; (e) enduire la surface du corps saillant 61 ou la surface de la puce 2 d'un adhésif thermoconducteur élastique 5; (f) câbler le corps saillant 61 du tampon thermique 6 avec la surface de la puce 2 en utilisant un dispositif de câblage; et connecter le doigt de câblage 62 du tampon thermique 6 au point 76 de connexion à la masse du substrat 7; et (g) monter le corps saillant 61 sur la surface de la puce 2 pour former une structure de corps de câblage élastique en utilisant un procédé de collage de matériau. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente in vention, le tampon thermique 6 est situé très près de la puce 2, en lais sant un espace suffisant pour réaliser un revêtement en résine synthéti que pour apporter l'écoulement en douceur de la résine. Il n'y a donc pas d'autre adhésif entre le corps saillant 61 et la surface de la puce 2. REVENDICATION 1. Tampon thermique (6) d'une matrice de billes en plastique à la surface d'une puce (2), caractérisé en ce qu comprend - un corps saillant (61) sur son côté intérieur; - une couche d'anti-oxydant (11) appliquée sur le corps saillant (61); - un substrat (7) comportant un point (76) de connexion à la masse connecté à un doigt de câblage (62) du tampon thermique (6); - une colle à l'argent (1) reliant la puce (2) et le substrat (7), la colle à l'argent (1) étant chauffée pour durcir pour monter la puce (2) sur le substrat (7); - un adhésif thermoconducteur élastique (5) appliqué sur la surface du corps saillant (61) ou la surface de la puce (2); - le corps saillant (61) étant câblé avec la surface de la puce (2) en utilisant un dispositif de câblage; et - le corps saillant (61) étant monté la surface de la puce (2) pour former une structure de corps de câblage élastique en utilisant un procédé de collage de matériau.