Brevet FR3129525A1 — publié le 20230526

Circuit électronique La présente description concerne un circuit électronique (200, 300) comprenant : - un substrat supérieur (102) et un substrat inférieur (112) ; - une puce électronique (106) entre les substrats supérieur et inférieur, et ayant des éléments de contact (208) reliés au substrat supérieur (102) ; - une première région, faite d’un premier matériau (214), et agencée entre la puce et une zone de transfert de chaleur (216, 316) traversant le substrat inférieur (112) ; - une deuxième région, remplie d’un deuxième matériau (115), et reliant les substrats inférieur et supérieur ; le premier matériau (214) ayant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du deuxième matériau (115). Figure pour l'abrégé : Fig. 2 Circuit électronique La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques et leurs procédés de fabrication et en particulier des circuits électroniques comportant des puces électroniques incorporées dans des substrats. Afin d’être protégés des éléments extérieurs, tels que l’humidité, les circuits électroniques existants peuvent comprendre des éléments englobés dans des résines par un processus de moulage. Ces résines limitent notamment l’évacuation de la chaleur générée au sein des circuits électroniques. De plus, des assemblages de substrats à puces électroniques incorporées (en anglais « mold embedded package »), ont été proposées pour rendre plus compact des circuits électroniques. En particulier, dans de tels assemblages, des puces électroniques sont englobées dans des résines formées par moulage. Toutefois, dans ce type d’assemblage, l’évacuation de chaleur devient critique. Les échauffements en résultant limitent les performances et sont source de défaillances. Il existe un besoin d’améliorer l’évacuation de chaleur au sein des circuits électroniques ou lorsqu’ils sont empilés. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des circuits électroniques connus. Un mode de réalisation prévoit circuit électronique comprenant : - un substrat supérieur et un substrat inférieur ; - une puce électronique entre les substrats supérieur et inférieur, et ayant des éléments de contact reliés au substrat supérieur ; - une première région, faite d’un premier matériau, et agencée entre la puce et une zone de transfert de chaleur traversant le substrat inférieur ; - une deuxième région, remplie d’un deuxième matériau, et reliant les substrats inférieur et supérieur ; le premier matériau ayant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du deuxième matériau. Selon un mode de réalisation, des premiers éléments conducteurs de chaleur sont agencés entre les substrats supérieur et inférieur, les premiers éléments conducteurs de chaleur étant solidarisés avec les substrats supérieur et inférieur. Selon un mode de réalisation, le circuit comprend une troisième région, faite d’un troisième matériau isolant électrique, et agencée entre une face de la puce orientée vers le substrat supérieur et le substrat supérieur, la troisième région entourant au moins en partie les éléments de contact de la puce. Selon un mode de réalisation, la zone de transfert de chaleur comprend une ouverture traversant l’épaisseur du substrat inférieur à l’aplomb de la puce électronique. Selon un mode de réalisation, le premier matériau remplit au moins partiellement l’ouverture. Selon un mode de réalisation, la zone de transfert de chaleur comprend un conducteur de chaleur agencé dans l’ouverture et ayant une conduction thermique supérieure au deuxième matériau. Selon un mode de réalisation, la zone de transfert de chaleur comprend au moins un élément de conduction thermique agencé sur une face du substrat inférieur orientée vers le substrat supérieur et agencé en contact avec le conducteur de chaleur ; ledit au moins un élément de conduction thermique ayant une conduction thermique supérieure au deuxième matériau. Selon un mode de réalisation, le conducteur de chaleur est une plaque conductrice d’électricité. Selon un mode de réalisation, l’élément de conduction thermique est une plaque conductrice d’électricité et le conducteur de chaleur est un via en métal remplissant l’ouverture. Selon un mode de réalisation, l'élément de conduction thermique ou le conducteur de chaleur comprend du cuivre ou un alliage de nickel et d’or. Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d’un circuit électronique comprenant : - appliquer un premier matériau à une zone de transfert de chaleur d’un substrat inférieur ; - positionner un substrat supérieur pour que le premier matériau soit agencé dans une première région entre au moins une puce électronique, dont des éléments de contact sont reliés au substrat supérieur, et la zone de transfert de chaleur du substrat inférieur ; - remplir, d’un deuxième matériau, une deuxième région reliant les substrats inférieur et supérieur ; le premier matériau ayant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du deuxième matériau. Selon un mode de réalisation, la zone de transfert de chaleur est obtenue au préalable de l’application du premier matériau : - en prévoyant une ouverture traversant l’épaisseur du substrat inférieur ; et – en posant une première face du substrat inférieur sur un film, la première face étant orientée à l’opposé du substrat supérieur, pour que l’ouverture soit bouchée du côté de la première face par ledit film. Selon un mode de réalisation, - après que le substrat supérieur soit positionné, un traitement de durcissement est appliqué au premier matériau ; et - après que le deuxième matériau remplisse la deuxième région, un autre traitement de durcissement lui est appliqué, puis le film est retiré. Selon un mode de réalisation, les substrats supérieur et/ou inférieur comprennent un empilement de pistes électriques reliant des plots de contacts agencés de part et d’autre de l’épaisseur desdits substrats. Un mode de réalisation prévoit un système électronique comprenant un tel circuit électronique et au moins un autre circuit électronique positionné sur le substrat supérieur et relié au moins thermiquement au substrat supérieur du circuit électronique. 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 : la représente, de manière schématique en coupe, un exemple d’assemblage de circuits électroniques ; la représente, de manière schématique en coupe, un circuit électronique selon un mode de réalisation de la présente description ; la représente, de manière schématique en coupe, un circuit électronique selon un autre mode de réalisation de la présente description ; la représente, sous forme de blocs, différentes étapes d’un procédé de fabrication d’un circuit électronique selon un mode de réalisation de la présente description ; et les figures 5a à 5g représentent, de manière schématique en coupe, différentes étapes du procédé de fabrication de la . Circuit électronique (200, 300) comprenant : - un substrat supérieur (102) et un substrat inférieur (112) ; - une puce électronique (106) entre les substrats supérieur et inférieur, et ayant des éléments de contact (208) reliés au substrat supérieur (102) ; - une première région, faite d’un premier matériau (214), et agencée entre la puce et une zone de transfert de chaleur (216, 316) traversant le substrat inférieur (112) ; - une deuxième région, remplie d’un deuxième matériau (115), et reliant les substrats inférieur et supérieur ; le premier matériau (214) ayant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du deuxième matériau (115). Circuit selon la revendication 1, dans lequel des premiers éléments conducteurs de chaleur (204) sont agencés entre les substrats supérieur et inférieur, les premiers éléments conducteurs de chaleur (204) étant solidarisés avec les substrats supérieur et inférieur. Circuit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit (200, 300) comprend une troisième région, faite d’un troisième matériau (210) isolant électrique, et agencée entre une face (211) de la puce orientée vers le substrat supérieur (102) et le substrat supérieur (102), la troisième région entourant au moins en partie les éléments de contact (208) de la puce (106). Circuit selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la zone de transfert de chaleur (216, 316) comprend une ouverture (220) traversant l’épaisseur du substrat inférieur (112) à l’aplomb de la puce électronique (106). Circuit selon la revendication 4, dans lequel le premier matériau (214) remplit au moins partiellement l’ouverture (220, 326). Circuit selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la zone de transfert de chaleur (216, 316) comprend un conducteur de chaleur (218, 322) agencé dans l’ouverture (220, 326) et ayant une conduction thermique supérieure au deuxième matériau (115). Circuit selon la revendication 6, dans lequel la zone de transfert de chaleur (216, 316) comprend au moins un élément de conduction thermique (320) agencé sur une face (324) du substrat inférieur (112) orientée vers le substrat supérieur (102) et agencé en contact avec le conducteur de chaleur ; ledit au moins un élément de conduction thermique ayant une conduction thermique supérieure au deuxième matériau (115). Circuit selon la revendication 7, dans lequel le conducteur de chaleur (218) est une plaque conductrice d’électricité. Circuit selon la revendication 7, dans lequel l’élément de conduction thermique est une plaque conductrice d’électricité et le conducteur de chaleur est un via (322) en métal remplissant l’ouverture (326). Circuit selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l'élément de conduction thermique ou le conducteur de chaleur comprend du cuivre ou un alliage de nickel et d’or. Procédé de fabrication d’un circuit électronique (200, 300) comprenant : - appliquer un premier matériau (214) à une zone de transfert de chaleur (216, 316) d’un substrat inférieur (112) ; - positionner un substrat supérieur (102) pour que le premier matériau (214) soit agencé dans une première région entre au moins une puce électronique (106), dont des éléments de contact (208) sont reliés au substrat supérieur (102), et la zone de transfert de chaleur (216, 316) du substrat inférieur (112) ; - remplir, d’un deuxième matériau (115), une deuxième région reliant les substrats inférieur et supérieur ; le premier matériau (214) ayant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du deuxième matériau (115). Procédé selon la revendication 11, dans lequel la zone de transfert de chaleur (216, 316) est obtenue au préalable de l’application du premier matériau (214) : - en prévoyant une ouverture (220) traversant l’épaisseur du substrat inférieur (112) ; et – en posant une première face du substrat inférieur sur un film (502), la première face étant orientée à l’opposé du substrat supérieur (102), pour que l’ouverture soit bouchée du côté de la première face par ledit film. Procédé selon la revendication 12, dans lequel : - après que le substrat supérieur (102) soit positionné, un traitement de durcissement est appliqué au premier matériau (214) ; et - après que le deuxième matériau (115) remplisse la deuxième région, un autre traitement de durcissement lui est appliqué, puis le film (502) est retiré. Circuit selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les substrats supérieur (102) et/ou inférieur (112) comprennent un empilement de pistes électriques reliant des plots de contacts agencés de part et d’autre de l’épaisseur desdits substrats. Système électronique comprenant un circuit électronique (200, 300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 ou 14 et au moins un autre circuit électronique positionné sur le substrat supérieur (102) et relié au moins thermiquement au substrat supérieur (102) du circuit électronique (200, 300).