Brevet FR3095297A1 — publié le 20201023

Description Titre de l'invention : Disposition centripète de bossages et procédé Domaine technique [0001] La présente description concerne de façon générale le domaine des puces de circuits intégrés, et en particulier un assemblage à puce retournée et un substrat utilisant des bossages pour former des connexions électriques avec la puce, et un procédé de conception de circuit pour produire une disposition de bossages. Technique antérieure [0002] On utilise souvent une matrice de bossages pour connecter électriquement des puces de circuits intégrés à un substrat, comme une carte de circuit imprimé (PCB). La matrice dc bossages comprend un réseau de bossages de soudure régulièrement espacés qui connectent électriquement des plots d'entrée/sortie (I/O) alignés se trouvant sur la puce de circuit intégré et sur le substrat. Dans la puce de circuit intégré, les plots I/O sont en général formés au-dessus des couches d'interconnexion métalliques dc la puce, et la puce est ainsi retournée avant d'être montée sur le substrat. Un tel assemblage est par conséquent souvent appelé assemblage à puce retournée. [0003] Afin d'améliorer les performances électriques et thermiques, il serait souhaitable d'augmenter la densité des bossages de la matrice de bossages. Toutefois, une réduction du pas entre les bossages peut conduire à un taux élevé de courts-circuits entre bossages voisins, ce qui est non souhaitable. En outre, une réduction de la taille des bossages peut conduire à un risque plus élevé de ce qu'on appelle défaillances au "temps zéro" ou "défauts de fiabilité" liés un accroissement des contraintes dans chaque bossage et en dessous dc chaque bossage, en d'autres termes dans le silicium de la puce de circuit intégré. [0004] 11 existe donc un besoin dans la technique d'un type amélioré de matrice dc bossages et d'un procédé de conception d'une telle matrice dc bossages. Résumé de l'invention 100051 Un objet de modes de réalisation de la présente description est de répondre au moins partiellement à un ou plusieurs besoins dans la technique. 100061 Selon un aspect, on prévoit une matrice de bossages comprenant des bossages, chaque bossage étant asymétrique en rotation dans le plan de la matrice de bossages, les bossages étant orientés selon une disposition centripète, dans laquelle les bossages se trouvant dans une première partie de la matrice de bossages ont un premier pas dans un premier axe et les bossages se trouvant dans une deuxième partie de la matrice de bossages ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. 2 [0007] Selon un mode de réalisation, les bossages sont formés dans des anneaux concentriques ou des anneaux partiels concentriques. [0008] Selon un mode de réalisation, au moins certains des bossages sont formés dans une première zone annulaire et au moins certains des bossages sont formés dans une deuxième zone annulaire, les première et deuxième zones annulaires étant concentriques. [0009] Selon un mode de réalisation, chacune des première et deuxième zones annulaires comprend une pluralité d'anneaux, ou d'anneaux partiels, de bossages. [0010] Selon un autre aspect, on prévoit un circuit comportant une surface de contact comprenant des plots de connexion à coupler à une matrice dc bossages, dans lequel chaque plot de connexion a une région de sa surface exposée qui est asymétrique en rotation dans le plan de la surface de contact, les plots de connexion étant orientés selon un agencement centripète, dans lequel les plots de connexion se trouvant dans une première partie de la surface de contact ont un premier pas dans un premier axe et les plots de connexion se trouvant dans une deuxième partie de la surface de contact ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. [0011] Selon un mode de réalisation, le circuit est une puce de circuit intégré. [0012] Selon un mode de réalisation, le circuit est un substrat destiné à recevoir une puce de circuit intégré. [0013] Selon encore un autre aspect, on prévoit un assemblage à puce retournée comprenant le circuit susmentionné, un autre circuit, et la matrice de bossages susmentionnée connectant les plots de connexion du circuit à des plots de connexion se trouvant sur une surface de contact de l'autre circuit. [0014] Selon un autre aspect, on prévoit un procédé de conception de circuit mis en oeuvre par un dispositif de traitement sous le contrôle d'instructions logicielles, le procédé comprenant : définir des dimensions de chaque bossage dans le plan d'une surface de contact définie par une conception de circuit et réaliser de manière automatique un placement de bossages sur la surface de contact de telle sorte que les bossages sont orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, et de telle sorte que les bossages se trouvant dans une première partie de la surface de contact ont un premier pas dans un premier axe et les bossages se trouvant dans une deuxième partie de la surface de contact ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. [0015] Selon un mode de réalisation, les bossages sont placés dans des anneaux concentriques ou des anneaux partiels concentriques. [0016] Selon un mode de réalisation, au moins certains des bossages sont placés dans une première zone annulaire et au moins certains des bossages sont placés dans une 3 deuxième zone annulaire, les première et deuxième zones annulaires étant concentriques. [0017] Selon un mode de réalisation, chacune des première et deuxième zones annulaires comprend une pluralité d'anneaux concentriques, ou d'anneaux partiels concentriques, de bossages. [0018] Selon un mode de réalisation, la deuxième zone annulaire est radialemcnt à l'extérieur de la première zone annulaire et comprend un plus grand nombre d'anneaux concentriques ou d'anneaux partiels concentriques que la première zone annulaire. [0019] Selon encore un autre aspect, on prévoit un dispositif mémoire non transitoire lisible par un ordinateur mémorisant des instructions d'ordinateur qui amènent la mise en oeuvre du procédé susmentionné lorsqu'elles sont exécutées par un dispositif de traitement. [0020] Selon un mode de réalisation, il y a un dimensionner-Ir-lent de sécurité variable autour des bossages. [0021] Selon un mode de réalisation, il y a une traduction des bossages en une forme 2D. [0022] Selon un mode de réalisation, il y a une orientation circulaire des bossages. [0023] Selon un mode de réalisation, le placement des bossages est automatisé. [0024] Selon un aspect, on prévoit un substrat comprenant une surface de contact comportant des bossages formés dessus, chaque bossage étant asymétrique en rotation dans le plan de la surface de contact, les bossages étant par exemple orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, dans lequel les bossages se trouvant dans une première zone de la surface de contact ont un premier pas dans un premier axe et les bossages se trouvant dans une deuxième zone de la surface de contact ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. [0025] Selon un mode de réalisation, la densité des bossages dans la première zone est différente de la densité des bossages dans la deuxième zone. [0026] Selon un mode de réalisation, il y a une zone d'exclusion autour de chacun des bossages dans laquelle aucun autre bossage n'est formé, la zone d'exclusion ayant par exemple une première largeur dans un premier axe et une deuxième largeur dans un deuxième axe perpendiculaire au premier axe, les première et deuxième largeurs étant différentes entre elles. [0027] Selon un mode de réalisation, la zone d'exclusion est hexagonale ou sensiblement hexagonale. [0028] Selon un mode de réalisation, chaque bossage a une forme oblongue, ou sen- siblement oblongue. [0029] Selon un autre aspect, on prévoit un substrat comprenant une surface de contact comportant des bossages formés dessus, chaque bossage étant asymétrique en rotation dans le plan de la surface de contact, les bossages étant par exemple orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, dans lequel les centres des bossages sont disposés selon un premier motif dans une première zone de la surface de contact et selon un deuxième motif, différent du premier motif, dans une deuxième zone de la surface de contact, les premier et deuxième motifs définissant par exemple l'espacement entre les centres des bossages dans le plan de la surface de contact. [0030] Selon un mode de réalisation, la première zone est une zone centrale de la surface de contact, et la deuxième zone est une zone annulaire entourant la zone centrale. [0031] Selon un autre aspect, on prévoit un substrat comprenant une surface de contact comportant des bossages formés dessus, chaque bossage étant asymétrique en rotation dans le plan de la surface de contact, les bossages étant par exemple orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, dans lequel les bossages sont disposés de telle sorte que les centres des bossages dans le plan de la surface de contact ne sont pas alignés. [0032] Selon un autre aspect, on prévoit un procédé de conception de circuit mis en oeuvre par un dispositif de traitement sous le contrôle d'instructions logicielles, le procédé comprenant : - définir des dimensions de chaque bossage dans le plan d'une surface de contact définie par une conception de circuit ; et - réaliser de manière automatique un placement de bossages sur la surface de contact de telle sorte que les bossages sont par exemple orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, et/ou de telle sorte que les bossages se trouvant dans une première zone de la surface de contact ont un premier pas dans un premier axe et les bossages se trouvant dans une deuxième zone de la surface de contact ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. [0033] Selon un autre aspect, on prévoit un procédé de conception de circuit mis en oeuvre par un dispositif de traitement sous le contrôle d'instructions logicielles, le procédé comprenant : - définir des dimensions de chaque bossage dans le plan d'une surface de contact définie par une conception de circuit ; et - réaliser de manière automatique un placement de bossages sur la surface de contact de telle sorte que les bossages sont par exemple orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, et/ou de telle sorte que les centres des bossages sont disposés selon un premier motif dans une première zone de la surface de contact et selon un deuxième motif, différent du premier motif, dans une deuxième zone de la surface de contact, les premier et deuxième motifs définissant par exemple l'espacement entre les centres des bossages dans le plan de la surface de contact. [0034] Selon un autre aspect, on prévoit un procédé de conception de circuit mis en oeuvre par un dispositif de traitement sous le contrôle d'instructions logicielles, le procédé comprenant : - définir des dimensions de chaque bossage dans le plan d'une surface de contact définie par une conception de circuit. ; et - réaliser de manière automatique un placement de bossages sur la surface de contact de telle sorte que les bossages sont par exemple orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, et/ou de telle sorte que les bossages sont disposés de telle sorte que les centres des bossages dans le plan de la surface de contact ne sont pas alignés. Brève description des dessins [0035] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : [0036] [fig.1] la figure 1 est une vue à plat d'une partie d'une matrice de bossages comportant des bossages oblongs régulièrement espacés orientés de manière centripète ; [0037] [fig.2] la figure 2 représente, en vue à plat, un bossage oblong et une zone d'exclusion selon un exemple de réalisation de la présente description ; [0038] [fig.3] la figure 3 est une vue à plat d'une matrice de bossages selon un exemple de réalisation de la présente description ; [0039] [fig.4] la figure 4 représente une partie de la matrice de bossages de la figure 3 plus en détail selon un exemple de réalisation de la présente description ; [0040] [fig.5] la figure 5 est une vue en coupe d'un assemblage à puce retournée comprenant une matrice de bossages selon un exemple de réalisation de la présente description ; [0041] [fig.6] la figure 6 est une vue en coupe illustrant un bossage de la matrice de bossages de la figure 5 plus en détail ; [0042] [fig.7] la figure 7 illustre schématiquement un dispositif informatique de conception de circuit selon un exemple de réalisation de la présente description ; [0043] [fig.8] la figure 8 est un organigramme représentant des étapes dans un procédé de conception de circuit selon un exemple de réalisation de la présente description ; et [0044] [fig.9] la figure 9 est une vue à plat d'une matrice de bossages divisée en zones dans un but de simulation. Description des modes de réalisation 100451 De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. 100461 Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre 6 eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. [0047] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures. [0048] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sen- siblement", et "de l'ordre de" signifient à 10% près, de préférence à 5 % près. [0049] La figure 1 est une vue à plat d'une partie d'une matrice de bossages 100 comportant des bossages oblongs régulièrement espacés 102 orientés de manière centripète. [0050] Les bossages 102 dans l'exemple de la figure 1 sont régulièrement espacés en ce que chacun est disposé à un point 104, les points 104 étant alignés sur des lignes de rangées 106 et des lignes de colonnes 108. Dans l'exemple de la figure 1, des bossages sont disposés au niveau d'intersections alternées des lignes de rangées et de colonnes 106, 108, autrement dit selon un motif en damier par rapport à ces intersections. [0051] Chacun des bossages 102 est de forme oblongue, et afin de réduire les contraintes, les bossages 102 sont orientés selon un agencement centripète autour d'un point central 110 de la matrice. Toutefois, une difficulté rencontrée dans un tel agencement est que, lorsque le pas des bossages est relativement faible, il y a un risque de courts-circuits entre bossages voisins. Un exemple d'un tel court-circuit est représenté par des bossages fusionnés 112 en figure 1. [0052] Le pas de bossage Pb est par exemple défini comme étant la plus courte distance entre les centres de bossages adjacents, ce qui dans l'exemple de la figure 1 correspond à la distance entre des intersections adjacentes diagonalement de lignes de rangées et de colonnes. [0053] Les présents inventeurs ont trouvé que, pour un agencement du type de la figure 1, le risque de courts-circuits entre bossages est le plus grand à proximité des bords de la matrice, là où les bossages sont orientés de manière similaire dans une direction diagonale. [0054] Afin d'assurer une densité de bossages relativement élevée et un faible risque de courts-circuits, les présents inventeurs proposent une matrice de bossages dans laquelle les bossages ne sont plus régulièrement espacés, mais sont espacés irrégulièrement tout en respectant une zone d'exclusion autour de chaque bossage, comme on va le décrire maintenant plus en détail en faisant référence à la figure 2. [0055] La figure 2 représente, en vue à plat, un bossage oblong 200 entouré (l'une zone 7 d'exclusion 202 selon un exemple de réalisation de la présente description. [0056] Le bossage 200 dans l'exemple de la figure 2 a une forme de stade, en d'autres termes une forme correspondant à deux demi-cercles face-à-face reliés par des lignes droites. [0057] La zone d'exclusion 202 est par exemple définie comme étant une distance par rapport au centre 204 du bossage 200, bien que dans des variantes de réalisation elle puisse être définie comme étant une distance par rapport au bord du bossage 200. Dans des modes de réalisation décrits ci-après, la zone d'exclusion 202 est une zone dans laquelle aucun autre bossage ne doit être placé, et qui ne doit pas chevaucher la zone d'exclusion d'un autre bossage. Il serait aussi possible de définir une zone d'exclusion comme étant une zone dans laquelle aucun autre bossage ne doit être placé, mais qui peut chevaucher la zone d'exclusion d'un autre bossage. L'homme de l'art saura comment les exemples donnés ci-après pourraient être adaptés pour une telle variante de définition de la zone d'exclusion. [0058] La zone d'exclusion 202 a par exemple des dimensions différentes dans des axes différents. Dans certains modes de réalisation, la zone d'exclusion 202 a une longueur Lez suivant l'axe 205 du diamètre le plus long du bossage 200 qui est supérieure à la largeur Wcz suivant l'axe (non illustré) perpendiculaire à l'axe 205, correspondant à l'axe du diamètre le plus court du bossage. [0059] Dans certains modes de réalisation, la zone d'exclusion est sensiblement hexagonale, comme cela est représenté par un hexagone 206 en trait interrompu en figure 2. Des bords opposés 208, 210 de l'hexagone sont alignés avec l'axe du diamètre le plus long du bossage 200, et sont séparés par la largeur de la zone d'exclusion Wez. Des sommets opposés 212, 214 de l'hexagone sont sur l'axe du diamètre le plus long du bossage 200 et sont séparés par la largeur de zone d'exclusion Lez. [0060] Dans des variantes de réalisation, la zone d'exclusion 202 est définie par une courbe qui respecte des distances minimum par rapport au centre 204 du bossage 200, ou par rapport au bord du bossage 200, les distances minimum étant différentes dans des secteurs différents. Par exemple, en définissant le 00 comme étant l'axe 205 sur un côté donné du bossage 200, la zone d'exclusion 202 a par exemple : - une distance minimum Dl, par rapport au centre 204, dans les secteurs compris entre 330° et 30° et compris entre 150° et 210° ; - une distance minimum D2, par rapport au centre 204, dans les secteurs compris entre 30° et 60°, entre 120° et 150°, entre 210° et 240°, et entre 300° et 330° ; et - une distance minimum D3, par rapport au centre 204, dans les secteurs compris entre 60° et 120° et entre 240° et 300°. [0061] Dans certains modes de réalisation, pour un bossage ayant un diamètre le plus long dl, la longueur Lez/2, et/ou la distance DI, sont par exemple comprises entre 0,7*(11 et 8 1,1*dl, et pour un bossage ayant un diamètre le plus court ds, la largeur Wcz/2, et/ou la distance D3, sont par exemple comprises entre 1,5*ds et 2*ds. La distance D2 est par exemple comprise entre les distances Dl et D3, en d'autres termes D3 REVENDICATIONSMatrice de bossages comprenant des bossages (200), chaque bossage (200) étant asymétrique en rotation dans le plan de la matrice de bossages, les bossages (200) étant orientés selon une disposition centripète, dans laquelle les bossages se trouvant dans une première partie de la matrice de bossages ont un premier pas dans un premier axe et les bossages se trouvant dans une deuxième partie de la matrice de bossages ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. Matrice de bossages selon la revendication 1, dans laquelle les bossages sont formés dans des anneaux concentriques ou des anneaux partiels concentriques (Cl). Matrice de bossages selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle au moins certains des bossages sont formés dans une première zone annulaire (Z2) et au moins certains des bossages sont formés dans une deuxième zone annulaire (Z3), les première et deuxième zones annulaires (Z2, Z3) étant concentrique. Matrice de bossages selon la revendication 3, dans laquelle chacune des première et deuxième zones annulaires (Z2, Z3) comprend une pluralité d'anneaux, ou d'anneaux partiels, de bossages. Circuit (506, 510) comportant une surface de contact (504) comprenant des plots de connexion (604) à coupler à une matrice de bossages, dans lequel chaque plot de connexion a une région de sa surface exposée qui est asymétrique en rotation dans le plan de la surface de contact (504), les plots de connexion (604) étant orientés selon un agencement centripète, dans lequel les plots de connexion se trouvant dans une première partie de la surface de contact ont un premier pas dans un premier axe et les plots de connexion se trouvant dans une deuxième partie de la surface de contact ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. Circuit selon la revendication 5, dans lequel le circuit. est une puce de circuit intégré (506). Circuit selon la revendication 5, dans lequel le circuit. est un substrat (510) destiné à recevoir une puce de circuit intégré (506). Assemblage à puce retournée comprenant : - le circuit de l'une quelconque des revendications 5 à 7 ; - un autre circuit ; et 14 [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] - la matrice de bossages de l'une quelconque des revendications 1 à 4, la matrice de bossages connectant les plots de connexion du circuit à des plots de connexion se trouvant sur une surface de contact de l'autre circuit. Procédé de conception de circuit mis en oeuvre par un dispositif de traitement sous le contrôle d'instructions logicielles, le procédé comprenant : - définir des dimensions de chaque bossage dans le plan d'une surface de contact définie par une conception de circuit ; et - réaliser de manière automatique un placement de bossages sur la surface de contact de telle sorte que les bossages sont orientés sur la surface de contact selon un agencement centripète, et de telle sorte que les bossages se trouvant dans une première partie de la surface de contact ont un premier pas dans un premier axe et les bossages se trouvant dans une deuxième partie de la surface de contact ont un deuxième pas dans le premier axe, le deuxième pas étant différent du premier pas. Procédé de conception de circuit selon la revendication 5, dans lequel les bossages sont placés dans des anneaux concentriques ou des anneaux partiels concentriques. Procédé de conception de circuit selon la revendication 6, dans lequel au moins certains des bossages sont placés dans une première zone annulaire (Z2) et au moins certains des bossages sont placés dans une deuxième zone annulaire (Z3), les première et deuxième zones annulaires étant concentriques. Procédé de conception de circuit selon la revendication 7, dans lequel chacune des première et deuxième zones annulaires (Z2, Z3) comprend une pluralité d'anneaux concentriques, ou d'anneaux partiels concentriques, de bossages. Procédé de conception de circuit selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la deuxième zone annulaire (Z3) est radialement à l'extérieur de la première zone annulaire (Z2) et comprend un plus grand nombre d'anneaux concentriques ou d'anneaux partiels concentriques que la première zone annulaire (Z2). Dispositif mémoire non transitoire lisible par un ordinateur, mémorisant des instructions d'ordinateur qui amènent la mise en oeuvre du procédé de l'une quelconque des revendications 9 à 13 lorsqu'elles sont exécutées par un dispositif de traitement.