Brevet FR2817396A1 — publié le 20020531

Procédé de fabrication pour substrat multicouche haute densité Les produits électroniques se sont développés à un rythme rapide en recherchant une vitesse élevée, un haut degré de fonctionna- lité, une fréquence élevée, une densité élevée, tout cela en étant numé- riques, légers et respectueux de l'environnement. Si l'on considère un substrat classique 1' ou substrat multicouche, comme représenté en figure 1, sur lequel sont réparties des broches de connexion 11' par le circuit 12', la réalisation des fils électriques fins sur le substrat ou le circuit imprimé représente une difficulté majeure. En figure 2, est représentée une carte classique multicouche à haute densité, dans laquelle les deux faces du substrat central sont munies de plusieurs couches de conduction et d'isolation de sorte que les broches de connexion à haute densité sont suffisamment "éclatées" au moyen de la couche de conduction des diverses couches de la carte. La fabrication d'une carte multicouche à haute densité emploie norma- lement une couche de polyimide, ou bien un matériau organique, pour la formation du substrat. Le substrat organique de la carte multicouche à haute densité 2', en matériau organique, est l'endroit o est formé un substrat central 211' ainsi que des couches de conduction 212' et des couches d'isolation 213' en résine époxy avec plusieurs motifs de conduction au moyen d'un procédé de fabrication. Par une accumula- tion continue, on forme un circuit de conduction multicouche, et la surface de couche supérieure et la face inférieure de la couche infé- rieure sont munies de pastilles de soudure ou boules de soudure 215' permettant la connexion à une autre puce 3' ou un autre substrat (non représenté). Toutefois, la densité de circuit du substrat organique est restreinte par les caractéristiques du matériau et elle ne peut pas atteindre le niveau de densité élevé d'un substrat en polyimide. Cepen- dant, si on utilise comme matériau de substrat une couche de polyi- mide servant pour d'autres couches, on peut réaliser un substrat à haute densité de câblage à pas fin. Le polyimide, en tant que matière première, coûte très cher et si toutes les couches sont réalisées à partir d'un substrat de polyimide, alors la carte multicouche entière en polyi- mide revient très cher (comme celle représentée en figure 2). Par conséquent, un premier aspect de la présente invention consiste à proposer un procédé de fabrication pour substrat multicou- che haute densité, dans lequel une composition nouvelle est employée et o les étapes de compression sont simples, ce qui permet d'obtenir un coût de production faible. Un deuxième aspect de la présente invention consiste à pro- poser un procédé de fabrication pour substrat multicouche haute den- sité, dans lequel on emploie un substrat de polyimide pour constituer la première carte des cartes multicouches, et un substrat organique à densité non élevée pour former la deuxième carte et les suivantes. 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 de dessus schématique d'une carte multicouche haute densité conventionnelle; la figure 2 représente la structure d'une carte multicouche haute densité conventionnelle; les figures 3a et 3b sont des vues en coupe illustrant le pro- cédé de fabrication d'un mode de réalisation préféré du substrat multi- couche à haute densité de la présente invention; les figures 4a et 4b montrent un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. Sur les figures 3a et 3b est représenté un procédé de fabrica- tion pour substrat multicouche haute densité employant un substrat de polyimide pour former la première couche (ou autre matériau de type film polymérique) en la combinant avec un substrat organique à den- sité non élevée en tant que deuxième couche formée à partir d'un maté- riau organique, comprenant les étapes consistant à: a) former un substrat de polyimide 11 de première couche (ou substrat de film polymérique haute densité) de la carte multicou- che 1 en employant du polyimide (ou autre film polymérique haute densité) 111, former sur le substrat de polyimide 11 (ou substrat de film polymérique haute densité) une implantation de circuits 112 à pas étroit à l'aide d'un procédé de formation de circuits (comme un pro- cédé de galvanoplastie), le circuit préfabriqué 112 étant dirigé vers la face inférieure du substrat de polyimide 11, la densité de circuit étant étendue et diluée de façon appropriée, et la face inférieure étant munie de pastilles de soudure 113 en des positions appropriées; b) former un substrat organique à densité non élevée de deuxième couche en utilisant un matériau organique 12, et les deux côtés d'un substrat central 122 étant munis d'une couche de conduction 123 pour disposer un circuit 1231 et une couche d'isolation 124 et la face supérieure du circuit 1231 et la face inférieure du substrat de polyimide 11 de couche supérieure (ou substrat de film de couche polymérique haute densité) étant soudées au moyen d'une bosse de soudure 125, en une position correspondante, à la pastille de soudure 113, le circuit 123 employant un chemin 1221 pour traverser le sub- strat central 122 jusqu'à la couche de conduction 123 au niveau de la face inférieure du substrat organique 12 à densité non élevée, répartir le circuit 1231 et abaisser la densité de circuit; et c) chauffer et comprimer le substrat de polyimide 11 de première couche (ou substrat de film polymérique haute densité) et le substrat organique à densité non élevée 12 de deuxième couche après alignement, et la bosse de soudure 124 de la surface du substrat orga- nique à densité non élevée 12 de deuxième couche et la face inférieure du premier substrat en polyimide 11 (ou substrat de film polymérique haute densité) étant soudées ensemble pour être reliées électriquement. Comme montré sur les figures 4a et 4b, le substrat central, la couche de conduction, la couche d'isolation sont liées ensemble en séquence pour former de manière répétée une ou plusieurs multicou- ches et pour abaisser la densité de circuit de la première couche. Selon la présente invention, la première couche de la multi- couche au moyen du substrat de polyimide (ou substrat de film poly- mérique haute densité) peut permettre une implantation de circuit à pas très fin, et un matériau organique à densité non élevée est utilisé pour les autres couches subséquentes qui n'ont pas besoin de la même densité de circuit que la première couche. Selon le présent procédé, une implantation de pas de circuit qui satisfait aux exigences peut être fabriquée de façon à réduire le coût des matériaux. En outre, la compression et la combinaison de la carte de première couche et de la carte de deuxième couche n'ont pas besoin d'être soudées davantage, mais présente une compression directe avec chauffage. Après que les cartes aient été comprimées et combinées, on obtient un substrat à intérieur connecté, à haute densité, à pas fin et à faible coût. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication pour substrat multicouche haute densité employant un substrat de polyimide pour former une première couche en la combinant avec un substrat organique à densité non éle- vée en tant que deuxième couche, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a) former un substrat de polyimide (11) de première couche d'une carte multicouche (1) en employant du polyimide, ou autre film polymérique haute densité (111), former sur le substrat de polyimide (11) une implantation de circuits (112) à pas étroit à l'aide d'un procédé de formation de circuits, le circuit préfabriqué (112) étant dirigé vers la face inférieure du substrat de polyimide (11), la densité de circuit étant étendue et diluée de façon appro- priée, et la face inférieure étant munie de pastilles de soudure (113) en des positions appropriées; b) former un substrat organique à densité non élevée de deuxième couche en utilisant un matériau organique (12), et les deux côtés d'un substrat central (122) étant munis d'une couche de conduc- tion (123) pour disposer un circuit (1231) et une couche d'isolation (124) et la face supérieure du circuit (1231) et la face inférieure du substrat de polyimide (11) de couche supérieure étant soudées au moyen d'une bosse de soudure (125) en une position correspondante, le circuit employant un chemin (1221) pour traverser le substrat central (122) jusqu'à la couche de conduction (123) au niveau de la face infé- rieure du substrat organique (12) à densité non élevée, répartir le cir- cuit (1231) et abaisser la densité de circuit; et c) chauffer et comprimer le substrat de polyimide (11) de première couche et le substrat organique à densité non élevée (12) de deuxième couche après alignement, et la bosse de soudure (124) de la surface du substrat organique à densité non élevée (12) de deuxième couche et la face inférieure du premier substrat en polyimide (11) étant soudées ensemble pour être reliées électriquement. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat organique à densité non élevée (12) de deuxième couche comprend le substrat central, la couche de conduction, la cou- che d'isolation en séquence pour former de manière répétée une ou plusieurs multicouches et pour abaisser la densité de circuit de la pre- mièere couche.