Brevet FR2905198A1 — publié le 20080229

PROCEDE DE FABRICATION COLLECTIVE DE MODULES ELECTRONIQUES 3D Le domaine de l'invention est celui de la fabrication de modules électroniques 3D. Un module électronique 3 D comprend un empilement de tranches électroniques dont l'interconnexion s'effectue en trois dimensions en utilisant les faces de l'empilement pour réaliser les connexions entre les tranches. Une tranche 50 dont un exemple est représenté figure 1, comprend généralement un ou plusieurs composants 11 actifs ou passifs qui ont des éléments de connexion électrique 2, les composants étant enrobés dans une résine 6 électriquement isolante. Les éléments de connexion 2 des composants sont reliés à des plots de connexion 2' portés par un substrat électriquement isolant 4. Une ou plusieurs pistes 3 électriquement conductrices portées par le substrat isolant 4 relient ces composants entre eux ou les relient à des éléments de connexion électrique des tranches entre elles. Les tranches sont reliées électriquement entre elles par des conducteurs situés sur les faces latérales de l'empilement, c'est-à-dire sur les bords 7 des tranches. Il existe plusieurs méthodes pour connecter les plots 2 du composant à ceux 2' du substrat. Une méthode consiste à connecter directement les plots du composant sur ceux du substrat isolant en envoyant des ultra-sons. L'énergie envoyée est proportionnelle au nombre de plots à connecter. Pour des composants comportant un grand nombre de plots, l'énergie nécessaire pour la connexion provoque parfois une cassure du composant. Une solution pour réduire cette énergie consiste à chauffer le substrat qui alors s'amollit et absorbe une partie de l'énergie ultrasonore envoyée ce qui rend la connexion très difficile. En outre, lors de l'enrobage des composants par polymérisation réalisée à environ 150 , le substrat tend à se courber car le coefficient de dilation des composants est différent de celui du substrat, typiquement 4 fois inférieur. Les tranches ainsi obtenues sont testées électriquement une par une de manière à éliminer les tranches comportant un composant défectueux avant d'être empilées de manière à obtenir un module électronique 3D. 2905198 2 Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients pour réaliser des modules 3D ne comportant pas de composants défectueux. Le principe de l'invention est de conserver une bonne continuité 5 de matériau entre le composant et le substrat pendant la fabrication pour éviter les différences de dilatation pendant l'étape de connexion et/ou de polymérisation, tout en permettant de réaliser un test électrique collectif. De cette façon l'étape d'empilement permettant de réaliser des modules électroniques 3D n'est réalisée qu'avec des tranches comportant des 10 composants valides. Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de fabrication de n modules électroniques, n étant un entier supérieur à 1, un module comportant un empilement de K tranches électroniques, une tranche i, i variant de 1 à K comprenant sur un substrat isolant au moins un composant 15 électronique, les K tranches étant reliées électriquement entre elles par des conducteurs situés sur les faces latérales de l'empilement, caractérisé en ce que la fabrication est collective et comprend : une première étape consistant pour chaque tranche i, en : Al) une étape de fabrication d'un lot de n tranches i sur une même plaque 20 mince plane d'épaisseur es comprenant du silicium, recouverte sur une face de plots de connexion électrique dits plots de test puis d'une couche mince électriquement isolante d'épaisseur e;, formant le substrat isolant et munie d'au moins un composant électronique en silicium comportant des plots de connexion connecté aux plots de test à travers ladite couche isolante, les 25 composants étant enrobés d'une résine isolante d'épaisseur er, remplissant les espaces entre les composants, puis séparés les uns des autres par des premières rainures d'une largeur L1 et d'une profondeur P1 telle que e;+er REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de n modules électroniques (100), n étant un entier supérieur à 1, un module comportant un empilement de K tranches électroniques (50), une tranche i, i variant de 1 à K comprenant sur un substrat isolant (4) au moins un composant électronique (11), les K tranches étant reliées électriquement entre elles par des conducteurs situés sur les faces latérales de l'empilement, caractérisé en ce que la fabrication est collective et comprend : une première étape consistant pour chaque tranche i, en : Al) une étape de fabrication d'un lot de n tranches i sur une même plaque mince (10) plane d'épaisseur es comprenant du silicium, recouverte sur une face de plots de connexion électrique (20) dits plots de test puis d'une couche mince électriquement isolante (4) d'épaisseur e;, formant le substrat isolant et munie d'au moins un composant électronique (11) en silicium comportant des plots de connexion (2) connecté aux plots de test (20) à travers ladite couche isolante, les composants étant enrobés d'une résine isolante (6) d'épaisseur er, remplissant les espaces entre les composants, puis séparés les uns des autres par des premières rainures (30) d'une largeur L1 et d'une profondeur P1 telle que e;+er 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que L2 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend préalablement à l'étape de dépôt d'un support adhésif sur la face côté composants, une étape d'amincissement 15 par surfaçage de la face de la plaque comportant les composants. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape C2 comprend les étapes consistant à : métalliser la paroi des troisièmes rainures au moyen d'une couche 20 métallique (33) - former dans ladite couche métallique un schéma d'interconnexion des tranches entre elles. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que l'empilement de l'étape A2 est réalisé sur un support (42). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant électronique (11) est un composant actif 30 ou passif ou un MEMS. 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le composant actif est une puce. 2905198 11 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un composant passif est situé dans la plaque (10) ou sur la plaque. 5